|
به نام خدا
اگر قادر نیستی خود را بالا ببری همانند سیب باش تا با افتادنت اندیشهای را بالا ببری (دکتر علی شریعتی) اعضای گروه:زهرا رئیسی -طاهره فاضلی استاد راهنما:جناب اقای دکتر ایمانیه + نوشته شده توسط رئیسی-فاضلی در چهارشنبه بیست و هشتم مهر 1389 و ساعت
13:40 |
جلسه ۱
نقطه ذوب: نقطه ذوب یك تركیب دمایی است كه در آن، جسم به صورت مایع در می آید.در این دما فشار بخار مایع و فشار بخار جامد برابرند و دو فاز مایع و جامد در حال تعادل هستند. در اثر جذب انرژی، آرایش منظم ذرات در یك تركیب جامد و بلوری به آرایش نامنظم(حالت مایع) تبدیل می شود. این عمل را ذوب می گویند. دمای ذوب را عمدتا به دو طریق زیر تعیین میکنند:
نقطه جوش:
نقاط جوش براي شناسايي مايعات و برخي از جامداتي که در حرارت پايين ذوب ميشوند، مفيد هستند. وقتي که فشار بخار يک مايع با فشار جو برابر مي شود، مايع شروع به جوشيدن ميکند. در اين دما ، بخار حاصل در داخل مايع سبب ايجاد حباب و غليان خاص جوشش ميشود. تشکيل حباب در دماي پايينتر از نقطه جوش غير ممکن است، زيرا فشار جو بر سطح مايع که بيش از فشار داخل آن است، مانع از تشکيل حباب ميشود. دماي مايع در حال جوش تا هنگامي که تمام مايع بخار نشده است، ثابت ميماند در يک ظرف بدون درپوش حداکثر فشار بخاري که هر مايع ميتواند داشته باشد برابر با فشار جو ميباشد. فشار بخار هر مايع تنها از روي دما معين ميشود. بنابراين اگر فشار بخار ثابت باشد دما نيز ثابت است. براي ثابت ماندن دماي يک مايع در حال جوش بايد به آن گرما داده شود. زيرا در فرايند جوش مولکولهاي با انرژي زياد از مايع خارج ميشوند. اگر سرعت افزايش گرما بيش از حداقل لازم براي ثابت نگهداشتن دماي مايع در حال جوش باشد، سرعت جوشش زياد ميشود ولي دماي مايع بالا نمي رود. نوسانات فشار جو در يک موقعيت جغرافيايي ، نقطه جوش آب را حداکثر تاCْ 2 تغيير ميدهد. ولي تغيير محل ممکن است باعث تغييرات بيشتر شود،
نکته: نقطه جوش يک مايع به صورت درجه حرارتي تعريف ميشود که در آن فشار بخار مايع برابر با فشار بيروني باشد. فشار بخار تعادل يک نمونه يک حد نهايي دارد که به وسيله فشار خارجي معين ميشود. در اين حد سرعت تبخير به مقدار زيادي افزايش مي يابد (که با تشکيل حباب در مايع آشکار ميشود) و اين مرحله را عموما شروع جوشش مي دانند. ماده زماني به جوشش مي رسد که ملکولهاي آن بتوانندبصورت آزادنه حرکت کرده و از سطح ماده جدا شوند.
اتکتیک: نقطه یذوب چند ترکیب که باهم ترکیب شده اند.
فرض کنید دو ماده داریم :A با نقطه ی ذوب 118 درجه و B با نقطه ی ذوب 90 درجه وقتی آنها را با هم مخلوط می کنیم دو امکان وجود دارد:1_ تشکیل مخلوط اتکتیک می دهند : نقطه ی ذوب حاصل خیلی پایین تر از مواد اولیه است مثلا 60 درجه 2_ تشکیل مخلوط اتکتیک نمی دهند : در این صورت B به صورت ناخالصی روی A عمل می کند و نقطه ی ذوب A را حداکثر 20 درجه کم میکند مثلا مخلوط حاصل دارای نقطه ی ذوبی برابر 108 درجه خواهد شد . شاخصه ی نقطه ی اتکتیک این است که نقطه ی ذوب مخلوط حاصل بسیار پایین تر از نقطه ی ذوب مواد اولیه است
"Eutectic" redirects here. For the sports mascot, see St. Louis College of Pharmacy#Mascot.
A eutectic system is a mixture of che tonically as the mix changes from pure silver to pure gold.[2]+ نوشته شده توسط رئیسی-فاضلی در چهارشنبه بیست و هشتم مهر 1389 و ساعت
13:38 |
تجزیه کیفی مواد آلی به روش ذوب قلیایی جهت ت
|
|
Reactants and Products |
MW (g/mol) |
Amounts |
Wt./MW = mol |
Density (g/mL) |
Mp or Bp (°C) |
|
Acetanilide |
135.17g/mol |
0.5g |
0.004 mols |
----------- |
Mp= 113-115°C |
|
Nitric acid |
63.01 |
0.5mL
(0.6915g) |
0.012 mols |
1.383g/mL |
Mp = -42
Bp = 121 |
|
Sulfuric acid |
98.08g/mol |
1.6mL
(2.944g) |
0.030 mols |
1.84g/mL |
Mp = 3
Bp = 280 |
|
nitroacetanilide |
180.16g/mol |
0.23g |
0.0013 mols |
----------- |
Mps: Ortho = 94°C
Meta = 155°C
Para = 214-217°C |
|
Ethanol, 95% |
46.07g/mol |
10mL
(7.89g) |
0.171 mols |
0.789g/mL |
Bp = 78°C |
چرا پارا نیترو استانیلید در محلول های اسیدی حل می شود؟
C6H5-NH(C=O)CH3 استانیلید می باشد که در آن گروه NHCOCH3 بر روی حلقه ی آروماتیکی وجود دارد. حال چنانچه بخواهیم یک گروه دیگر بر روی حلقه قرار دهیم، این گروه می تواند موقعیتهای ارتو، متا و پارا را اشغال نماید. یعنی گروه جدید همسایه ی گروه قبلی باشد (ارتو) و یا یک کربن از آن فاصله داشته باشد(متا) و یا دو کربن فاصله داشته باشد و در دورترین فاصله ی ممکن قرار گیرد (پارا).
ساختار و خواص استانیلید را می توانید در سایت زیر ببینید:
http://en.wikipedia.org/wiki/Acetanilide
استانیلید دارای نقطه ذوب 113 تا 115 درجه ی سانتیگراد و نقطه جوش 304 درجه ی سانتیگراد می باشد.
ارتو و پارا نیترواستانیلید بوسیله ی واکنش استانیلید با مخلوطی از نیتریک اسید و سولفوریک اسید بدست می آید. زیرا گروه نخست یعنی NHCOCH3 گروه حجیمی است، فرم پارا که در آن دو گروه فوق و نیترو از هم فاصله ی بیشتری دارند، پایدارتر بوده و قسمت بیشتر محصول را به خود اختصاص می دهد. اما جدا کردن ایزومرهای پارا و ارتو از طریق تقطیر جز به جز ممکن است، زیرا ابن دو ترکیب در نقطه ی جوش متفاوت هستند.
اما دلیل حل شدن، به طور کلی یا حل شدن بر اساس شبیه در شبیه است یعنی مواد مشابه در حلالهای مشابه از نظر میزان قطبی حل می شود
و یا اینکه حل شونده و حلال بتوانند با هم برهمکنشی داده و پیوندی برقرار نمایند مانند حل شدن برخی مواد مانند شکر در آب به دلیل توانایی برقراری پیوند هیدروژنی
در مورد مولکول فوق همانطور که گفته شد به دلیل اینکه در نوع پارا ، ممانعت فضایی کمی در مولکول حاکم است، پایداری بیشتری وجود دارد و چون دو گروه به اندازه کافی از هم فاصله دارند، نیتروژن می تواند با هیدروژن اسیدی پیوند داتیو برقرار نماید و به دلیل تراکم الکترون در برخی قسمتها ، مولکول قطبی بوده می تواند در محلولهای اسیدی که انها هم به نوعی قطبی هیتند حل شوند.
خطای آزمایش:
چون این واکنش گرمازا است، باید افزایش استانیلید به اسید نیتریک غلیظ بسیار آهسته و همراه با سردکردن محیط واکنش صورت گیرد.
نتیجه گیری:
در پارا نیترو استانیلید، پیوندهای هیدروژنی درون مولکول و بین دو گروه عاملی برقرار می شود ولی در ایزومر ارتو، پیوندهای هیدروژنی بین مولکولهای مجاور و نه در یک مولکول برقرار می شود.
هنگام تولید نیترو استانیلید فرم پارا که در آن دو گروه فوق و نیترو از هم فاصله ی بیشتری دارند، پایدارتر بوده و قسمت بیشتر محصول را به خود اختصاص می دهد. در این گروه به دلیل فاصله ای که گروههای عاملی دارند، ازدحام فضایی کمتر بوده و مولکول بزرگتر می شود، درنتیجه نیروهای بین مولکولی نیز قویتر شده و مولکول به صورت جامد در می آید
| تبلور یک ماده ، عبارتست از جهت یافتگی ذرهای و آرایش مولکولی و تثبیت این نظم در فضای ماده. |
A method of separating the constituents of a mixture utilizing preferential solubility of one or more components in a second phase. Commonly, this added second phase is a liquid, while the mixture to be separated may be either solid or liquid. If the starting mixture is a liquid, then the added solvent must be immiscible or only partially miscible with the original and of such a nature that the components to be separated have different relative solubilities in the two liquid phases.
Solvent extraction processes can be divided into two broad categories according to the origins of the differential solubility. On the one hand, it arises from purely physical differences between the two solutes, such as polarity, while in other cases it can be traced to definite chemical interaction between solute and solvent. Categories of major importance for the latter cases are ion-association systems and chelate compounds.
Liquid/solid extraction may be considered as the dissolving of one or more components in a solid matrix by simple solution, or by the formation of a soluble form by chemical reaction. The largest use of liquid/solid extraction is in the extractive metallurgical, vegetable oil, and sugar industries. The field may be subdivided into the following categories: leaching, washing extraction, and diffusional extraction. Leaching involves the contacting of a liquid and a solid (usually an ore) and the imposing of a chemical reaction upon one or more substances in the solid matrix so as to render them soluble. In washing extraction the solid is crushed to break the cell walls, permitting the valuable soluble product to be washed from the matrix. In diffusional extraction the soluble product diffuses across the denatured cell walls (no crushing involved) and is washed out of the solid.
Liquid/liquid extraction separates the components of a homogeneous liquid mixture on the basis of differing solubility in another liquid phase. Because it depends on differences in chemical potential, liquid/liquid extraction is more sensitive to chemical type than to molecular size. This makes it complementary to distillation as a separation technique. One of the first large-scale uses was in the petroleum industry for the separation of aromatic from aliphatic compounds. Liquid/liquid extraction also has found application for many years in the coal tar industry. On a smaller scale, extraction is a key process in the pharmaceutical industry for recovery of antibiotics from fermentation broths, in the recovery and separation of vitamins, and for the production of alkaloids from natural products. See also Chemical separation techniques.
تقطیر:
تقطیر ساده:
وجود ناخالصیهای غیر فرار در مایع سبب كاهش فشار بخار مایع می شود. زیرا وجود جزء غیر فرار به مقدار زیاد، غلظت جزء اصلی فرار را پائین می آورد و قابلیت تبخیر مایع كم می شود.
این جزء پس از تقطیر در باقیمانده تقطیر باقی می ماند.
چنانچه مخلوطی از دو یا چند مایع داشته باشیم، كه دمای جوش آنها به حد كافی با هم متفاوت باشند جدا كردن آنها از طریق تقطیر ساده امكان پذیر است و ابتدا مایعی كه نقطه جوش كمتری دارد تقطیر می شود.
مثالی از تقطیر آزئوتروپی استفاده از بنزن برای جداسازی کامل اتانول از آب است، که آزئوتروپی با نقطه جوش پایین با 6/95% وزنی الکل را تشکیل میدهد. مخلوط آب- الکل با 95% وزنی الکل به ستون تقطیر آزئوتروپی افزوده میشود و جریان جریان غنی از بنزن از قسمت فوقانی وارد میشود. محصول ته مانده الکل تقریبا خالص است وبخار بالایی یک آزئوتروپی سهگانه است. این بخار مایع شده، به دو فاز تقسیم میشود. لایه آلی برگشت داده شده، لایه آلی به ستون بازیافت بنزن فرستاده میشود. همه بنزن و مقدار الکل در بخار بالایی گرفته شده، به ستون اول روانه میشوند. جریان انتهایی در ستون سوم تقطیر میشود تا آب خالص و مقداری آزئوتروپ دوگانه از آن بدست آید.
مثالی از تقطیر استخراجی، استفاده از فور فورال در جداسازی بوتادیان و بوتن است، فورفورال که حلالی به شدت قطبی است، فعالیت بوتادی ان را بیش تر از بوتن و بوتان کم میکند و غلظت بوتادی ان وفورفورال وارد قسمت فوقانی ستون تقطیر استخراجی شود، با انجام تقطیر بوتادی ان از فورفورال جدا میشود.
هدف از تقطیر ، جداسازی خوراک به بخارهایی از محصولات تقریبا خالص است در تقطیر سیستم های دو جزئی ، درجه خلوص با کسر مولی جزء سبک در محصول تقطیر XO و در محصول ته مانده XB بیان میشود. در سیستم های دو جزئی از یک مرحله به مرحله دیگر ، به جزء در نقطه آزئوتروپ ، دما و منحنی تعادل تغییر میکنند و یک جزء در تمام ستون فرارتر است. اما در سیستم های چند جزئی یک جزء ممکن است در یک قسمت ستون فرارتر و در قسمت دیگر فراریت کمتری داشته باشد، که ماهیت پیچیده غلظت اجزا را نشان میدهد. تعادل فازی سیستم های چند جزئی نسبت به دو جزئی بسیار پیچیده است، به دلیل اینکه تعداد اجزاء زیاد است وتعادل به دما بستگی دارد و دما از یک مرحله به مرحله دیگر تغییر میکند.
رعایت نكات زیر در انجام تقطیر ضروری است.
1.حجم مایع تقطیر شدنی، نباید، از دوسوم حجم بالون بیشتر باشد.
2.انداختن چند عدد سنگ جوش (دو یا سه عدد) در بالون تقطیر، به منظور توزیع یكنواخت گرما و جلوگیری از پریدن مایع
3.مخزن جیوه دماسنج باید پایینتر از شاخه جانبی رابط در محل جریان بخارها قرار گیرد، تا نقطه جوش یك مایع به درستی تعیین شود.
4.اتصال صحیح لوله ورود و خروج آب به مبرد.
5.برای گرم كردن، معمولا حمام های روغن یا وسایل گرم كننده الكتریكی ارجحیت دارند. ولی چنانچه از شعله استفاده می شود، باید توجه داشته با گذاشتن یك توری فلزی روی سه پایه و زیر بالون، شعله چراغ گاز، پخش شده به تمام نقاط بالن اتصال یابد تا بدین وسیله از گرم شدن موضعی بالن جلوگیری شود.
6.باید محل ارتباط و تماس شیشه آلات را با گریس یا وازلین روغنكاری كرد. این امر برای اجتناب از چسبندگی و قفل شدن وسایل شیشه ای بر اثر گرما ضروری است.
یک دستگاه تقطیر ساده
7.از بالنهای تقطیر بزرگ نباید استفاده كرد، زیرا بالن بزرگ سبب از بین رفتن مایع می شود.
8.قبل از انجام تقطیر، تركیب مورد نظر را در بالن تقطیر می ریزیم و آن را توزین می كنیم و بعد از عمل تقطیر نیز مجددا بالن را وزن می كنیم. به این ترتیب مقدار مایع تقطیر شده مشخص می شود.
9.انتخاب مبرد به نوع تقطیر، سرعت تقطیر و نقطه جوش مایع مورد نظر بستگی دارد.
10.سرعت تقطیر مناسب (تنظیم دمای لازم) یك تا دو قطره در هر ثانیه است.
11.بالن تقطیر را هیچگاه نباید تا خشك شدن كامل گرم كرد.
تقطیر در فشار کم:
در بسیاری از موارد، نقطه جوش در فشار معمولی زیاد است و ممكن است تركیب مورد نظر، در دمایی پایینتر از نقطه جوش خود یا در دمای جوش، تجزیه یا اكسید شود یا نوآرایی یابد.
در چنین مواردی مایع را در فشار كمتر از فشار جو تقطیر می كنند. معمولا تركیباتی را كه نقطه جوش آنها از حدود 180درجه سانتیگراد بیشتر است در فشار كم تقطیر می كنند. برای مثال اگر نقطه جوش یك تركیب در فشار 760 میلی متر جیوه 20درجه سانتیگراد باشد، نقطه جوش آن در فشار 20 میلی متر جیوه حدود 90درجه سانتیگراد است.
برای كم كردن فشار، معمولا از خرطوم آبی یا پمپ روغنی استفاده می شود. مقدار كاهش فشار در هر یك از دو وسیله، به شرایط و مشخصات دستگاه تقطیر بستگی دارد.
نكات زیر در این روش تقطیر باید دقیقا مورد توجه قرار گیرد:
رعایت تمام موارد ذكر شده در مورد تقطیر ساده
به جای سنگ جوش می توان از یك لوله مویین استفاده كرد.
این لوله مویین را می توان با گرم كردن یك لوله شیشه ای روی شعله و كشیدن آن تهیه كرد (نظیر آماده كردن لوله مویین برای نقطه ذوب) و با استفاده از یك رابط در بالن تقطیر قرار داد. از راه لوله مویین نه تنها هوا، بلكه در موارد لزوم، می توان یك گاز بی اثر (نظیر نیتروژن یا هلیوم) را نیز وارد دستگاه كرد.
گاهی می توان به جای لوله مویین از یك همزن مغناطیسی استفاده كرد.
استفاده از یك تله جهت مقابله با شكستن خلا (تقلیل فشار) یا جلوگیری از ایجاد مكش معكوس و اجتناب از وارد شدن آب از طریق خرطوم آبی به درون دستگاه تقطیر، ضروری است.
چنانچه مایع مخلوطی از چند جزء باشد، می توان از رابطهایی كه به چند بالن متصل می شوند(رابط عنكبوتی) استفاده كرد.
چنانچه در حین عمل، دستگاه خلا از كار بیفتد، فورا باید منبع گرما را خاموش و لوله یا بست رابط بین تله و خلا (بمب یا خرطوم آبی) را باز كرد تا از مكش معكوس و ورد آب به بالن دریافت كننده جلوگیری شود.
در پایان تقطیر، ابتدا منبع گرما را خاموش، سپس لوله خلا را از دستگاه جدا می كنیم و بعد شیر آب را می بندیم.
تقطیر به وسیله بخار آب:
می دانیم كه مجموع دو مایع مخلوط نشدنی، از هر كدام از دو مایع، به صورت تنها(مجزا) در دمای پایینتری می جوشد. چنانچه یكی از دو مایع آب باشد و عمل تقطیر انجام شود، آن را تقطیر همراه با بخار آب می گویند.
بنابراین مایع مورد نظر، زیر 100درجه سانتیگراد تقطیر می شود. بدین ترتیب، یك تركیب كه در آب بسیار نامحلول است، به صورت مخلوط با آب، تقطیر می شود و موادی را كه جوش آنها خیلی بالاتر از 100 درجه سانتیگراد است، به راحتی می توان تقطیر كرد.
تقطیر جزء به جزء:
چنانچه تفاوت نقاط جوش اجزای موجود در مخلوط زیاد نباشد، از طریق تقطیر ساده نمی توان اجزا را جدا كرد. در این گونه موارد، از روش تقطیر جزء به جزء استفاده می شود. در این روش، یك ستون تقطیر بین بالن تقطیر و مبرد قرار می گیرد.
در طول این ستون، چندین بار عمل تبدیل بخار به مایع انجام می شود و در هر بار بخار از تركیبی كه دارای نقطه جوش كمتری است غنی می شود. وقتی بخار به انتهای ستون می رسد و وارد مبرد می شود، فقط بخارات یك جزء (نقطه جوش كمتر) است كه در اثر میعان به قطرات مایع تبدیل می شو
Powered By
BLOGFA.COM
