X
تبلیغات
organic chemistry
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.
پدیده ذوب وقتی روی می دهد كه انرژی گرمایی بر نیروهای بین ملكولی كه ذرات را در حالت جامد نگه می دارند فایق آید.
دمای ذوب یك جسم خالص در طول عمل ذوب ثابت می ماند.به عبارت دیگر، اگر به مخلوط مایع و جامد یك جسم خالص گرما بدهیم، تا وقتی كه تمام جامد به مایع تبدیل نشود، دمای جسم بالا نمی رود.و چنانچه گرم كردن متوقف شود، تا زمانی كه تمامی مخلوط جامد نشده است، دما پائین نمی رود.
برخی از جامدات آلی در دمای ذوب شدن یا پیش از آن براثر گرما تجزیه می شوند. در این صورت می توان به جای نقطه ذوب دمای تجزیه را به عنوان یك خاصیت فیزیكی مورد استفاده قرار داد.بعضی از مواد فشار بخار بالایی دارند، به طوری كه در نقطه ذوب خود یا پیش از آن تصعید می شوند.در این گونه موارد تعیین نقطه ذوب در لوله در بسته انجام می شود.
بعضی مواد قبل از ذوب شدن حلال تبلور خود را از دست می دهند (عرق می کنند) در این حالت اولین قطره مایع دیده شده نقطه ذوب واقعی است.

دمای ذوب را عمدتا به دو طریق زیر تعیین میکنند:
1- لوله تیل
2- دستگاههای اندازه گیری دقیق میكروسكوپی

 

   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.

 

عوامل موثر بر نقطه ذوب جسم الی

  1.  
  1. جرم مولکولی                                                                     
  2. نیروهای مولکولی                                                                
  3. ناخالصی                                                                           
  4. ساختار مولکولی ساده                                                          

 

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


در نقطه اتکتیک دما و غلظت به طور قطع ثابت و معین است کلمه اتکتیک از زبان یونانی گرفته شده است آن شامل دو بخش است یکی eu  به معنای خوب دیگری tectos  به معنای ذوب شدن بنابر این اتکتیک به معنای خوب گداز یا آسان ذوب است .

 

A eutectic system is a mixture of che

 
A phase diagram for depicting the eutectic composit, temperature, and pointion
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 تتصوير اصلي را ببينيدشخیص ازت، گوگرد و هالوژنها

تجزیه کیفی مواد آلی به روش ذوب قلیایی جهت تشخیص ازت، گوگرد و هالوژنها :
 
 برای تشخیص این عناصر در ترکیبات آلی ابتدا باید آنها را به ترکیبات معدنی یونیزه تبدیل کرد سپس شناسایی نمود. این تبدیل ممکن است به روشهای مختلف صورت گیرد ولی بهترین روش ذوب ترکیبات با فلز سدیم است. در این روش سیانید سدیم (NaCN)، سولفید سدیم (Na2S) و هالید سدیم (NaX) تشکیل میشود که به آسانی قابل تشخیص هستند.  

ترکیب آلی (1)
معمولا سدیم به مقدار اضافی به کار برده میشود. در غیر اینصورت اگر گوگرد و نیتروژن هردو وجود داشته باشند، احتمالا تیوسیانات سدیم (NaSCN) تشکیل میشود. در این صورت در تشخیص نیتروژن به جای آبی پروس رنگ قرمز مشاهده میشود زیرا بجای یون (CN-)، یون (SCN-) خواهیم داشت. اما با سدیم اضافی تیوسیانات تشکیل شده تجزیه میشود و جواب درست به دست می آید


به مخلوط حاصل آب اضافه کرده مخلوط قلیایی را صاف نموده و سپس به آن (FeSO4) اضافه کنید در این صورت فروسیانید سدیم تشکیل میشود.
 
وقتی محلولهای قلیایی نمکهای فروی بالا جوشانده میشود بر اثر اکسیژن هوا کمی یون فریک تشکیل میشود. (بر اثر سولفوریک اسید رقیق هیدروکسیدهای فرو و فریک تشکیل شده حل میشوند) فروسیانیدها با نمک فریک تشکیل فروسیانید فریک (آبی پروس) میدهند.
 
برای اسیدی کردن محیط نباید از (HCl) استفاده کرد زیرا به علت تشکیل (FeCl6) رنگ زرد در محیط ایجاد میشود و به جای آبی پروس رنگ سبز ظاهر میشود. به همین دلیل کلرید فریک نیز نباید اضافه شود. همانطوری که قبلا ذکر شده است بر اثر اکسیداسیون به وسیله هوا در محیطهای قلیایی گرم به مقدار کافی یونهای فریک تشکیل میشود بنابراین نیازی به افزایش یون فریک نیست، افزایش مقدار کمی محلول رقیق فلئورید پتاسیم ممکن است به تشکیل آبی پروس در محلول که به آسانی قابل صاف شدن است کمک نماید (Fe3+ با F- تولید FeF63- میکند که پایدار است و باعث خارج شدن Fe3+ از محیط عمل میشود).
گوگرد به صورت یون سولفید را میتوان به وسیله استات سرب و استیک اسید و یا به و سیله پلمبیت سدیم (محلول قلیایی استات سرب) به صورت رسوب سولفید سرب (PbS) سیاه رنگ تشخیص داد.

برای تشخیص یونهای هالوژن (Cl, Br, I) از اثر محلول نیترات نقره در محیط اسید نیتریکی استفاده میشود در این صورت هالید نقره به صورت رسوب حاصل میشود
  


t

 



Safety data for sodium

Hazard: harmful Hazard: highly flammable Hazard: corrosive

    Synonyms: natrium
    Molecular formula: Na
    CAS No: 7440-23-5
    EINECS No: 231-132-9
    Annex I Index No: 011-001-00-0

Physical data

    Appearance: light, soft silver metal, readily tarnishing in air. Usually stored under oil.
    Melting point: 98 C
    Boiling point: 881 C
    Vapour density:
    Vapour pressure:
    Density (g cm-3): 0.97
    Flash point: 43 C (closed cup)
    Explosion limits:
    Autoignition temperature:
    Water solubility:

Stability

    Reacts violently with water, liberating and possibly igniting hydrogen. Flammable solid. Incompatible with water, strong oxidizing agents. Do not store near oxidants. Store under oil, or dry inert gas. Air sensitive.

Toxicology

    Causes burns on contact. May cause serious damage to the eyes. Harmful by ingestion, inhalation and skin contact.

    Toxicity data
    (The meaning of any toxicological abbreviations which appear in this section is given here.)
    IPR-MUS LD50 4000 mg kg-1

    Risk phrases
    (The meaning of any risk phrases which appear in this section is given here.)
    R14 R15 R20 R21 R22 R34 R41.

Transport information

    (The meaning of any UN hazard codes which appear in this section is given here.)
    Un No 1428. Hazard class 4.3. Packing group I.

Personal protection

    Safety glasses. Protect from air and water. Do not use water extinguishers on sodium fires!

    Safety phrases
    (The meaning of any safety phrases which appear in this section is given here.)
    S8 S43 S45.

+ نوشته شده توسط رئیسی-فاضلی در دوشنبه ششم دی 1389 و ساعت 15:14 |
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.

+ نوشته شده توسط رئیسی-فاضلی در پنجشنبه بیست و پنجم آذر 1389 و ساعت 15:50 |
- صاف کردن: دو جسمی را که قابلیت انحلال آنها در یک دمای مشخص با هم متفاوت باشد

 می توان از طریق صاف کردن از یکدیگر جدا کرد. بطور مثال برای جدا کردن مخلوط

 نمک طعام از جوش شیرین ؛ ابتدا مخلوط را با آب 70 درجه به صورت محلول در می آوریم

 سپس دمای آن را به صفر تقلیل می دهیم.جوش شیرین رسوب می کند در حالی که در

 انحلال نمک تغییری بوجود نمی آید که با صاف کردن از هم جدا می شوند.

 

2- تقطیر : دو جسمی را که تبخیر آن ها در دو دمای متفاوت انجام می شود می توان

 بوسیله ی تقطیر از هم جدا کرد مثل جدا کردن آب خالص از آب دریا. چنانچه مخلوط

 فراریت یکسانی داشته باشند از ستون تقطیر جزء به جزء استفاده می شود. مثلا بنزین و نفت سفید

 را به صورت تقطیر جزء به جزء در برج های تقطیر از هم جدا می کنند.

 

3- کرو ماتو گرافی : در کرو ماتوگرافی مخلوط را که بصورت مایع یا گاز است

( ویا به این صورت در آورده ایم) به عنوان فاز متحرک از روی یک فاز ساکن

 ( مثل آلومینیوم اکسید ، کلسیم یا منیزیم یا سدیم کربنات ، ذغال فعال خاک رس و

 یا هر ماده ی  مناسب دیگر عبور می دهند. اجزاء فاز متحرک بسته به میزان خصلت جذب سطحی

 خود به هنگام عبور از روی فاز ثابت جذب آن می گردد که بعدا آن را جدا می کنند. کروماتوگرافی

 روش های متنوعی دارد

 

 مثل ک.ستونی معمولی

 

mμ 200 – ک.ستونی با کارایی بالا که با داشتن پمپ فشار ،

محدودیت سرعت فاز متحرک در نوع ستونی معمولی را نداشته و جداسازی بهتری را انجام می دهد،

( برای جداسازی ویتامین ها ، پروتئین ها و هورمون ها ، در این نوع کروماتوگرافی قطر ذرات فاز ساکن   –  150  است)

 

 - ک.یونی که در آن از ذراتی به نام رزین استفاده می شود. رزین ها پلیمر های هستند که

 یون های مخلوط را بسته به میزان شدت جذبشان به تدریج به خود می گیرند.

 

 – ک. کاغذی که در آن کاغذی را که لکه ی مورد نظر بر روی آن قرار دارد تا خط پایین تر از لکه در حلالی فرو می برند

، اجزاء لکه به تفاوت در حلال حل شده و در کاغذ بالا می روند  و به این ترتیب از هم تفکیک می گردند.

 

 – ک . لایه ی نازک که در اینجا نیز یک صفحه نازک شیشه ای یا پلاستیکی  به جای ستون به صورت

 آغشته به فاز ثابت به کار می رود.  – ک. گازی که در آن مایعات فرار و یا مخلوط گاز ها از هم جدا می شوند

 

 

+ نوشته شده توسط رئیسی-فاضلی در پنجشنبه بیست و پنجم آذر 1389 و ساعت 15:35 |

عنوان : تبلور استانيليد (crystaliztion)

هدف آزمايش : تهيد بلورهاي استانيليد

 

مقدمه :

براي آزمايشهاي 4 و5

استانيليد يا فنيل استاميد نرمال يا استانيلين نرمال يك ماده ورقه اي است اين ماده در انواع بي رنگ ، كريستالي براق نيز موجود است . از اين ماده به عنوان تب بر و ضد درد استفائه مي گردد . همين استانيليد به عنوان يك ماده مياني در ساختن رنگينه ها نقش حياتي ايفا مي كند.

خصوصيات استانيليد: (1)

1- استانيليد يك پودر سفيد رنگ يا كرم رنگ يا به صورت ورقه اي مي باشد.

2- وزن ملكولي آن برابر 16/135 مي باشد.

3- وزن مخصوص استانيليد 21/1 مي باشد.

4- نقطه ذوب آن 2/114 درجه سانتيگراد مي باشد.

5- نقطه جوش آن 8/303 درجه سانتيگراد مي باشد.

6- در الكل ، اتر و بنزن حلاليت دارد.

7- حلاليت آن در آب ناچيز است.

 

كاربرد و مصارف :

استانيليد به طور گسترده به عنوان تب بر و ضد درد استفاده مي شود.

 

 

مصرف اصلي آن :

1- داروئي

2- مواد مياني و ساخت رنگ نساجي

3- به عنوان تسريع كننده در صنايع لاستيك سازي

4- پايدار كننده پر اسيد

 

انواع آن :

1- صنعتي

2- فوق العاده خالص

 

روش توليد :

1- از آنيلين و اسيد استيك (2) و (3)

             C6H5NH2+CH3COOH → C6H5NHCOCH3+ H2O

2- از آنيلين و انيدريد استيك

 

شرح آزمايش :

ابتدا 5/1 گرم استانيليد را در يك ارلن ماير كوچك مي ريزيم و بعد 15 ميلي ليتر آب مقطر را به آن اضافه مي كنيم محلول را گرم مي كنيم تا استانيليد كاملاً حل شود به اندازه نوك اسپاتول زغال فعال يا همان عامل رنگ زدا را به آن اضافه مي كنيم و دوباره آن را حرارت مي دهيم و سپس محلول داغي را كه تهيه كرده ايم با استفاده از كاغذ صافي چين داري كه در اختيار داريم صاف مي كنيم و قيفي را كه در اين آزمايش از آن استفاده مي كنيم بايد در يك ظرف كه داراي آب جوش است داغ نگه داريم تا از تشكيل رسوب بر ديواره قيف جلوگيري كنيم و سپس محلول صاف شده را در دماي آزمايشگاه به آرامي سرد مي كنيم تا زماني كه بلورها ظاهر شوند سپس آنرا در درون مخلوط آب و يخ قرار مي دهيم تا تبلور تكميل شود و سپس بلورها را با استفاده از قيف بوخنر وارلن خلاء صاف مي كنيم و با آب سرد مي شوئيم و بعد بلورها را در محلي قرار داده تا كاملاً خشك شود و بعد بروي شيشه ساعت منتقل مي كنيم.

1.ارلن ماير

2.قيف بوخنر پوشيده شده بوسيله كاغذ صافي

3.شيلنگ رابط پمپ خلاء

 

نتيجه گيري:

قسمت اول: نقش كربن فعال : نتيجه مي گيريم كه اگر كربن فعال يا كربن اكتيو به محلول اضافه نشود بلوري كه بعدا تشكيل خواهد شد سفيد نخواهد بود و با اندكي ناخالصي همراه خواهد بود .

قسمت دوم: اينكه براي تشكيل بلور بايد محلول صاف شده به آرامي در دماي اتاق سرد شود، يعني هر چه زمان سرد شدن طولاني تر شود و فرصت كافي به محلول داده شود بلور تشكيل شده منظم تر است و نبايد محلول را به يكباره سرد نمود

 
Hazard: harmful 

Click here for data on acetanilide in student-friendly format, from the HSci project


Glossary of terms on this data sheet.

The information on this web page is provided to help you to work safely, but it is intended to be an overview of hazards, not a replacement for a full Material Safety Data Sheet (MSDS). MSDS forms can be downloaded from the web sites of many chemical suppliers.


    General

      Synonyms: acetic acid anilide, N-phenylacetamide, acetamidobenzene, acetanil, acetylaminobenzene, acetoanilide, acetylaniline, antifebrin, phenalgene, phenalgin
      Molecular formula: CH3CONHC6H5
      CAS No: 103-84-4
      EINECS No:

    Physical data

      Appearance: grey or white powder or flakes
      Melting point: 115 C
      Boiling point: 304 C
      Vapour density: 4.65 (air = 1)
      Vapour pressure: 1 mm Hg at 114 C
      Density (g cm-3): 1.16
      Flash point: 174 C (open cup)
      Explosion limits:
      Autoignition temperature:
      Water solubility:
       

    Stability

      Stable. Combustible. Incompatible with strong oxidizing agents, caustics, alkalies.

    Toxicology

      Harmful if swallowed or inhaled. Irritant.

      Toxicity data
      (The meaning of any abbreviations which appear in this section is given here.)
      ORL-RAT LD50 800 mg kg-1
      ORL-MUS LD50 1210 mg kg-1
      IPR-RBT LD50 540 mg kg-1
      IPR-MUS LDLO 1000 mg kg-1
      ORL-GPG LDLO 200 mg kg-1

      Risk phrases
      (The meaning of any risk phrases which appear in this section is given here.)
      R20 R22 R36 R37 R38.

    Transport information


    Personal protection

      Safety glasses, adequate ventilation.

      Safety phrases
      (The meaning of any safety phrases which appear in this section is given here.)
      S26 S36.

    [Return to Physical & Theoretical Chemistry Lab. Safety home page.]


This information was last updated on August 23, 2010. We have tried to make it as accurate and useful as possible, but can take no responsibility for its use, misuse, or accuracy. We have not verified this information, and cannot guarantee that it is up-to-date.

Note also that the information on the PTCL Safety web site, where this page was hosted, has been copied onto many other sites, often without permission. If you have any doubts about the veracity of the information that you are viewing, or have any queries, please check the URL that your web browser displays for this page. If the URL begins "http://msds.chem.ox.ac.uk/" the page is maintained by the Safety Officer in Physical Chemistry at Oxford University. If not, this page is a copy made by some other person and we have no responsibility for it.

 

+ نوشته شده توسط رئیسی-فاضلی در پنجشنبه بیست و پنجم آذر 1389 و ساعت 15:22 |
عنوان :  تهيه  پارانيترو استانيليد

هدف:  طرز تهيه پارا نيترواستانيليداز طريق نيتره كردن استانيليد
 
تئوری:
 
از طريق نيتراسيون كنترل شده مي توان پارا نيترو استانيليد تهيه كرد

 

 

روش كار:

در يك بشر 100 سي سي 8 گرم استانيليد + 8 ميلي ليتر استيك اسيد گلاسيال + 16
 ميلي ليتر سولفوريك اسيد غليظ در حال هم زدن اضافه كنيد.

بشر را در يك حمام يخ سرد كنيد و درجه حرارت را به حدود 5 درجه سانتيگراد برسانيد .

محلولي از 4 ميلي ليتر سولفوريك اسيد غليظ و 4 ميلي ليتر نيتريك اسيد غليظ
در يك لوله آزمايش تهيه كرده ودر حمام يخ سرد كنيد.
 
 
مخلوط نيتره كننده را به محلول استانيليد ، قطره قطرهع و همراه با هم زدن اضافه
 كنيد . بطوريكه دما از 10 درجه بالاتر نرود .

پس از مرحله 4 بشر را در دماي آزمايشگاه به مدت 20 دقيقه بگذاريد.

محتويات را به يك بشر حاوي 100 ميلي ليتر آب و 50 گرم يخ اضافه كنيد.
 
رسوب حاصل را صاف  و با اتانل 95 درصد كريستاليزه كنيد .

خصوصيات فيزيكي :
 
 
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

+ نوشته شده توسط رئیسی-فاضلی در پنجشنبه بیست و پنجم آذر 1389 و ساعت 15:17 |

تبلور یک ماده ، عبارتست از جهت یافتگی ذره‌ای و آرایش مولکولی و تثبیت این نظم در فضای ماده.

تاریخچه بلورشناسی

علم بلورشناسی یا کریستالوگرافی درباره نحوه تشکیل و رشد بلورها و شکل ظاهری و ساختمان داخلی آنها و نیز خصوصیات فیزیکی و شیمیایی مواد متبلور بحث می‌نماید. کلمه کریستال (Crystal) اصل یونانی دارد که از دو کلمه (سرد= Kryos) و (سخت شدن= Stellesual) تشکیل شده که مجموعا معنی سخت شدن در اثر سرما را می‌دهد.

فلاسفه قدیم نیز منشاء بلورهای یک سنگ را بلورهای یخ می‌دانستند که بر اثر تحمل سرمای بسیار شدید در طول مدت مدید ، طوری سخت و مقاوم شده است که می‌تواند حرارتهای بالاتر از صفر را هم تحمل نماید. در سال 1690 ، "Huyghens" دریافت که بلورها از اجتماع ذرات کوچکتر بوجود آمده‌اند و در سال 1912 ، "M.V.Laue" توانست تئوری ساختمان شبکه‌ای در بلورها را با استفاده از اشعه ایکس به اثبات برساند.

تبلور و نمو بلورها

برای اینکه یک بلور بتواند تشکیل گردد، باید در وحله اول نطفه آن بسته شود، پس از تشکیل ، نطفه شروع به نمو می‌کند تا بالاخره بلوری که بوسیله سطوح احاطه شده است، بوجود آید. نطفه‌های بلور عبارتند از بلورهای ریزی با قطر تقریبی 40 تا 180 آنگستروم که بطور ناگهانی در بخارات و مایعات اشباع شده و یا مواد مذاب سرد شده تشکیل می‌شوند. در اجسام جامد تشکیل بلور ، نقش مهمی را بازی می‌کند، مثلا تشکیل بلور که در اثر فعل و انفعالات شیمیایی یا نارسائی‌های حرارتی در شیشه ایجاد می‌گردد، باعث از بین رفتن شفافیت شیشه خواهد شد.

تبلور معمولا در موقع تبدیل یک حالت فیزیکی به حالت فیزیکی دیگر صورت می‌گیرد. این تبدیل به سه صورت زیر انجام می‌شود:

تبلور در هنگام تبدیل حالت مایع به جامد

این نوع تبلور به دو صورت انجماد مواد مذاب و تبلور مواد محلول انجام می‌گیرد:


  • انجماد مواد مذاب :

    اگر ماده مذاب به سرعت سرد شود، اتمها یا مولکولها با هر موقعیتی که دارند، متراکم و بی‌حرکت می‌شوند و ماده منجمد می‌گردد. در این صورت جسمی جامد و ایزوتوپ بدون داشتن نظم ذره‌ای تشکیل می‌شود. اگر سرد شدن با آرامی و کند انجام شود، اتمها و مولکولها با توجه به نیروی جاذبه خود و اطاعت از شبکه تبلور کنار هم چیده شده و نطفه بلور را تشکیل می‌دهند. سپس در نتیجه اتصال سایر مولکولهای منزوی و معلق در ماده مذاب به نطفه بلور ، حجم آن افزایش می‌یابد تا اینکه به بلوری درشت تبدیل می‌گردد.

  • تبلور مواد محلول :

    در این نوع تبلور باید محلول به حال فوق اشباع باشد. در چنین محلولهایی بلورها تشکیل و ته‌نشین می‌شوند. این بلورها ابتدا به صورت نطفه‌های متحرک می‌باشند، علت تحرک آنها حرکات قبلی یونها و مولکولهای سازنده آنها است. در محلولها نیز مانند انجماد مواد مذاب ، رشد بلورها از طریق اتصال منظم یونها ، اتمها و مولکولهای معلق در محلول به نطفه‌های بلور صورت می‌گیرد.

تبلور در هنگام تبدیل حالت بخار به جامد سوبلیماسیون

در این حالت تبلور ، بلورها مستقیما از تبدیل بخار به جامد حاصل می‌شوند. این بلورها معمولا کوچک و دارای طرح اولیه می‌باشند که اصطلاحا اسکلت بلور گفته می‌شود. در طبیعت ، سوبلیماسیون در گازهای خشک آتشفشانی دیده می‌شود. در این حالت مواد گازی آتشفشانی در شکافهای توده آذرین مستقیما به بلور تبدیل می‌گردند. مثال بسیار روشن برای پدیده سوبلیمانسیون ، تشکیل قشرهای بلور یخ ناشی از انجماد مستقیم بخار آب اطاقها بر روی شیشه پنجره‌ها در سرمای زمستان می‌باشد.

تبلور مواد جامد

حالت سوم تبلور که خوب شناخته نشده و در طبیعت فراوان دیده می‌شود، تبلور در محیط جامد است. در این حالت رشد بلورها بخرج بلورهای کوچکتر و تحت تاثیر فشار و حرارت و در مدت زمان طولانی صورت می‌گیرد. برای مثال امروزه سنگهای شیشه‌ای آتشفشانی خیلی قدیمی را متبلور می‌بینیم. بنابراین معلوم می‌شود که این گونه سنگها به تدریج در طول زمان متبلور شده‌اند. سنگهای آهکی دانه ریز که از بلورهای ریز کربنات کلسیم تشکیل شده‌اند، تحت تاثیر عوامل دگرگونی (فشار و حرارت) به مرمر که دارای بلورهای دانه درشت کلسیت است، تبدیل می‌گردد.

تاثیر عوامل خارجی در نمو بلورها

شرایط زیر سبب بوجود آمدن اختلاف در اندازه بلورها می‌گردد:


  1. سرعت انجماد :

    افزایش طول مدت انجماد یک ماده مذاب امکان تغذیه شیمیایی بیشتر بلورها از ماده مذاب را فراهم می‌سازد. بنابراین کم شدن سرعت انجماد ، موجب تشکیل بلورهای درشت و تسریع در انجماد سبب تشکیل بلورهای کوچک و ریز می‌گردد.

  2. وجود مواد فرار :

    وجود بخار آب و گازها در یک ماده مذاب ، نقطه انجماد را پایین آورده و سرعت انجماد را کند می‌سازد. بنابراین باعث افزایش رشد بلورهای آن ماده می‌شود. به عنوان مثال در رگه‌های پگماتیت به علت وجود بخار آب و گازهای فراوان در ماده مذاب پگماتیتی ، بلورها به مراتب درشت‌تر از بلورهای توده آذرین اصلی است، حال آنکه سرعت انجماد در رگه‌های پگماتیت از سرعت انجماد توده آذرین اصلی بیشتر بوده است.

  3. تراکم محلول :

    اندازه بلورها در یک محلول بستگی به درجه اشباع شدگی آن محلول دارد. در محلولهای فوق اشباع تعداد مراکز تبلور فراوان می‌باشد و در نتیجه اندازه بلورها کوچک خواهد شد. برعکس در محلولهائی با درجه اشباع شدگی کمتر تعداد مراکز تبلور کم بوده و بنابراین اندازه بلورها درشت‌تر خواهد بود.

میانبار یا ادخال در بلورها

در حین رشد بلور ممکن است موادی به صورت جامد ، مایع و یا گاز به سطح بلور بچسبد. ادامه رشد بلور باعث می‌شود که این مواد در درون بلور قرار گرفته، موجب تشکیل ادخال در داخل بلور گردد، حبابهایی خیلی کوچک گاز کربنیک همراه با آب در داخل بلور کوارتز و یا قطرات خیلی کوچک آب در بلورهای نمک طعام و نیز قطرات مواد مذاب غیر متبلور (شیشه) در درون بلورهای فلدسپات ادخالهائی می‌باشند که همزمان با تبلور بلور در داخل آن قرار می‌گیرند.

اجتماع بلورها

اجتماع بلورها به دو صورت اجتماع منظم و نامنظم مشاهده می‌شود:


  • اجتماع نامنظم :

    در این نوع ، اجتماع بلورها در جهات مختلف بدون رعایت نظم و ترتیب صورت می‌گیرد. مثلا در یک توده نبات یا در اختلاط گچ زنده با آب می‌بینیم که گچ می‌بندد. سخت و یکپارچه شدن این ماده به علت تبلور مجدد بلورهای ژیپس و چسبیدن آنها به یکدیگر صورت می‌گیرد.

  • اجتماع منظم :

    هرگاه در زمان تشکیل و نمو بلورها ، شرایط مناسب باشد، نطفه‌های بلور بطور اتفاقی در کنار هم نمی‌گیرند، بلکه طبق قواعد معین با نظم و ترتیب خاصی با یکدیگر ، رشد و نمو خواهند نمود. صورتهای مختلف اجتماع منظم بلورها عبارتند از:

    • اجتماع کروی (اسفرولیتی) :

      اگر تبلور ماده مذاب سریع صورت بگیرد و تعداد مراکز تبلور کم باشد، بلورها به شکل سوزنهای باریک و به صورت دستجات کروی و جدا از هم تشکیل می‌شوند، مانند بلورهای سوزنی شکل طلا و کلرور پتاسیم که در سیستم کوپیک متبلور می‌شوند.

    • اجتماع موازی :

      در این گونه تجمع ، بلورها بطور موازی در کنار یکدیگر قرار می‌گیرند و دارای سطوح مشترکی می‌باشند. در اجتماع موازی بلورها معمولا بلورهای هم‌جنس شرکت دارند، مانند بلور کوارتز.

    • اجتماع بلورهای غیرهم‌جنس :

      علاوه بر بلور هم‌جنس ، بلورهای غیرهم‌جنس نیز به نوبه خود تشکیل اجتماع منظم و یا جهت‌دار می‌دهند. این نوع اجتماعات بر پایه تشکیل نطفه بلوری بر روی بلور دیگری قرار دارد، به نحوی که سطح مشترک بین دو بلور از نظر ساختمان شبکه‌ای مشابه باشند. برای مثال ، اغلب بر روی بلورهای ورقه‌ای هماتیت بلورهای سوزنی شکل روتیل نمو نموده‌اند و در پگماتیتها بلورهای کوارتز در داخل بلور ارتوز به صورت اجتماع موازی دیده می‌شود.

img/daneshnameh_up/e/e6/crystaliza.jpg

اختصاصات مواد متبلور

اجسام متبلور به خاطر داشتن شکل مخصوص ، سختی ، خاصیت ارتجاعی ، مقاومت محدود در مقابل حرارت و فشار و نقطه ذوب از مایعات و گازها متمایز می‌شوند. بعضی از مواد متبلور مانند پارافین نرم هستند و اجسامی مانند شیشه و پلاستیک هرچند که جامدند، ولی متبلور نمی‌باشند. بلورها اجسامی همگن و ان‌ایزوتوپ هستند. ان‌ایزوتوپ بودن بلور به این علت است که اختصاصات فیزیکی مانند سرعت انتشار حرارت و نور یا درجه سختی و غیره در جهات موازی آنها برابر می‌باشد و در جهات مختلف نابرابر می‌باشد.

رنگ بلورها

هرگاه بخش اعظم نور از بلور عبور کند و فقط مقدار کمی از آن جذب گردد، بلور شفاف دیده می‌شود و چنانچه مقدار نور جذب شده و نوری که از بلور عبور می‌کند، تقریبا برابر باشد، بلور نیمه شفاف به نظر می‌رسد. در صورتی که اگر تمام نور وارده جذب گردد، بلور تیره دیده می‌شود. هرگاه جذب نور برای طول موجهای مختلف متفاوت باشد، بلور رنگی بنظر می‌رسد.

بعضی از بلورها دارای رنگهای مشخص هستند، مثلا مالاکیت دارای رنگ سبز و ازوریت دارای رنگ آبی آسمانی می‌باشد. تعدادی از بلورها در اصل بی‌رنگ می‌باشند، ولی در اثر وجود ناخالصی و یا پیگمان به رنگهای مختلفی دیده می‌شوند. مثلا کوارتز بی‌رنگ بوده، ولی در اثر ناخالص دارای رنگهای سفید ، بنفش ، دودی ، زرد ، صورتی و سیاه می‌باشد و یا وجود کروم به صورت پیگمان در کروندوم باعث رنگ قرمز آن می‌شود.

 

+ نوشته شده توسط رئیسی-فاضلی در پنجشنبه بیست و پنجم آذر 1389 و ساعت 15:12 |
   استخراج :                                                               
استخراج روشی است برای جداسازی که مستلزم انتقال جسمی از یک فاز به فاز دیگر میباشد. در بعضی مواقع لازم است برای بازیابی یک جسم آلی از محلول آبی از راههایی غیر از تقطیر استفاده شود. یکی از این راهها تماس دادن محلول آبی با یک حلال غیر قابل امتزاج با آب است. اگر حلال خاصیت جداسازی را داشته باشد بیشتر مواد آلی از لایه آبی به حلال آلی (حلال غیر قابل امتزاج با آب) انتقال پیدا میکند. روش استخراج مایع - مایع در جدا کردن ترکیبهای آلی از مخلوط مصرف بسیار زیادی دارد. یکی از خواص حلال که برای استخراج به کار برده میشود این است که قابلیت حل شدن آن در آب و یا هرماده دیگری که جسم آلی را در خود حل کرده کم باشد و یا بهتر از آن اینکه اصلا حل نشود. همچنین باید فرار باشد تا براحتی بتوان آنرا از ترکیب یا ترکیبات آلی استخراج شده، تقطیر نمود. با توجه به مطالب فوق جسم استخراج شونده باید در حلال استخراج کننده به خوبی حل شود و قابلیت انحلال در این حلال خیلی بیشتر از آب باشد. ضمنا حلال استخراج کننده هیچ نوع واکنشی با آب یا مواد قابل استخراج نباید بدهد. مهمترین حلالی که در استخراج به کار گرفته میشود دی اتیل اتر است که توانائی حل کردن تعداد زیادی از ترکیبات را در خود دارد. دی اتیل اتر نسبت به اکثر ترکیبات بی اثر بوده و به راحتی به وسیله یک تقطیر ساده از مخلوط بازیابی میشود. اما اشکال مهم آن این است که آتشگیر بوده و خیلی زود در هوا محترق میشود.


از نظر کمی پخش یک جسم بین دو حلال غیر قابل امتزاج را بر حسب ضریب پخش (ضریب تفکیک)
بدیهی است برای این که A در یکی از دو مایع غیر قابل اختلاط کاملا حل شود، باید مقدار K بینهایت یا صفر باشد. عملا هیچ یک از این دومقدار به دست نمی آید با این حال تا زمانی که مقدار K بزرگتر از 1 و حجم حلال S برابر یا بزرگتر از حلال S' باشد مقدارجسم در حلال S بیشتر خواهد بود.
یکی دیگر از نتایج قانون پخش (معادله بالا) این است که چنانچه برای جدا کردن جسم از محلول آن در S' باید جمعا حجم معینی از حلال S به کار رود، میتوان نشان داد که انجام چند استخراج متوالی با قسمتهایی از آن حجم بهتر از یک استخراج با تمام آن حجم است. مثلا در استخراج محلول آبی بوتیریک اسید، مقدار اسیدی که به کمک دو استخراج متوالی با قسمتهای 50 میلی لیتری اتر به دست می آید، بیشتر از اسیدی است که به کمک یک استخراج با 100 میلی لیتر اتر خارج میشود. با این حال سه استخراج متوالی با قسمتهای 33 میلی لیتری بهتر خواهد بود. با این حال حدی وجود دارد که بعد از آن دیگر استخراج اضافی بازده قابل ملاحظه ای نداد. ضمنا واضح است هرچه ضریب پخش بزرگتر باشد تعداد استخراج مکرری که برای جدا کردن کامل جسم لازم است کمتر میشود.
هنگام انتخاب حلال جهت استخراج یک جزء از محلول باید چند اصل کلی را به خاطر سپرد.
(1) حلال استخراج با حلال محلول اصلی باید غیر قابل اختلاط باشند.
(2) حلال انتخابی باید برای جزء مورد نظر مناسبترین ضریب پخش و برای ناخالصیها یا اجزای دیگر ضرایب نامناسبی داشته باشد.
(3) حلال انتخابی باید مانند تبلور مجدد از نظر شیمیایی با اجزای مخلوط، واکنش نامناسبی ندهد.
(4) پس از استخراج باید بتوان حلال را به آسانی از جسم حل شده جدا کرد. معمولا حلال را با تقطیر جدا میکنند.
هنگامی که یکی از حلالها آب باشد، ضرایب پخش اسیدها و بازهای آلی به مقدار زیادی تحت تاثیر pH قرار میگیرد. اسید آلی که در pH برابر با ۷ در آب نامحلول باشد ممکن است در محلول آبی رقیق سدیم هیدروکسید یا سدیم بی کربنات کاملا حل شود. در چنین حالی خروج پروتون از اسید، باز مزدوج مربوط را ایجاد میکند و این باز به علت خاصیت یونی خود در آب که حلالی قطبی است بیشتر حل میشود.

باز مزدوج اسید آلی
به همین روش باز آلی که در pH برابر با ۷ در آب نامحلول باشد، ممکن است در محیط اسیدی (pH کمتر از 7) مانند کلریدریک اسید کاملا حل شود. در این حالت افزایش حلالیت به علت پروتوندار شدن باز آلی به وسیله اسید آبی و ایجاد اسید مزدوج قطبی است که در آب بیشتر محلول است.

بنابراین اسیدها و بازهای آلی را میتوان به طور انتخابی از حلالهای آلی غیر قطبی مانند اتر، دی کلرومتان، بنزن و غیره به کمک استخراج با محلول آبی که pH مناسبی داشته باشد جدا کرد. با خنثی کردن محلول آبی میتوان اسید یا باز آلی اولیه را دوباره از آن به دست آورد. افزایش باز آبی به محلول اسیدی باعث ازاد شدن باز آلی میشود، در حالی که افزایش اسید آبی به محلول بازی، اسید آلی را آزاد میکند.
برای انجام استخراج محلول را در قیف جدا کننده میریزند (توجه کنید شیر بسته باشد) و به آن مقداری حلال استخراجی اضافه میکنند (قیف نباید بیش از سه چهارم پر شود). دهانه بالای قیف جدا کننده را با در لاستیکی یا سنباده ای که اکثر قیفها دارا هستند میبندند. هنگام تکان دادن قیف آنرا به نحو به خصوصی نگه میدارند.

قیف و محتویات آنرا به شدت تکان میدهند تا دو مایع غیر قابل اختلاط تا حد ممکن با هم تماس پیدا کنند. منظور از این تکان آن است که سطح تماس دو حلال افزایش بیشتری یابد تا جسم در زمان نسبتا کمتری در بین آنها پخش شود و به حالت تعادل برسد. باید هر چند ثانیه قیف را برگرداند (شیر به طرف بالا) و با احتیاط شیر آنرا باز کرد تا گاز قیف خارج شود و فشاری که در آن ایجاد شده از بین برود. این عمل مخصوصا وقتی حلالی با نقطه جوش کم به کار میرود و یا یک محلول اسیدی با سدیم بی کربنات استخراج میشود (گاز CO2 آزاد میشود) اهمیت پیدا میکند. در صورتی که این کار انجام نشود ممکن است در قیف و محتویات آن به شدت به بیرون بپرد. پس از تکان دادن کافی (حدود 2 دقیقه تکان شدید) برای آخرین بار گاز قیف را خارج میکنند و آنرا در روی حلقه ای قرار میدهند و میگذارند تا لایه ها از هم جدا شوند. پس از آن لایه پایینی را به دقت از راه شیر به داخل ظرفی ریخته و دو لایه مایع را از هم جدا میکنند.

قاعدتا لایه ها طوری جدا میشوند که حلال سنگینتر در قسمت پایین قرار میگیرد. بنابراین، آگاهی از دانسیته حلالهای مصرفی برای تشخیص لایه ها مفید است.                             

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.   

+ نوشته شده توسط رئیسی-فاضلی در سه شنبه شانزدهم آذر 1389 و ساعت 12:51 |

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.

 

  • تقطیر ساده غیر مداوم : در این روش تقطیر ، مخلوط حرارت داده می‌شود تا بحال جوش درآید بخارهایی که تشکیل می‌شود غنی از جزء سبک مخلوط می‌باشد پس از عبور از کندانسورها (میعان کننده ها) تبدیل به مایع شده ، از سیستم تقطیر خارج می‌گردد. به تدریج که غلظت جزء سنگین مخلوط در مایع باقی مانده زیاد می‌شود، نقطه جوش آن بتدریج بالا می‌رود. به این ترتیب ، هر لحظه از عمل تقطیر ، ترکیب فاز بخار حاصل و مایع باقی مانده تغییر می‌کند.
  • تقطیر ساده مداوم : در این روش ، مخلوط اولیه (خوراک دستگاه) بطور مداوم با مقدار ثابت در واحد زمان ، در گرم کننده گرم می‌شود تا مقداری از آن بصورت بخار درآید، و به محض ورود در ستون تقطیر ، جزء سبک مخلوط بخار از جزء سنگین جدا می شود و از بالای ستون تقطیر خارج می‌گردد و بعد از عبور از کندانسورها ، به صورت مایع در می‌آید جزء سنگین نیز از ته ستون تقطیر خارج می‌شود. قابل ذکر است که همیشه جزء سبک مقداری جزء سنگین و جزء سنگین نیز دارای مقداری از جزء سبک است.
  • تقطیر تبخیر آنی (ناگهانی) : وقتی محلول چند جزئی مانند نفت خام را حرارت می‌دهیم، اجزای تشکیل دهنده آن بترتیب که سبکتر هستند، زودتر بخار می‌شود. برعکس وقتی بخواهیم این بخارها را سرد و دوباره تبدیل به مایع کنیم، هر کدام که سبکتر باشد دیرتر مایع می‌گردد. با توجه به این خاصیت ، می‌توانیم نفت خام را به روش دیگری که به آن "تقطیر آنی" گویند، تقطیر نماییم. در این روش ، نفت خام را چنان حرارت می‌دهیم که ناگهان همه اجزای آن تبدیل به بخار گردد و سپس آنها را سرد می‌کنیم تا مایع شود. در اینجا ، بخارها به ترتیب سنگینی ، مایع می‌شوند یعنی هرچه سنگین‌تر باشند، زودتر مایع می‌گردند و بدین گونه ، اجزای نفت خام را با ترتیب مایع شدن از هم جدا می‌کنیم.
  • تقطیر در خلا : با توجه به اینکه نقطه جوش مواد سنگین نفتی نسبتا بالاست و نیاز به دما و انرژی بیشتری دارد، و از طرف دیگر ، مقاومت این مواد در مقابل حرارت بالا کمتر می‌باشد و زودتر تجزیه می‌گردند، لذا برای جداکردن آنها از خلا نسبی استفاده می‌شود. در این صورت مواد دمای پایین‌تر از نقطه جوش معمولی خود به جوش می‌آیند. در نتیجه ، تقطیر در خلا ، دو فایده دارد: اول این که به انرژی و دمای کمتر نیاز است، دوم اینکه مولکولها تجزیه نمی‌شوند. امروزه در بیشتر موارد در عمل تقطیر ، از خلا استفاده می‌شود. یعنی این که: هم تقطیر جزء به جزء و هم تقطیر آنی را در خلا انجام می‌دهند.
  • تقطیر به کمک بخار آب : یکی دیگر از طرق تقطیر آن است که بخار آب را در دستگاه تقطیر وارد می‌کنند در این صورت بی آنکه خلاء‌ای ایجاد گردد، اجزای نفت خام در درجه حرارت کمتری تبخیر می‌شوند. این مورد معمولا در زمانی انجام می‌شود که در نقطه جوش آب ، فشار بخار اجزای جدا شونده بالا باشد تا به همراه بخار آب از مخلوط جدا گردند.
  • تقطیر آزئوتروپی : از این روش تقطیر معمولا در مواردی که نقطه جوش اجزاء مخلوط بهم نزدیک باشند استفاده می‌شود، جداسازی مخلوط اولیه ، با افزایش یک حلال خاص که با یکی از اجزای کلیدی ، آزئوتوپ تشکیل می‌دهد امکان‌پذیر است. آزئوتروپ محصول تقطیر یا ته مانده را از ستون تشکیل می‌دهد و بعد حلال و جزء کلیدی را از هم جدا می‌کند. اغلب ، ماده افزوده شده آزئوتروپی با نقطه جوش پایین تشکیل می‌دهد که به آن شکننده آزئوتروپ می‌گویند. آزئوتروپ اغلب شامل اجزای خوراک است، اما نسبت اجزای کلیدی به سایر اجزای خوراک خیلی متفاوت بوده و بیشتر است.

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.

  • تقطیر استخراجی : جداسازی اجزای با نقطه جوش تقریبا یکسان از طریق تقطیر ساده مشکل است حتی اگر مخلوط ایده آل باشد و به دلیل تشکیل آزئوتروپ ، جداسازی کامل آنها غیر ممکن است برای چنین سیستم هایی با افزایش یک جزء سوم به مخلوط که باعث تغییر فراریت نسبی ترکیبات اولیه می‌شود، جداسازی ممکن می‌شود. جزء افزوده شده باید مایعی با نقطه جوش بالا باشد، قابلیت حل شدن در هر دو جزء کلیدی را داشته باشد و از لحاظ شیمیایی به یکی از آنها شبیه باشد. جزء کلیدی که به حلال بیشتر شبیه است ضریب فعالیت پایین تری از جزء دیگر محلول دارد، در نتیجه جداسازی بهبود می یابد این فرآیند ، تقطیر استخراجی نام دارد.

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.

  • تقطیر جزء به جزء : اجزای سازنده محلول شامل دو یاچند فرار را که از قانون رائول پیروی می‌کنند، می‌توان با فرایند تقطیر جزء به جزء از هم جدا کرد. طبق قانون رائول ، فشار بخار محلول برابر با مجموع اجزای سازنده آن است و سهم هر جزء برابر با حاصلضرب کسر مولی آن جزء به جزء در فشار بخار آن در حالت خاص است. در تقطیر محلولی از B و A ، غلظت A در بخاری که خارج شده و مایع می‌شود، بیش از غلظت آن در مایع باقی مانده است. با ادامه عمل تقطیر ، ترکیب درصد اجزا در بخار و مایع دائما تغییر می‌کند و این در هر نقطه عمومیت دارد. با جمع آوری مایعی که از سردشدن بخار حاصل می‌شود و از تقطیر مجدد آن و با تکراری پی در پی این عمل ، سرانجام می‌توان اجزای سازنده مخلوط اصلی را به صورتی واقعا خالص بدست آورد.


تصویر

تقطیر جزء به جزء مخلوطهای دو جزئی و چند جزئی

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

+ نوشته شده توسط رئیسی-فاضلی در سه شنبه هجدهم آبان 1389 و ساعت 11:33 |


Powered By
BLOGFA.COM