<
X
تبلیغات
رایتل
پنج‌شنبه 21 خرداد‌ماه سال 1388 @ 19:43

جداسازی شیمیایی مخلوطهای آلی

جداسازی شیمیایی مخلوطهای آلی

 مخلوط ترکیبات آلی ممکن است به حالت جامد یا مایع بوده و یا بصورت حل شده یا معلق در یک مایع باشند.درصورت حضور جامد و مایع در مخلوط نباید انتظار داشت که مخلوط به سادگی از طریق صاف کردن جدا شود،زیرا فاز مایع تقریبا به طور یقین شامل جامد حل شده ومقادیر ناچیز از جزء مایع خواهد بودکه خارج کردن آنها از ترکیب جامد دشوار است.روش های جدا کردن نمونه های خالص تشکیل دهنده یک مخلوط میتواند  فیزیکی یا شیمیایی باشد به شرطی که تشکیل آزئوتروپ ندهند.جداسازی دوترکیب به روشهای شیمیایی به انحلال پذیری آنها در آب،اتر،یا اسید یا باز رقیق بستگی دارد.

روش های زیر برای کسب نتایج مطلوب باید به دقت و به ترتیب زیر دنبال شود.این روش ها در مورد اغلب مخلوط ها موفقیت آمیز می باشند.

1-اگر مخلوط مایع باشد ،باید آن را درون یک بالن سر سمباده ای کوچک مجهز به دماسنج و مبرد قرار داده و بالن را با احتیاط حرارت دهید.اگر مایع تقطیر شود ضمن توجه به دما،عمل تقطیر را تا زمان افت دما ادامه دهید.افت دما بیانگر این است که تمام مایع در آن دما تقطیر شده است.اکنون جزء تشکیل دهنده با نقطه جوش پایین تر مخلوط در بالن جمع آوری کننده خواهد بود.

2-اگر مخلوط مایع طبق روش(1)غیر قابل جداسازی بوده یا اگر مخلوط مایع باشد،در این صورت انحلال پذیری آن را در اتر آزمایش کنید.اغلب ترکیبات آلی در محلول هستند،از جمله ترکیبات با انحلال پذیری کم عبارتند از:کربوهیدرات ها،آمینو اسید ها،سولفونیک اسیدها،نمک های آمین ها،نمک های فلز دار کربوکسیلیک اسیدها،برخی از اسیدهای آروماتیک چند عاملی،برخی از آمید ها و اوره هاو ترکیبات چند هیدروکسیلی.

  مخلوط های مایع:طبق آزمایش ذکر شده در زیر(الف)عمل کنید.

  مخلوط های جامد:اگر مخلوط کاملا در اتر حل شود،طبق آزمایش(ب)عمل کنید.در صورتی که بخشی از مخلوط نامحلول باقی بماند همانند آزمایش(الف)ادامه دهید.اگر هر دو جزء تشکیل دهنده مخلوط نامحلول باشند،سری آزمایشهای ذکر شده در روش(5)را بکار ببرید.

(الف)جامد حل نشده را صاف کرده و زیر صافی اتری ( آ )را نگاه دادرید.جامد جمع آوری شده را در مجاورت هوا یا در حرارت ملایم قرار دهید تا خشک شود.اگر تمام مخلوط در اولین مرحله غیر محلول در اتر باشد،اتر محلول اتری( آ )را روی حمام آب گرم تبخیر کنید.اگر باقیمانده(جامد یا مایع)حاصل شود،جداسازی به موجب انحلال پذیری یکی از دو ترکیب در اتر صورت میگیرد.

(بـ)اگر مخلوط کلا در اتر حل شد،محلول را درون قیف جدا کننده شیر دار ریخته و با محلول سدیم هیدروکسید10%استخراج کنید.لایه بازی را از فاز اتری(ب)جدا کرده و درون یک بالن بریزید و با محلول کلرید ریک اسید10%اسیدی کنید.ظاهر شدن جامد یا روغن یا کدر شدگی میتواند نشانگر حضور کربوکسیلیک اسید یا یک ترکیب فنولی باشد.

 لایه اتری(بـ)را با محلول کلریدریک اسید 10% استخراج کنید.لایه اسیدی را جدا کرده(محلول اتری(جـ)را نگه دارید)و با محلول سدیم هیدروکسید رقیق قلیایی کنید.اگر یک ماده روغنی یا جامد شود،آن را دوباره با اتر استخراج کنید.اتر استخراجی را در بالن در پوش دار به مدت10 دقیقه با سدیم سولفات بی آب خشک کنید.پس از صاف کردن اتر را در حمام آب گرم تبخیر کنید.اگر چیزی باقی ماند،ماده بازی خواهد بود.

 لایه اتری(جـ)شامل ماده خنثی است،مشروط بر اینکه در مخلوط اولیه وجود داشته باشد.آن را با سدیم سولفات خشک کرده و پس از صاف نمودن حلال آن را تقطیر کنید.متداول ترین ترکیبات خنثی:هیدروکربن ها،اتر ها،هالیدها،الکل ها، کتون ها، آمید ها، نیتریل ها، استر ها،انیدرید های غیر فعال و ترکیبات نیترو هستند.اگر اجزاء تشکیل دهنده بازی یا خنثی و جود نداشته باشند،کربوکسیلیک اسید و فنول را می توان به طریق زیر جدا کرد:به این مخلوط مقدار اصافی از سدیم بی کربنات جامد را در مقادیر کم و در حال بهم زدن مدام اضافه کنید تا محلول نسبت به کاغذ تورنسل اسیدی نباشد.محلول را با اتر استخراج کنید،لایه اتری شامل ترکیب فنولی خواهد بود(در صورت وجود در مخلوط اولیه)،در حالیکه لایه آبکی حاوی کربوکسیلیک اسید خواهد بود.این محلول آبکی را با کارید ریک اسید رقیق، اسیدی کنید.در صورت جدا شدن کربوکسیلیک اسید جامد آن را صاف کرده و خشک کنید.اگر اسید موجود مایع باشد،مقداری کلسیم کلرید جامد اضافه نموده و کاملا بهم بزنید تا آب تقریبا از کلسیم کلرید اشباع شود.

 3-روش ذکر شده در بند (2) دو ترکیب خنثی را جدا نخواهد کرد.اگر از محلول اتری با افزایش اسید یا قلیای رقیق چیزی استخراج نشود،باید به حضوردو ترکیب خنثی مظنون شد.اگر یکی از دو کربونیل دار باشد که تشکیل محصول افزایشی بی سولفیت می دهد،در این صورت می توان آن را به صورت محصول افزایشی جدا کرد.محلول 40%سدیم متابیسولفیت در آب را تهیه کرده و به آن به اندازه یک پنجمش اتاتول اضافه کنید.اگر مقداری از نمک جدا شود،محلول را صاف کرده و به 12 میلی لیتر از زیر صافی مقدار 4 گرم مخلوط نمونه آلی را اضافه کنید.پس از بهم زدن کامل،بگذارید تا سرد شود.در صورت تشکیل محصول افزایشی متبلور،آن را صاف کرده(زیر صافی(د)را نگه دارید)و از طریق تقطیر با مقدار اضافی محلول سدیم کربنات تجزیه کنید.ترکیب کربونیل دار در صورت فرار بودن در محصول تقطیر وجود داشته و در غیر این صورت باید آن را از مخلوط موجود در بالن تقطیر با اتر استخراج نموده و به روش معمول جدا کرد.

جزء تشکیل دهنده خنثای دیگر در زیر صافی (د) وجود خواهد داشت و باید پس از حذف هرگونه اتانول باقیمانده ی آن را با اتر استخراج کرد.

4-جدا کردن چندین ترکیب بسیار محلول در آب و اتر از مخلوط ممکن است مشکل باشد.برای مثال،مخلوط1و3-دی هیدروکسی بنزن تقریبا به یک اندازه در آب و اتر محلول می باشد.با اینکه آن را می توان با چندید قسمت از محلول سدیم هیدرکسید رقیق از اتر استخراج کرد،ولی انحلال پذیری آن در آب موجب عدم جدا شدن آن از طریق اسیدی کردن نمونه استخراجی می گردد.مخلوط متشکل از یک آمین و رزورسینول را می توان به طریق زیر جدا کرد.

 مخلوط را در مقدار اضافی کلریدریک اسید رقیق حل کرده و محلول را با کاغذ تورنسل آزمایش کنید.محلول را در قیف جدا کننده شیردار ریخته و آن را به سه قسمت اتر که هر قسمت تقریبا به اندازه نصف حجم مخلوط باشد استخراج کنید.محلول اسیدی(هـ)را نگه دارید.محلول استخراج شده اتری را با سدیم سولفات بی آب خشک کرده و حلال آن را پس از صاف کردن تقطیر کنید.باقیمانده باید برای گروه فنولی آزمایش شود.محلول اسیدی (هـ)را با محلول سدیم هیدروکسید قلیایی کرده و با اتر استخراج کنید.محلول استخراج شده اتری را خشک کرده و حلال آن را تقطیر کنید.باقیمانده نشانگر یک آمین است.

 مخلوط فنول یا فنول چند عاملی محلول در آب و یک کربونیل دار را می توان از طریق تبدیل ترکیب کربونیل دار به ترکیب بیسولفیت آن یا مشتق سمی کاربازون آن از طریق حرارت دادن با دو برابر وزنش از اگزالیک اسید و ده برابر وزنش آب در بالن تقطیر،به خوبی جدا کرد.ترکیب کربونیل دار در صورت داشتن نقطه جوش پایین قابل تقطیر و جمع آوری است،ولی  اگر دارای نقطه جوش بالا باشد می توان آن را با استفاده از اتر از باقیمانده موجود در بالن تقطیر استخراج کرده و به روش معمول مورد شناسایی قرار داد.

 5-اگر هر دو جزء تشکیل دهنده مخلوط در اتر نامحلول باشند،روشهای ذکر شده در بالا موثر نخواهند بود.در چنین موارد پیشنهادهای زیر مفید می باشند:

 (الف)مخلوط را برای تعیین محلول بودن یکی از اجزای تشکیل دهنده در آب آزمایش کنید.در صورت محلول بودن در آب،ترکیب نامحلول را صاف کرده و زیر صافی را تا خشک شدن کامل روی شعله بنزن تبخیر کنید.حرارت بیش از حد ممکن است سبب تجزیه یا زغالی شدن گردد.در صورت وجود کربوهیدرات غالبا شربتی حاصل خواهد شد که متبلور کردن آن ممکن است دشوار باشد،ولی برای تعیین ماهیت آن باید آزمایشهایی روی شربت انجام گیرد.

 (ب)در صورت نامحلول یا محلول بودن هر دو جزء تشکیل دهنده در آب روش (الف)5 را با استفاده از متانول تکرار کنید.

 (ج)اگر آزمایش های فوق برای جداسازی موثر نباشد ،باید به وجود دو تا ترکیبات زیر در مخلوط مظنون شد:الکل چند عاملی،کربوهیدرات،نمک فلزدار کربوکسیلیک اسید یا نمک یک باز آلی.مخلوط را در کلرید اسید 10%حل کرده و در صورت تشکیل رسوب جامد،آن را به طریق صاف کردن جمع آوری کنید.رسوب را با آب شسته و با احتیاط خشک کنید.این ترکیب ممکن است یک اسید آزاد و احتمالا آروماتیک باشد. تشکیل روغن نشانگر اسید آلیفاتیک سنگین تر خواهد بود:لایه آبکی ممکن است شامل یک پلی ال یا کربوهیدرات محلول باشد.

 اگر ماده جامد یا روغنی حاصل نشود،محلول را چندین بار با اتراستخراج کرده و محلول استخراج شده را روی حمام آب تبخیر کنید.باقیمانده ممکن است یک اسید آلیفاتیک سبکتر باشد.اگر چیزی با اتر استخراج نشد،محلول را با سدیم هیدروکسید 10%قلیایی کنید.در اثر این عمل نمک باز آلی در صورت وجود داشتن به باز آلی آزاد تبدیل می شود که قابل استخراج با اتر بوده و به روش معمول جداسازی می گردد.لایه آبکی ممکن است حاوی پلی ال  یا کربوهیدرات همراه با سدیم کلرید یا سدیم سولفات باشد.خارج کردن یون های معدنی با عبور محلول از میان یک ستون تعویض یون با بستر آمیخته محلول آبکی پلی ال یا کربوهیدرات را تولید می کند.