 |
Главная Случайная страница Контакты | Мы поможем в написании вашей работы! | |
Перегонка з водяною парою
|
|
Перегонку з водяною парою застосовують у тих випадках, коли рідини нерозчинні або частково змішуються одна з одною. У цьому випадку закон Рауля не може бути застосований й діє інше співвідношення:
p = р 1 + р 2.
Таким чином, загальна пружність пари суміші (р) більша, ніж пружність пари кожного компонента, узятого в чистому вигляді, і значення р крит., за якого починається кипіння, наступає при більш низькій температурі. Як наслідок суміш буде переганятися за температури нижчій 100°С. Тому даний метод дозволяє відокремлювати рідини, що розкладаються під час простої перегонки.
Рис.13. Прилад для перегонки з водяною парою.
Прилад для перегонки з водяною парою (рис.13) складається з генератора пари, паропровідної трубки, перегінної колби, холодильника, алонжу й приймача. Як парогенератор найчастіше слугує плоскодонна колба великого об’єму, хоча із цією метою також використовують металеві колби й пароутворювачі спеціальних конструкцій. Колба повинна бути оснащена відвідною й запобіжною трубками, остання повинна доходити майже до дна колби. Запобіжна трубка призначена для врівноваження тиску в колбі. Паропровідна трубка повинна бути постачена відводом із затискачем для регулювання подачі водяної пари в реакційну суміш і для вирівнювання тиску в приладі.
Для уникнення перекидання маси, що переганяється, у приймач перегінну колбу встановлюють похило. Паропровідна трубка повинна доходити майже до дна колби для більш рівномірного розподілу пари в рідині, що переганяється. Перегінну колбу, крім звичайного закріплення в лапці, підпирають знизу кільцем: перегонка з паром відбувається досить бурхливо й недостатнє кріплення колби може привести до її руйнування.
Під час перегонки з водяною парою використовують ефективні холодильники, оскільки в разі конденсації великої кількості пари доводиться відводити велику кількість тепла.
Перегонку зазвичай продовжують доти, поки не припиниться відділення нерозчинного у воді продукту у вигляді маслянистих плям. Якщо малорозчинний продукт утворює розведений розчин, закінчення перегонки визначають за відсутністю в дистиляті органічної сполуки за якісними реакціями.
Для припинення перегонки спочатку відʼєднують парогенератор і тільки потім його відмикають (для уникнення потрапляння реакційної маси в парогенератор).
Усі вищевикладені методи виділення сполук не є завершальною стадією одержання речовини. Тривалий процес органічного синтезу завершується очищенням продукту.
2.2.3. Перегонка під зменшеним тиском
Перегонку під зниженим тиском використовують під час виділення або очищення органічних речовин, що мають високу температуру кипіння (більше 1500С).
|
Рис.14. Прилад для перегонки під зменшеним тиском: 1―баня з термометром;
2― круглодонна колба; 3― капіляр; 4― термометр; 5― алонж «павук»;
6― насадка Кляйзена; 7―ловушка; 8―манометр.
Зменшений тиск у приладі для перегонки (рис.14) створюється водострумним (4―6 мм рт.ст.) або масляним вакуум ― насосом (0,5―1 мм. рт.ст.). Під час роботи у вакуумі слід використовувати тільки круглодонні колби.
Прилад для перегонки у вакуумі містить перегонну колбу з термометром і капіляром, холодильник, алонж спеціальної форми та приймачі (рис.14). Бульбашки повітря або інертного газу, які потрапляють через капіляр до перегінної колби, ретельно перемішують рідину та запобігають її перегріву. Для конденсації пари рідини використовують водяний (якщо температура кипіння рідини не перевищує 1300С) або повітряний (якщо температура кипіння рідини вища за 1300С) холодильник. Спеціальний алонж ― «павук» має декілька відводів, один з яких використовується для з’єднання з насосом, інші ― для з’єднання з приймачами. Під час перегонки через обертання «павука» відбирають у приймачі окремі фракції, що відрізняються за температурою кипіння.
Перегонку під вакуумом слід проводити тільки з використанням захисних окулярів або маски!
2.3. Очищення твердих органічних сполук
2.3.1. Перекристалізація
Серед усіх методів очищення твердих органічних сполук чільне місце посідає перекристалізація. Це пов’язано як із простотою процесу, так і з його ефективністю. Завдяки підвищенню розчинності речовин у ході нагрівання можна приготувати насичений за температури кипіння розчин, відфільтрувати його від механічних домішок і охолодити. Так найчастіше вдається одержати кристали досить чистої речовини. Це пов’язано з тим, що в результаты охолодження розчин стає пересичений тільки стосовно основної речовини, у той час як солі ― домішки, присутні в кількості часток відсотка, залишаються в матковому розчині. Це елементарна теоретична схема процесу перекристалізації. На практиці перекристалізація проходить набагато складніше, тому що її може супроводжувати низка процесів, що значно знижують ефективність очищення під час перекристалізації. Так, іони або молекули домішок можуть бути механічно захоплені утвореними кристалами основної речовини (оклюзія, інклюзія). Відбувається також сильніша або слабша адсорбція іонів домішок на поверхні кристалів, хоча в разі утворення великих кристалів, що мають невелику питому поверхню, роль адсорбції мала.
Розчинник для кристалізації вибирають з огляду на такі принципи. Речовина повинна дуже обмежено розчинятися в ньому за нормальних умов (або під час охолодження) і добре розчинятися в разі нагрівання. Як правило, розчинність речовин різко зростає біля точки кипіння, тому під час перекристалізації рідину завжди необхідно доводити до кипіння. Розчинність домішок при цьому повинна бути або дуже висока, або, навпаки, дуже мала. У першому випадку забруднення, що розчинилися, не кристалізуються з розчину, а в другому ― не розчиняються, і їх можна видалити фільтруванням. Необхідно також пам’ятати про те, що розчинник не повинен хімічно взаємодіяти із продуктом. Перекристалізацію проводять у приладі, що складається з колби й зворотного холодильника (див.рис.8). До речовини в колбі доливають таку кількість розчинника, щоб утворилася так звана кашкоподібна консистенція, вносять «кипілки», приєднують зворотний холодильник і доводять масу до кипіння. Якщо після хвилинного кип’ятіння осад не розчинився, через форштос холодильника додають невелику кількість розчинника й знову доводять суміш до кипіння. Операцію повторюють доти, поки речовина повністю не розчиниться в мінімальній кількості розчинника. Якщо домішки залишаються в осаді, можна не додавати багато розчинника, а також намагатися розчинити механічні домішки. За необхідності розчин знебарвлюють, додаючи адсорбенти (активоване вугілля), для чого припиняють кип’ятіння одержаного розчину, додають небагато (2―5 % від маси продукту) вугілля й знову доводять суміш до кипіння. Одержаний киплячий розчин швидко фільтрують через добре нагріту лійку Бюхнера. Якщо розчинником для перекристалізації служить вода, лійку нагрівають у бані з гарячою водою. Необхідно пам’ятати про те, що колба Бунзена, у яку збирають фільтрат, не термостійка й фільтрування гарячого розчину в посудину, що стоїть на холодному лабораторному столі, може призвести до вибуху. Для уникнення цього колбу термоізолюють у спеціальний дерев’яний ящик. Колбу з одержаним фільтратом залишають охолоджуватися, а потім відділяють отримані кристали. Перекристалізація ― не єдиний спосіб очищення твердих продуктів. Для одержання індивідуальних кристалічних сполук також застосовують сублімацію, кристалізацію з розплаву й хроматографію, однак ці методи препаративно складні в порівнянні із кристалізацією й вимагають значного досвіду роботи.
2.3.2. Сублімація
Крім кристалізації тверді органічні сполуки можна очищати сублімацією. Сублімацією в препаративній органічній хімії називають процес випаровування твердого тіла з подальшою конденсацією пари безпосередньо у тверду фазу. Процес відбувається за температури, нижчій за температуру плавлення речовини, що сублімується.
У порівнянні з такими способами очистки та виділення речовин, як перегонка та перекристалізація, сублімація має як переваги, так і недоліки. До недоліків слід віднести, по ― перше, обмеженість її застосування ― тільки для роботи з твердими речовинами. По ― друге, сублімація, як правило, ― більш тривалий процес, ніж перегонка або перекристалізація. По ― третє, у разі застосування сублімації важко розділити схожі за леткістю речовини. Але переваги сублімації у порівнянні з перегонкою та перекристалізацією суттєві.
Сублімація відрізняється від перегонки більш низькою температурою, за якої відбувається процес. Так, у разі залишкового тиску 13 мм рт.ст. нафталін кипить за температури 80°С, а сублімується вже за кімнатної температури. У порівнянні з перекристалізацією, під час сублімації пари речовини, що очищується, змішуються з молекулами газів повітря та торкаються стінок приладу, у той час як під час перекристалізації слід враховувати дію розчинника на речовину, а також можливість адсорбції речовини знебарвлювальним агентом або фільтрувальним матеріалом. Втрати під час перекристалізації не тільки неминучі, а ще й можуть перевищувати ту кількість домішок чи забруднень, які необхідно видалити. Натомість під час сублімації вихід чистого продукту може досягати 98―99%. Тому особливо ефективне застосування сублімації для очистки речовин наявних в обмеженій кількості, з вагою, наприклад, меншою ніж 0,1г. Сублімацію здійснюють як за атмосферного, так і пониженого тиску.
Розглянемо процес сублімації нафталіну. Для сублімації невелику кількість нафталіну поміщають у порцелянову чашку та накривають скляною лійкою. Відвідну трубку лійки попередньо закривають шматочком вати. Зовні лійку накривають аркушем фільтрувального паперу, змоченого водою. Чашку з речовиною нагрівають на малому полум’ї спиртового пальника. Коли більша частина речовини конденсується на лійці, нагрівання припиняють. Після того як чашка охолоне, лійку знімають, а блискучі кристали нафталіну, що утворилися, знімають ланцетом.
3. Ідентифікація органічних сполук
Синтезований та очищений продукт необхідно ідентифікувати, тобто встановити його структуру. Для цього найчастіше використовують фізичні характеристики: температуру плавлення й кипіння, щільність, показник заломлення, а також здатність до поглинання електромагнітного випромінювання: ІЧ-, УФ- і ЯМР-спектри. Речовину вважають чистою, якщо її физичні характеристики не змінюються після повторної операції очищення.
Для раніше синтезованих сполук найчастіше буває досить порівняння одержаної фізичної характеристики з характеристиками наведеними в хімічній літературі. Найбільш важливими фізичними характеристиками речовини вважають температури плавлення й кипіння,вони є найбільш прості у визначенні.
3.1. Визначення температури плавлення та кипіння
Температурою плавлення називають діапазон температур, у якому відбувається перетворення твердої фази на рідину. Точніше, температура плавлення речовини — це така температура, за якою одночасно існують, та знаходяться в рівновазі обидві фази ― як рідка, так і тверда. Температура плавлення ― фізична константа, що часто застосовується як для характеристики органічних речовин, так і як критерій їх чистоти.
Відомо, що суміші речовин плавляться за більш низьких температур, ніж індивідуальні речовини, тому величина відхилення одержаної температури від довідкової є важлива характеристика ступеня чистоти одержаного продукту.
Чиста речовина починає різко плавитися за певної температури. Домішки в речовині рідко утворюють з нею тверді розчини, зазвичай вони розподіляються нерівномірно, унаслідок чого плавлення відбувається не відразу, а в інтервалі температур, який складає кілька градусів, і повне плавлення речовини спостерігається за нижчої температури, ніж у випадку чистої речовини. Таку особливість часто використовують для ідентифікації одержаної сполуки за температурою плавлення. Для цього ретельно змішують однакові кількості (по 0,1г) одержаної, очищеної перекристалізацією речовини і запропонованої ідентичної речовини, визначають температуру плавлення такої «проби змішування». Якщо «проба змішування» плавиться за такої ж температури, як і кожна речовина окремо, то ідентичність речовин вважається доведеною. Якщо ж «проба змішування» показує зниження температури (депресія), то досліджувана та відома речовини не є однакові.
Для визначення температури плавлення використовують прилад Тиле: термометр поміщають у теплопровідне середовище ― діалкілфталат, силіконове або парафінове масло або сірчану кислоту.
Речовину, для якої необхідно визначити температуру плавлення, поміщають у капіляр, запаяний із одного кінця. Капіляр для визначення температури плавлення витягують із нетугоплавкої трубки діаметром 5 ― 10мм. Одержана капілярна нитка повинна мати внутрішній діаметр 0,8―1,0мм. Шматочки капілярів необхідної довжини запаюють з одного кінця в ході обережного внесення в полум’я пальника. Капіляр заповнюють речовиною так, щоб її щільний шар займав близько 0,5 см. Для цього невелику кількість перекристалізованої речовини подрібнюють та занурюють у неї відкритий кінець капіляра. При цьому невелика кількість речовини потрапляє всередину капіляра. Переміщення речовини в бік запаяного кінця капіляра та її утрамбовування здійснюють, кидаючи капіляр запаяною частиною вниз крізь скляну трубку довжиною 90―100 см, поставлену вертикально на скляну пластинку. Так наповнюють два капіляри з речовиною і вводять їх у бічний відвід приладу Тиле таким чином, щоб проба речовини перебувала на рівні кульки термометра й щоб було видно одночасно і шкалу термометра, і вміст капілярів. Термометр занурюють у прилад для визначення температури плавлення та нагрівають: спочатку швидко, а коли показання термометра досягнуть величини на 10―15°С нижчої передбачуваної температури плавлення, регулюють нагрівання так, щоб температура підвищувалася зі швидкістю 1―2°С за хвилину. У протилежному випадку термометр не встигатиме нагріватися, в порівняно зі швидкістю нагрівання речовини в капілярі, а одержана температура плавлення буде занижена.
Температуру кипіння очищеної рідини визначають у процесі перегонки (див. розд. 2.2.1). Вузький інтервал температури кипіння речовини, що переганяється (не більше 5°С), ― гарний показник ступеня її чистоти.
4. Хроматографія
У наш час широке застосування одержав хроматографічний метод розділення, очистки, виділення та ідентифікації органічних сполук завдяки високій ефективності та простоті. Метод грунтується на різній рухливості речовин під час проходження крізь двохфазну систему, що обумовлено їх різною взаємодією з компонентами фаз. Розрізняють три основних види хроматографії: адсорбційну, розподільну, іонообмінну. Під час адсорбційної хроматографії використовують відмінність ступеня сорбції компонентів суміші на поверхні твердого подрібненого адсорбенту.
Розподільна (адсорбційна) хроматографія ґрунтується на різниці коефіцієнтів розподілу компонентів суміші між двома фазами, що не змішуються, так званими рухомою та нерухомою фазами, нанесеними на твердий носій. Але часто для розділення речовин має значення як розподіл, так і адсорбція.
У разі іонообмінної хроматографії розділення компонентів суміші ґрунтується на оберненій рівновазі між іонами досліджуваних речовин, що знаходяться в розчині, та іонами (катіонами або аніонами), адсорбованими на·твердому носії. Як сорбенти використовують іонообмінні·смоли, поліелектроліти, що містять основні (NH2―, NR2―) або кислотні (―СООН) групи. Як правило, у випадку застосування хроматографії спостерігається взаємодія декількох її видів. Наприклад, адсорбційну хроматографію супpoводжує розподільна і, навпаки, іонообмінна супpoводжується адсорбційною хроматографією.
4.1. Адсорбційна хроматографія
В адсорбційній хроматографії як сорбенти (нерухома фаза) використовують тверді (як полярні, так і неполярні) сполуки, що мають велику поверхню та здатність до оберненої взаємодії із сумішшю.
Неполярні адсорбенти ― активоване вугілля, деякі смоли, а полярні ― оксид заліза (ІІI), оксид магнію, сульфат магнію, карбонат магнію, гідроксид та оксид кальцію, вуглеводні. Найширше використовуються активований оксид алюмінію ― для нейтральних та лужних розчинів та силікагель, що використовується під час хроматографування кислих розчинів.
Оксид алюмінію залежно від кількості адсорбованої води має різну сорбційну здатність. Причому чим більше води міститься в оксиді алюмінію, тим менша його активність, яка визначається за шкалою Брокмана. Збільшення полярності органічної речовини сприяє її сорбції полярним сорбентом: галагенопохідні вуглеводнів < етери < третинні аміни, нітросполуки, естери < кетони, альдегіди <первинні аміни < аміди кислот < спирти, карбонові кислоти. Чим більш полярна адсорбована речовина, тим міцніше вона зв’язується з адсорбентом. Органічні сполуки, адсорбовані на сорбенті, витісняються тільки таким розчинником, у якого спорідненість до сорбенту вища, ніж у адсорбованої речовини.
Найчастіше застосовують методи колонкової хроматографії та хроматографії в тонкому шарі.
4.1.1. Колонкова хроматографія
Колонкою для хроматографування може служити скляна бюретка діаметром від 8 до 12 мм і завдовжки 25―30 см. У колонку насипають адсорбент так, щоб він утворив рівномірний і щільний стовпчик. Для цього на дно колонки (перед звуженням) поміщають шматочок скляної вати (рис. 15). Оксид алюмінію просіюють через капронову тканину і вносять до колонки в сухому вигляді або готують суспензію в розчиннику, який буде використаний для хроматографування. У першому випадку оксид алюмінію поступово засипають у колонку, наповнену розчинником. При цьому весь час злегка стукають по колонці (дерев’яною або скляною паличкою з надітою на неї гумовою трубкою), щоб адсорбент рівномірно ущільнився.
Інший спосіб наповнення колонки такий: оксид алюмінію суспензують у розчиннику. Одержану суспензію вливають невеликими порціями в колонку. Верхню частину сорбенту закривають тампоном із скловати. Розчинник повинен стікати із швидкістю 15 ― 20 крапель на хвилину. Якщо швидкість стікання менша, то в колонці створюють тиск або вакуум. Для цього через верхню частину колонки подають стиснуте повітря або герметично з’єднують колонку з приймачем (із відводом) і приєднують до вакуумного насосу.
Рис.15. Колонка для хроматографування: 1―елюент; 2―сорбент; 3―скловата.
Коли рівень розчинника досягне верхньої межі колонки, на верхню частину адсорбенту обережно наливають розчин так, щоб над поверхнею адсорбенту завжди залишався невеликий шар рідини.
У момент, коли розчин повністю протече через колонку, невеликими порціями вливають чистий розчинник або суміш розчинників (елюент), під час пропускання якого відбувається розділення речовин. 3а розділенням забарвлених речовин стежать за забарвленням відповідної ділянки колонки. Якщо компоненти суміші необхідно виділити, то продовжують додавати розчинник. У такому випадку зони розділених речовин повільно зміщуються до низу колонки і їх поступово вимивають з адсорбенту та збирають забарвлені розчини в окремі приймачі. Під час розділення суміші безбарвних речовин за ходом процесу спостерігають, відбираючи однакові обʼєми фракцій. Розчинник випаровують і речовин, що залишилися, ідентифікують.
4.1.2.Паперова радіальна хроматографія
Хроматографування проводять на спеціальному фільтрувальному папері високої чистоти і рівномірної щільності. У деяких випадках папір заздалегідь обробляють оцтовим ангідридом. У результаті даної обробки відбувається ацилювання целюлози й утворюються карбоксильні групи, що приводять до зміни адсорбційних властивостей паперу і поліпшення хроматографічного розділення деяких класів сполук.
Вода, яка постійно присутня в папері, є нерухома фаза, а як рухому фазу часто використовують різні розчинники (іноді насичені парами води) або їх суміш.
Простий прилад для одержання радіальної хроматограми складається з двох складених разом чашок Петрі однакового діаметра. В одну з чашок наливають розчинник, кладуть на неї хроматограму і зверху накривають другою чашкою (рис.16).
a b
Рис.16. Радіальна хроматографія на папері: а ―- пристрій;
b ― хроматограма після проявлення; с ― свідки, d ― досліджувана суміш.
Хроматографування здійснюють на хроматографічному паперовому диску діаметром 8 ― 15 см. У центрі диска креслять коло радіусом 1,5―2 см, на яке наносять окремими капілярами краплі розчинів «свідків» і краплю досліджуваної суміші на відстані 1 ― 1,5 см одна від одної. У центрі диска роблять невеликий отвір, куди вставляють гніт із фільтрувального паперу (дещо менший, ніж висота чашки). Діаметр хроматограмм має бути на 0,5―1см більший за діаметр чашок. На чашку кладуть хроматограму, стежачи за тим, щоб кінець гніту торкався розчинника, і зверху накривають іншою чашкою. Розчинник повинен радіально просуватися по хроматограмі. Коли він дійде майже до кінця паперового диску, хроматограму виймають. Якщо речовини забарвлені, то зони окремих компонентів мають вигляд кольорових плям, якщо речовини безбарвні, то хроматограму висушують і обприскують розчином проявника, що дає кольорову реакцію із досліджуваними речовинами. Після висушування визначають функцію Rf (чинник уповільнення) компонентів суміші й «свідків»:
Відстань від точки старту до середини плями речовини
Rf =
Відстань, пройдена розчинником від старту до фронту
4.1.3. Тонкошарова хроматографія
Тонкошарова хроматографія ― ефективний метод для розділення малих кількостей речовин на невеликому шарі адсорбенту за короткий час. Хроматографування можна проводити в закріпленому і незакріпленому шарі адсорбенту. Як адсорбент для приготування закріплених шарів використовують оксиди магнію, алюмінію, кальцію, карбонат магнію, силікагель у суміші із зв’язувальними компонентами, такими як сульфат кальцію, рисовий крохмаль і вода. Для виготовлення хроматографічної пластинки із закріпленим шаром адсорбенту на скляну пластинку (9х12 см, 4х12 см, 13х7 см) наносять суміш адсорбенту із звʼязувальною речовиною (5 % від маси адсорбенту) і водою у вигляді кашки. Спеціальним валом суміш рівномірно розкочують у шар завтовшки 2 мм. Потім пластинку висушують за температури 110 ― 120°С. Після висушування на пластинці не повинно бути тріщин.
Під час роботи на тонкому незакріпленому шарі як адсорбенти використовують головним чином оксид алюмінію і силікагель. Для приготування тонкого незакріпленого шару використовують вищезгадані скляні пластинки. На пластинку насипають шар адсорбенту і рівномірно розрівнюють його валом, злегка притискуючи до скла і знімаючи при цьому надлишок. Як вал можна використовувати скляну паличку довжиною трохи більшою ніж ширина пластинки і діаметром 8 ― 10 мм. На кінці палички надягають короткі (довжиною до 1см) каучукові трубки або трубки з полівінілхлориду такої товщини, щоб під час рівняння адсорбенту на пластинці утворювався шар товщиною до 1 мм. Трубки повинні знаходитися на такій відстані від кінців палички, щоб після проведення валом по пластинці по обидва боки від неї залишалися вільні від адсорбенту смуги.
Можна виготовити металевий вал з потовщеними кінцями. Причому він повинен накладатися на пластинку. Для закріплення пластинки під час нанесення адсорбенту зручно використовувати спеціальний верстат (рис.16).
На пластинці із сорбентом на відстані 1 5― 2 см від її краю натягують нитку або дріт і проводять поперечну лінію (лінію старту) паралельно нижньому краю пластинки. На неї капіляром наносять краплі розчинів досліджуваних речовин на відстані 1,5 ― 2 см одна від одної. В одну точку можна наносити до 50 мкг речовини.
Після нанесення зразка на сорбент розчиннику дають випаруватися і пластинку встановлюють у похилому положенні в хроматографічній камері, на дно якої налитий елюент шаром 1 ― 1,5 см.
Рис.17. Нанесення сорбенту на пластинку і верстат для закріплення пластинки.
Кут нахилу має бути не більший 20 ― 30°, інакше сорбент буде обсипатися з пластинки (рис.18).
Рис.18. Хроматографічні камери з пластинками.
Елюент повинен торкатися пластинки на рівні нижчому від стартової лінії. Хроматографічну камеру щільно закривають кришкою, щоб не порушилося співвідношення розчинників (у разі використання суміші) за рахунок випаровування. Коли розчинник підніметься майже до верху пластинки, її виймають і відзначають положення фронту розчинника. У разі хроматографування безбарвних речовин після закінчення процесу пластинку висушують і поміщають в атмосферу легко адсорбовуємої речовини. При цьому чистий сорбент на пластинці забарвлюється, а плями речовин залишаються безбарвними. Іноді за такого «проявлення» хроматограми забарвлюються як сорбент, так і речовини, але інтенсивність забарвлення буде різна. Проявником можуть бути пари йоду. Перш ніж поміщати пластинку в посудину з проявником, необхідно, щоб розчинник на пластинці випарувався. Інакше йод розчиниться на пластинці, і порушиться відмінність в адсорбції. Пластинку поміщають в посудину з кристалічним йодом на 5―10 хв. Потім пластинку виймають і залишають на повітрі для випаровування надлишку йоду. Поступово чітко позначаються контури плям речовин. Їх положення після хроматографування характеризується значеннями Rf (відношення фронтів). Rf ― характеристика будь - якої речовини, але залежить від якості сорбенту й елюенту. Тому проводять порівняння величин Rf досліджуваної речовини зі «свідком», який наноситься на ту ж пластинку. «Свідком» служить чиста речовина, одержана іншим методом.
На даний час для хроматографування широко використовують силуфолові пластинки ― алюмінієву фольгу покриту закріпленим шаром силікагелю і люмінесцентного індикатора. Такі пластинки дуже зручні для використання.
5. Техніка безпеки під час роботи в лабораторії
Робота в лабораторії органічної хімії пов’язана з небезпекою зумовленою необхідністю використання легкозаймистих, вибухонебезпечних та отруйних речовин. Необхідно пам’ятати, що до більшості нещасних випадків призводить неуважність або недбалість експериментаторів. Тому небезпеку під час роботи в лабораторії можна звести до мінімуму, якщо правильно й вчасно вживати всіх необхідних запобіжних заходів.
Перед початком експерименту необхідно детально вивчити методику даної роботи й продумати хід експерименту. Під час роботи слід бути уважним і обережним. На робочому місці необхідно підтримувати чистоту й порядок. Слід постійно стежити за тим, щоб не створювати в лабораторії небезпечних ситуацій.
У лабораторії забороняється їсти, пити й палити. Усі прилади необхідно надійно фіксувати на робочому столі. Не можна використовувати пошкоджений посуд.
Хімічні речовини не повинні контактувати зі шкірою, оскільки деякі токсичні речовини проникають через здорову неушкоджену шкіру. Під час роботи з подразними, отруйними речовинами або речовинами з неприємним запахом потрібно вмикати витяжну шафу (не нахилятися усередину!).
Не можна переносити склянки з їдкими, отруйними або легкозаймистими речовинами, тримаючи їх за горлечко. Склянку завжди слід підтримувати знизу.
У препаративній органічній хімії для екстракції та кристалізації часто застосовують вогненебезпечні розчинники (ефір, спирт, ацетон тощо), які потребують дотримання відповідних заходів безпеки. Під час роботи із легкозаймистими речовинами поблизу не повинно бути відкритого полум’я. У разі наявності розчинників, що киплять за температури нижчій 1000С, нагрівання проводять на водяній бані. Нагрівання горючої рідини (наприклад, перегонку) здійснюють тільки під постійним спостереженням.
Розчинники, що не змішуються з водою, наприклад, діетиловий ефір, не можна зливати в каналізацію. Їх необхідно регенерувати, для цього їх здають лаборантові.
У лабораторіях досить часто трапляються хімічні опіки кислотами, лугами й іншими їдкими речовинами, що шкідливо діють на шкіру.
Опіки кислотами. Серед усіх кислот найнебезпечніша концентрована азотна кислота. Короткочасне контактування з нею викликає жовте забарвлення шкіри, а більш тривалий вплив призводить до утворення тріщин і дуже болючих ран, що важко загоюються. Концентрована сірчана кислота менш небезпечна. У випадку потрапляння її на шкіру слід швидко зняти кислоту сухою ганчіркою, протерти уражене місце спиртом, а потім промити великою кількістю води. Більш тривалий вплив сірчаної кислоти спричиняє спершу появу білих плям, потім пухирів, а через якийсь час ― виразок, після загоєння яких залишаються сліди. Навіть серйозні опіки сірчаною кислотою після ретельного промивання водою добре гояться. Соляна кислота не являє великої небезпеки для шкіри, але дуже небезпечна для очей і слизових оболонок.
Опіки лугами. Концентровані, особливо гарячі, розчини лугів викликають сильні опіки. У випадку потрапляння лугів на шкіру, вона стає слизькою й гладенькою, а в разі їх більш тривалої дії утворюються дуже глибокі рани. Так само діють на шкіру і тверді луги. Аміак майже не діє на шкіру, проте він досить небезпечний для очей: потрапляння розчину аміаку або його пари викликає сильне подразнення очей або навіть сліпоту.
У випадку опіків кислотами й лугами уражені місця необхідно добре промити водою. Після цього кислоту слід нейтралізувати розчином бікарбонату натрію, а луг ― 1 %-м розчином оцтової або борної кислоти.
Список рекомендованої літератури
Агрономов, А.Е. Лабораторные работы в органическом практикуме [Текст]/А.Е. Агрономов, Ю.С. Шабаров. ―2-е изд.―М.:Химия,1974.―472 с.
Гордон, А. Спутник химика [Текст] / А.Гордон, Р.Форд.― М.:Мир, 1976. ― 542 с.
Органикум [Текст]: в 2 т.: пер. с нем. /д.х.н. Н.А.Беликова, проф. Г.В.Гришина. ― 4-е изд.―М.:Мир, 2008.―Т.1.―506 с.
Зміст
1.Вступ 3
1.1. Реакційний посуд 3
1.2. Перемішування 5
1.3. Теплообмін (нагрівання, охолодження й конденсація) 6
1.3.1. Нагрівання 7
1.3.2.Охолодження 8
1.3.3. Конденсація 9
1.4. Вимірювання і регулювання температури 11
1.5. Прилад для органічного синтезу 11
2.Виділення й очищення органічних речовин 12
2.1. Виділення твердих речовин із реакційної маси 13
2.1.1. Фільтрування й відсмоктування 13
2.1.2. Екстракція 14
2.1.3. Висолювання 15
2.1.4. Осадження шляхом зміни pH (переосадження) 16
2.1.5. Випарювання 16
2.2. Виділення рідких речовин із реакційної маси 16
2.2.1. Перегонка 16
2.2.2. Перегонка з водяною парою 19
2.2.3. Перегонка під зменшеним тиском 20
2.3. Очищення твердих органічних сполук
2.3.1.Перекристалізація 21
2.3.2. Сублімація 22
3. Ідентифікація органічних сполук 23
3.1. Визначення температури плавлення та кипіння 23
4. Хроматографія 25
4.1. Адсорбційна хроматографія 25
4.1.1. Колонкова хроматографія 26
4.1.2.Паперова радіальна хроматографія 27
4.1.3. Тонкошарова хроматографія 28
5. Техніка безпеки під час роботи в лабораторії 30
Список рекомендованої літератури 31
Дата публикования: 2015-01-23; Прочитано: 6486 | Нарушение авторского права страницы | Мы поможем в написании вашей работы!
