کریستاله کردن مجدد استانیلید بوسیله آب
روش کار:
مقدار 3 گرم استانیلید ناخالص توسط مسئول آزمایشگاه در اختیار شما قرار می گیرد آنرا به بشر 200 یا 250 میلی لیتری محتوی 100 میلی لیتر آب منتقل کنید و محتوی آن را در حالیکه به هم زده می شود گرم کنید. هنگامیکه استانیلید کاملا در آب حل شد1/0 گرم زغال به آن اضافه کنید. در حالیکه محلول خوب به هم زده می شود گرم کردن را ادامه دهید. محلول در حال جوش را روی کاغذ صافی چین دار که قبلا تهیه نموده اید اضافه کنید. در صورت لزوم می توانید از قیف گرم شده استفاده کنید.
جداسازی و خالص سازی ترکیبات آلی
تصعید
بحث کلی:یک حالت از ترکیبات آلی آنست که مستعد هستند مستقیما و بدون عبور از حالت میانی مایع از حالت جامد به بخار تبدیل شوند. اگر بخارات را سرد کنیم دوباره متراکم می شوند این فرایند را تصعید (Sublimation) می گویند و یک روش ساده و راحت برای جداسازی و خالص سازی مواد آلی است.
جامداتی چنین خواصی دارند که فشار بخار قابل ملاحظه ای در نقطه ذوب خود داشته باشند. عنصری تصعید می شود که فشار بخار آن در زیر نقطه ذوب به 760 میلی متر جیوه برسد. تصعید ید و کامفرمثال های آشنایی هستند.
در میان مثال های متداول دیگر در ترکیبات آلی می توان از بنزوئیک اسید ،نفتالین، سالسیلیک اسید نام برد.
برای انجام تصعید یک بالون ته گرد 200 میلی لیتری پر از آب سرد نموده و روی یک بشر 400 میلی لیتری که محتوی ماده مورد تصعید می باشد قرار دهید. بشر را به وسیله یک حمام شنی و گرمکن برقی یا حمام بخار آب حرارت دهید. ماده تصعید شونده روی ته بالون سرد شده و متراکم می شود که به وسیله یک کاردک آن را تراشیده و جمع آوری می کنیم.
کلریناسیون اتانول در تولید تری کلرواستالدهید،CCl3CHO اولین بار در سال 1832 توضیح داده شد. فرم هیدراته این ترکیب به کلرال موسوم است و یک داروی خواب آور قوی است که به آن لقب قطره بیهوش کننده داده اند.کلرال واکنشگر کلیدی در سنتز حشره کش قوی DDT (خلاصه نام غیر سیستماتیک: دی کلرو دی فنیل تری کلرو اتان) است.
استفاده از ددت در کنترل امراضی که ناقل انها حشره است ، جان میلیونها انسان را در نیم قرن گذشته نجات داده است. این عمل عمدتا از طریق نابود کردن پشه آنوفل، عامل اصلی پارازیتی که سبب مالاریا می شود، انجام گردیده است. اگرچه سمی بودن آن برای پستانداران کم است (دز کشنده آن برای انسان 500 میلی گرم بر کیلوگرم وزن انسان می باشد)، DDT در برابر تخریب بیولوژیکی بسیار مقاوم است و تجمع آن در زنجیره غذایی، آن را برای پرندگان و ماهی ها خطرناک می سازد. لذا از سال 1972 به بعد مصرف آن توسط آژانس حفاظت محیط زیست آمریکا ممنوع شده است.
اندازه گیری درجه ی پخش شدن (دیسپرش شدن رنگدانه)
پخش شدن رنگدانه در رزین با وسیله ای به نام گریندومتر(Grindometer) اندازه گیری می شود.درجه پخش شدن ، میزان پخش رنگدانه ،ریزی و درشتی آنها وبه طورکلی تمیزی رنگ را نشان می دهد. درجه پخش شدن معیاری برای کیفیت آسیب رنگ می باشد. این وسیله از یک قطعه ی فلزی مکعب مستطیل به ابعاد 17*4*1 سانتی متر تشکیل شده است. در سطح 17*4 سانتی متر، دو شیار طولی دیده می شوند.عمق این دو شیار از یک طرف به طرف دیگر افزایش می یابند؛ و از 0 تا 100 میکرون درجه بندی شده است.یک تیغه فلزی لبه تیز نیز برای کشیدن رنگ بر روی شیارها وجود دارد.
ابتدا قطعه مکعب مستطیل شیاردار به صورت کاملا افقی قرار داده می شود؛چند قطره از رنگ مورد آزمایش بر روی عمیق ترین نقطه ی شیارها ریخته می شود.
سپس رنگ به وسیله تیغه ی فلزی در طول دو شیار پهن می شود. باید دقت کرد که مقدار رنگ ریخته شده برای پوشاندن همه ی طول شیار کافی باشد. به محض این که رنگ در طول شیارها پهن شد، مکعب مستطیل فلزی در مقابل نور قرار می گیرد وسطح رنگ بررسی می شود. ریزی ذرّات رنگدانه موجود در رنگ،در یک مقطع از شیار نمایان می شود.
هرچه عمق شیار کمتر شود ، ذرّات رنگدانه بیش تری دیده خواهد شد. روی شیار در مقطعی که ذرّات رنگدانه رویت می شوند ،قطع نظر از تعداد معدودی از ذرّات علامت گذاری می شوند.از طرف سطح جانبی درجه بندی و عمق شیار بر حسب میکرون خوانده می شود و براساس آن نتیجه گزارش می شود.
وزن مولکولی پلیمر یک متغیر بسیار مهم می باشد، زیرا بطور مستقیم با خواص فیزیکی پلیمر ارتباط دارد. بطور کلی هر چه وزن مولکولی بزرگتر باشد، پلیمر سخت تر است.
همچنین پلیمر ها با وزن مولکولی خیلی بزرگ موجب مشکلاتی در فرآیندها می شوند.
چیزی که تحت عنوان وزن مولکولی مطلوب تعریف می شود، به ساختار شیمیایی پلیمر و کاربرد مورد نظر بستگی دارد.
بطور کلی، وزن مولکولی پلیمرها در طیفی حداقل هزار تا یک میلیون می باشد. پلیمرهای وینیلی از هر نوع واردات تجارتی، معمولا دارای وزن مولکولی در گستره 105 تا 106 می باشد. پلیمر هایی که گروه عاملی خیلی قطبی مانند پلی آمیدها دارند، ممکن است دارای وزن مولکولی کمی با گستره 15000 تا 20000 باشند.
برای تعیین وزن مولکولی ترکیب های غیر پلیمری ، از تکنیک هایی مانند طیف سنجی جرمی، کاهش نقطه انجماد و افزایش نقطه جوش استفاده می شود و هر جا که گروه عاملی وجود داشته باشد ف تیتراسیون مناسب است.
تعیین وزن مولکولی پلیمر ها به دو علت پیچیده است:
1-اول اینکه در فرایند پلیمری شدن رشد یکنواخت زنجیر ها غیر ممکن است پس باید میانگین وزن مولکولی را در نظر گرفت.
2-دوم اینکه تکنیک های کاهش نقطه انجماد ، افزایش نقطه جوش و تیتراسیون برای پلیمرهای سبک کاربرد دارد و باید روشهای پیشرفته تری برای پلیمرهای با وزن مولکولی بزرگتر از 40000 استفاده شود.
تکنیک هایی که برای تعیین وزن مولکولی پلیمر استفاده میشود شامل اسمومتری، پخش نور، فراسانتریفوژ میباشند. که دو روش پخش نور و فراسانتریفوژ براساس جرم یا قطبیت پذیری نمونه عمل می کنند.
راحت ترین روش شامل اندازه گیری ویسکوزیته محلول می باشد. اما این روش قطعی نیست و باید همراه با یکی از روش های اندازه گیری مولکولی مطلق بکار گرفته شود.
تعیین وزن مولکولی:
با تعیین وزن مولکولی مواد پلیمری، همواره میانگینی از وزن مولکولی بدست می آید. نوع میانگین بدست آمده به روش اندازه گیری بستگی دارد.دومیانگین مرسوم وزن مولکولی ، میانگین عددی Mn و میانگین وزنی Mw هستند. این اوزان مولکولی به صورت زیر تعریف می شوند:
Mw=∑NM2 /∑NM
Mn=∑NM /∑N
N تعدلد مولکولهای با وزن مولکولی M است. همان طور که گفته شد نوع میانگین به دست آمده تحت تاپیر روش تعیین آن قرار می گیرد. از اسمومتری میانگین عددی بدست می آید در حالی که از پخش نور و فرا سا نتریفوژ میانگین وزنی حاصل می شود. دو روش اخیر نیاز به استفاده از تجهیزات گران وبسیار ویژه دارند. در اندازه گیری های خواص تجمعی، هر مولکول به طور مساوی بدون توجه به وزن آن مشارکت می کند، حال آن که در روش پخش نور، مولکول های بزرگتر بیشتر دخالت می کنند، زیرا نور را موپرتر و بیشتر پخش می کنند. به این دلیل است که میانگین وزنی وزن مولکولی همیشه بزرگتر از میانگین عددی وزنهای مولکولی می باشد، البته بجز وقتی که همه مولکولها دارای وزن برابر باشند. Mw=Mn است. ویسکومتری: انواع بیان ویسکوزیته:
اندازه گیری ویسکوزیته محلولهای رقیق از ساده ترین روش برای تعین وزن های مولکولی است که به میزان وسیع مورد استفاده واقع شده است.
وسکوزیته ها در غلظتها حدود0/5 گرم در 100 میلی لیتر حلال اندازه گیری می شود که به وسیله ویسکوزیمتر با تعیین زمان جاری شدن حجم معین از محلول از میان لوله باریک با طول ثابت صورت می گیرد.
دو نوع ویسکوزیمتر درشکل زیر نشان داده شده است;
نوع ubbelonde در مواردی راحت تر است چراکه درآن لازن نیست حجم های دقیق از محلول را داشته و حتی می توان مقداری حلال اضافی اضافه شود.
لازم است محلول های پلیمر داخل ویسکومتر صاف شود. چون ذرات غبار در زمان جاری شدن اثر می گذارند، صاف کردن به وسیله واحد های میکروفیلتر انجام می گیرد.
ویسکوزیته نسبی(rel?)" نسبت ویسکوزیته محلول به ویسکوزیته حلال می باشد.
ویسکوزیته ذاتی از رابطه زیر تعیین می شود:
ویسکوزیته ذاتی از رسم نمودار اعداد ویسکوزیته ویژه در مقابل غلظت و برون یابی آنها تا غلظت صفر،بدست می آید. به عدد ویسکوزیته که در غلظت صفر بدست می آید ، ویسکوزیته ذاتی اطلاق می شود.
ویسکوزیته ذاتی از مفید ترین شاخص های ویسکوزیته می باشد، زیرا می تواند به وسیله معادله مارک-هوینک-اشتاودینگر با وزن مولکولی رابطه دلشته باشد.
KMa=[?] در این رابطه M وزن مولکولی ، K وa ثابت هایی برای سیستم حلال-پلیمر می باشد. K وa به ترتیب با استفاده از عرض ازمبدا و شیب ، برای نمودار[ ?]log در مقابل log وزن مولکولی نمونه هایی از پلیمر که از نظر مولکولی تفکیک جزبه جز شده اند، در گستره وسیعی از مقادیر وزن مولکولی تعیین می شود. اگر پلیمر جزبه جز نشده به کار رود، توزیع وزن مولکولی برای نمونه هایی که بیرون از گستره وزن مولکولی قرار دارند، یکسان خواهد بود. فاکتور هایی که ممکن است کاربرد معادله مارک را پیچیده کند عبارتند از:
برای پلیمرهای حلقوی مقادیرa بین 0.5-0.8 است وبرای پلیمرهای با رشته طولی که حجم هیدرودینامیکی نسبتا زیاد دارندa مقادیر بزرگی در حدود یک دارد. آنگاه Mw=Mnخواهد بود.
مقادیر K معمولا بین 3-10و0.5 تغییر می کند.
مشبک شدن یا شاخه ای شدن زنجیر، توزیع بیش از حد وزن مولکولی در نمونه هایی که برای تعیین K وa مورد استفاده واقع شده اند، حلالیت مولکول های پلیمری، وجود یک در میان یا ترتیب بلوک ها در اسکلت پلیمر ، آشفتگی رشته در چنین محلولهای بسیار رقیق مشکلی ایجاد نمی کند، مگر اینکه وزن های مولکولی به شدت بزرگ باشند.
تبلور:
مهمترین روش جهت خالص کردن اجسام جامد ،تبلور مکرر است .به این ترتیب که ماده نا خالص را در یک حلال مناسب در گرما تا حد اشباع حل می کنند .محلول گرم را صاف و مواد حل نشده را جدا می کنند و صبر می کنند تا محلول سرد شود،به طوری که جسم طبق قاعده کلی به شکل خالص تر متبلورمی شود .
انتخاب حلال:
جسم باید در حلال در سرما به مقدار کم و در گرما به خوبی حل شود و ناخالصی ها بایستی حتی الامکان قابلییت انحلال زیادی دارا باشند (همچنین به کار بردن یک حلال که ناخالصیها در ان خیلی کم حل شوندبه طوری که ابتدا متبلور شوند و یا اینکه اصولا حل نشوند می تواند در مواردی نتیجه خوبی داشته باشد .در اینجا اغلب پس از چندین بار تبلور ،یک محصول به اندازه کافی خالص به دست می اید .) وقتی که نوع و مقدار حلال مورد استفاده مشخص نباشد،ابتدا ازمایش های مقدماتی بامقدار خیلی کم جسم در لوله ازمایش انجام می گیرد .انتخاب حلال در این مورد ،به ویژه برای ترکیبات با ساختمان ساده ،ابتدا به وسیله یک حلال که از نظر شیمیایی شبیه جسم حل نشدنی است ولی جسم خوب در ان حل میشود
انجام می گیرد.تقسیم بندی زیر می تواند مبنایی دراین مورد باشد:
بدیهی است که حلال نباید جسم را ازنظر شیمیایی تغییر دهد.
حلال های مخلوط نیز مانند آب-الکل،آب-دی اکسان،کلرو فرم-اتر نفت،مناسب هستند.بهترین نسبت مخلوط به وسیله ی ازمایش های مقدماتی تعیین میشود.
تبلور مجدد:
ابتدا جسم با توجه به مقررات ایمنی کار با مقداری حلال که برای حل کردن همه جسم کافی نباشد حرارت داده میشود.چون منحنی انحلال در نزدیکی نقطه جوش با شیب زیاد صعود می کند،باید همیشه هنگام تبلورمجددمحلول تا نقطه جوش حرارت داده شود.انگاه از طریق مبرد با دقت انقدر حلال اضافه می کنند تا جسم در گرمای جوش به طور کامل حل شود.هنگام به کار بردن حلال های اتشگیر باید هرگونه شعله از نزدیکی محل ازمایش دور گردد.چنانچه محلول (مثلا در اثر اضافه کردن مجدد حلال) تاحدزیر نقطه جوش سرد گردد،دراین صورت سنگهای جوش اثر خود را از دست میدهند.چنانچه در ازمایش های مقدماتی مشاهده شود که مواد ناخالص به صورت رسوب باقی می مانند،دراین صورت نباید به انتظار این که یک محلول شفاف ایجاد شود،مقدارزیادی حلال اضافه کرد .
بایستی توجه کرد که همیشه جسم جامد را وزن کرد و مقدار حلال را اندازه گرفت تااین که بتوان واکنش را همیشه به طور کمی ارزیابی ودوباره تجدید کرد .
هنگام استفاده از مخلوط های چند حلال بهتر است ابتدا جسم را در مقدار کمی از حلال مناسب (در حلال بهترحل کننده) حل کرد و انگاه در گرما کم کم انقدر ازحلال دومی(از حلال بدتر حل کننده) اضافه کرد تا رسوبی که در محل چکیدن ایجاد می شودد دوباره حل شود.چنانچه حجم کلی مخلوط کم باشد،مقدار کمی دیگر از حلال بهتر اضافه کرده و جریان قبل تکرار می شود .
همچنین برعکس این روش یعنی اضافه کردن تدریجی یک حلال خوب به تعلیق جسم در حلال بد می تواند در شرایط خاص سودمند باشد.
بعد از حل کردن جسم ،برای بیرنگ ساختن محلول می توان از زغال فعال به صورت پودر(1/20 تا 1/50 وزن جسم) یا برای روشن شدن محلول از تکه های کاغذ صافی ،کیزل گور و ... استفاده کرد .
قبل از اضافه کردن این مواد ابتدا محلول را برای مدتی به حال خود می گذارند تا کمی خنک شود زیرا این مواد احتمالا می توانند تاخیر نقطه جوش را یکباره برطرف کنند و موجب جوشیدن شدید انفجار مانند شوند . از زغال فعال مقداری هوا به صورت حباب خارج می شود ، که باعث کف کردن می شود.
بعد از ان یکبار دیگر محلول راجوشانده و به صورت داغ صاف می کنند.ظرف مایع داغ شده را مسدود می کنند و برای خنک شدن به حال خود می گذارند .برای به دست اوردن رسوب بیشتر ،ظرف را در یخچال قرار داده یا به وسیله یخ یا مخلوط های خنک کننده خنک می کنند.
تمایل به تشکیل محلول های فوق اشباع در مورد اجسام آلی خیلی زیاد است .به وسیله وارد کردن یک بلور تلقیح هما ماده یا ماده ی دیگر همریخت می تواند حالت فوق اشباع برطرف شود.همچنین ساییدن جدار ظرف به وسیله نوک همزن شیشه ای موجب تسکیل جوانه هایی(نطفه) می شود،که تبلور به وجودشان بستگی دارد.