KONU:KRİSTALLENDİRME HAZIRLAYAN:ESRA...
Transcript of KONU:KRİSTALLENDİRME HAZIRLAYAN:ESRA...
ARAŞTIRMA SEMİNERİ
ARAARAŞŞTIRMA TIRMA SEMSEMİİNERNERİİ
KONU:KRKONU:KRİİSTALLENDSTALLENDİİRMERMEHAZIRLAYAN:ESRA THAZIRLAYAN:ESRA TÜÜRKRK
KİMYA ÖĞRETMENLİĞİ/4
KKİİMYA MYA ÖÖĞĞRETMENLRETMENLİĞİİĞİ/4/4
200610203005200610203005
KRİSTALLENDİRMEKristallendirme nedir?Nasıl yapılır?Uygun çözücü nasıl olmalıdır?Billur oluşması nasıl olur?Yağ oluşması nedir, nasıl önlenir?Billurların süzülüp ayrılması,yıkanması, kurutulması nasıl gerçekleşir?Kristallendirmede güçlükler nelerdir?
KRİSTALLENDİRME NEDİR?
•
Organik reaksiyonlar sonunda ayrılan katı organik bileşikler nadiren saftırlar.İstenen
ürün yanında meydana gelen safsızlıklar daima onları
kirletirler.Safsızlık içeren
organik katıların saflaştırılması
genellikle uygun çözücü
veya çözücü
karışımlarından
kristallendirilerek
yapılır.
KRİSTALLENDİRME NASIL YAPILIR?
Saf olmayan maddenin uygun bir çözücüde kaynama noktası veya biraz yakın bir sıcaklıkta çözülmesi,Sıcak çözeltinin çözülmemiş madde ve tozlardan süzülerek ayrılması,Sıcak çözeltinin soğumaya bırakılıp çözünmüş maddenin kristallenmesi,Kristallerin çözücü fazından (ana çözelti) ayrılması.
UYGUN ÇÖZÜCÜ NASIL OLMALIDIR?
Katıların kristallendirilmesinde uygun çözücü seçimi son derece önemlidir.Bu yüzden aşağıdaki bilgiler dikkate alınarak uygun bir çözücü seçimi yapılmalıdır.
o
Bir katı
genellikle yapısı
kendi yapısına benzeyen sıvıda en kolay çözünür.
o
Çözücü
ham katı
ürünü
sıcakta çok, soğukta çok az çözmelidir.o
Bir çözücü
bir katıyı
soğukta çok kolay çözebiliyorsa tek başına
uygun bir çözücü
olamaz ama katıyı
soğukta pek az çözen diğer bir çözücüyle birlikte iyi bir kristallendirme
teşkil edebilir.
o
Safsızlıklar seçilen çözücüde ana maddeden çok kolay veya güç çözülmelidir.
o
Çözücü
billurlandırılacak
maddeye karşı
inert
olmalıdır.o
Eğer birkaç
çözücü
birden uygulanabilir özellikte bulunmuşsa fiat,
uçuculuk,temin edilebilme kolaylığı
gibi unsurlara dikkat edilmelidir.
Bileşiklerin kristallendirilmesinde
en
çok kullanılan çözücüler:Çözücüler Bileşikler
SuMetanol
Metanol+suEtanolDioksan+suPetrol eteriAseton+alkolBenzen
Karboksilli asitler, amidler, sübstitüe
amidlerBenzoatlar, amidler, p-toluididler, nitro
ve
bromo
bileşikleriAnilidler,sulfonamidler,pikratlar,hidrazonlarMetanol
ve metanol+su karışımındaki bileşikler
KsantilamidlerFenilüretanlar, a-naftil
üretanlar
Brom bileşikleri, nitro
bileşikleri, osazonlarPikratlar, moleküler kompleksler
Çözücü K.N’ ÖzellikDamıtık suDietil
eter
AsetonKloroformMetil alkolKarbontetraklorürEtil asetatBenzenPetrol eteri
100 35566164,577788040-60
Uygun olan her yerde kullanılır.Yanıcı, gerekirse kullanılmalıdır.Yanıcı, kullanmadan önce kurutulmalıdır.Yanmaz, buharı
zehirlidir.
Yanıcı
ve zehirlidir.Yanmaz, buharı
zehirlidir.
Yanıcıdır.Yanıcıdır.Yanıcıdır.
•
İlk iş
billurlaştırılacak maddenin miktarına uygun tüp seçmektir.
•
Çözücülerin pek çoğu yanabilen sıvılar olduğundan kaynatma sırasında alev kullanılması
mahzurludur.
•
Sıvı
kaynamaya başladığında katının çözünmesi tamamlanmamış
ise biraz daha çözücü
ilave edilir.
•
Katı
yavaş
çözünüyorsa bir geri soğutucu takılır geri soğutucu altında kaynatma yapılarak çözünme hızlandırılır.
BİLLUR OLUŞMASI NASIL OLUR?
•
Sıcak billurlanma
çözeltisi çözücünün kaynama noktasının 10’
altında hemen
hemen doymuş
olmalıdır.Eğer kaynama noktasında doymuş
olursa süzme sırasında
billurlanma
başlar ve istenmeyen güçlükler oluşur. Önlenmesi için:Huni önceden ısıtılabilir.Hızlı süzülebilir.Süzme sırasında buharlaşma önlenebilir.
Sıcak çözeltide çözünmeyen safsızlıklar, herhangi bir süspansiyon veya benzer renkli cisimler yoksa süzülmeden billurlandırmaya bırakılabilir.Süzülmüş olan berrak, doymuş, sıcak çözelti üstü kapalı bir beher, erlenmayerveya tüpte kendi haline soğumaya bırakılır.Billur oluşmaya başlar.
Billurların büyüklüğü oluşma hızıyla ters orantılıdır:Billurlaşma hızlı olursa billurlar küçük olur.Yavaş olursa billurlar büyük olur.Billurlanma
hızı
çözeltinin soğuma hızına ve
aşırı
doygunluğuna büyük oranda bağlıdır.
•
Çözeltiden ayrılan billurlar saf maddedir. Üzerindeki safsızlıklar çözeltiden üzerine yapışmadır. Kristaller ne kadar büyükse üzerine yapışan yabancı
madde o kadar az
olacaktır; çünkü
yüzey küçük olur. O halde billurlaştırılma mümkün olduğunca yavaş
olmalıdır.
YAĞ AYRILMASI•
Beklenen katının erime noktası
çok düşükse
soğurken bir yağ
ayrılabilir.•
Yağ
teşekkülü
gerçekte çözünmüş
maddenin erimiş
halde ayrılmasıdır ve termodinamik olarak kararlı
durum olabilir.
•
Ayrılan yağ
daha sonra katılaşsa bile saf değildir. Çünkü
yağda çözünebilen
safsızlıkları
ihtiva eder.
Yağ oluşması nasıl önlenir?
Çözeltinin sıcaklığını saf katının (çözünmüş bileşik) erime noktasının altında tutmak,Yağ ayrılması başlarken karışımı şiddetle karıştırarak yağın gayet ince dağılmasını temin etmek,İlk ayrılan (donan) yağı ayırıp almak,Ayrılan yağ çözününceye kadar daha fazla çözücüeklemek,Sıcaklığı yavaş yavaş düşürmek ve ara sıra aşıbilluruyla aşılamak.
BİLLURLARIN SÜZÜLÜP AYRILMASIBillurları
ana çözeltiden ayırmak için
emerek süzmek lazımdır. Bütün safsızlıkları içeren ana çözeltinin mümkün olduğu kadar
çabuk billurlarından ayrılması
istenir; bu da ancak hızla emilirse mümkün olur.
Süzme işlemine başlarken:
Huni seçimi önemlidir: toplanacak katı kalınca bir tabaka teşkil edebilecek ölçüde olmalıdır. Böylece yüzey küçülmüş buharlaşma azalmış olur.Süzüntüden ikinci bir billurlanma yapılabileceği düşünülerek huninin içi temiz olmalıdır.Süzgeç kağıdı huniye iyice yerleştirilmelidir.Kağıt çözücü ile ıslatılmalı ve huniye yapışıp hava sızdırmaması için önceden vakum yapılarak kontrol edilmelidir.Huni emme kabına bir mantarla değil bir lastik tıpayla sıkıca oturtulmalıdır.
Süzme işlemi:İçinde billurların bulunduğu katı-sıvı karışımı çok hafif bir emme yapılırken huniye aktarılır.Billurların bir kısmı kabın dibinde kalmışsa süzüntünün bir kısmı ile alınır.Bütün katı madde süzgeç üzerinde toplanınca emme kuvvetlendirilir.Süzgeçten çözelti geçmeyinceye kadar emmeye devam edilir.Süzüntünün yarısı veya üçte ikisi destillenerekderiştirilirse ikinci derecede saf billurlar elde edilir.
Billurların yıkanması•
Başarılı
bir yıkama için:
Trompun bağlantısını kesiniz.Süzüntüyü başka bir kaba alınız.Katı maddeye ya başka bir kapta ya da süzgeçte kütlenin hepsini cıvık bir çamur haline getirmeye yetecek kadar saf soğuk çözücü ilave edip karıştırınız.Trompu bağlayarak önceden yaptığınız gibi emerek süzmeye başlayınız.Gerekirse yıkama işlemini tekrarlayınız.
Billurların kurutulması:•
Süzülmüş
kütle bazen %50
kadar çözücü
ve ana çözelti ihtiva edebilir.
•
Bu sıvıların başka bir cisim tarafından absorbe
edilmesi, buharlaştırılma suretiyle uzaklaştırılmasına tercih edilmelidir.
•
Çünkü
buharlaştırarak uzaklaştırmada sıvılar içlerindeki safsızlıkları
billurların üzerinde bırakırlar.
o
Absorplama
işi süzgeç
kağıdı
veya poröz
kille yapılır.
o
Huni absorban cisim (süzgeç
kağıdı) üzerine baş aşağı
çevrilir ve borusundan üflenerek kağıt
üzerine düşürülür.o
Daha sonra süzgeç
kağıtları
arasında bastırılır ve
kağıtlar ıslandıkça değiştirilir.o
Bu işlemden sonra billurların üzerinde pek az çözücü
kalmıştır ki bu da;Oda sıcaklığında açık
havada bırakarak, açık kapta ısıtarak uzaklaştırılır.
•
Kuru maddenin erime noktası
tayin edilir ve literatüre başvurulur.
•
Meçhul bileşik bir de başka bir çözücü
ile billurlandırılır.
•
Erime noktası
tayin edilir.•
Her iki billurlandırmada
da aynı
erime
noktası
bulunursa madde saf olarak kabul edilir.
KRİSTALLENDİRMEDE GÜÇLÜKLER
RENK GİDERME: ham ürün renkli safsızlıklar içerebilir. Kristallendirmesırasında bu safsızlıklar büyümekte olan kristaller tarafından adsorplanabilir. Elde edilen kristaller bundan dolayı renkli olur. Renkli safsızlıklar hayvan kömürü (aktif kömür) kullanılarak uzaklaştırılabilir.
-Hayvan kömürü
fazla miktarlarda kullanılmamalıdır, aksi takdirde esas madde de adsorplanır ve verim düşer.
Bazen doymuş çözeltilerden kristallenmebaşlamaz. Bu güçlüğü yenmek için şunlar denenebilir:
•
Kabın içindekiler bir cam bagetle kaşınır,•
Aşılama yapılır; çok düşük sıcaklıklara soğutularak yavaş
yavaş
ısınmaya bırakılır.