09-09-2012
|
#2
|
|
Prof. Dr. Sinsi
|
Laboratuvar Teknikleri - Laboratuvar Çalışmalarında Deneylerde Kullanılan Yöntemler
Laboratuvar Teknikleri - Laboratuvar Çalışmalarında Deneylerde Kullanılan Yöntemler
02 01 Benzoik Asit Sentezi: (Benzonitrilin Hidrolizi ile)
100 ml lik bir balona 2 ml benzonitril ve 25 ml % 10 luk sodyum hidroksit çözeltisi konur Balona kaynama taşı konduktan sonra bir geri soğutucu takılarak 40-50 dakika kaynatılır Karışım buz parçaları bulunan behere dökülerek asidik oluncaya kadar seyreltik HCl çözeltisi damla damla ilave edilir (pH kağıdı ile kontrol edilir) Bu sırada benzoik asit çöker Çökelek süzülüp 15 ml saf su ile yıkanarak sıcak sudan kristallendirilir EN: 122 oC
0202 m-Dinitrobenzen Sentezi
Bir çeker ocak içinde 100 ml lik bir balona 28 ml derişik H2SO4 konulur Üzerine yavaşça ve muslukta soğutarak 2 ml derişik (dumanlı) HNO3 ilave edilir Bu asit karışımına 10 g nitrobenzen karıştırarak azar azar katılır Balona bir geri soğutucu takılıp sık sık çalkalanarak su banyosu üzerinde 30 dakika ısıtılır Karışım soğutulur ve içinde 60 ml soğuk su bulunan bir behere kuvvetlice karıştırılarak dökülür Katılaşan m-dinitrobenzen trompta süzülür ve su ile yıkanır Ham ürün etanolden kristallendirilir Verim: Yaklaşık 24 g ve EN: 89-90 oC dir
0203 Aseton Semikarbazon Sentezi
1 g Semikarbazit hidroklorür ve 15 g kristalize sodyum asetat bir deney tüpü içine alınıp üzerine 10 ml su ilave edilerek çözünmesi sağlanır Üzerine 1 ml aseton ilave edilir Ağzı kapatılan tüp 10 dakika kadar şiddetle çalkalandıktan sonra buzlu su ile soğutulur Oluşan aseton semikarbazon kristalleri süzülüp az miktarda soğuk su ile yıkanıp su veya seyreltik alkolden kristallendirilir EN: 187 oC
0204 Siklohekzanon Fenilhidrazon
100 ml lik bir beher içinde 10 ml suda 1 g fenilhidrazin hidroklorür ve 15 g kristalize sodyum asetat çözülür Oluşan çözelti bulanık ise 100 ml lik bir erlene süzülür Bu karışımın üzerine 05 ml Siklohekzanon�un 8 ml sudaki çözeltisi ilave edilip erlenin ağzı kapatılarak çökelek oluşuncaya kadar kuvvetlice çalkalanır Oluşan kristaller süzülüp 25 ml su ile yıkanır Oluşan siklohekzanon fenilhidrazon seyreltik alkolden kristallendirilir EN: 77 oC dir
03 Süblimleştirme
Katı bir maddenin sıvı hale geçmeden buhar haline veya tersine gaz halindeki bir maddenin sıvılaşmadan katı hale geçmesine süblimleştirme denir Bu işlem normal atmosfer basıcında veya vakum (düşük basınç) da yapılabilmektedir Bu işlemin temelinde katı maddenin ısıtılması sonucu, erime noktasına gelmeden buhar basıncının atmosfer basıncına eşitlenmesidir Normal atmosfer basıncı altında bir erime noktasına sahip bir bileşik süblimleştirilmek istenirse düşük basınçlı ortamda bu işlem yapılabilir Bunu yapabilmek için, önce bileşiğin erime noktası anındaki buhar basıncı bulunur Daha sonra çalışma basıncı, bu erime anındaki buhar basıncından daha aşağıda uygulanırsa madde süblimleştirilebilir
0301 Naftalenin Süblimleştirilmesi
Süblimleştirme düzeneği kurulduktan sonra beherin içine 2 g saf olmayan naftalen konulur Beher yavaş yavaş ısıtılarak madde süblimleştirilir Süblimleşen madde tüpün dibinden kazınarak alınır
Aynı metodla hidrokinon da süblimleşmektedir Süblimleşme düzeneği
04 Damıtma (Destilasyon)
Sıvı karışımların birbirlerinden ayrılması için uygulanan temel yöntem damıtma yöntemidir Bu yöntemin temeli ise, sıvıları kaynama noktaları arasındaki farklardan yararlanılarak birbirlerinden ayırmaktır Bu kaynama noktaları farklarının az veya çok olmasına göre damıtma yöntemi birkaç çeşide ayrılmaktadır
0401 Basit Damıtma
Kaynama noktaları arasındaki farkları çok fazla olan sıvıları birbirinden ayırmada kullanılır
Deney: Nitrobenzen sentezi:
25 ml derişik H2SO4 100 ml lik bir balona konulup üzerine yavaş yavaş ve çalkalayarak 2 ml derişik HNO3 ilave edilir Bu sırada ısınan asid karışımı musluk suyu ile oda sıcaklığına kadar soğutulur Sonra üzerine 18 ml benzen yavaş yavaş ve çalkalayarak katılır Bu ilave sırasında karışımın sıcaklığı 50-60 oC yi aşmamalıdır Eğer geçecek olursa benzen ilavesine ara verilerek soğuk su ile dıştan soğutma yapılmalıdır Bundan sonra balona bir geri soğutucu takılır ve su banyosu üzerinde 40 45 dakika ısıtılır Bu sırada balon zaman zaman su banyosu üzerinden alınıp kuvvetlice çalkalanarak iyice karışma sağlanır Bunu izleyerek balon içeriği 20 ml soğuk su içine dikkatlice dökülür ve bir baget ile iyice karıştırılarak durulmaya bırakılır Nitrobenzen beherin dibinde toplanır Üstteki asidik çözelti dekante ile uzaklaştırılır Beherdeki sıvı karışımı kuru bir ayırma hunisine alınır Altta toplanmış olan nitrobenzen dikkatlice ikinci bir ayırma hunisine alınarak önce seyreltik NaOH çözeltisi ve sonra saf su ile iyice çalkalanır Her iki işlemde de alt fazdaki nitrobenzen kuru bir erlende toplanır Böylece temizlenmiş Nitrobenzen, içine susuz CaCl2 katılarak çalkalanır Şayet berrak bir ayırım olmazsa kısa bir süre su banyosunda ısıtılarak berrak bir ayırım sağlanır Nitrobenzenzen dikkatlice bir damıtma balonuna süzülüp hava damıtması yapılır (Burada damıtma yapılırken soğutucudan su geçirilmemelidir) KN: 210-211 oC
Not: Damıtma esnasında sıcaklığın 214 oC nin yukarısına çıkmasına müsade edilmemeli ve hiçbir zaman balonun içi tamamen kuruyuncaya kadar ısıtılmamalıdır Bu esnada oluşabilecek farklı nitro bileşiklerinden dolayı patlama olabilir
Basit Damıtma Düzeneği
0402Ayrımsal Damıtma
Sıvı karışımları arasındaki kaynama noktası farkı çok küçükse ayırma ve saflaştırma işlemi olarak bu yöntem uygulanır Bu sistemin sanayide uygulama alanı da Petrol sanayisidir Sabit kaynama noktasına sahip olan karışımlara azeotropik karışımlar denir Bu karışımdaki bileşenleri birbirinden ayırmak için ayrımsal damıtma sistemi uygulanır Ayrımsal damıtma sonunda bazı kirlilik ve renklilik oluşabilir Bunu gidermek için son olarak basit damıtma uygulanmalıdır
Deney: Asetamit Sentezi: 50 ml lik yuvarlak dipli balon içine 77 g amonyum asetat ve 8 ml glasiyel asetik asit ile birkaç kaynama taşı konur Reaksiyon karışımı bir amyant üzerinde hafifçe kaynayacak şekilde ısıtılmaya başlanır Bir saatlik ısıtma sonucunda ısıtma hızı artırılır ve reaksiyonda oluşan su ile asetik asidin bir kısmının yavaş ve düzenli olarak damıtılması sağlanır Damıtma sırasında sıcaklık yaklaşık 110 oC ye kadar yükselir ve uzun süre (yaklaşık 25 saat) 110-112 oC de sabit kalır Damıtmaya 85 ml destilat toplanıncaya kadar devam edilir Bundan sonra balon, termometre 140 oC yi gösterinceye kadar kuvvetlice ısıtılır ve 100 oC nin altına kadar soğumaya terkedilir Erimiş haldeki ham ürün hemen hemen saf asetamit ten ibarettir ve miktarı 68 g dır Eğer daha fazla saflaştırılmak istenirse bu madde bir hava soğutma düzeneğinde damıtılır Asetamit büyük kısmı 215 oC de olmak üzere 195-230 oC de damıtılır Saf aset amit için KN: 223 oC dir Elde edilen saf ve renksiz aset amit için verim 57 g ve EN: 81 oC dir
Basit Damıtma Düzeneği
(Not: Soğutucudan su geçirilmezse hava damıtması olur)
0403 Düşük Basınç Altında Damıtma (Vakum Damıtması)
Kendi kaynama noktasına gelmeden bozunan ve kaynama noktası çok yüksek olan bileşikleri bozunmadan elde edebilmek için uygulanan işlemdir Burada düşük basınç uygulamak için kullanılan malzeme vakum pompası ve su trompudur Bir sıvı ısıtıldığında buhar basıncı dış basınca eşit olunca kaynama başlar Bu sebeple damıtma sisteminde dış basınç düşürüldüğü takdirde bileşiğin daha düşük bir sıcaklıkta kaynayarak da mıtılması sağlanır Bir maddenin atmosfer basıncından daha düşük bir basınç altındaki kaynama noktasını kesin olarak hesaplamak mümkün değildir Ancak aşağıdaki formül ile yaklaşık bir değer bulunmaktadır
Burada: P: Uygulanan dış basınç
T: P basıncında sıvının kaynama noktası (oK)
T1: Sıvının kaynama noktası (oK)
Deney: Benzaldehitin Saflaştırılması: 20 g (yaklaşık 195 ml) teknik benzaldehit alınır ve içerdiği benzoik asidi uzaklaştırmak için iki kez 10 ar ml % 5 lik Na2CO3 çözeltisi ile çalkalandıktan sonra sulu faz ayrılır Benzaldehit fazı iki kez 10 ar ml su ile yıkanır ve ayrılarak 5 g susuz MgSO4 ile kurutulup süzülürBundan sonra 30 mm Hg nin altında vakum damıtması yapılarak saflaştırılır Bu esnada meydana gelebilecek oksidasyon olayını önlemek için toplama kabına az miktarda hidrokinon ilave edilir Saf benzaldehitin kırılma indisi: 15450 dir
0404 Su Buharı Damıtması
Suda çözünmeyen bir çok sıvı ve katı bileşikler, çözeltileri içinden su buharı geçirilerek saflaştırılabilirler Ancak, bu koşullarda saflaştırılacak bileşik uçucu olmamalıdır Bu teknik özellikle normal basınçta 100 oC nin üstünde kaynayan ve kaynama noktasında veya kaynama noktasının altında bozunan bileşiklerin saflaştırılabilmesi için önemlidir Böyle durumlarda vakum damıtması yerine su buharı damıtması uygulanır Su buharı damıtması, uçucu olmayan katı maddelerle bir arada bulunabilen az miktardaki uçucu yabancı maddelerin uzaklaştırılmasında ve reçinemsi reaksiyon ürünlerinden uçucu veya suda çözünmeyen bileşiklerin elde edilmesinde kullanılabilir
Deney (1): a-Metil İndol Sentezi: Yuvarlak dipli ufak bir balon içine 4 g fenil hidrazin ve 4 ml aseton konularak karıştırılır Su ayrılması nedeniyle karışım bulanır Balon bir kaynar su banyosuna daldırılarak 45 dakika ısıtılır ve bunu izleyerek 12 g susuz ZnCl2 ilave edilip 180 oC lik bir yağ banyosunda karıştırılarak birkaç dakika tutulur Oluşan koyu renkli erimiş kütle yaklaşık 4 misli hacimde seyreltik HCl ilavesi ile yuvarlak dipli düzenek balonuna aktarılır ve a�metil indol bu balondan su buharı damıtması ile damıtılır
a-metil indol
Yağ şeklinde distillenen ürün kısa zamanda katılaşır ve kurutulduktan sonra petrol eterinden kristallendirilir EN: 59 oC
Deney (2): Karanfil Tohumundan Karanfil Yağı Eldesi: 250 ml lik yuvarlak dipli bir balon içine 10 g ince toz edilmiş karanfil tohumu konulduktan sonra üzerine 100 ml su ilave edilip su buharı damıtma düzeneği kurulur 100 ml destilat toplanıncaya kadar damıtma yapılır Destilat bir ayırma hunisine alınır ve iki kez 10 ar ml CHCl3 ile veya CH2Cl2 ile özütleme yapılır Bir su banyosu üzerinde organik faz uçurulur ve karanfil yağı tartılıp verim hesaplanır Karanfil yağını tanımak için madde dibromür haline çevrilebilir
Bu amaçla ele geçen karanfil yağı küçük bir beher içine konulur Bunun üzerine birkaç ml hekzan ilave edilip homojen bir çözünme sağlanır Diğer yandan bromu hekzandaki çözeltisi bir pipet yardımıyla damla damla numuneye ilave edilir Bromun kırmızı renginin her bir damlada kaybolmasıyla maddemizi tanımış oluruz
(NOT: Aynı deney anason bitkisi için de yapılabilir Anetol, anason bitkisinin ana bileşenidir)
|
|
|
|