Kristallendirme ve Erime Noktası tayini

Bunları Biliyor Musunuz? 6 Ekim 2015
4.743 görüntüleme

A) KRİSTALLENDİRME

TEORİ

Kimyasal reaksiyonlar sonucunda genellikle ürünler karışım halindedir. Yani birden fazla madde ürün olarak oluşabilir. Elde etmek istediğimiz maddeyi reaksiyon ortamından almak için ürünleri birbirinden ayırmak ve safsızlıklar içeren ana maddeyi saflaştırmak gerekir. Bunun için çeşitli yöntemler geliştirilmiştir. Elde edilen ürünün katı olması durumunda kristallendirme (billurlandırma) işlemi en çok kullanılan yöntemlerden biridir.
Kristallendirme işlemi çoğu organik bileşiklerin sıcak çözücülerde soğuğa göre daha fazla çözünmeleri ve safsızlıkların istenen maddeninkinden farklı çözünürlüğe sahip olması prensibine dayanır.

Kristallendirmenin etkili olabilmesi için doğru çözücü kullanılmalıdır. Çözücü seçiminde çok dikkat etmek gerekir ve uygun çözücü seçmek konusunda hassas davranılmalıdır. İyi bir kristallendirme çözücüsü;

* Saflaştırılacak maddeyi düşük sıcaklılarda az, yüksek sıcaklıklarda çok çözmelidir.
* Saflandırılacak maddeyle reaksiyona girmemelidir.
* Safsızlıkları düşük sıcaklıklarda çözmeli, yüksek sıcaklıklarda hiç çözmemelidir.
* Saflandırılacak maddeden kolayca uzaklaştırılabilmelidir. Bunun anlamı çözücü düşük kaynama noktasına sahip olmalı ve kolayca buharlaşabilmelidir. Eğer tüm bu şartları taşıyan bir çözelti bulunmasa iki çözücünün karışımı (örneğin hekzan-etilasetat) kullanılabilir.

Genellikle belirli bir bileşiğin kristallendirilmesi için ilgilenilen çözücülerin uygunluğu hakkında bilgiler mevcuttur. Yoksa çeşitli çözücüler denenir. Bu amaçla saflandırılacak maddenin küçük bir miktarı test tüplerine konur ve her birine değişik çözücülerden az miktar eklenir. Soğuktaki ve kaynama noktasındaki çözünürlükler not edilir, sıcak çözeltinin soğutulması ile de şekillenmiş kristalin oluşması gözlenir. İyi verimle saflandırılmış madde elde etmek için gerekenden fazla çözücü kullanılmamalıdır. Eğer madde çok az miktardaki sıcak çözücüde çözünürse ana çözeltide kalarak kaybedilen saf madde miktarı minimuma indirilebilir. Pratikte minimum miktardan %3-5 fazlası kullanılır, bu yüzden sıcak çözelti tamamen doygun olmamalıdır. Bu durum, sıcak çözeltinin süzülmesi sırasında süzgeç kâğıdının tıkanmasını ve kristallerin ayrılmasını engeller.

sıcak çözeltinin süzgeç kağıdı kullanarak süzülmesi

Renk veren madde veya safsızlıklar seçici adsorblayıcılar kullanılarak uzaklaştırılabilir(aktif kömür gibi). Renk giderici az miktar kömür süzme işleminden önce sıcak çözeltiye ilave edilir. Renk gidericinin fazlası konmamalıdır. Çünkü saflandırılacak maddeyi de adsorblayabilir.

Bazı maddeler kolaylıkla aşırı doymuş çözeltiler oluşturabilirler. Böyle durumlarda, sıcak çözelti soğutulduğu zaman kendiliğinden kristallenme oluşmaz. Bu durumda bir spatülle veya bagetle çözelti karıştırılır ve spatül kabın duvarlarına sürtülerek kristallenmenin başlaması sağlanabilir. Kristallenmeyi başlatmak için en iyi metot soğuk çözeltiye maddenin bir veya iki saf aşırı kristalini atmaktır. Bazı maddeler kolaylıkla kristallenirken, bazıları
çözeltide yağ şeklinde ayrılırlar, kristallenmeleri günler alabilir. İdeal bir kristallendirmede safsızlık yaratan maddeler sıvıda kalırken, katı madde temiz kristaller halinde çöker.

Kristallendirme İşleminin Basamakları

1. Saf olmayan maddenin uygun ve az miktardaki çözücüde çözülmesi
2. Safsızlıkların uzaklaştırılması için çözeltinin kaynama noktasına kadar ısıtılması ve
sıcak haldeki çözeltinin süzülmesi (SICAK SÜZME, Şekil 1)
3. Çözeltinin soğutulması ve kristallenmenin sağlanması
4. Kristallenmenin bitmesinin ardından ana çözeltiden kristallerin süzülerek alınması
(SOĞUK SÜZME, Şekil 2)
5. Kristallerdeki ana çözeltinin uzaklaşması için kristallerin soğuk çözelti ile yıkanması
6. Elde edilen kristallerin uygun bir kurutma yöntemi ile kurutulması

vakum filtrasyon düzeneği

Vakum Filtrasyon Düzeneği

Çözünmeyen safsızlıkları ve renk verici kömürü uzaklaştırmak için sıcak çözelti hızlı bir şekilde filtre edilmelidir. Aksi taktirde çözelti soğur ve kristaller vaktinden önce çöker. Hızlı filtrasyon için özel filtre kağıtları veya yaygın olarak vakum filtrasyonu kullanılır. Vakum filtrasyonu düzeneği Şekil 2’de gösterilmiştir. Büchner hunisi mantarla veya lastik conta ile erlene yerleştirilir. Üzerine süzgeç kağıdı tüm yüzeyi kapatacak şekilde kenarları kesilerek yerleştirilir ve kristallendirme çözücüsü ile hafifçe ıslatılır. Sonra su trompu ile
vakum uygulanır, sistem süzme işlemi için hazırdır.

B. ERİME NOKTASI TAYİNİ

TEORİ

Bir katıya verilen ısı düzenli bir şekilde istiflenmiş moleküllerin hareket (titreşim ve dönme gibi) etmesine neden olur. Belirli bir sıcaklığa kadar madde katı halini korur fakat bir sıcaklıkta verilen ısı, molekülleri bir arada tutan moleküller arası çekim kuvvetleri yener ve katı madde sıvılaşır. Bir katının erime noktası 1 atm basınçta katı ve sıvı fazların dengede bulunduğu sıcaklık olarak tanımlanır ve erime sırasında sıcaklık sabit kalır. Bir katının erime noktası o maddeye özgü bir fiziksel özelliktir.

Birçok kristalli organik bileşik basit bir cihaz kullanılarak belirlenebilecek kadar düşük (50-300
0 C) karakteristik birer erime noktasına sahiptir. Organik kimyagerler erime noktasını rutin olarak:

a) Kristalli organik bileşiklerin saf olup olmadıklarının belirlenmesi ve
b) Organik bileşiklerin tanımlanmaları için kullanırlar. Saf kristalli bileşikler genellikle kesin ve net birer erime noktasına sahiptirler. Fakat, kesin ve net bir sıcaklık derecesi yerine bir erime sıcaklık aralığından bahsetmek daha yerinde olur. Erime Sıcaklık Aralığı, bir katının erimeye başladığı sıcaklık ile tamamen eridiği
sıcaklık arasındaki genellikle derece santigrat cinsinden belirtilen aralık olarak tanımlanır. Genellikle, bu aralık saf bileşikler için 50C ‘den daha dardır. Bir bileşiğe az miktarda bile olsun karışmış safsızlıklar (eğer bileşikte çözünebiliyorlarsa ve onunla karışabiliyorlarsa) erime aralığının 50C den daha fazla genişlemesine ve erime aralığının bileşiğin normal erime noktasından daha düşük sıcaklıklara inmesine neden olurlar. Erime noktasındaki bu düşüşün nedeni, madde içine karışan safsızlığın maddenin kendi molekülleri arasındaki çekim
kuvvetlerinin, zayıflatmasıdır. Örneğin, normalde 90-94°C aralığında eridiği bilinen saf bir bileşiğin, kendisi ile karışabilen az miktarda başka bir madde ile kirlendiğinde 87-95°C arasında erimesi mümkün olabilir. Bununla birlikte eğer bir bileşik 0.5-2 0C’lik dar bir sıcaklık aralığında eriyorsa, bileşiğin oldukça saf olduğu kabul edilebilir.

Bir bileşiğin erime noktası ( ya da erime aralığı), daha önce o bileşik için belirlenmiş ve referans olarak kabul edilen erime noktasından 4-5 °C’ye kadar farklı ölçülebilir. Bu farklılık genellikle ölçümü yapan kişinin gözlem yeteneğine, ölçüm için kullanılan cihazın hassasiyet ve kalibrasyonundan kaynaklanmaktadır. Ayrıca kristallendirme yapılan çözücünün de etkisi bulunmaktadır. Bu nedenle erime noktaları verilirken çözücünün belirtilmesi gereklidir.
Bunlara rağmen erime noktası bir bileşiğin önemli karakteristik özelliklerinden biridir ve o bileşiğin tanımlanmasında yaygın olarak kullanılır. Örneğin, bilinmeyen X maddesinin, yapısı ve erime noktası bilinen A maddesi ile aynı olduğundan şüphe ediliyorsa, her iki maddenin erime noktası ölçülür. Ayrıca, bir miktar X maddesi A maddesi ile karıştırılır ve karışımın erime noktası da belirlenir. Eğer X ve A maddelerinin ölçülen erime sıcaklıkları birbirine yakınsa (en çok 5°C lık bir fark varsa ) ve A-X karışımıın erime aralığı saf A ve saf
X maddelerinin ölçülen erime sıcaklıklarına yakınsa (en çok 5°C lık bir fark varsa) ve karışımın erimesi en çok 5°C lık bir aralıkta gerçekleşiyorsa A ve X maddelerinin büyük olasılıkla aynı bileşikler olduğu kabul edilebilir. A ve X in aynı bileşikler olmaması durumunda ise, A-X karışımının erime noktasının saf A ve saf X maddelerinin erime
noktalarından daha düşük bir sıcaklıkta olduğu ve 5°C dan daha geniş bir aralığa sahip olduğu gözlemlenecektir.
Özet olarak, eğer kristalin bir madde saf ise erime olayı dar bir sıcaklık (Genellikle 1-2 derece) aralığında gerçekleşir. Ayrıca, iki madde eğer birbirleriyle aynı iseler, karışımlarının erime aralığı sıcaklıkça her iki saf maddenin erime noktalarından:

a)Daha düşük olamaz (5°C lik bir fark normal olarak kabul edilir) ve
b) 5°C dan daha geniş bir aralığa sahip olamaz.

Erime Noktası Tayin Tekniği

Erime noktası tayin edilecek maddenin ince toz halindeki bir örneğinden alınan az bir miktar madde, bir ucu kapatılmış ve ince çeperli bir kapiler tüpün içine alınır. Bu ince kapiler tüp erime noktası tayin cihazının (Şekil 3) içine konur ve ısıtılır. Erimenin başladığı ve maddenin tamamının eridiği iki sıcaklık da kaydedilir. Bu iki sıcaklık o maddenin erime aralığının iki ucunu belirler ve o maddenin karakteristik bir özelliğidir.

erime noktası tayin cihazı , tayin cihazı

Ölçülen erime aralığına, maddenin saflığı dışında kristallerin büyüklüğü, ölçümde kullanılan madde miktarı, kapiler içindeki maddenin sıkıştırılma miktarı ve ısıtma hızı gibi faktörler etki eder. Cihazın metal bloğundan kapiler tüpe ısı aktarımı için kısa bir süre geçmesi gerekir. Ancak, eğer ısıtma işlemi çok hızlı gerçekleşiyorsa cihazın metal bloğunun sıcaklığı, erimekte olan maddenin sıcaklığından birkaç derece daha fazla olacaktır.

Ölçülebilen ve kaydedilen sıcaklık cihazın metal bloğunun sıcaklığı olduğundan ölçülen erime noktası gerçek erime noktasından birkaç derece fazla olacaktır. Bu nedenle erime noktası tayini sırasında cihazın ısıtma hızının sabit ve yeterince düşük olmalısına özen gösterilmelidir (1-20C/dakikalık bir hız normaldir). Eğer maddenin erimesi beklenen sıcaklık biliniyorsa (ve en az 60-70°C civarında ise), bu sıcaklığın 10-15°C altına kadar ısıtma daha
yüksek bir hızda gerçekleştirilir ve bu noktadan itibaren yukarıda belirtilen hıza düşürülür. Eğer erime sıcaklığı bilinmiyorsa, önce nisbeten daha hızlı bir ilk belirleme yapılması ve asıl erime noktası tayininin ikinci ve daha yavaş bir ölçümle yapılması tavsiye edilmektedir.

Yorumlar

Henüz hiç yorum yapılmamış.

İlginizi Çekebilir
Glisemik İndeks Nedir? Diyeti ve Gıdaları

Glisemik İndeks Nedir? Diyeti ve Gıdaları

17 Şubat 2017
346 görüntüleme
En iyi Not Alma Uygulamaları

En iyi Not Alma Uygulamaları

8 Şubat 2017
442 görüntüleme
2017’nin En iyi Link Kısaltma Siteleri

2017’nin En iyi Link Kısaltma Siteleri

7 Şubat 2017
1.207 görüntüleme
İstanbul’da Gidilecek Mekanlar, Mekan Önerileri

İstanbul’da Gidilecek Mekanlar, Mekan Önerileri

3 Şubat 2017
583 görüntüleme
Richard Branson Girişimcilere Öğütler

Richard Branson Girişimcilere Öğütler

2 Şubat 2017
695 görüntüleme
Okul için Kıyafet ve Tarz Önerileri

Okul için Kıyafet ve Tarz Önerileri

1 Şubat 2017
350 görüntüleme
Dünyanın En Ünlü 10 Çorbası

Dünyanın En Ünlü 10 Çorbası

31 Ocak 2017
448 görüntüleme
En iyi Hava Durumu Uygulamaları

En iyi Hava Durumu Uygulamaları

30 Ocak 2017
390 görüntüleme
Kayyum Nedir, Görevleri Ve Yetkileri Nelerdir?

Kayyum Nedir, Görevleri Ve Yetkileri Nelerdir?

19 Ocak 2017
459 görüntüleme
Metin2 Pvp Serverlar

Metin2 Pvp Serverlar

11 Ocak 2017
529 görüntüleme
Henry Ford Kimdir?

Henry Ford Kimdir?

9 Ocak 2017
314 görüntüleme
Yatırımsız Ürün Satarak Para Kazanmak

Yatırımsız Ürün Satarak Para Kazanmak

31 Aralık 2016
390 görüntüleme
Ümit Kocasakal Kimdir?

Ümit Kocasakal Kimdir?

24 Aralık 2016
395 görüntüleme
Yaşamak Öldürür P2 video yayınlandı!

Yaşamak Öldürür P2 video yayınlandı!

21 Aralık 2016
367 görüntüleme
Doğalgaz’da Tasarruf Etmenin Yolları

Doğalgaz’da Tasarruf Etmenin Yolları

15 Aralık 2016
450 görüntüleme
En iyi Aksiyon filmleri önerileri

En iyi Aksiyon filmleri önerileri

12 Aralık 2016
846 görüntüleme
Bunlar da var!
Pyrex Nedir ve Nerelerde Kullanılır?

Pyrex Nedir ve Nerelerde Kullanılır?

22 Mart 2016
1.676 görüntüleme
Henry Ford Kimdir?

Henry Ford Kimdir?

9 Ocak 2017
314 görüntüleme
Milovan Djilas kimdir?

Milovan Djilas kimdir?

8 Ekim 2015
702 görüntüleme
Holistik tedavi yöntemi nedir?

Holistik tedavi yöntemi nedir?

17 Eylül 2014
728 görüntüleme
29 Nerenin plaka kodu

29 Nerenin plaka kodu

14 Eylül 2015
1.383 görüntüleme
Filyal nedir?

Filyal nedir?

17 Ekim 2015
700 görüntüleme
Ev Yapımı Diş Macunu Nasıl Yapılır?

Ev Yapımı Diş Macunu Nasıl Yapılır?

25 Haziran 2016
619 görüntüleme
Vodafone Smart 4 Power incelemesi

Vodafone Smart 4 Power incelemesi

8 Ekim 2014
1.129 görüntüleme
Kaşıkçı elması özellikleri

Kaşıkçı elması özellikleri

25 Ekim 2015
832 görüntüleme