metode de separare si purificare a compusilor organici.doc
DESCRIPTION
separareTRANSCRIPT
Metode de separare si purificare a compusilor organici
Substanţele organice obtinute prin sinteză sau cele extrase din produşi naturali
sunt amestecuri complexe din care izolăm, de obicei, componentul care ne interesează.
Pentru a avea un compus unitar, este necesar să-l separăm de impurităţile ce-l
însoţesc sau de alte substanţe care ne interesează în mod egal.Se pune problema separării
amestecului de substanţe în substanţe chimice individuale pure. Pentru a realiza acest
aspect, avem la îndemână două metode de separare eficiente: recristalizarea şi distilarea.
Principii generale
Metodele de purificare depind de starea de agregare a componentelor ce se separă
din amestecul respectiv. Purificarea substanţelor solide se face, de obicei, folosind
diferenţa de solubilitate a substanţei respective într-un dizolvant dat, la cald şi la rece şi
anume substanţa se dizolvă în cantitate mai mare la cald, iar prin răcire precipită
cantitativ.
Recristalizarea
Un factor esenţial în recristalizare este alegerea solventului. Acesta trebuie să
îndeplinească o serie de condiţii, ca de exemplu: să dizolve o cantitate de substanţă mai
mare la cald, decât la temperatura obişnuită.
Deoarece la dizolvarea unei substanţe pentru recristalizare, lichidul se încălzeşte
la fierbere, la alegerea solventului trebuie avut în vedere ca punctul său de fierbere să fie
mai coborât decât punctul de topire al substanţei de purificat. În caz contrar, substanţa se
poate separa sub formă de ulei, ceea ce dăunează purificării. Solvenţii de laborator uzuali
sunt : apa, alcoolul etilic, alcool metilic, eter etilic, benzenul, cloroformul, sulfura de
carbon, tetraclorura de carbon.
Modul de lucru Metoda de lucru şi aparatura variază după natura dizolvantului. În general se
procedează astfel: se dizolvă la cald, dacă se poate până la saturare, substanţa în
dizolvantul specific. O soluţie saturată la cald într-un solvent organic se prepară în
recipiente de sticlă de diferite forme, prevazute cu refrigerent ascendent (refrigerent cu
reflux). Refrigerentele servesc la condensarea vaporilor care se formează în timpul
fierberii , ce revin în balon, menţinând constant volumul de dizolvant.
1
Dispozitivele cele mai utilizate sunt: baloane cu fund rotund, cu fund plat, în
formă de pară, vase conice, toate confecţionate din sticlă. Forma şi capacitatea baloanelor
sau a vaselor conice întrebuinţate depind de natura dizolvantului, de solubilitatea
substanţei, de cantitatea de substanţă.
Refrigerentele ascendente se adaptează la balonul respectiv, fie prin intermediul
unui dop de plută, fie prin intermediul unui dop de sticlă şlefuit, adaptat la refrigerent. Se
poate întrebuinţa şi un dop de cauciuc, în cazul în care solventul organic nu dizolvă
cauciucul. Este necesară utilizarea refrigerentelor ascendente, deoarece majoritatea
solvenţilor organici sunt volatili şi inflamabili. Se împiedică astfel, pe de o parte
pierderea solventului, iar pe de altă parte pericolul de incendiu. Refrigerentele ascendente
sunt de două feluri: refrigerente răcite cu apă, ce se întrebuinţează pentru lichide care
fierb până la 120 °C şi care sunt de mai multe feluri: tubular, cu bule, în spirală etc., şi
refrigerente răcite cu aer, formate dintr-un tub de sticlă de dimensiuni variabile. (p.t. >
120°C).
Sursele de încălzire variază după punctul de fierbere al solventului şi anume:
pentru solvenţii care fierb sub 100 °C se întrebuinţează baia de apă încălzită cu un bec de
gaz electric, iar pentru solvenţii care fierb peste 100 °C se întrebuinţează baia de aer
încălzită cu un bec de gaz sau baia de aer electrică reglabilă.
Cel mai simplu mod de încălzire a unei soluţii constă în a întrebuinţa un bec de
gaz, balonul fiind aşezat pe o sită de azbest care se găseşte deasupra unui trepied metalic.
În acest din urmă caz, flacăra becului nu trebuie să atingă sita, astfel încât aceasta să fie
încălzită prin intermediul unui curent de aer fierbinte.
Pentru efectuarea unei recristalizări, introducem în balon substanţa care trebuie
purificată, adăugând şi o cantitate de solvent necesară pentru dizolvarea substanţei la
cald.
Se adaptează refrigerentul şi se încălzeşte treptat până cand solventul începe să
fiarbă. Se menţine fierberea pânâ când intreaga cantitate de substanţă a fost dizolvată. În
cazul în care substanţa s-a dizolvat prea repede, se întrerupe fierberea , se răceşte balonul
se scoate refrigerentul şi se introduce o noua cantitate de substanţă. Se continuă fierberea
ca la început. Dacă substanţa nu se dizolvă integral, chiar după o fierbere mai
2
îndelungată, se adaugă prin intermediul unei pîlnii mici de sticlă, prin partea de sus a
refrigerentului, o nouă cantitate de solvent.
Deoarece, pe de o parte unii componenţi mecanici, iar pe de altă parte unii dintre
componenţii care însoţesc substanţa nu se dizolvă în condiţiile arătate mai sus, este
necesar ca soluţia fierbinte să fie filtrată. Filtrarea soluţiei saturate se face la presiune
redusă. Reducerea presiunii se face cu o trompă de apă, care poate fi de sticlă sau de
metal. Reducerea presiunii se datoreaza antrenării aerului din instalaţia de filtrare cu
ajutorul unui curent de apă. Pentru executarea filtrării este necesară o pâlnie de porţelan
sau de sticlă la care fundul este format dintr-o placă perforată cu numeroase orificii mici.
Peste această placă se aşează hârtie de filtru în aşa fel încât să acopere complet porţiunea
perforată. Hârtia de filtru trebuie să adere perfect pe fundul pâlniei. În timpul filtrării nu
se va închide robinetul de apă înainte de a se desface legătura dintre trompă şi vasul de
filtrare.
Prin răcirea soluţiei filtrate, substanţa dizolvată precipită sub formă cristalină.
Cristelele obţinute sunt separate de dizolvant tot prin filtrare, ele rămânând pe filtru.
Pentru purificarea completă a unei substanţe solide, de foarte multe ori este necesar să se
facă recristalizări repetate din acelaşi solvent sau chiar din solvenţi diferiţi.
Substanţa cristalină pură, obţinută prin recristalizare, este întotdeauna umezită cu
solventul respectiv. Îndepărtarea solventului se face prin uscare. Această operaţie are
drept scop eliminarea completă a urmelor de solvent conţinute de produs. Hărtia de filtru
cu precipitatul se dezlipeşte cu atenţie de pe pâlnia de filtrare şi se aşează pe o placă
poroasă. Dacă produsul este stabil, se poate usca între două bucăţi de hârtie de filtru, la
temperatura camerei, în aer, timp de 1-2 zile. Substanţele cu puncte de topire ridicate se
pot usca rapid într-o etuvă sau pe baie de apă. Metoda cea mai indicată şi cea mai sigură
este uscarea în exicator. După uscarea substanţei se recomandă determinarea punctului de
topire, care ne indică daca substanţa este pură. În caz contrar, se repetă recristalizarea
până cand punctul de topire devine constant.
Sublimarea
Prin sublimare se înţelege transformarea unei substanţe din stare solidă în stare de
vapori.Sublimarea poate avea loc atât la temperatura camerei – mai lent, cât şi la
temperatură ridicată, prin încălzirea substanţei – mai rapid.
3
Unele substanţe solide pot fi purificate datorită proprietăţilor de a se transforma
direct din stare de vapori în stare solidă. Această proprietate poartă numele de sublimare.
Substanţele rezultate prin sublimare sunt foarte pure. La cele mai multe substanţe,
punctul de sublimare se găseşte deasupra punctului de topire şi substanţa se topeşte
înainte de a sublima. Pentru unele substanţe, punctul de sublimare este mai scăzut decât
cel de topire. (naftalină, iod).
În laborator, sublimarea se poate executa aşezând substanţa pe o sticlă de ceas
care se acoperă cu o hârtie de filtru, iar deasupra se aşează o pâlnie de sticlă. Se
incălzeşte foarte uşor pe sită. Substanţa solidă se transformă în vapori care condensează
pe pereţii reci pâlniei sub formă de cristale. Impurităţile, având alt punct de sublimare,
vor rămâne pe sticla de ceas. În felul acesta se poate sublima naftalina, acidul benzoic etc.
Puritatea substanţei purificate prin sublimare se verifică prin determinarea
punctului de topire, care este o constantă caracteristică.
Extractia cu solventi
Extracţia este o operaţie cu multiple aplicaţii la purificarea substanţelor solide sau
lichide. Operaţia constă în dizolvarea, cu ajutorul solvenţilor, a uneia sau a mai multor
substanţe dintr-un amestec. Extracţia se bazează pe diferenţa de solubilitate a
componentelor amestecului într-un anumit solvent. Pentru efectuarea extracţiei, se alege
de obicei un solvent care să dizolve una din componentele amestecului, iar soluţia se
separă de componenta insolubilă cu ajutorul unei pâlnii de separare, prin filtrare, sau cu
ajutorul unui aparat de extracţie.
Solvenţii cei mai utilizaţi pentru extracţie sunt: eterul etilic, eterul de petrol
benzenul, cloroformul, tetraclorura de carbon, etc.. Operaţia are largi aplicaţii în practică,
de exemplu la obţinerea unor substanţe naturale din regnul animal sau vegetal.
Substanţele organice pot fi conţinute în ţesuturile vegetale sau animale de unde
urmează a fi extrase cu ajutorul solvenţilor potriviţi. Substanţele pot exista în amestec sau
pot fi chiar amestecuri de substanţe organice cu substanţe anorganice.
Aparatele folosite permit un contact îndelungat între substanţă şi dizolvant. De
cele mai multe ori se folosesc aparatele de tip Soxhlet, unde substanţa este acoperită
treptat de solventul care curge prin refrigerentul ascendent; extractul se scurge printr-un
sifon în balonul în care iniţial a fost introdus solventul.
4
Aparatul Soxhlet se compune din trei părţi: un balonaş, un extractor şi un
refrigerent ascendent.
Modul de lucruSe aşează balonaşul aparatului pe o baie de apă, se fixează extractorul şi apoi
refrigerentul care se prinde de un stativ cu ajutorul unei cleme. Se ridică apoi
refrigerentul, iar în extractor se introduce un cartuş de hârtie de filtru în care, în prealabil,
a fost introdusă substanţa care urmează a fi supusă extracţiei. Înălţimea cartuşului nu
trebuie să depăşească nivelul sifonului extractorului. Cartuşul cu substanţă se astupă uşor
cu dop de vată.
După introducerea cartuşului cu substanţă în extractor, se toarnă solventul în
cantitate suficientă pentru o îmbibare perfectă a acestuia. Se adaugă apoi o cantitate de
solvent pânâ când nivelul lui ajunge la sifon. Se mai adaugă apoi puţin solvent şi apoi se
lasă să se scurgă complet, prin sifonare, în balonaş.După aceasta, în extractor se toarnă
încă o porţiune de solvent, astfel ca nivelul acestuia să nu ajungă până la sifon. Se fixează
refrigerentul şi se aprinde becul de gaz de sub baia de apă. Apa fierbinte încălzeşte
solventul din balon. Acesta începe să se evapore, iar prin tubul lateral, vaporii pătrund în
extractor şi de aici în refrigerent, unde se condensează şi curg prin picurare peste cartuş.
Când nivelul solventului din extractor ajunge până la sifon, extractul curge prin sifonare,
în balon. Din extractor solventul pătrunde prin porii cartuşului până la substanţa din
interior, dizolvă componenta amestecului care ne interesează şi apoi extractul se scurge în
balon. Această operaţie se repetă de mai multe ori.
După terminarea extracţiei, se stinge becul şi se procedează la demontarea
aparatului: se scoate refrigerentul, apoi se scoate cu precauţie extractorul din balon (restul
de solvent se toarnă ăn balon), se scoate cartuşul, se spală şi se usucă. Extractul din
balonul aparatului se toarnă într-un balon Würtz; se spală balonul de două ori cu o
cantitate mică din acelaşi solvent , care, de asemenea, se tooarnă în balonul Würtz.
Solventul se separă de extract prin distilare. Substanţa extrasă rămâne în balonul Würtz,
de unde este trecută în alt vas.
Distilarea
Distilarea este operaţia de purificare a substanţelor organice lichide, care se
bazează pe diferenţa dintre punctele de fierbere ale componentelor unui amestec.
5
Distilarea fracţionată la presiune normală (atmosferică)
Când avem un amestec de două sau mai multe substanţe lichide cu presiuni de
vapori diferite, care au puncte de fierbere diferite, le putem separa prin distilare
fracţionată sau succesivă.
În cazul unui amestec de două substanţe cu puncte de fierbere foarte îndepărtate,
fierberea incepe la o temperatură apropiată de temperatura de fierbere a componentei mai
volatile şi apoi urcă până atinge punctul de fierbere al componentei mai puţin volatile. În
felul acesta se culege o fracţiune corespunzătoare compusului cu punct de fierbere mai
scăzut, o fracţiune corespunzătoare compusului cu punct de fierbere mai ridicat şi una sau
mai multe fracţiuni intermediare. Acestea din urmă se supun din nou distilării, când iarăşi
se separă două fracţiuni intermediare, iar operaţia se repetă până la obţinerea substanţelor
unitare.
Această operaţie se simplifică mult prin folosirea coloanelor de fracţionare,
numite şi deflegmatoare sau rectificatoare.Coloanele de fracţionare sunt de diferite forme,
toate se bazează însă pe acelaşi principiu, de a realiza un contact intim între vaporii care
urcă în coloană şi lichidul care coboară, provenit din condensarea parţială a vaporilor în
partea de sus a coloanei.
O coloană de fracţionare constituie un sistem de dispozitive de condensare prin
care trebuie să treacă vaporii înainte de a ajunge în refrigerent. Datorită mediului
ambiant, mai rece, are loc o condensare parţială a vaporilor, iar în consecinţă se formează
o pătură de ˝condensat˝ prin care care vor trebui să treacă vaporii care vin în coloană din
vasul în care fierbe amestecul de substanţe. Trecând prin pătura de ˝condensat˝, vaporii
componentelor mai puţin volatile se condensează, în timp ce componentele mai volatile
din ˝condensat˝ se evaporă. Fenomenul se petrece ca şi cum în coloana de fracţionare ar
avea loc mai multe distilări fracţionate.
Modul de lucru Amestecul se introduce într-un balon cu fund rotund şi cu gâtul lung, la care se
fixează coloana de fracţionare, prevăzută cu un termometru al cărui rezervor trebuie să se
găsească ceva mai jos decât tubulatura laterală a coloanei.
6
Coloana de fracţionare se pune în legătură cu un refrigerent descendent, iar acesta
cu un vas de colectare, prin intermediul unei alonje. Se urmăreşte temperatura şi se culeg
fracţiunile care distilă.
Distilarea la presiune redusă
Unele substanţe organice lichide, prin fierbere la presiune obişnuită se
descompun, de aceea este imperios necesar să se scadă punctul de fierbere (temperatura
de fierbere) prin reducerea presiunii atmosferice. Această reducere de presiune se poate
face fie cu ajutorul unei trompe de apă, fie cu ajutorul unei pompe de vid, în care caz
presiunea atmosferică poate fi redusă până la 1-2 mm Hg, iar în cazul unei pompe
speciale, până la 10-3-10-4 cm Hg.
Pentru distilarea la presiune redusă se foloseşte un balon cu două gâturi (balon
Claisen). În gâtul principal se introduce un tub capilar care permite intrarea unei mici
cantităţi de aer ce împiedică supraîncălzirea lichidului, iar în gâtul care este prevăzut cu
un tub lateral se introduce un termometru. Tubul lateral este legat de un manometru prin
intermediul unui tub de cauciuc cu pereţii groşi, iar manometrul este legat în acelaşi fel
cu un vas de siguranţă, care la rândul lui este pus în legătură cu trompa de apă sau pompa
de vid. Manometru serveşte la măsurarea presiunii din interiorul aparatului, iar vasul de
siguranţă, pe de o parte împiedică intrarea apei în aparat, în cazul în care variază debitul
de apă în trompă, iar pe de altă parte împiedică variaţii de presiune bruşte în aparat.
Modul de lucruDupă montarea completă a dispozitivului de distilare la presiune redusă, se
verifică, cu ajutorul manometrului, etanşeitatea aparatului. După aceasta se introduce prin
gâtul principal al balonului de fierbere lichidul de distilat. În nici un caz nu se introduce
în balon mai mult lichid decât jumătate din capacitatea balonului. Se introduce capilara
astfel încât vârful ei să ajungă până aproape de fundul balonului şi se reglează debitul de
aer cu ajutorul unei cleme cu şurub, adaptată prin intermediul unui tub de cauciuc la
capătul de sus al capilarei. După aceste verificări se încălzeşte treptat balonul, până caând
lichidul începe să fiarbă liniştit.
Etanşeitatea se realizează folosind dopuri şi tuburi de cauciuc de cea mai bună
calitate. Un dispozitiv în care legăturile sunt făcute prin intermediul şlifurilor este mai
sigur şi mai uşor de mânuit.
7
Distilarea prin antrenare cu vapori de apă
Există multe substanţe organice care nu pot fi distilate la presiune atmosferică,
deoarece se descompun parţial sau total. Ele pot fi însă purificate datorită proprietăţilor
lor de a fi antrenate cu vapori de apă. Astfel de substanţe, cu punct de fierbere mai ridicat
decât al apei, se pot volatiliza când sunt încălzite într-un curent de vapori de apă şi se
distilă cu aceştia din urmă.
Prin antrenarea cu vapori de apă se poate face şi o separare a substanţelor dintr-un
amestec, deoarece nu toate substanţele organice pot fi antrenate cu vapori de apă.
Antrenarea constituie un mijloc de purificare a substanţelor respective, în special pentru
compuşii practic insolubili în apă. În acest caz, antrenarea cu vapori de apă se explică
prin aceea că presiunea vaporilor unui amestec de două lichide nemiscible este egală cu
suma presiunilor maxime pe care le-ar avea dacă ar fi substanţe individuale. Amestecul
bine agitat va fierbe la temperatura la care suma presiunilor maxime ale celor două
lichide va fi egală cu presiunea atmosferică. Este evident că temperatura de fierbere a
unui asemenea amestec va fi inferioară temperaturii de fierbere a lichidului celui mai
volatil din amestec. Putem astfel distila unele substanţe lichide la o temperaturăcu mult
inferioară punctului lor de fierbere.
Practic, distilarea lichidelor nemiscibile cu apa se face trecând un curent de vapori
prin masa lichidului de distilat. Vaporii de apă vor antrena moleculele lichidului prin care
trec şi va distila un amestec de apă şi de substanţă ce trebuie purificată. Impurităţile din
lichid, având o altă tensiune de vapori decât substanţele ce ne interesează, vor rămâne
neantrenate în balonul de distilare. Antrenarea se consideră terminată când distilatul nu
mai curge sub formă de emulsie (lichidul devine limpede datorită faptului că vaporii nu
mai au ce antrena).
Modul de lucru Amestecul supus antrenării cu vapori de apă se introduce într-un balon cu fund
rotund, în aşa fel încât să nu ocupe mai mult de jumătate din capacitatea sa. Balonul se
închide cu un dop prevăzut cu două găuri, prin care pătrund tuburi de sticlă curbate. Unul
dintre ele, prin care vor intra vaporii de apă ce vin de la generator, e mai lung, ajungând
până aproape de fundul balonului, iar altul mai scurt, care se pune în legătură cu un
refrigerent descendent, unde va condensa amestecul care distilă.
8
Refrigerentul se pune în legătură cu un recipient, prin intermediul unei alonje.
Balonul se montează oblic, pentru a evita pătrunderea picăturilor de lichid în refrigerent
în timpul barbotării vaporilor de apă. În prealabil, balonul se va încălzi pentru a evita
condensarea vaporilor de apă, în cazul în care aceştia ar da de amestecul rece din balon
(încălzirea se opreşte în timpul antrenării, pentru ca să nu aibă loc o distilare a lichidului
din balon). În momentul în care, din apa din generatorul încălzit încep să iasă vapori, se
stabileşte legătura cu balonul de distilare.
Generatorul de vapori este prevăzut cu un tub de siguranţă, care trebuie să ajungă
până la fundul vasului.
Când suma tensiunilor de vapori a celor două componente va fi egală cu presiunea
atmosferică, amestecul poate distila.
Uscarea si calcinarea
Uscarea
Uscarea este o operaţie frecvent utilizată, ce are ca scop îndepărtarea umidităţii
substanţelor obţinute în laborator prin sinteză, fără ca acestea să sufere
transformări.Operaţia de uscare se poate face la temperatura mediului ambiant şi la cald.
Uscarea la temperatură obişnuită se poate face utilizând următoarele procedee:
a) substanţa solidă separată prin filtrare se întinde în strat subţire pe o hârtie de
filtru; se reînnoiesc hârtiile de filtru până ce nu se mai umezesc.
b) hârtia de filtru cu substanţa separată prin filtrare se aşează pe o sticlă de ceas şi
se lasă să se usuce la aer;
c) substanţa se întinde în strat subţire pe o placă de porţelan poros, se presează cu
o spatulă de sticlă sau porţelan să se lasă să se usuce.
Substanţele higroscopice se usucă în exicator, aşezate pe o sticlă de ceas sau
cristalizator. În exicator se introduce un agent deshidratant (acid sulfuric concentrat,
clorură de calciu anhidră), astfel încât să nu reacţioneze cu substanţa ce trebuie uscată.
Dacă substanţa nu este volatilă la temperatura obişnuită, pentru a accelera
uscarea, se poate utiliza un exicator de vid, din care aerul se evacuează cu ajutorul
trompei de apă sau pompei de vid.
9
Uscarea la cald se efectuează în etuve încălzite electric, prevăzute cu termometru.
Se utilizează etuve termoreglabilecare permit o încălzire până la 200-250ºC.
Nu este permisă uscarea în etuvă a substanţelor care conţin urme de solvenţi
inflamabili.
Calcinarea
În analiza calitativă se face calcinarea reziduurilor, în vederea îndepărtării
sărurilor de amoniu sau a distrugerii unor substanţe sau impurităţi organice. Operaţia se
execută în capsule sau creuzete de porţelan, prin încălzire direct la flacăra becului de gaz.
După răcire, reziduul se reia cu apă sau cu o soluţie acidulată, în funcţie de împrejurări.
În cazul determinărilor gravimetrice, se calcinează precipitatele până la obţinerea
unei mase constante. Calcinarea precipitatelor se poate face la flacăra unui bec de gaz sau
în cuptoare speciale de calcinare, cu temperatură reglabilă.
Cuptoarele de calcinare sunt căptuşite cu materiale refractare şi se utilizează, mai
ales, pentru calcinări la temperaturi ridicate (500-1200ºC).
Atât după calcinare cât şi după uscare, creuzetele se aduc în exicator, se lasă să se
răcească şi apoi se cântăresc. În partea de jos a exicatorului se pun substanţe cu
proprietăţi absorbante (deshidratanţi).
Substanţele deshidratante, după capacitatea lor de a reţine apa, se clasifică în:
- substanţe cu capacitate absorbantă ridicată (clorura de calciu anhidră, percloratul
de magneziu, acidul sulfuric concentrat);
- substanţe cu capacitate absorbantă moderată (clorura de calciu tehnică, oxidul de
calciu, sulfatul de calciu, sulfatul de cupru, oxidul de bariu, oxidul de magneziu,
hidroxidul de sodiu);
- substanţe cu capacitate absorbantă scăzută ( oxidul de aluminiu, pentaoxidul de
fosfor, gel de siliciu).
Determinarea punctului de topire
În cazul în care substanţa de analizat are un punct de topire mai scăzut de 200ºC,
pentru stabilirea punctului de topire se foloseşte dispozitivul Thiele.
10
Substanţa solidă, căreia i se determină punctul de topire se mojarează fin într-un
mojar cu pistil şi se introduce într-un tub capilar de sticlă foarte subţire cu o lungime de
circa 7-9 cm, închis la un capăt.
Tubuşorul cu substanţă se introduce într-o baie de lichid greu volatil (acid
sulfuric, ulei de parafină, ulei de silicon, glicerină).Aşezarea tubuşorului cu substanţă se
face astfel încât porţiunea în care se află substanţa să ajungă în dreptul rezervorului cu
mercur al termometrului cu care se determină punctul de topire.
Se încălzeşte treptat baia de acid sulfuric cu ajutorul uni bec de gaz, astfel încât
temperatura să crească cu 1-2ºC pe minut.În momentul în care substanţa se topeşte
complet (atunci când în capilar apare un menisc), se citeşte temperatura, aceasta
reprezentând punctul de topire al substanţei respective.
Dacă substanţa de analizat are un punct de topire mai mare de 200ºC, pentru
determinarea lui se utilizează un microscop cu placă încălzitoare numit microscop
Boetius.
Determinarea punctului de topire se foloseşte la controlul şi verificarea purităţii
substanţelor solide. Se fac o serie de cateva determinări succesive ale punctului de topire
(5-6 determinări) prin metoda descrisă mai sus. Dacă se obţine aceeaşi valoare a
punctului de topire sau acelaşi interval de topire (pentru unele substanţe solide) la
sfârşitul determinărilor, atunci substanţa analizată este pură. În cazul în care valorile
punctului de topire diferă, atunci substanţa solidă purificată încă mai conţine impurităţi
sau urme de alte substanţe străine si este supusă din nou purificării prin metoda aleasă,
până când se obţine aceeaşi valoare a punctului de topire (sau interval de valori).În acel
moment substanţa analizată este într-adevăr pură.
Determinarea punctului de fierbere
Punctul de fierbere este o caracteristică a substanţelor organice lichide. Acesta se
poate determina în timpul distilării, sau în instalaţii speciale prevăzute cu termometru,
atât la presiune atmosferică, cât şi la presiune redusă.
În mod normal, punctul de fierbere se determină cu ajutorul unui dispozitiv
alcătuit dintr-o eprubetă în care se află lichidul de analizat (fig.). În eprubeta uscată, la
partea inferioară, se introduce un tub capilar topit la câţiva milimetri de unul din capete şi
se fixează de un termometru cu ajutorul unui manşon de cauciuc. Se încălzeşte eprubeta
11
pe baie de acid sulfuric şi se observă degajarea unor bule de aer, la început mai puţine, iar
pe măsură ce se apropie punctul de fierbere, în flux continuu. În acest moment se
înregistrează temperatura, care reprezintă temperatura de fierbere a lichidului respectiv.
În majoritatea cazurilor se dă ca punct de fierbere intervalul de fierbere al
substanţei, observat la distilare.
Impurităţile pot influenţa negativ punctul de fierbere.Astfel, resturile de solvent
denaturează foarte mult valorile, pe când o substanţă străină care are punct de fierbere
identic cu al substanţei de analizat, nu influenţează deloc rezultatele. De obicei
impurităţile au efect mai mic asupra punctului de fierbere decât asupra punctului de
topire. Din această cauză, punctul de fierbere caracterizează într-o măsură mai redusă
puritatea substanţei, decât punctul de topire.
Metode gromatografice
Cromatografia pe strat subtire (TLC)
Cromatografia pe strat subtire este o tehnica simpla ca aparatura, care ne ofera
posibilitati multiple de separare. Aceasta tehnica se mai numeste si cromatografia plana.
In ultimul deceniu s-au inregistrat progrese insemnate atat in privinta fazelor stationare
cat si a perfectionarii aparaturii de masurare. Aceasta dezvoltare a permis obtinerea unor
limite de detectie de ordinul μg si chiar a pg in cazul unor compusi adecvati.
In cazul cromatografiei pe strat subtire nu exista ingradiri in privinta utilizarii
unor solventi ca eluenti ce absorb in UV (de exemplu: toluen, acetona, acetat de etil etc.)
si care prezinta selectivitati bune intr-o serie de separari. De asemenea nu exista limitari
in privinta utilizarii unor reactivi pentru detectie sau identificare.
Principiul cromatografiei pe strat subtire
Cromatografia pe strat subtire este o tehnica foarte raspandita datorita simplitatii
ei si posibilitatii de analizare a unor amestecuri complexe din punct de vedere calitativ si
cantitativ.
Tehnica de lucru consta in aplicarea probei (solutiei), sub forma de spot sau banda
la 1-2 cm de marginea inferioara a placii cromatografice, pe o linie imaginara numita
linie de start. Probele pot fi aplicate automat sau manual cu microcapilare, micropipete
sau microseringi. Placa cromatografica este formata dintr-o placa de sticla sau folie de
12
aluminiu acoperita cu un strat subtire de adsorbent (silicagel, silicagel chimic modificat,
alumina, celuloza microcristalina etc.). Dupa ce solventul in care a fost dizolvata proba s-
a evaporat, placa este introdusa cu partea inferioara intr-o cuva ce contine solventul sau
amestecul de solventi de developare. Developarea se poate realiza in camere normale (N)
sau camere sanwich (S). Nivelul eluentului se va situa sub nivelul liniei de start. Eluentul
migreaza de-a lungul placii cromatografice datorita fortelor de capilaritate, purtand cu
viteze diferite componentii amestecului de analizat, fapt care se concretizeaza in
separarea lor. Nivelul pana la care se ridica eluentul se numeste linie de front. Dupa ce
frontul eluentului parcurge o anumita distanta (≈8cm) placa se scoate si se usuca.
Vizualizarea se realizeaza prin pulverizare cu reactivi de culoare specifici.
Intr-un sistem dat faza stationara-faza mobila, fiecarui component ii corespunde o
anumita valoare Rf :
Aceasta se defineste ca fiind raportul dintre distanta migrata de component h,
masurata de la linia de start pana la centrul spotului si distanta migrata de eluent H,
masurata de la linia de start pana la linia de front.
Cromatografia solid-lichid pe coloana (LC)
Cromatografia pe coloana este cel mai vechi procedeu cromatografic (Tvet,1906).
Cu ajutorul acestei tehnici amestecurile de substanta se separa in urma unei adsorbtii
multiplicative. Este o metoda eficienta de separare si se utilizeaza atunci cand avem de
13
purificat sau separat cantitati mici de amestecuri complexe, unde alte metode de separare
nu sunt practic posibile.
Faza stationara este fixata intr-o coloana, strabatuta de sus in jos de faza mobila,
care curge sub influenta gravitatiei sau sub influenta unui curent de aer constant. Dintre
cele doua tehnici,cea din urma este cel mai des utilizata (cromatografie rapida), in special
datorita reducerii semnificative a timpului de lucru.
Procedeul care are loc poate fi descris prin urmatoarele etape:
a) Determinarea solventului sau a amestecului de solvent pentru elutie.
b) Prepararea coloanei cromatografice cu solidul ce constituie faza stationara.
c) Adaugarea amestecului de separat pe la partea superioara a coloanei.
d) Adaugarea de eluent (solvent).
e) Colectarea la partea inferioara a coloanei in fractii succesive.
In practica de laborator cel mai simplu dispozitiv folosit pentru cromatografia pe
coloana este un tub de sticla, prevazut la capatul inferior cu un robinet, iar la capatul
superior un rezervor pentru solvent.
14
Bibliografie
1. Maria Dorneanu, Eugenia Ştefănescu, Odette Rogut, Chimie organică.
Sinteze şi reacţii de recunoaştere, 2002, Editura “Gr.T.Popa”, Iaşi,
Universitatea de Medicină şi Farmacie.
2. Vasile Dorneanu, Maria Stan, Metode Chimice şi Instrumentale de
Analiză, 2007, Editura “Gr.T.Popa”, U.M.F. Iaşi.
3. Jercan Elena, Metode de separare în chimia analitica, Editura tehnica,
Bucuresti, 1983.
15