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.