X
تبلیغات
آزمایشگاه جداسازی و شناسایی مواد آلی

Thin Layer Chromatography - TLC

TLC is a simple, quick, and inexpensive procedure that gives the chemist a quick answer as to how many components are in a mixture. TLC is also used to support the identity of a compound in a mixture when the Rf of a compound is compared with the Rf of a known compound (preferrably both run on the same TLC plate).

A TLC plate is a sheet of glass, metal, or plastic which is coated with a thin layer of a solid adsorbent (usually silica or alumina). A small amount of the mixture to be analyzed is spotted near the bottom of this plate. The TLC plate is then placed in a shallow pool of a solvent in a developing chamber so that only the very bottom of the plate is in the liquid. This liquid, or the eluent, is the mobile phase, and it slowly rises up the TLC plate by capillary action.

As the solvent moves past the spot that was applied, an equilibrium is established for each component of the mixture between the molecules of that component which are adsorbed on the solid and the molecules which are in solution. In principle, the components will differ in solubility and in the strength of their adsorption to the adsorbent and some components will be carried farther up the plate than others. When the solvent has reached the top of the plate, the plate is removed from the developing chamber, dried, and the separated components of the mixture are visualized. If the compounds are colored, visualization is straightforward. Usually the compounds are not colored, so a UV lamp is used to visualize the plates. (The plate itself contains a fluor which fluoresces everywhere except where an organic compound is on the plate.)

The procedure for TLC, explained in words in the above paragraphs, is illustrated with photographs on the TLC Procedure page.

TLC Adsorbent

In the teaching labs at CU Boulder, we use silica gel plates (SiO2) almost exclusively. (Alumina (Al2O3) can also be used as a TLC adsorbent.) The plates are aluminum-backed and you can cut them to size with scissors. Our plates are purchased ready-made from EM Sciences or from Scientific Adsorbents. The adsorbent is impregnated with a fluor, zinc sulfide. The fluor enables most organic compounds to be visualized when the plate is held under a UV lamp. In some circumstances, other visualization methods are used, such as charring or staining.

TLC Solvents or Solvent Systems

Choosing a solvent is covered on the Chromatography Overview page. The charts at the bottom of that page are particularly useful.

Interactions of the Compound and the Adsorbent

The strength with which an organic compound binds to an adsorbent depends on the strength of the following types of interactions: ion-dipole, dipole-dipole, hydrogen bonding, dipole induced dipole, and van der Waals forces. With silica gel, the dominant interactive forces between the adsorbent and the materials to be separated are of the dipole-dipole type. Highly polar molecules interact fairly strongly with the polar Si—O bonds of these adsorbents and will tend to stick or adsorb onto the fine particles of the adsorbent while weakly polar molecules are held less tightly. Weakly polar molecules thus generally tend to move through the adsorbent more rapidly than the polar species. Roughly, the compounds follow the elution order given on the Chromatography Overview page.

The Rf value

Rf is the retention factor, or how far up a plate the compound travels. See the Rf page for more details:

Visualizing the Spots

If the compounds are colored, they are easy to see with the naked eye. If not, a UV lamp is used (see the Procedure page).

Troubleshooting TLC

All of the above (including the procedure page) might sound like TLC is quite an easy procedure. But what about the first time you run a TLC, and see spots everywhere and blurred, streaked spots? As with any technique, with practice you get better. One thing you have to be careful Examples of common problems encountered in TLC:

  • The compound runs as a streak rather than a spot

    The sample was overloaded. Run the TLC again after diluting your sample. Or, your sample might just contain many components, creating many spots which run together and appear as a streak. Perhaps, the experiment did not go as well as expected.

  • The sample runs as a smear or a upward crescent.

    Compounds which possess strongly acidic or basic groups (amines or carboxylic acids) sometimes show up on a TLC plate with this behavior. Add a few drops of ammonium hydroxide (amines) or acetic acid (carboxylic acids) to the eluting solvent to obtain clearer plates.

  • The sample runs as a downward crescent.

    Likely, the adsorbent was disturbed during the spotting, causing the crescent shape.

  • The plate solvent front runs crookedly.

    Either the adsorbent has flaked off the sides of the plate or the sides of the plate are touching the sides of the container (or the paper used to saturate the container) as the plate develops. Crookedly run plates make it harder to measure Rf values accurately.

  • Many, random spots are seen on the plate.

    Make sure that you do not accidentally drop any organic compound on the plate. If get a TLC plate and leave it laying on your workbench as you do the experiment, you might drop or splash an organic compound on the plate.

  • No spots are seen on the plate.

    You might not have spotted enough compound, perhaps because the solution of the compound is too dilute. Try concentrating the solution, or, spot it several times in one place, allowing the solvent to dry between applications. Some compounds do not show up under UV light; try another method of visualizing the plate. Or, perhaps you do not have any compound because your experiment did not go as well as planned.

    If the solvent level in the developing jar is deeper than the origin (spotting line) of the TLC plate, the solvent will dissolve the compounds into the solvent reservoir instead of allowing them to move up the plate by capillary action. Thus, you will not see spots after the plate is developed.

  • You see a blur of blue spots on the plate as it develops.

    Perhaps, you used an ink pen instead of a pencil to mark the origin?

 
 
 
 
 
 
 
کروماتوگرافی لایه نازک (TLC) 
 

کروماتوگرافی لایه نازک نوعی کروماتوگرافی جذبی جامد – مایع است و اصول آن مانند کروماتوگرافی ستونی است. ولی در این مورد جسم جاذب جامد را به صورت یک لایه نازک در روی یک قطعه شیشه یا پلاستیک محکم پخش میکنند. یک قطره از محلول نمونه یا مجهول را در نزدیکی لبه صفحه میگذارند و صفحه را همراه مقدار کافی از حلال استخراج کننده در ظرفی قرار میدهند. مقدار حلال باید آنقدر باشد که فقط به سطح زیر لکه برسد (شکل الف). حلال به طرف بالای صفحه میرود و اجزاء مخلوط را با سرعتهای متفاوت با خود میبرد. در نتیجه ممکن است تعدادی لکه روی صفحه ظاهر شود. این لکه ها روی یک خط عمود بر سطح حلال ظرف قرار میگیرند (شکل ب).

 

 

این روش کروماتوگرافی بسیار آسان است و به سرعت هم انجام میشود. این روش برای تفکیک اجزاء یک مخلوط بسیار مفید است و همچنینی میتوان از آن برای تعیین بهترین حلال استخراج کننده جهت کروماتوگرافی ستونی استفاده کرد.

در TLC میتوان از همان مواد جامد که در کروماتوگرافی  ستونی استفاده میشود استفاده کرد و در این میان سیلیکا و آلومینا بیشتر به کار میرود. معمولا جسم جاذب را با مقدار کمی از ماده نگهدارنده مانند گچ شکسته بندی، کلسیم سولفات و یا نشاسته مخلوط میکنند تا جسم جاذب چسبندگی لازم را پیدا کند و به صفحه بچسبد. صفحه ها را میتوان قبل از مصرف تهیه کرد و یا از ورقه های پلاستیکی آماده که در بازار موجود است استفاده نمود.

یکی از مزایای مشخص TLC آن است که احتیاج به مقدار بسیار کمی از نمونه دارد. در بعضی موار میتوان تا مقدار 9-10 گرم را تشخیص داد. اما ممکن است اندازه نمونه تا 500 میکرو گرم برسد. در نمونه های زیاد میتوان از تجربه های تهیه ای استفاده کرد. در این تجربه ها لکه های مختلف را میتراشند و با یک حلال مناسب میشویند (استخراج میکنند). و برای شناسایی (از طریق طیف سنجی) به کار میبرند.

تشخیص لکه های رنگین در روی کروماتوگرام آسان است و برای تعیین محل لکه های اجسام بیرنگ روشهای متعددی وجود دارد. برای مثال میتوان با تابش نور ماوراء بنفش به صفحه محل لکه، ترکیبهایی را که خاصیت فلوئورسانس دارند مشخص کرد. به روش دیگر میتوان جسم جاذب را با ماده فلوئورسانس دار بی اثر دیگری مخلوط کرد. هنگامی که نور ماوراء بنفش به این صفحه بتابد، لکه اجسامی که نور ماورای بنفش را جذب می کنند ولی خاصیت فلوئورسانس ندارند در زمینه فلورسانس دار صفحه به صورت تیره رنگ ظاهر میشوند. در بسیاری موارد دیگر، از معرفهای آشکارساز دیگری استفاده میکنند. این معرفها را میتوان بر روی کروماتوگرام پاشید و لکه ها را ظاهر کرد. سولفوریک اسید، که بسیاری از ترکیبات آلی را به ذغال تبدیل میکند و محلول پتاسیم پرمنگنات نمونه هایی از معرفهای آشکار ساز هستند که به این روش مصرف میشوند. ید نیز معرف آشکار ساز دیگری است که مصرف میشود. در این مورد صفحه را دز ظرفی میگذارند که محیط آن از بخار ید اشباع باشد. بسیاری از ترکیبات آلی ید را جذب میکنند و لکه آنها روی کروماتوگرام رنگین (معمولا قهوه ای) میشود.

در شرایط معین سرعت حرکت ترکیب نسبت به سرعت پیشرفت حلال (Rf) خاصیت مشخصی از ترکیب است. برای تعیین این مقدار مسافتی را که جسم از خط شروع تا وسط لکه را طی کرده است اندازه میگیرند و آنرا به مسافتی که حلال پیموده تقسیم میکنند. این مسافت را با خط شروع یکسانی میسنجند.

 

  

كروماتوگرافي ستوني

در كروماتوگرافي ستوني جسم بين فازهاي مايع و جامد پخش ميشود. فاز ساكن جسم جامدي است و اين جسم اجزاي مايعي را كه از آن ميگذرد به طور انتخابي در سطح خود جذب ميكند و آنها را جدا ميكند. اثرهايي كه باعث جذب سطحي ميشوند همان اثرهايي هستند كه موجب جذب در مولكولها ميشوند. اين اثرها عبارتند از: جاذبه الكترواستاتيكي، ايجاد كمپلكس، پيوند هيدروژني، نيروي واندروالس و غيره.

براي جدا كردن يك مخلوط با كروماتوگرافي ستوني، ستون را با جسم جامد فعالي (فاز ساكن) مانند آلومينا يا سيليكاژل پر ميكنند و كمي از نمونه مايع را روي آن ميگذارند. نمونه ابتدا در بالاي ستون جذب ميشود. سپس حلال استخراج كننده اي را در داخل ستون جريان ميدهند. اين فاز مايع متحرك، اجزاي مخلوط را با خود ميبرد. ولي به علت نيروي جاذبه انتخابي فاز جامد، اجزاي مربوط ميتوانند با سرعتهاي مختلفي به طرف پايين ستون حركت كنند. تركيبي كه با نيروي كمتري جذب فاز ساكن شود سريعتر خارج ميشود زيرا كه درصد مولكولي آن در فاز متحرك از تركيبي كه با نيروي زيادتري جذب فاز ساكن ميشود بيشتر است.

اجزاي تفكيك شده را ميتوان مجددا به دو روش به دست آورد:

1) مواد جامد ستون را ميتوان خارج كرد و قسمتي از آنرا كه حاوي باند مورد نظر است بريد و با حلال مناسب استخراج كرد.

2) چون باندها با زمانهاي مختلفي خارج ميشوند ميتوان آنقدر حلال را از ستون عبور داد تا باندها از انتهاي آن خارج شوند و در ظرف جداگانه اي بريزند.

معمولا روش دوم كاربرد بيشتري دارد.

در مورد اجسام رنگين ميتوان باندهايي را كه به طرف پايين ستون مي آيند مستقيما مشاهده كرد.

 

 اما در مورد اجسام بيرنگ نميتوان تغييرات را مستقيما مشاهده كرد. با اين حال بسياري از اجسام در هنگام تابش نور ماوراي بنفش فلوئورسانس پيدا ميكنند و در چنين مواردي از اين خاصيت جهت مشاهده باندها استفاده ميشود. معمولا براي پي بردن به جريان عمل كروماتوگرافي ستوني حجمهاي كوچك و ثابتي (مثلا 25 ميلي ليتر) از محلول استخراج شده را جمع آوري ميكنند. سپس حلال آنها را تبخير ميكنند تا ببينند جسمي در آنها وجود دارد يا خير. گرچه ممكن است يك جسم در چند ظرف پخش شود، ولي اگر حجم هر جزء نسبتا كم گرفته شود (مثلا كمتر از 10% حجم ستون) معمولا باندهاي مختلف در ظروف مختلف جمع آوري ميشوند. روش ديگري كه براي پي بردن به وضع تفكيك مناسب است آن است كه محلول استخراج شده در فاصله زماني مختلف با كروماتوگرافي لايه نازك مورد بررسي قرار گيرد.

تعدادي از جاذبهاي جامدي كه عموما مصرف ميشوند عبارتند از: آلومينا، سيليكاژل، فلورسين، زغال چوب، منيزيم اكسيد، كلسيم كربنات، نشاسته و شكر. معمولا شيميدانهاي آلي از آلومينا، سيليكاژل و فلورسين بيشتر استفاده ميكنند.

آلومينا (Al2O3) تركيب قطبي بسيار فعالي است كه قدرت جذب زيادي دارد و به سه صورت موجود است: خنثي، شسته شده با اسيد و شسته شده با باز. آلوميناي بازي براي تركيبهاي اسيدي و آلوميناي اسيدي براي تركيبهاي بازي قدرت تفكيك خوبي نشان ميدهد. در تركيبهايي كه به شرايط اسيدي و بازي حساسيت دارند و واكنش شيميايي دارند بايد از آلوميناي خنثي استفاده كرد. آلومينا با قطبيت زيادي كه دارد تركيبهاي قطبي را به شدت جذب ميكند و در نتيجه ممكن است استخراج آنها از ستون را مشكل كند. فعاليت (قدرت جذب) آلومينا را ميتوان با افزايش كمي آب كاهش داد، درجه فعاليت آلومينا با درصد وزني آب موجود مشخص ميشود. سيليكاژل و فلورسين هم قطبي هستند ولي قطبيت آنها از آلومينا كمتر است.

براي اينكه جاذبهاي جامد نيروي موثر تري داشته باشند، بايد اندازه ذرات آنها يكنواخت و سطح مخصوص آنها زياد باشد. چنين سطحي باعث تسريع تعادل جسم در دو فاز ميشود. اين حالت در ايجاد باندهاي باريك اهميت دارد.

در تعيين شرايط يك تجربه كروماتوگرافي بايد به ماهيت فاز مايع (حلال) مصرفي توجه كرد. حلال نيز ميتواند در جسم جامد جذب شود و به اين وسيله براي جذب مواضع جذبي كه در سطح جامد وجود دارند، با جسم حل شده رقابت كند. چنانچه حلال قطبي تر باشد و شديدتر از اجزاي مخلوط جذب شود، تقريبا تمام اجزاء در فاز مايع متحرك باقي ميمانند و تفكيكي كه در ضمن تجربه صورت ميگيرد ناچيز خواهد بود. در نتيجه براي اين كه تفكيك خوب انجام شود بايد قطبيت حلال استخراجي به طور قابل ملاحظه اي كمتر از اجزاي مخلوط باشد. به علاوه بايد اجزاي مخلوط در حلال حل شوند، زيرا در غير اين صورت اجزا به طور دايم در فاز ساكن ستون جذب ميشوند و در آن باقي ميمانند. قدرت استخراجي حلالهاي مختلف (يعني توانايي آنها در انتقال يك جسم معين به پايين ستون) بترتيب زير از بالا به پايين زياد ميشود:

هگزان

كربن تترا كلريد

تولوئن

بنزن

دي كلرومتان

كلروفرم

اتيل اتر

اتيل استات

استون

پروپانول

اتانول

متانول

آب

در يك كروماتوگرافي ستوني ساده نمونه را در بالاي ستون ميگذارند و در طول تفكيك از حلال واحدي استفاده ميكنند. بهترين حلال انتخابي، حلالي است كه بيشترين فاصله را در باندها ايجاد كند. چون احتمالا بهترين حلال در اثر تجربه بدست مي آيد، گاهي راحتتر است كه در انتخاب حلال براي كروماتوگرافي ستوني از روش كروماتوگرافي لايه نازك استفاده شود. تعداد زيادي از تجربه هاي كروماتوگرافي لايه نازك را ميتوان با استفاده از حلالهاي مختلف، در زمان نسبتا كوتاهي انجام داد. معمولا بهترين حلال يا مخلوط حلالي كه به اين روش به دست مي آيد براي كروماتوگرافي ستوني مناسب است.

معمولا از روشي كه به استخراج تدريجي (يا جزء به جزء) معروف است استفاده ميشود. در اين روش براي ظهور كروماتوگرام از يك سري حلالهايي استفاده ميكنند كه قطبيت آنها مرتبا رو به افزايش ميرود. در شروع با يك حلال غير قطبي (معمولا هگزان) ممكن است يك باند به طرف پايين ستون حركت كند و از آن خارج شود و در اين حال باندهاي ديگر در نزديكي ابتداي ستون باقي بمانند. سپس حلالي كه قطبيت آن اندكي بيشتر است به كار ميبرند. در حالت ايده آل بايد يك باند ديگر خارج شود و در اين حال بقيه باندها در عقب آن باقي بمانند. چنانچه قطبيت حلال يكباره زياد بالا رود، ممكن است تمام باندهايي كه باقي مانده اند يكباره از ستون خارج شوند. بنابر اين بايد در هر مرحله قطبيت حلال به مقدار كم و با قاعده معيني افزايش يابد. بهترين راه انجام اين كار آن است كه از حلالهاي مخلوط استفاده شود و تعويض كامل حلال چندان مناسب نسيت.

طريقه پر كردن ستون بسيار اهميت دارد زيرا ستوني كه خوب پر نشود اجزاء را هم خوب تفكيك نميكند. جسم پرشده بايد همگن باشد و در آن هواي محبوس يا حباب بخار وجود نداشته باشد.

آماده سازي ستون كروماتوگرافي

يك بورت 50 ميلي ليتري را در حالت عمودي به گيره اي ببنديد. شير بورت بايد بسته و چرب نشده باشد. بورت را با اتر نفت (60-30 درجه ) تا نزديكي درجه 40 ميلي ليتري آن پر كنيد و به كمك يك لوله شيشه اي طويل كمي پشم شيشه را به انتهاي بورت فرو بريد. درون بروت به حدي شن بريزيد تا ارتفاع 1 سانتي متري بالاي پشم شيشه را بپوشاند. پس از خروج كامل حبابهاي درون شن، در حالي كه به آرامي به ديواره بورت ضربه ميزنيد 15 گرم آلومينا را به داخل لوله بريزيد. هنگام پايين رفتن آلومينا ستون را تكان دهيد. اين اعمال به پر شدن يكنواخت ستون كمك ميكنند. جدار داخلي بورت را كه آلومينا به آن چسبيده با اتر نفت اضافي بشوييد. براي محافظت از آلوميناي پر شده يك لايه 1 سانتي متري شن در بالاي ستون قرار دهيد. شير بورت را باز كنيد و بگذاريد تا حلال خارج شود و درست به بالاي لايه شن بالايي برسد. حال ستون براي قرار دادن نمونه مخلوط مورد تفكيك آماده است.

کروماتوگرافی

کروماتوگرافی بر اصول کل پخش فاز  بنیان نهاده شده است. به طور خلاصه، در این روش جریان یک فاز از کنار (یا از داخل) فاز ساکنی میگذرد و در این حال فاز ساکن اجزای آنرا به طور انتخابی خارج میکند. این خروج یک عمل تعادلی است و مولکولهای اجزاء دوباره داخل فاز متحرک میشوند. هنگامی که ثابت پخش دو یا چند جزء در این دو فاز با هم متفاوت باشند، اجزای مربوط در فاز متحرک میشوند. هنگامی که ثابت پخش دو یا چند جزء در این دو فاز با هم متفاوت باشند، اجزای مربوط در فاز متحرک از هم تفکیک میشوند. به طور ساده میتوان گفت که هر چه فاز ساکن یک جزء را محمتر نگه دارد، در صد مولکولهای جزئی که بی حرکت نگه داشته شده بیشتر میشود. جزء دیگری که با شدت کمتر نگه داشته میشود نسبت به جزء اول در فاز متحرک درصد مولکولی بیشتری خواهد داشت. بنابراین به طور متوسط مولکولهای جزئی که با شدت کمتر نگه داشته میشوند، نسبت به مولکولهای دیگر با سرعت بیشتری از روی فاز ساکن میگذرند (در جهت جریان) و در نتیجه اجزای مربوط به قسمتهای مختلف فاز ساکن (باندها) منتقل میشوند.

فاصله باندها به طور خطی به مسافتی که در ستون طی میشود بستگی دارد. به طور کلی هر چه مسافت طی شده بیشتر باشد، فاصله باندها زیادتر خواهد شد. یادآور میشود که اجزای مخلوط باید ضرایب پخش متفاوتی داشته باشند تا بتوان آنها را به کمک پخش فاز تفکیک کرد. در صورتی که این ضرایب به هم نزدیک باشند، اجزای مربوط فقط به طور جزئی به باندهای جداگانه تفکیک میشوند. البته میتوان طول مسیر را زیاد کرد و به اجزاء فرصت داد تا بیشتر از هم جدا شوند.

کروماتوگرافی چهار نوع مهم دارد که بر اصول توصیف شده بالا متکی هستند. این انواع عبارتند از کروماتوگرافی گازی (کروماتوگرافی تفکیکی گاز مایع)، کروماتوگرافی ستونی، کروماتوگرافی لایه نازک (TLC) و کروماتوگرافی کاغذی

+ نوشته شده در  چهارشنبه بیست و هفتم اردیبهشت 1391ساعت 14:26  توسط عسگریان-رحمانی  | 

 

sepration and identification of complex organic componds

How To Identify an Unknown Organic Compound

 ... HOW TO IDENTIFY AN UNKNOWN ORGANIC COMPOUND Firstly, you will need identify the functional group of the compound present. The standard state of the sample will narrow down the choice of what type of compound it is. In this case, as it is in a liquid state, it must be one of: an alcohol, ester, ketone, aldehyde, carboxylic acid or phenol. An alcohol can be determined by use of Lucas reagent. An ester by use of Bradys reagent. A ketone or aldehyde by use of 2,4-dinitrophelyhydrazine. If a positive result (orange precipitate), the compund can be oxidised by use of a suitable oxidising reagent such as acidified dichromate ion (VI) if it is a ketone, it will not be oxidised if it is an aldehyde (orange to green indicates oxidation has taken place). A carboxylic acid will react with 10% sodium carbonate vigorously by effervescence. Phenol will form a white precipitate

http://www.coursework.info/University/Biological_Sciences/Genetics/How_To_Identify_an_Unknown_Organic_Compo_L25511.html

   http://jan.ucc.nau.edu/~jkn/235L3-Separations.htm

 http://www.123helpme.com/view.asp?id=148399 

STRATEGIES FOR IDENTIFYING AN UNKNOWN ORGANIC COMPOUND

 

1. Gather the following information: boiling point (if a liquid unknown), melting point (if a solid unknown), IR spectrum, mass spectrum, PMR spectrum, decoupled CMR spectrum (optional).

 

2. When analyzing the IR spectrum, remember that the absence of a band is just as informative as the presence of a band. For example, if OH band is absent, you can eliminate the possibility of an alcohol or carboxylic acid functional group.

 

3. For a given functional group, more than one band is used to identify that functional group, and they all have to be present. For example, to identify an alcohol, both the OH and the C-O bands must be present.

 

4. Using the mass spectrum, identify the presence or absence of Cl or Br in the compound, based on isotopic abundances of these halogens. Try to use the molecular ion peaks, not the base peak, to look for a 3:1 abundance of the M:M+2 peaks (Cl present) or 1:1 abundance of the M:M+2 peaks (Br present). The molecular ion peak is the signal of highest mass which is also of appreciable abundance, and gives the molecular weight of the compound. While some mass spectra will not show a molecular ion peak, the majority of the spectra will have this peak and it is reasonably obvious. Alcohols and aldehydes often will have a M-1 peak or an M-18 peak instead of a molecular ion peak. Also, if the molecular weight is an odd number (not even), then nitrogen is probably found in the compound.

 

4. Using the boiling point or melting point and the functional group of highest priority, set up a list of possible compounds from the CRC Handbook of Tables for Organic Compound Identification, or your organic lab text. Consider compounds in the range of ±10 of the measured boiling point or melting point.

 

5. Start narrowing down this list based on molecular weight and presence or absence of other functional groups.

 

6. Use the NMR and CMR to eliminate any further possibilities. Remember that the decoupled CMR will tell you how many carbon environments are present in the compound.

© Copyright, 2001, L. Ladon. Permission is granted to use and duplicate these materials for non-profit educational use, under the following conditions: No changes or modifications will be made without written permission from the author. Copyright registration marks and author acknowledgement must be retained intact.

 

 http://www.academon.com/Analytical-Essay-Identification-of-Unknown-Organic-Compounds/113007

تفكیك مخلوط تر كیبات آلی:
در شناسایی تركیبات آلی شیمیدان كمتر به یك جسم خالص برخورد می كند بلكه اكثرا جسم با محصولات فرعی و مواد اولیه مخلوط است.گرچه با وجود روش های جدید تفكیك بخصوص روشهای كروماتوگرافی جدا كردن تركیب خالص از گذشته آسانتر است با این حال نباید اهمیت روشهای كلاسیك را نادیده گرفت.
اساس كلی روشهای كه اغلب برای جدا كردن مخلوط های آلی به كارمی رود استفاده از قطبیتی است كه در اجزای یك مخلوط وجود دارد یا در آن ایجاد می شود.این اختلاف تقریبا در تمام روشهای تفكیك از جمله تقطیر –تبلور مجدد-استخراج و كروماتوگرافی به كار می آید.بزرگترین قطبیتی كه تفكیك را ساده تر می كند اختلافی است كه در قطیبت نمكها و مواد آلی غیر قطبی وجود دارد.هر گاه یك یا چند جزاز یك مخلوط قابل تفكیك به نمكهای مربوط باشند به سهولت می توان آن اجزا را به كمك استخراج یا تقطیر به طور كامل از اجزای غیر قطبی جدا كرد.

تجزیه كیفی آلی به روش كلاسیك:
این تجزیه شامل 6 مرحله ی اساسی است كه در زیر آرده شده است:
1)آزمایش مقدماتی خواص فیزیكی و شیمیایی
2)اندازه گیری ثابت های فیزیكی
3)تجزیه عنصری
4)آزمایشهای مربوط به حلالیت
5)آزمایشهای مربوط به گروه بندی(فعالیت عوامل مختلف غیر از واكنشهای اسیدو باز)
6)تهیه مشتق ها
http://www.daneshema.com/module-pagesetter-viewpub-tid-1-pid-244.html

 

+ نوشته شده در  چهارشنبه بیست و هفتم اردیبهشت 1391ساعت 14:23  توسط عسگریان-رحمانی  | 

تئوری ازمایش

کربوکسیلیک اسیدها

کربوکسیلیک اسیدها به علت تهیه ی اسانس شان از قدیمی ترین ترکیبات شناخته شده هستند .                                                                                                                

خواص فیزیکی کربوکسیلیک اسیدها  

کربوکسیلیک اسیدهای سبک مایعند و دمای جوش آن ها طبق معمول با افزایش جرم مولکولی زیاد می شود ، ولی افزایش دمای ذوب آن ها با جرم مولکولی به طور یکنواخت تغییر نمی کند . اسیدهایی که تعداد کربن آن ها زوج است دمای ذوب آن ها بالاتر است تا اسیدهای مشابه با کربن های فرد .                                                                                                        

دمای جوش اسیدها نسبت به الکل هایی که جرم مولکولی مشابه دارند نیز بالاتر است . اصولا عامل کربوکسیل بیش از هر عامل دیگری دمای جوش ترکیبات را بالا می برد .                       

دمای جوش بالای اسیدها نشان دهنده ی وجود پیوندهای هیدروژنی بسیار قوی بین مولکول اسیدها است .                                                                                                        

مهمترین خاصیت مشخص کننده ی کربوکسیلیک اسیدها ، خاصیت اسیدی آن ها است . اسیدهایی که در آب حل نمی شوند در محلول رقیق سدیم بی کربنات به صورت سدیم کربوکسیلات حل می شوند . از این طریق می توان این گونه ترکیبات را شناخت .                   

خواص شیمیایی کربوکسیلیک اسیدها          

خواص شیمیایی کربوکسیلیک اسیدها شامل واکنش های گروه-  COO و تاثیر این گروه بر روی مابقی مولکول است .

 شناسایی کربوکسیلیک اسیدها 

 شناسايي اين تركيبات عمدتا از طريق خصوصيات انحلال پذيري آنها صورت مي پذيرد كه در محلول رقيق سديم هيدروكسيد و محلول سديم بي كربنات انحلال پذيري دارند .

 pH محلول آبي:

چنانچه تركيب در آب محلول باشد، به آساني pH آنرا با استفاده از كاغذ pH بررسي نماييد. pH كربوكسيليك اسيدها كم است.

سديم بي كربنات:

اگر تركيب در محلول سديم بي كربنات 10% حل شود، چنانچه اسيد باشد تشكيل حبابهاي گاز كربن دي اكسيد (CO2) مي دهد كه قابل رويت است .             

روش کار:

0.2 گرم از نمونه ی اسید را در را در 50 تا 100 میلی لیتر محلول آبی اتانول حل کنید . این محلول را با سدیم هیدروکسید 0.1 نرمال تیتر کنید .              

وزن مولکولی یک اسید را می توان از ضرب کردن معادل خنثی سازی در ظرفیت اسید محاسبه کرد . با استفاده از وزن مولکولی ، اسید مشخص می شود .   

آمین ها

 خواص فیزیکی آمین ها

محلول های رقیق آمین های نوع اول به علت ارتعاشات کششی بین ­mc 3500 -3300 دارای نوارهای جذبی می باشند .خطوط مربوط به ارتعاشات خمشی بین 1650 – 1580 و 900 – 650  ­mcظاهر می شوند.                                                                                                        

همرده های سبک آمین ها بویی شبیه به آمونیاک یا ماهی مرده دارند .در واقع فاسد شدن ماهی نیز با آزاد شدن تری متیل آمین توام است .مانند سایر دسته های شیمیایی بوی آمین ها نیز با زیاد شدن جرم مولکولی کاهش می یابد . 

تست های شناسایی آمينها

آمینها و سایر ترکیبات حاوی نیتروژن از جمله فراوانترین مولکولهای آلی هستند. همه آمینها خصلت بازی دارند (آمینهای نوع اول و دوم می‌توانند به عنوان اسید هم عمل کنند) ، پیوند هیدروژنی تشکیل می‌دهند، و در واکنشهای جانشینی به عنوان هسته دوست عمل کنند. پس در بسیاری از جنبه‌ها شیمی آمینها با شیمی الکلها و اترها شباهت دارد. ولی تفاوتهایی هم در فعالیت دارند، زیرا الکترونگاتیوتیه نیتروژن کمتر از اکسیژن است                            .
بسیاری از ترکیبات فعال بیولوژیکی حاوی نیتروژن هستند. بسیاری از آمینهای ساده به عنوان دارو مصرف می‌شوند. علاوه بر کاربرد آمینها در داروسازی و تفکیک انانیتومرها ، آمینها موارد استفاده گوناگونی در صنعت دارند. هگزا متیلن دی آمین (HMDA) یک آمین ، با اهمیت تجاری است. که ماده اولیه تهیه صنعتی نایلون است. این ماده با هگزان دی اوییک (آدپیک) اسید ، کوپلیمر می‌شود و نایلون 6 ، 6 ایجاد می‌گردد. از این نایلون جوراب ، جامه‌های کشباف و میلیونها تن الیاف نساجی ساخته می‌شود.

برای شناسایی آمینها از تست های زیر استفاده می شود ، علاوه بر این انحلال پذيري و ويژگي بازي آمينها یکی از بهترين راههای شناسايي آنها است.

1-     test Spot

این تست ساده ترین روش برای تشخیص آمین هاست . اغلب آمین ها تولید رنگ آبی شدید تا آبی - سبز می نماید که تولید این رنگ مربوط به تشکیل کمپلکس آمین با(Cu (ll است . 

روش کار

10 میلی گرم یا یک قطره از مجهول را به 0.5 میلی لیتر مجهول 10% سولفات مس (II) اضافه کنید ، تشکیل رنگ یا رسوب آبی شدید متمایل به سبز جواب مثبت به آمین است .                                                                                                                                                                     
 2-آزمايش هینزبرگ :  

                                                
1/0 ميلي ليتر از آمين مايع يا 1/0 گرم از آمين جامد و 2/0 گرم پارا – تولوئن سولفونيل کلريد و 5 ميلي ليتر محلول سديم هيدروکسيد 10 % را در يک لوله آزمايش کوچک بريزيد. درب لوله را کاملاً ببنديد و براي 3-5 دقيقه آنرا تکان دهيد. سپس درب لوله را برداريد و در حاليکه آنرا تکان مي دهيد براي يک دقيقه بوسيله حمام بخار حرارت دهيد. بعد لوله را بگذاريد سرد شود و يک قطره از آنرا روي کاغذ PH قرار دهيد چنانچه PH آن بازي نيست، مقدار بيشتري سديم هيدروکسيد اضافه نماييد تا به PH بازي برسد. چنانچه رسوب تشکيل شود، مخلوط بازي را با افزايش 5 ميلي ليتر آب رقيق نماييد و خوب تکان دهيد. اگر رسوب نامحلول باشد، ممکن است سولفون آميد دو استخلافي تشکيل شده باشد که در اينصورت آمين نوع دوم است. ( توجه : رسوب نامحلول ممکن است پارا – تولوئن سولفونيل کلريد شد که در واکنش شرکت نکرده است ). اگر بعد از رقيق کردن مخلوط رسوبي باقي نماند، يا اگر از ابتدا تشکيل نشده بود، به دقت به محلول هيدروکلريک اسيد 5 % اضافه نماييد و با کاغذ ليتموس PH آن را براي اسيدي بودن بررسي کنيد. اگر در اين مرحله رسوب ايجاد شد، دليل بر تشکيل سولفون آميد يک استخلافي است يعني مجهول، آمين نوع اول است. اگر هيچگونه واکنشي انجام نشد، مجهول ممکن است آمين نوع سوم باشد                                                      .
چنانچه نتايج حاصل از روش بالا واضح نبود مي توانيد به جاي پارا – تولوئن سولفونيل از 2/0 ميلي ليتر بنزن سولفونيل کلريد استفاده کنيد. در صورت استفاده از اين واکنشگر محصول جامد تشکيل نمي شود و محصول بصورت روغني است. 

Amine

Hinsberg test for primary amine.

2o Amine

Hinsberg test for secondary amine.

3o Amine

Hinsberg test for tertiary amine.

 

   Hinsberg Test-1

 

 Complications

ترکیبات امفوتری  نتیجه اشتباه می دهند .

بعضی نمکهای سدیم  benzenesulfonamidesاز آمینهای نوع اول در محلول هایزنبرگ

نامحلولند وممکن است امینهای نوع دوم ظاهر شود .

بعضی نمکهای هیدروکلرید امینهای نوع سوم درHclرقیق و اب نا محلولند و همچنین ممکن است

امینهای نوع دوم ظاهر شوند .

 
-2نيترو اسيد                                                        
1/0 گرم آمين را در 2 م%Dوب قرمز رنگ تشکيل شود، قطعاً مجهول آمين آروماتيک نوع اول (ArNH2) است. % کنيد، اين مخلوط را در يک لوله آزمايش بزرگ نهيه نماييد و سپس در حمام يخ بگذاريد دماي آن بايد بين صفر تا 5 درجه باشد. در يک لوله آزمايش ديگر 2 ميلي ليتر محلول آبي سديم نيتريت 5 % بريزيد و بگذاريد سرد شود و در لوله آزمايش سوم 2 ميلي ليتر محلول آبي سديم هيدروکسيد 10 % که 1/0 گرم بتا- نفتول در آن حل شده است بريزيد و اين لوله را هم در حمام يخ قرار دهيد. محلول سديم نيتريت سرد را قطره قطره به محلول آمين سرد شده اضافه نماييد وهر بار خوب بهم بزنيد. با دقت به خروج گاز نيتروژن نگاه کنيد. بايد توجه داشته باشيد گاز نيتروژن بي رنگ است اما گاز نيتروژن اکسيد قهوه يي است. متصاعد شدن گاز نيتروژن در دماي 5 درجه و يا کمتر از آن نماياننده آمين آليفاتيک نوع اول (RNH2) است. تشکيل روغن زرد رنگ يا رسوب نشان دهنده آمين نوع دوم است. آمينهاي نوع سوم آليفاتيک در شرايط معمولي با اسيد نيترو واکنش نمي دهند و نيتروژن آمينهاي نوع سوم آروماتيک با اسيد نيترو واکنشي نمي دهد، اما بين + Na و حلقه آروماتيک، واکنش استخلافي الکترون دوستي انجام مي شود.
اگر در 5 درجه خروج گاز مشاهده نشد و يا خروج گاز بسيار کم بود. نيمي از محلول را در يک لوله آزمايش بريزيد و با آرامي آنرا حرارت دهيد تا به دماي اطاق برسد. در اين دما خروج حبابهاي گاز ني�%h=Math.min(width,480); height=76>

 

 

واکنش آمینهای آلیفاتیک نوع سوم :


 


 

واکنش آمینهای آروماتیک نوع سوم :


 

واکنش آمینهای آروماتیک نوع اول :


 


 

واکنش آمینهای نوع دوم ( اعم از آلیفاتیک و آروماتیک ) :


 

 

 

واکنش آمینهای آلیفاتیک نوع سوم :


 


 

واکنش آمینهای آروماتیک نوع سوم :


 

 

            

Complications

ترکیباتی که یک گروه متیل مجاور یک گروه کربونیل دارند یک تست مثبت می دهند  .مرکاپتانهای الیلی ترکیبات تیو نیتروسو قرمز می دهند .     

نیتروس اسید با آمیدها وفنول ها واکنش نشان خواهد داد .   

                       

 آمینواسیدها 

 آمینو اسیدها دارای یک گروه اسیدی و یک گروه بازی هستند و با انجام واکنش اسید – باز درون مولکولی ، به صورت یک یون دوقطبی در می آیند .

یون های دوقطبی آمینو اسید ، نمک های درونی هستند و خواص فیزیکی نمک ها را دارند . این ترکیبات دارای گشتاور دوقطبی بزرگ هستند و در آب انحلال پذیر و در اسیدها انحلال ناپذیر هستند و موادی بلوری با دمای ذوب بالا می باشند . علاوه بر این آمینو اسیدها دو خصلتی هستند یعنی بر حسب شرایط می توانند به عنوان اسید یا باز عمل کنند .

برخی از خواص فیزیکی و شیمیایی آمینو اسیدها

بر خلاف آمین ها و کربوکسیلیک اسید ها ، آمینو اسید ها مواد جامد بلوری غیر فراری هستند که در دماهای نسبتا بالایی ، با تجزیه ، ذوب می شوند .

 در حلال های غیر قطبی مانند اتر نفت ، بنزن یا اتر انحلال ناپذیرند و به میزان قابل توجهی در آب حل می شوند .

محلول آبی آن ها ، مانند مواد دارای گشتاور دوقطبی بالا رفتار می کند  .ثابت های اسیدی و بازی گروه های COOH – و  2NH – بسیار پایین است .

روش کار

به 2 میلی گرم نمونه 1 میلی لیتر معرف نین هیدرین افزوده و به مدت 30-15 دقیقه تا نقطه ی جوش حرارت می دهیم . ظهور رنگ آبی مایل به بنفش نشانگر وجود آمینو اسید است . 

اگر مایعی در اتر حل شود آن را خارج کرده و پس از خشک کردن تست های شناسایی انجام می شود .

اگر یک فاز در NaOH حل شود فاز محلول در NaOH پس از جداسازی با HCl خنثی و سپس استخراج می گردد .

 اگر یک فاز در HCl حل شود فاز محلول در HCl پس از جداسازی با NaOH خنثی و سپس استخراج می گردد .

برای جداسازی مخلوط دو جامد می توان کارکردهای قبل را انجام داد .

برای مایعات با اختلاف نقطه ی جوش زیاد می توان از تقطیر استفاده کرد .

 


 11

 

اMSDS +کربوکسیلیک اسید
اسیدهای کربوکسیلیک اسید ضعیف است، اما این بدان معنا نیست که آنها نمی توانند باشد خورنده یا سایر خطرات را در برخواهد داشت. همیشه تجهیزات مناسب شخصی (PPE) محافظ مانند عینک ایمنی و دستکش در هنگام کار با اسیدهای کربوکسیلیک استفاده کنید. مراقبت برای جلوگیری از ذخیره سازی و یا با استفاده از مواد شیمیایی ناسازگار است، از قبیل پایگاه های. از ظروف نگهداری در کابینت فلزی، که می تواند زنگ زدن پرهیز کنید. اسیدهای Caroxylic نیز ممکن است قابل اشتعال و قابل احتراق باشد.

امین+ msds

آمین بسیاری از آنها از طریق تنفس، خوردن و یا جذب پوست سمی است. همیشه شخصی مناسب مناسب تجهیزات حفاظتی (PPE) ذکر شده در MSDS مانند دستکش، پیش بند و عینک ایمنی استفاده کنید. کاهش استفاده از خود را دستورالعمل سازمان حفاظت از محیط زیست مناسب است

های بخار، ممکن است کمک به کاهش خطرات.

آمین بسیاری از آنها تا حدودی قابل حل در آب بسیاری از نمک های آمونیوم)، بنابراین اطمینان حاصل کنید که هر آبی مواد زائد شما را از پایین تخلیه دور به دیدار با دستورالعمل سازمان حفاظت از محیط زیست مناسب است .

Amin+msds 

       

ERROR

گروههايي غير از الكل هم كه داراي هيدروژن فعالند به تست سدیم جواب مثبت ميدهند

 فنلها نيز به آزمايش استيل كلريد جواب مثبت ميدهند و آمينها نيز واكنش داده حرارت توليد ميكنند.

آمينهاي حلقوي و آمين هيدروكلريدها نيز ممكن است با  معرف  سريك آمونيم نيترات اكسيد شده  توليد رنگ يا رسوب نمايد.

فنل ها و الدهیدها نیز به  تست جونز پاسخ مثبت می دهند

استالدئید و الکل هایی که گروه هیدروکسیل روی کربن دوم زنجیر هستند به به تست یودوفرم پاسخ مثبت می دهند.

+ نوشته شده در  چهارشنبه سیزدهم اردیبهشت 1391ساعت 13:30  توسط عسگریان-رحمانی  |