RECRISTALIZAREARecristalizarea reprezint procedeul de purificare al substanelor solide cel mai utilizat n laboratorul de chimie organic. Ea implic urmtoarele etape: a. solvirea la cald a substanei ntr-un solvent adecvat; b. filtrarea la cald (n vid) de impuritile mecanice existente eventual i de crbunele adugat pentru purificare (decolorare); c. cristalizarea substanei prin rcirea soluiei; d. separarea cristalelor de apele mume prin filtrare la vid; e. splarea cristalelor cu puin solvent i tasarea (esorarea) lor pe plnia Buchner; f. uscarea cristalelor pure . n timpul procesului de formare a cristalelor, moleculele substanei solvite, au tendina de a se ataa cristalelor n cretere, datorit potrivirii perfecte a acestora n reeaua cristalin. n mod ideal, substana ar trebui s fie pur, impuritile rmnnd o parte pe hrtia de filtru, la prima filtrare (cele insolubile) iar restul (cale solubile) n soluia mum, dup filtrarea la rece. n practic ns, pentru a ajunge la substane pure, este necesar repetarea cristalizrii pn cnd , punctul de topire al substanei nu mai crete la repetarea cristalizrii (criteriu de puritate) Viteza de cretere a cristalelor, respectiv timpul de rcire a soluiei are o mare importan, deoarece o vitez mare de precipitare nu asigur , n condiii de echilibru, o cristalizare optim, iar precipitarea prea nceat cu formare de cristale mari, poate duce la incluziuni de solvent n cristale. De o deosebit importan n cazul recristalizrii este alegerea potrivit a solventului lund n considerare relaia dintre structura chimic a substanei i a solventului, diferena de solubilitate a substanei la cald i la rece, punctul de topire al substanei comparativ cu punctul de fierbere al solventului (substana de recristalizat este de preferabil s fie puin solubil la rece i foarte solubil la cald, iar impuritile foarte solubile, att la cald ct i la rece). Dac nu se cunoate natura i cantitatea solventului care trebuie folosit, se fac mai nti ncercri n eprubet. Alegerea solventului se face innd cont ca substanele se dizolv n solveni cu structur asemntoare din punct de vedere chimic. Astfel, hidrocarburile se dizolv cu uurin n eter de petrol, benzin de extracie, benzen, etc., substanele cu funciuni hidroxil se dizolv n alcooli, iar substanele cu mai multe grupri hidrofile se dizolv mai uor n ap. Solvenii cei mai folosii la cristalizri sunt: hidrocarburile i derivaii halogenai (benzenul i omologii si, hexanul, heptanul, ciclohexanul, tetralina, cloroformul, tetraclorura de carbon, clorobenzenul) alcoolii (metanolul, etanolul n cazul recristelizrii substanelor sensibile la cldur) eterii, esterii i cetonele (eterul etilic, dioxanul, acetatul de etil, acetatul de izoamil, acetona, metiletilcetona, ciclohexanona) acizii organici (acidul acetic, acidul formic) apa , un solvent avantajos din punct de vedere economic i care exclude pericolul inflamabilitii. n unele cazuri se utilizeaz cu succes i amestecuri de solveni. APARATURA necesar la recristalizri const n : Sursa de nclzire, care difer n fncie de punctul de fierbere al solventului folosit la recristalizare. n cazul solvenilor care au puncte de fierbere pn la aproximativ 800C , se folosete baia de ap

1

pentru solveni cu puncte de fierbere peste 80-900C , se recurge la nclzirea pe site de azbest, baie de aer, sau baie de ulei, cu ajutorul flcrii unui bec de gaz sau a unei plite electrice, care reduce pericolul de incendiu. Cel mai practic i mai sigur mijloc de nclzire l constituie n toate cazurile mantalele de nclzire electrice, confecionate din fire de azbest, care nclzesc uniform balonul, temperatura fiind reglat printr-un reostat. Pentru recristalizare se utilizeaz un balon cu fund rotund, de dimensiune potrivit. n cazul recristalizrii din ap, cnd pierderile prin vaporizare sunt nensemnate, iar pericolul de incendiu inexistent, se poate folosi i un pahar Berzelius. Dispozitivul de condensare al vaporilor refrigerentul cu reflux (de diferite tipuri) se monteaz prin intermediul lifului sau al a unui dop gurit, de plut sau cauciuc, n gtul balonului folosit la recristalizare.

n cazul lichidelor cu puncte de fierbere peste 140-1500C, drept refrigerent se foloste un simplu tub de sticl (refrigerent de aer). Condensarea vaporilor se realizeaz prin rcirea lor n coltacr cu pereii tubului de sticl raciti de aerul admosferic. Pentru lichidele cu puncte de fierbere sub 1300C se folosesc refrigerente rcite cu at, de tip Liebig, cu bule, etc. Dac eventuala impurificare a solventului cu urme de ap nu deranjaz i solventul nu este inflamabil, se poate realiza o recristalizare rapid folosind refrigerentul Ostrogovich, care are avantajul fixrii fr ajutorul dopurilor i clemelor, direct n gtul balonului. Dispozitivul de filtrare poate fi o plnie de sticl prevzut cu filtru cutat (filtrare la presiune normal), dar pentru eficien mrit se utilizeaz o plnie Buchner sau Hirsch legat de trompa de ap.

2

n cazul filtrrii soluiilor fierbini concentrate, cnd apare pericolul cristalizrii substanei pe filtru, se folosete plnia Buchner cu perei dubli ntre care circul un lichid nclzit sau o plnie Buhner obinuit nclzit n prealabil n etuv. Deposebit de practic este folosirea aparatului Witt,

care prezint avantajul colectrii soluiei direct n paharul n care se face rcirea i deci cristalizarea substanei. Se evit astfel transvazarea i eventuala cristalizare rapid a substanei n flaconul conic al trompei de ap. MODUL DE LUCRU Substana de recristalizat se introduce n balon i se adaug cantitatea necesar de solvent n aa fel nct soluia s fie concentrat, dar nu saturat la temperatura de fierbere a solventului. Dac se prepar o soluie saturat la fierbere sau prea concentrat, n timpul filtrrii, substana rcit puin va cristaliza pe filtru, nfundu-l i ngreunnd filtrarea ulterioar. n acest caz, operaia trebuie repetat, readucnd ntreaga cantitate de substan de pe filtru n balon i nclzind din nou soluia cu o cantitate sporit de solvent. Cantitatea de solvent necesar pentru ca recristalizarea s decurg n bune condiii se determin prin ncercri prealabile, introducnd n balon, la nceput doar o cantitate mic de solvent , care s acopere complet substana aducnd suspensia la fierbere i adugnd noi cantiti de solvent, pn cnd tot precipiutatul de solv cu uurin la fierbere. n cazul folosirii a doi solveni, se solv substana la cald n solventul n care acesta este mai solubil i se adauga apoi la cald din al doilea solvent, pn la apariia unei slabe opalescene persistente. nainte de a ncepe nclzirea, soluiei i se adaug i puin porelan poros pentru realizarea unei fierberei uniforme a soluiei, fr riscul supranclzirilor. Pentru o purificare ct mai eficace, mai ales n cazul prezenei unor impuriti colorate, dup ce procesul de recristalizare s-a solvit la cald,se adaug n balon, dup ce soluia s-a rcit puin, spre a evita intrarea brusc n fierbere i debordarea ei n cazul unei supranclziri, sub agitare, puin crbune animal, care are rolul de a ndeprta prin absorbie impuritile. Crbunele animal pentu purificare nu se adaug de la nceput (la rece), pentru c astfel nu mai poate fi observat solvirea total a precipitatului (la cald) n solventul utilizat pentru recristalizare. Soluia se toarn, ct mai fierbinte, cu grij, pemilocul hrtiei de filtru, umectat n prealabil cu solvent, dup ce plnia Buhner a fost conestat la instalaia de vid. n cazul n care n soluie au trecut urme de crbune soluia se renclzete i filtrarea se repet. Pentru evitarea acestui inconvenient, se recomand formare de la nceput a unui strat subire de crbune pe hrtia de filtru, prin filtrarea unei soluii din acelai solvent, ce conine numai crbune. Doar dup ce soluia cu care se aplic stratul de crbune trece limpede prin filtru, se procedeaz la filtrarea soluiei cu substana de recristalizat. Pentru a se evita cristalizarea pe filtru (prin rcire), n cazul soluiilor concentrate, plnia Buhner se poate nclzi n prealabil, n etuv, trecnd solvent fierbinte sau utiliznd o plnie Buhner cu perei dubli. n cazul filtrrilor la cald a soluiilor mai concentrate, se recomand utilizarea unei plnii Buhner cu suprafa mare de filtrare. Dup terminarea filtrrii i splarea filtrului cu puin solvent fierbinte, soluia limpede se rcete trptat la temperatura ambiant, apoi cu ap cu ghea sau amestecuri rcitoare, dac este necesar. 3

Dac soluia este prea diluat (cristalizeaz greu sau puin), ea poate fi concentrat prin evaporare (distilare), pn cnd din soluia rcit ulterior se separ uor o cantitate abundent de cristale. Substana de pus se filtreaz la vid i se spal cu solvent curat, rcit. Splarea pe filtru se face dup ntreruperea vidului, prin adaos de solvent i tasarea precipitatului cu o spatul. Se face apoi legtura la sursa de vid, se esoreas i apoi se usuc. n cazul ntrzierii apariiei cristalelor dup racirea soluiei, se recurge la stimularea cristalizrii prin nsmnare, adic adugarea ctorva cristale pure din substana respectiv, ce creaz n lichid artificial , centre de cristalizare. Stimularea cristalizrii se poate face i prin frecare pereilor paharului su o baghet de sticl. Se formeaz astfel o pulbere fin de sticl, ce poate reprezenta centre de cristalizare. Cu amestecuri rcitoare se poate utiliza un amestec format din 33g NaCl i 100g ghea, abinndu-se temperatura de -210C sau amestecul de 143g CaCl2 * 6HOH la 100g zpad (-540C). n cazul utilizrii solvenilor volatili (eter de petrol, pentan), rcirea se poate efectua cu ajutorul unei bi de aceton (plasat ntr-un vas Dewar) n care s-a introdus zpad sau ghea carbonic (-780C).

EXTRACIADefiniie:Extracia este una din operaiile de baz ale practicii chimiei organice, utiliyat n cadrul principalelor metode de separare i purificare a substanelor organice, constnd n transferarea uneia sau mai multor componenteale unei faze (solid sau lichid) ntr-o alt faz (lichid) nemiscibil sau parial miscibil adus n contact ct mai intim cu prima. n funcie de starea de agregare a fazei care conine componentul ce trebuie separat, metodele de extracie pot fi clasificate: Extracii solid lichid (din substane solide) Extracii lichid lichid (din substane lichide) Extracii gaz lichid (din substane gazoase)

EXTRACIA SOLID LICHID Urmrete separarea unui component, folosind un anumit solvent organic n care componentul este solubil Pentru asigurarea unei eficienei maxime operaiei solventul se alege n funcie de solubilitatea substanei de extras, selectivitatea dizolvantului, stabilitatea substanei n soluie, posibilitii de ndeprtare uoar a solventului Eficacitatea este determinat de solubilitatea i viteza de difuziune a unei substane solide n lichid, precum i de viteza de eliminare a substanei de pe suprafaa de contact. Timpul de extracie poate fi redus considerabil prin mrirea suprafeei fazei solide prim frmiare, mcinare i realizarea unei mprosptri continue a dizolvantului la suprafaa de contact, prin agitare

Procedeul Soxhlet:

se bazeaz pe principiul extraciei periodice continue este simplu, comod i eficace are o larg utilizare n practic. Aparatul Soxhlet este format din: balon cu fund rotund extractorul Soxhlet 4

refrigerent ascendent cu bule cartu de form cilindric din hrtie de filtru, carton poros sau material ceramic cu guri fine

Mod de lucru: n balon se introduce solventul n care se efectueaz extracia n extractor se introduce cartuul coninnd substana de extras vaporii solventului trec prin tubul lateral al extractorului, n refrigerent, unde se condenseaz curgnd peste substana din cartu cnd nivelul lichidului ajunge la nivelul superior al sifonului, prin sifonare, lichidul ajunge napoi n balon de cte ori cilindrul de extracie se umple, sifonarea se repet lichidul din balon devine n acest fel o soluie din ce n ce mai concentrat n substana extras. Dup ce extracia s-a efectuat complet (10 15 sifonri), substana extras se separ din solvent, prin cristalizarea acesteia sau prin ndeprtarea solventului prin distilare. Avantaj: procedeu este continuu (periodic), permite o bun extracie, folosind o cantitate mic de solvent, care efectueaz mereu un circuit nchis.

Extractor SOXHLET

5