Для встановлення складу органічного речовини перш за все необхідно отримати його в досить чистому стані. Залежно від агрегатного стану речовини (Тверде, рідке, газоподібне) застосовують різні методи очищення.
Для поділу сумішей, в тому числі твердих речовин , Останнім часом широкого поширення набув метод хрому-тографіі, основи якого були розроблені М. С. Кольором в 1903-1906 рр. якщо метод поділу сумішей шляхом кристалізації заснований на різної розчинності компонентів, то метод хроматографії заснований на різної адсорбованих з компонентів суміші будь-яким адсорбентом . Іноді ця різниця настільки велика, що, обробивши розчин невеликою кількістю адсорбенту , Можна повністю витягти один компонент суміші, залишивши інший в розчині . Однак в більшості випадків відмінність адсорбованих компонентів суміші недостатньо для їх повного поділу при одноразовій обробці розчину адсорбентом . Багаторазова ж обробка розчину невеликими кількостями адсорбенту незручна і пов'язана з великими втратами. Замість цього розчин суміші пропускають через стовп адсорбенту ( окис алюмінію , силікагель і ін.), що заповнює вертикальну скляну трубку. Це і є хроматографічна колонка, запропонована М. С. Кольором. У хроматографічної колонці відбувається поглинання компонентів суміші адсорбентом . При цьому компоненти, що володіють найбільшою адсорбируемостью, поглинаються першими - верхніми шарами адсорбенту , А компоненти, що володіють меншою адсорбируемостью, проходять далі і затримуються наступними шарами. стовп адсорбенту з такими шарами називається хроматограммой. Далі колонку промивають серією розчинників з поступово збільшується десорбується здатністю ( петролейний ефір , бензол , хлороформ і т.д.). При цьому компоненти, пересуваючись вниз з різною швидкістю, поділяються набагато 'повніше (прояв хроматограми). Тоді компоненти суміші можна виділити, розділивши шари на частини механічним шляхом. Іноді компоненти суміші по черзі повністю вимивають з адсорбенту (Елюювання). Якщо поділ суміші двох речовин , Що різко відрізняються по адсорбируемого-сти, шляхом одноразової обробки розчину сорбентом можна уподібнити простий разгонке суміші двох рідких речовин на дві фракції, то хроматографія буде відповідати ректифікації на колонці з великим числом теоретичних тарілок .
хроматографічні методи поділу сумішей отримали особливо широке поширення в хімії складних природних сполук, так як багато хто з цих з'єднань не переганяються без розкладання і важко кристалізуються. техніка хроматографії швидко вдосконалюється; це особливо відноситься до розподільної хроматографії , Зокрема до хроматографії на папері . Так, наприклад, використовуючи метод мічених атомів (Хроматографія на папері ), Вдається швидко розділяти дуже малі кількості сумішей.
рідкі органічні речовини найчастіше поділяють іочіщают перегонкою . Кожне індивідуальне рідке речовина кипить при температурі , При якій тиск його парів досягає величини атмосферного тиску . для поділу сумішей рідких речовин застосовується подрібнена, або фракціонована, перегонка , Заснована на тому, що утворюється пар майже завжди має інший склад, ніж рідка суміш , А саме: зміст речовини з великим тиском пара зазвичай вище в парах , Ніж у вихідній суміші, незалежно від того, який склад мала ця суміш. охолоджуючи відходять пари речовин , Послідовно збирають окремі фракції рідин , Що містять в різних кількостях колективні індивідуальні речовини . Піддаючи ці фракції повторним перегонкам , Можна виділити з них досить чисті органічні речовини . Найуспішніше це можна здійснити за допомогою так званих ректифікаційних колонок.
поділ речовин перегонкою відбувається тим легше, чим більше розрізняються парціальні тиску парів поділюваних речовин . Однак в деяких випадках, незважаючи на значітельную.разніцу в точках кипіння чистих речовин , Їх суміші не можна розділити перегонкою . Причина цього явища полягає в тому, що деякі речовини утворюють постійно киплячі (азеотропні) суміші, склад парів яких не відрізняється від складу рідкої фази; та, до, наприклад, суміш 95,5% етилового спирту і 4,5% води володіє найбільшим тиском пара (найменшою температурою кипіння ) В порівнянні з чистим етиловим спиртом і водою або будь-якими їх сумішами в інших співвідношеннях. Тому така суміш буде переганяти в першу чергу, незалежно від співвідношення вихідних компонентів. Прикладом постійно киплячій суміші з найменшим тиском пара (найбільшою температурою кипіння ) Може служити суміш 77,5% мурашиної кислоти і 22,5% води . У подібних випадках чисте органічне речовина отримують або обхідним шляхом, або видаляють другий компонент постійно киплячій суміші, застосовуючи будь-які інші (хімічні або фізичні) методи. Так, наприклад, останні 4,5% води можна видалити з етилового спирту кип'ятінням з окисом кальцію або настоюванням над безводної сернокислой міддю і наступною обробкою металевим кальцієм або магнієм .
висококиплячі рідини або такі, які при атмосферному тиску киплять з розкладанням, очищають перегонкою в вакуумі , Так як в вакуумі температура кипіння знижується. В даний час для очищення рідких речовин все ширше і ширше застосовується метод хроматографії .
Очищення газоподібних органічних речовин виробляється головним чином шляхом виморожування , фракціонованого випаровування сумішей при низьких температурах , А також за допомогою цілого ряду хімічних операцій, що дозволяють зв'язати наявні в газоподібному речовині домішки. Великих успіхів досягнуто в області поділу газів хроматографічним методом. Завдяки більшій швидкості дифузії газів порівняно з рідинами швидкість пропускання розділяється газу через колонку і розміри гранул адсорбенту можуть бути значно збільшені. при хроматографическом поділі газів використовується також сильна температурна залежність адсорбції . Іноді весь процес ведуть при низькій температурі , Іноді-при високій, а в ряді випадків вигідно вводити газову суміш в охолоджену колонку, а потім витісняти компоненти, поступово підвищуючи температуру . Останнім часом все більшого значення набуває газо-рідинна, або газова, хроматографія , Що відрізняється тим, що в колонку замість твердого адсорбенту поміщається пористий матеріал, просочений висо-кокіпящей рідиною . Спільні речовини ( гази або рідини в випаровування вигляді) пропускають через таку колонку в струмі інертного газу (N2, H2, Не). пари різних речовин затримуються рідкою фазою по-різному, а тому виходять з колонки через різні проміжки часу.
Найпростішим критерієм чистоти кристалічного речовини є точка його плавлення , Так як вже найменші домішки викликають її зниження. Якщо очищають невідоме речовина , То його очищення продовжують до тих пір, поки точка плавлення не перестане підвищуватися. При оцінці чистоти рідкого речовини найбільш простим критерієм є сталість його точки кипіння при постійному тиску (При цьому не можна забувати, що постійними температурами кипіння мають також і азеотропні суміші ). якщо речовина кристалізується при низькій температурі , То найбільш надійним критерієм його чистоти є температура замерзання. Велике значення при оцінці чистоти відомих рідких органічних речовин мають щільність і показник заломлення. для чистих речовин ці величини при однакових умовах визначення завжди постійні.
Попередня сторінка | сдедует сторінка
ЗМІСТ