آزمایشگاه شیمی عمومی – آزمایش حلالیت

Posted on نوامبر 19, 2008. Filed under: آزمایشگاه شیمی عمومی, شیمی |




از امروز تصمیم گرفتم دستور کار آزمایشگاه شیمی عمومی رو که خودم تهیه کننده اش هستم رو در اختیار دانشجویان قرار بدم.




از دوستان خواهشمندم در صورتی که مطالب مفید، واقع قرار گرفت در قسمت نظرات، نظر خودتشونو عنوان کنند.



حلالیت چیست؟


حلالیت یک ماده عبارت است از تمایل ان برای ایجاد محیط همگن با مواد دیگری که معمولا حلال نامیده می شود. بررسی میزان و چگونگی حلالیت یک ترکیب در محیط های شیمیایی متفاوت , اطلاعاتی در مورد گروههای عاملی موجود در ترکیب , وزن مولکولی تفکیک الکترولیتی , دیفوزیون و … به دست می اید. برای شناسایی ترکیبات الی , انها را بر حسب حلالیتشان در حلال های مختلف دسته بندی می کنیم.



عوامل موثر در حلاليت:


معمولا ترکيبات قطبي در حلالهاي قطبي و ترکيبات غير قطبي در حلالهاي غير قطبي حل ميشوند.


در ترکيبات مشابه افزايش نيروي بين مولکولي سبب کاهش حلاليت ميگردد.


در ترکيبات مشابه افزايش وزن مولکولي سبب کاهش حلاليت ميشود.


در ترکيبات مشابه وجود شاخه جانبي باعث افزايش حلاليت ميگردد.



الف) اثر دما بر انحلال پذیری


اثر تغییر دما بر انحلال پذیری یک ماده به جذب شدن یا آزاد شدن گرما به هنگام تهیه محلول سیر شده آن ماده بستگی دارد. با استفاده از اصل لوشاتلیه می توان اثر تغییر دما بر روی انحلال پذیری یک ماده را پیش بینی کرد. اگر فرآیند انحلال ماده حل شونده ، فرآیندی گرماگیر باشد، انحلال پذیری آن ماده با افزایش دما افزایش می‌یابد. اگر انحلال ماده حل شونده فرآیندی گرماده باشد، با افزایش دما ، انحلال پذیری ماده حل شونده کاهش می‌یابد.


انحلال پذیری تمام گازها با افزایش دما ، کاهش پیدا می‌کند.


تذکر:تغییر انحلال پذیری با تغییر دما به مقدار آنتالپی انحلال بستگی دارد. انحلال پذیری موادی که آنتالپی انحلال آنها کم است، با تغییر دما تغییر چندانی نمی‌کند.



ب) اثر فشار بر انحلال پذیری


اثر تغییر فشار بر انحلال پذیری مواد جامد و مایع معمولا کم است ولی انحلال پذیری گازها در یک محلول با افزایش یا کاهش فشاری که به محلول وارد می‌شود، به میزان قابل توجهی تغییر می‌کند.مقدار گازی که در یک دمای ثابت در مقدار معینی از یک مایع حل می‌شود با فشار جزئی آن گاز در بالای محلول نسبت مستقیم دارد.


اگر انحلال ماده حل شونده فرآیندی گرماده باشد، با افزایش دما ، انحلال پذیری ماده حل شونده کاهش می‌یابد. معدودی از ترکیبات یونی ( مثل Na2CO3 , Li2CO3 ) بدین گونه عمل می‌کنند. علاوه بر این ، انحلال پذیری تمام گازها با افزایش دما ، کاهش پیدا می‌کند. مثلا با گرم کردن نوشابه‌های گازدار ، گاز دی‌اکسید کربن موجود در آنها از محلول خارج می‌شود. تغییر انحلال پذیری با تغییر دما به مقدار آنتالپی انحلال بستگی دارد. انحلال پذیری موادی که آنتالپی انحلال آنها کم است، با تغییر دما تغییر چندانی نمی‌کند.



استفاده از حلاليت در شناسايي جسم ناشناخته:


استفاده از حلاليت تا اندازه اي عوامل شيميايي موجود در جسم آلي را مشخص ميکند. مثلا ترکيبات اسيدي معمولا در سود و ترکيبات قليايي معمولا در اسيد کلريدريک 5% حل ميشوند.


استفاده از حلاليت اطلاعاتي در مورد بعضي از خصوصيات ترکيب ناشناخته ميدهد. از حل شدن يک جسم در آب تا اندازه اي به قطبي بودن آن مطمئن ميشويم و يا در حاليکه اسيد بنزوئيک در آب حل نميشود اما در صورتيکه با سود ترکيب شود توليد بنزوات سديم ميکند که براحتي در آب محلول است.


استفاده از حلاليت اطلاعاتي را در مورد وزن مولکولي جسم ناشناخته ميدهد، مثلا در مورد سريهاي همانند (همولوگ) که داراي يک عامل شيميايي باشند معمولا آنهايي که تعداد کربن آنها کمتر از 4 باشد در آب حل و آنهايي که تعداد کربن آنها بيش از 5 اتم کربن باشد معمولا در آب نامحلولند.



طبقه بندي بر اساس حلاليت:


آزمون حلاليت براي هر جسم مجهولي بايد انجام شود. اين آزمون در تشخيص گروههاي عاملي اصلي ترکيبات مجهول داراي اهميت است. حلالهاي متداول براي آزمايش حلاليت عبارتند از:


HCl 5%, NaHCO3 5%, NaOH 5%, H2SO4, Water, Organic Solvent


ترکيبات با توجه به حلاليتشان به 7 گروه تقسيم ميشوند:


گروه 1) ترکيباتي که هم در آب و هم در اتر محلولند


گروه 2) ترکيبات محلول در آب و نامحلول در اتر


گروه 3) نامحلول در آب ولي محلول در محلول رقيق سديم هيدروکسيد که به دو دسته زير تقسيم ميشوند:


الف) محلول در سديم هيدروکسيد رقيق و محلول در سديم بيکربنات 5%


ب) محلول در سديم هيدروکسيد رقيق و محلول در کلريدريک اسيد رقيق


گروه 4) نامحلول در آب ولي محلول در هيدروکلريدريک اسيد رقيق


گروه 5) هيدروکربنهايي که شامل کربن، هيدروژن و اکسيژن هستند ولي در گروه 1 تا 4 نبوده ولي در سولفوريک اسيد غليظ محلولند


گروه 6) تمام ترکيباتي که ازت يا گوگرد ندارند و در سولفوريک اسيد غليظ نامحلولند


گروه 7) ترکيباتي که ازت يا گوگرد داشته و در گروه 1 تا 4 نيستند. تعدادي از ترکيبات اين گروه در سولفوريک اسيد غليظ محلولند.





آزمايش حلاليت (عوامل موثر بر حلالیت)


مـواد مـورد نـیـاز:


الف: (حلال ها)


1- آب 2-متانول 3-هگزان


ب: (جسم حل شونده)


1- سدیم کلرید 2-گلوکز 3- نفت


وسایل مورد نیاز:


1-لوله آزمایش 2- بطری


شرح آزمایش:


مرحلة اول: اضافه کردن نمک،گلوکز و نفت به آب


ابتدا مقداری آب به لوله های آزمایش اضافه می کنیم.


حال در لوله ی اول به مقدار فرضی یک عدس، نمک طعام به حلال (آب) اضافه می کنیم. و به همین ترتیب:


در لوله ی آزمایش دوم هم به مقدار فرضی یک عدس، گلوکز به حلال (آب)اضافه می کنیم.


و در لوله ی سوم نیر به مقدارمعین، نفت به حلال (آب)اضافه می کنیم تا میزان حلالیت هر یک از مواد یاد شده در حلالِ آب را بررسی کنیم.


مشاهده می شود:


· 1- درآزمايش نمک با آب مشاهده شد : نمک در آب حل می شود ونتيجه گرفتيم كه چون نمک قطبي است درآب كه قطبي است حل مي شود.


· 2- درآزمايش گلوکز با آب مشاهده شد : گلوکز در آب حل می شود ونتيجه گرفتيم كه چون گلوکز قطبي است درآب كه قطبي است حل مي شود.


· 3- درآزمايش نفت با آب مشاهده شد : نفت در آب حل نمی شود ونتيجه گرفتيم كه چون نفت غیر قطبي است رآب كه قطبي است حل نمي شود.




مرحله دوم:اضافه کردن نمک،گلوکز و نفت به حلال اتانول


ابتدا مقداری آتانول به لوله های آزمایش اضافه می کنیم.


حال در لوله ی اول به مقدار فرضی یک عدس، نمک طعام به حلال (اتانول) اضافه می کنیم. و به همین ترتیب:


در لوله ی آزمایش دوم هم به مقدار فرضی یک عدس، گلوکز به حلال (اتانول)اضافه می کنیم.


و در لوله ی سوم نیر به مقدارمعین، نفت به حلال (اتانول)اضافه می کنیم تا میزان حلالیت هر یک از مواد یادشده در حلالِ اتانول را بررسی کنیم.


مشاهده می شود:


· 1- درآزمايش نمک با اتانول مشاهده شد : نمک در اتانول حل نمی شود ونتيجه گرفتيم كه چون نمک قطبي واز نوع پیوند یونیست دراتانول كه کم قطبي است حل نمي شود.


· 2- درآزمايش گلوکز با اتانول مشاهده شد : گلوکز در اتانول کم حل می شود ونتيجه گرفتيم كه چون گلوکز قطبي است دراتانول كه کم قطبی است کم محلول مي شود.


· 3- درآزمايش نفت با اتانول مشاهده شد : نفت در اتانول حل نمی شود ونتيجه گرفتيم كه چون نفت غیر قطبي است دراتانول كه کم قطبی است حل نمي شود.



مرحله سوم:اضافه کردن نمک،گلوکز و نفت به حلال هگزان


ابتدا مقداری هگزان به لوله های آزمایش اضافه می کنیم.حال در لوله ی اول به مقدار فرضی یک عدس، نمک طعام به حلال (هگزان) اضافه می کنیم. و به همین ترتیب: در لوله ی آزمایش دوم هم به مقدار فرضی یک عدس، گلوکز به حلال (هگزان)اضافه می کنیم. و در لوله ی سوم نیر به مقدارمعین، نفت به حلال (هگزان)اضافه می کنیم تا میزان حلالیت هر یک از مواد یاد شده در حلالِ هگزان را بررسی کنیم:



· 1- درآزمايش نمک با هگزان مشاهده شد : نمک در هگزان حل نمی شود ونتيجه گرفتيم كه چون نمک قطبي واز نوع پیوند یونیست درهگزان كه غیرقطبي است حل نمي شود.


· 2- درآزمايش گلوکز با هگزان مشاهده شد : گلوکز در هگزان کم حل می شود ونتيجه گرفتيم كه چون گلوکز قطبي است درهگزان كه کم قطبی است کم محلول مي شود.


3- درآزمايش نفت با هگزان مشاهده شد : نفت در هگزان حل نمی شود ونتيجه گرفتيم كه چون نفت غیر قطبي است درهگزان كه کم قطبی است حل نمي شود.






نـفـت



گـلـوکـز



سدیم کلرید







+



+



آب





-/+





اتانول



+







هگزان



راهنما: (+) به معنای محلول (-) به معنای نا محلول (+/-) به معنای کم محلول



نتيجه گيري :


مولكول هاي كواوالانسي قطبي درآب ياحلال هاي قطبي ديگرحل مي شوند . كه علت اين حل شدن يكي پيوندهيدروژني است وديگري لغزايش ميزان بي نظمي .


درحقيقت نيروي دوقطبي دوقطبي داتمي برهرماده عامل اصلي جداشدن مولكولهاي كواوالانسي درآب ويادرهمديگراست . زيراآب مي تواندبا الكلها ،‌آلدهيدهاوكتونهامجتمع شود. به طوركلي الكلهاوموادي كه OH دارنددرآب حل مي شوند .


درانحلال Nacl درآب مولكولهاي قطبي آب تدريجاً اطراف مولكول قطبي Nacl قرارمي گيرندتاآنرا به يون هاي يونيزه كنند . يونهاي حاصل با تعدادي از مولكولهاي آب پيوند برقرار مي كننديعني هيدراته شدن يونها رخ مي دهد . به عنوان مثال درانحلال يددرآب علت اينكه يددرآب حل نشد آن ست كه پيوندهاي هيدروژني كه بين مولكول هاي آب برقراراست قوي ترازجاذبه اي است كه ممكن است بين مولكول هاي آب و يدبرقرارباشد . به عبارت ديگر نيروهاي جاذبة قابل توجهي بين مولكول هاي يدوآب برقرار نمي شود . بلكه نيروهاي دافعه به وجودآمده دمادوفازخواهيم داشت .


تهیه کننده: امین روانبخش

Make a Comment

پاسخی بگذارید

در پایین مشخصات خود را پر کنید یا برای ورود روی شمایل‌ها کلیک نمایید:

نشان‌وارهٔ وردپرس.کام

شما در حال بیان دیدگاه با حساب کاربری WordPress.com خود هستید. بیرون رفتن / تغییر دادن )

تصویر توییتر

شما در حال بیان دیدگاه با حساب کاربری Twitter خود هستید. بیرون رفتن / تغییر دادن )

عکس فیسبوک

شما در حال بیان دیدگاه با حساب کاربری Facebook خود هستید. بیرون رفتن / تغییر دادن )

عکس گوگل+

شما در حال بیان دیدگاه با حساب کاربری Google+ خود هستید. بیرون رفتن / تغییر دادن )

درحال اتصال به %s

Liked it here?
Why not try sites on the blogroll...

%d وب‌نوشت‌نویس این را دوست دارند: