ΤμήμαΒιολογικών Εφαρμογών

& Τεχνολογιών

Σημειώσεις μαθήματος

Εργαστήριο Οργανικής Χημείας“ ”

Θ. Γιαννόπουλος, Γ. Πηλίδης & Δ. Αλίβερτης

Ιωάννινα 2013

ΠανεπιστήμιοΙωαννίνων

1

Μέρος Α 1. ΔΙΑΛΥΜΑ ........................................................................ 15 1.1. Συγκέντρωση και τρόποι έκφρασής της................................... 16 1.1.1. Έκφραση της συγκέντρωσης με χημικές μονάδες .................... 17 1.1.2. Αραίωση διαλυμάτων ..................................................... 19 1.2. Ορισμοί Οξέων – Βάσεων..................................................... 19 1.3. Συγκέντρωση υδρογονοκατιόντων (pH)................................... 20 1.4. Ρυθμιστικά διαλύματα........................................................ 20 2. ΕΚΧΥΛΙΣΗ ....................................................................... 23 2.1. Υγρή – υγρή Εκχύλιση ........................................................ 24 2.2. Συνεχής εκχύλιση μιας στερεάς ουσίας σε οργανικούς διαλύτες (στερεή

– υγρή εκχύλιση) .............................................................. 26 2.3. Απομόνωση καφεΐνης με εκχύλιση Soxhlet ............................... 28 2.4. Εξάτμιση διαλύτη σε περιστροφικό εξατμιστήρα (rotary evaporator) 28 3. ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΜΟΣ-ΤΑΥΤΟΠΟΙΗΣΗ ΕΝΩΣΕΩΝ ............................... 31 3.1. Στοιχεία Φασματοσκοπίας Υπερύθρου (Infrared, IR) .................... 31 3.2. Σημείο Τήξεως (melting Point).............................................. 35 3.2.1. Μέτρηση Σημείου Τήξεως................................................. 36 3.3. Δείκτης Διάθλασης (Refractive Index) ..................................... 38 4. ΑΝΑΚΡΥΣΤΑΛΛΩΣΗ ............................................................ 41 4.1. Επιλογή του διαλύτη ......................................................... 41 4.2. Ταχύτητα διάλυσης ........................................................... 43 4.3. Ταχύτητα Κρυστάλλωσης .................................................... 43 4.4. Διεξαγωγή της Ανακρυστάλλωσης ......................................... 44 4.4.1. Προπειράματα .............................................................. 44 4.4.2. Μέθοδος ανακρυστάλλωσης ............................................. 46 5. ΧΡΩΜΑΤΟΓΡΑΦΙΑ .............................................................. 49 5.1. Χρωματογραφικές τεχνικές.................................................. 50 5.1.1. Χρωματογραφία λεπτής στιβάδας (Thin Layer Chroma-tography-

TLC).......................................................................... 50 5.1.2. Χρωματογραφία στήλης (Column Chromatography) ................. 53 5.1.3. Χρωματογραφία ξηρής στήλης (Dry Column Chromatography) .... 58 5.1.4. Χρωματογραφία κατανομής σε στήλη (Partition Chromatography) 58 5.1.5. Άλλες τεχνικές χρωματογραφίας........................................ 59 6. ΑΠΟΣΤΑΞΗ ..................................................................... 65 6.1. Απλή απόσταξη................................................................ 65 6.2. Κλασματική απόσταξη........................................................ 66 6.3. Απόσταξη κενού ............................................................... 70 6.4. Απόσταξη με υδρατμούς ..................................................... 72 7. ΣΥΝΘΕΣΗ ΑΚΕΤΥΛΟΣΑΛΙΚΥΛΙΚΟΥ ΟΞΕΟΣ .................................. 75 7.1. Ακετυλοσαλικυλικό Οξύ...................................................... 75

2

7.2. Τρόπος Δράσης Ασπιρίνης ................................................... 76 7.3. Φυσικοχημικά χαρακτηριστικά του ακετυλοσαλικυλικού οξέος ....... 77 7.4. Μηχανισμός αντίδρασης σύνθεσης ακέτυλοσαλικυλικού οξέος ........ 78 8. ΥΔΑΤΑΝΘΡΑΚΕΣ – ΑΝΙΧΝΕΥΣΗ ΑΝΑΓΟΝΤΩΝ ΣΑΚΧΑΡΩΝ.................. 79 9. ΠΕΠΤΙΔΙΚΗ ΣΥΝΘΕΣΗ.......................................................... 81

Μέρος Β 1. ΠΑΡΑΣΚΕΥΗ ΔΙΑΛΥΜΑΤΩΝ .................................................... 87 2. ΔΙΑΧΩΡΙΣΜΟΣ ΜΙΓΜΑΤΟΣ ΟΥΣΙΩΝ ΜΕ ΤΗ ΧΡΗΣΗ ΕΚΧΥΛΙΣΗΣ ΥΓΡΟΥ-

ΥΓΡΟΥ ........................................................................... 89 3. ΤΑΥΤΟΠΟΙΗΣΗ – ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΜΟΣ ΕΝΩΣΕΩΝ .............................. 93 4. ΑΠΟΜΟΝΩΣΗ ΚΑΦΕΪΝΗΣ ΜΕ ΕΚΧΥΛΙΣΗ SOXHLET ......................... 95 5. ΑΝΑΚΡΥΣΤΑΛΛΩΣΗ ............................................................ 97 6. ΤΑΥΤΟΠΟΙΗΣΗ ΟΥΣΙΩΝ ΜΕ ΤΗ ΜΕΘΟΔΟ ΧΡΩΜΑΤΟΓΡΑΦΙΑΣ ΛΕΠΤΗΣ

ΣΤΙΒΑΔΑΣ ΚΑΙ ΚΑΘΑΡΙΣΜΟΣ ΟΥΣΙΑΣ ΜΕ ΤΗ ΧΡΗΣΗ ΧΡΩΜΑΤΟΓΡΑΦΙΑΣ ΣΤΗΛΗΣ ......................................................................... 99

7. ΑΠΛΗ ΑΠΟΣΤΑΞΗ ΩΣ ΜΕΘΟΔΟΣ ΚΑΘΑΡΙΣΜΟΥ ...........................103 8. ΣΥΝΘΕΣΗ ΑΚΕΤΥΛΟΣΑΛΙΚΥΛΙΚΟΥ ΟΞΕΟΣ .................................107 9. ΑΝΙΧΝΕΥΣΗ ΑΝΑΓΟΝΤΩΝ ΣΑΚΧΑΡΩΝ.......................................109 10. ΣΥΝΘΕΣΗ (ΤΡΙΤΟΤΑΓΟΥΣ)ΒΟΥΤΥΛΟΞΥΚΑΡΒΟΝΥ-ΛΟΓΛΥΚΙΝΗΣ (BOC-

ΓΛΥΚΙΝΗ) ......................................................................111 11. Βιβλιογραφία .................................................................113

3

ΜΕΤΡΑ ΑΣΦΑΛΕΙΑΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ

Στα χημικά εργαστήρια, λόγω της επικινδυνότητας των

χρησιμοποιουμένων ουσιών αλλά και κάποιων εργαστηριακών

τεχνικών, επιβάλλονται μια σειρά από μέτρα ασφαλείας. Τα μέτρα

αυτά πρέπει να τηρούνται καθ’ όλη τη διάρκεια παρουσίας στο χώρο

του εργαστηρίου.

Ως βασικά μέτρα ασφαλείας το εργαστήριο διαθέτει:

• Πυροσβεστήρες, οι οποίοι είναι τοποθετημένοι σε εμφανή σημεία.

• Αντιπυρικές πετσέτες με τις οποίες καλύπτεται το σώμα σε

περίπτωση φωτιάς.

• Καταιονισμό , ο οποίος εκτοξεύει νερό με πίεση.

• Απαγωγούς για τη διεξαγωγή πειραμάτων που εκλύονται

επικίνδυνοι ατμοί.

Πέρα από τα μέσα προστασίας που διαθέτει το εργαστήριο, πρέπει να

τηρούνται και κάποιοι κανόνες ασφαλείας από τους εργαζόμενους

φοιτητές, οι οποίοι είναι οι εξής:

• Απαγορεύεται να εργάζεται ο οποιοσδήποτε μόνος στο εργαστήριο.

• Απαγορεύεται αυστηρά το κάπνισμα εντός του εργαστηρίου.

• Επιβάλλεται η χρησιμοποίηση προστατευτικών γυαλιών.

• Επιβάλλεται η χρήση βαμβακερής εργαστηριακής ποδιάς.

• Επιβάλλεται η χρήση πλαστικών γαντιών.

• Απαγορεύεται η είσοδος τροφίμων και αναψυκτικών στο

εργαστήριο.

4

• Απαγορεύεται η αναρρόφηση υγρών ουσιών με σιφώνια από το

στόμα. Για το σκοπό αυτό χρησιμοποιείται Poire.

• Αποφεύγετε να κάνετε οτιδήποτε μπορεί να μεταφέρει έμμεσα ή

άμεσα χημικές ουσίες στο στόμα.

• Απαγορεύεται η χρήση γυμνής φλόγας για τη θέρμανση ουσιών.

• Σε όλες τις φιάλες και τα δοχεία πρέπει να τοποθετούνται πώματα.

• ΑΠΑΓΟΡΕΥΕΤΑΙ ΑΥΣΤΗΡΑ Η ΧΡΗΣΗ ΚΙΝΗΤΩΝ ΤΗΛΕΦΩΝΩΝ ΕΝΤΟΣ

ΤΟΥ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ

Ο μεγαλύτερος κίνδυνος κατά τη διάρκεια μιας εργαστηριακής άσκησης

είναι η εκδήλωση πυρκαγιάς ορισμένων πτητικών και εύφλεκτων

ουσιών. Ο καλύτερος τρόπος αποφυγής του κινδύνου αυτού είναι να μη

χρησιμοποιείτε γυμνή φλόγα ως μέσο θέρμανσης. Σε περίπτωση που

είναι αναγκαία η χρήση γυμνής φλόγας, να ελέγχετε πάντα αν

υπάρχουν στη γύρω περιοχή εύφλεκτα υλικά.

Σε περίπτωση που εκδηλωθεί φωτιά δεν πρέπει να υπάρξει πανικός.

Καλείτε αμέσως τον υπεύθυνο του εργαστηρίου και χρησιμοποιείτε

αμέσως τον πυροσβεστήρα για την κατάσβεση. Αν έχουν πάρει φωτιά

τα ρούχα σας, μην τρέξετε, γιατί αυτό βοηθά τη διάδοση της φωτιάς,

αλλά κυλιστείτε στο πάτωμα. Οι παρευρισκόμενοι στο εργαστήριο

πρέπει να τυλίξουν τον παθόντα με μία πυρίμαχη κουβέρτα και να τον

μεταφέρουν στον καταιονισμό ώστε να σβήσει η φωτιά. Σε περίπτωση

εγκαύματος ως πρώτη βοήθεια γίνεται πλύση με άφθονο νερό. Το ίδιο

γίνεται και στην περίπτωση που πέσει κάποιο αντιδραστήριο στο δέρμα

ή στα μάτια.

Σε περίπτωση εισπνοής χημικών ουσιών βγαίνετε αμέσως στον καθαρό

αέρα και αν χρειάζεται γίνεται μεταφορά στο νοσοκομείο. Τέλος στην

5

περίπτωση κατάποσης χημικής ουσίας γίνεται πρόκληση εμετού με

οποιονδήποτε τρόπο και μεταφορά στο νοσοκομείο. Σε όλες τις

παραπάνω περιπτώσεις πρέπει να ενημερώνεται ο υπεύθυνος του

εργαστηρίου.

7

ΚΑΝΟΝΙΣΜΟΣ ΤΟΥ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ

• Μετά από κάθε εργαστηριακή άσκηση παραδίδεται «Εργαστηριακή

αναφορά», σύμφωνα με το πρότυπο που δίνεται από τους

διδάσκοντες, στην οποία θα αναφέρονται όλες οι παρατηρήσεις

κατά την διάρκεια του πειράματος, θεωρητικό μέρος της άσκησης

και απάντηση των ερωτήσεων που αναφέρονται στην συγκεκριμένη

εργαστηριακή άσκηση.

• Η επιτυχής παρακολούθηση του εργαστηρίου προϋποθέτει ανελλιπή

προσέλευση και συμμετοχή. Οποιαδήποτε αδικαιολόγητη απουσία

συνεπάγεται απώλεια του εργαστηρίου. Μοναδική εξαίρεση

αποτελεί η απουσία λόγω ασθενείας.

• Δεν επιτρέπεται η απομάκρυνση φοιτητή από τα εργαστήρια , όταν

το πείραμά του βρίσκεται σε λειτουργία.

• Φοράτε ΥΠΟΧΡΕΩΤΙΚΑ την εργαστηριακή ποδιά και τα

προστατευτικά γυαλιά καθ΄ όλη τη διάρκεια της παρουσίας σας

στον εργαστηριακό χώρο.

• Ο κάθε ασκούμενος είναι υπεύθυνος για την καθαριότητα των

γυαλικών και του πάγκου εργασίας του.

• Για αντικατάσταση ή συμπλήρωση γυαλικών απαραιτήτων για την

διεξαγωγή της άσκησης να απευθύνεστε στον υπεύθυνο διδάσκοντα

του εργαστηρίου.

9

ΓΝΩΡΙΜΙΑ ΟΡΓΑΝΩΝ

Στις παρακάτω σελίδες παρουσιάζονται διάφορα όργανα που

χρησιμοποιούνται στο εργαστήριο Οργανικής Χημείας. Ορισμένα από

αυτά θα τα χρησιμοποιήσετε κατά την διάρκεια των ασκήσεων και

βρίσκονται στην εργαστηριακή σας θέση. Τα σκεύη διακρίνονται σε

απλά και εσμυρισμένα. Τα εσμυρισμένα σκεύη πλεονεκτούν έναντι των

απλών στο ότι αποφεύγεται η ρύπανση των υγρών από τα συστατικά

των πωμάτων και τα υλικά στεγανοποίησης που χρησιμοποιούνται στα

απλά σκεύη. Τα γυάλινα σκεύη στο εργαστήριο πλένονται με ακετόνη

ώστε να απομακρυνθούν οι οργανικές ουσίες και ακολούθως με

απορρυπαντικό και νερό. Στο τέλος ξεπλένονται με απιονισμένο νερό.

Σε περίπτωση που δεν καθαρίζουν με τους παραπάνω τρόπους

χρησιμοποιείται χρωμοθειικό οξύ.

ΣΣφφααιιρριικκέέςς φφιιάάλλεεςς

ΤΤρρίίλλααιιμμηη σσφφααιιρριικκήή φφιιάάλληη

ΣΣττααγγοοννοομμεεττρριικκόό χχωωννίί

ΔΔιιααχχωωρριισσττιικκήή χχοοάάννηη

10

ΨΨυυκκττήήρρααςς

ΑΑεερροοψψυυκκττήήρρααςς

ΕΕππίίθθεεμμαα ααππόόσσττααξξηηςς

ΠΠώώμμαατταα

ΕΕππιιθθέέμμαατταα

ΕΕππίίθθεεμμαα ααππόόσσττααξξηηςς

ΕΕππίίθθεεμμαα CCllaaiisseenn

ΕΕππίίθθεεμμαα σσυυλλλλοογγήήςς ααπποοσσττάάγγμμααττοοςς

ΕΕππίίθθεεμμαα σσυυλλλλοογγήήςς ααπποοσσττάάγγμμααττοοςς υυππόό κκεεννόό

ΣΣυυννδδυυαασσμμοοίί γγιιαα ααννααδδεευυττήήρραα ήή θθεερρμμόόμμεεττρροο

ΠΠοοττήήρριιαα ζζέέσσεεωωςς

ΚΚωωννιικκέέςς φφιιάάλλεεςς

11

ΧΧωωννίί

ΧΧωωννίί ππρροοσσθθήήκκηηςς σσττεερρεεώώνν

ΧΧωωννίί αανναακκρρυυσσττάάλλλλωωσσηηςς

ΚΚωωννιικκήή φφιιάάλληη κκεεννοούύ

ΧΧωωννίί BBuucchhnneerr

ΧΧωωννίί HHiirrsscchh

ΠΠιιππέέτταα PPaasstteerr

ΟΟγγκκοομμεεττρριικκοοίί κκύύλλιιννδδρροοιι

ΣΣιιφφώώννιιοο

ΜΕΡΟΣ Α

15

1. ΔΙΑΛΥΜΑ

Διάλυμα καλείται κάθε ομογενές σύστημα, το οποίο αποτελείται από

δύο ή περισσότερες χημικές ουσίες, και έχει την ίδια σύσταση σε όλη

του τη μάζα.

Ετερογενές σύστημα καλείται αυτό, το οποίο αποτελείται από δύο ή

περισσότερα ομογενή μέρη, τα οποία καλούνται φάσεις του

συστήματος.

Ένα υγρό διάλυμα μπορεί να σχηματισθεί είτε από ανάμιξη δύο υγρών,

είτε με διάλυση ενός αερίου ή ενός στερεού σε υγρό.

Διαλύτης ή διαλυτικό μέσο ή διαλυτικό είναι η ουσία που βρίσκεται σε

μεγαλύτερη αναλογία σε ένα διάλυμα.

Διαλυμένη ουσία είναι η ουσία που βρίσκεται σε μικρότερη αναλογία

σε ένα διάλυμα.

Οι διαλυμένες ουσίες μπορεί να βρίσκονται στα διαλύματα:

Υπό τη μορφή μορίων. Τα αραιά μοριακά διαλύματα ακολουθούν τους

νόμους των ιδανικών αερίων, ιδίως όταν τα μόρια της διαλυμένης

ουσίας δεν είναι πολικά.

Υπό τη μορφή ιόντων. Τα ιοντικά διαλύματα αποκλίνουν από τους

νόμους των ιδανικών αερίων και παρουσιάζουν αυξημένες τιμές για τις

προσθετικές ιδιότητες (ιδιότητες των οποίων οι τιμές εξαρτώνται από

τον αριθμό των σωματιδίων της διαλυμένης ουσίας και όχι από τη φύση

τους, π.χ. μείωση τάσεως ατμών, ωσμωτική πίεση, ταπείνωση του

σημείου τήξεως και ανύψωση του σημείου ζέσεως).

16

Υπό τη μορφή συγκροτημάτων μορίων (μικυλλίων) μεγέθους 10-7 – 10-

5cm. Τα διαλύματα αυτού του είδους, που ονομάζονται κολλοειδή,

παρουσιάζουν ελαττωμένες τιμές στις προσθετικές τους ιδιότητες.

Ακόρεστο καλείται ένα διάλυμα όταν σε αυτό μπορεί να διαλυθεί και

άλλη ποσότητα από τη διαλυμένη ουσία.

Πέρα από κάποιο όριο, η επιπλέον προστιθέμενη ποσότητα ουσίας

παραμένει σε στερεή μορφή.

Κορεσμένο καλείται ένα διάλυμα το οποίο περιέχει τη μέγιστη δυνατή

ποσότητα διαλυμένης ουσίας και βρίσκεται σε ισορροπία με ποσότητα

αδιάλυτης ουσίας.

Υπέρκορο καλείται ένα διάλυμα όταν περιέχει ποσότητα διαλυμένης

ουσίας μεγαλύτερη από αυτή που απαιτείται για να προκύψει ένα

κορεσμένο διάλυμα.

Ευδιάλυτες καλούνται οι ουσίες που διαλύονται άφθονα στον διαλύτη.

Δυσδιάλυτες ή αδιάλυτες καλούνται οι ουσίες που διαλύονται ελάχιστα

στον διαλύτη.

Ως Διαλυτότητα μιας ουσίας ορίζεται η συγκέντρωση κορεσμένου

διαλύματος αυτής σε ορισμένη θερμοκρασία. Η διαλυτότητα εξαρτάται

από: α) φύση διαλυμένης ουσίας, β) διαλύτη, γ) θερμοκρασία δ) πίεση

και ε) μέγεθος σωματιδίων διαλυμένης ουσίας (μόνο στερεή ουσία).

1.1. Συγκέντρωση και τρόποι έκφρασής της

Ως συγκέντρωση ενός διαλύματος ορίζεται η ποσότητα της διαλυμένης

ουσίας που υπάρχει μέσα σε ορισμένη ποσότητα διαλύματος ή διαλύτη.

Η συγκέντρωση εκφράζεται είτε σε φυσικές μονάδες, δηλαδή μονάδες

17

βάρους και όγκου του συστήματος C.G.S., είτε σε χημικές μονάδες,

δηλαδή γραμμοτυπικά βάρη, γραμμομόρια και γραμμοϊσοδύναμα.

Έκφραση της συγκέντρωσης με φυσικές μονάδες

1. Στα εκατό κατά βάρος, % w/w: g διαλυμένης ουσίας σε 100g

διαλύματος

2. Στα εκατό κατ’ όγκο, % v/v: ml διαλυμένης ουσίας σε 100ml

διαλύματος

3. Στα εκατό βάρος κατ’ όγκο, % w/v: g διαλυμένης ουσίας σε

100ml διαλύματος

4. Γραμμάρια διαλυμένης ουσίας ανά λίτρο διαλύματος

5. Χιλιοστόλιτρα διαλυμένης ουσίας ανά χιλιοστόλιτρο διαλύματος

6. Μέρη στο εκατομμύριο, ppm: μέρη βάρους διαλυμένης ουσίας

σε 1.000.000 μέρη βάρους (ή όγκου αν d=1) διαλύματος.

1.1.1. Έκφραση της συγκέντρωσης με χημικές

μονάδες

1. Γραμμομοριακή ή μοριακή συγκέντρωση ή μοριακότητα, Μ

(Molarity): γραμμομόρια διαλυμένης ουσίας σε ένα λίτρο

διαλύματος, mol/L.

2. Κανονική συγκέντρωση ή Κανονικότητα, Ν (Normality):

γραμμοϊσοδύναμα διαλυμένης ουσίας σε ένα λίτρο διαλύματος,

eq/L. Γραμοϊσοδύναμο (eq) μια ουσίας είναι η ποσότητα που

παρέχει ή δέχεται ή αντικαθιστά ή είναι χημικώς ισοδύναμη με ένα

γραμμοϊσοδύναμο υδρογόνου. Στις μεταθετικές αντιδράσεις το

γραμμοϊσοδύναμο ισούται με το πηλίκο του γραμμοτυπικού

18

βάρους της ουσίας δια του ολικού αριθμού οξειδώσεως των

αντιδρώντων θετικών ή αρνητικών ιόντων, ανεξάρτητα από το

αλγεβρικό σημείο. Στις οξειδoαναγωγικές αντιδράσεις το

γραμμοϊσοδύναμο της οξειδωτικής (αναγωγικής) ουσίας ισούται

με το πηλίκο του γραμμοτυπικού βάρους δια του αριθμού των

γραμμοηλεκτρονίων που προσλαμβάνονται (αποβάλλονται) ανά

γραμμομόριο.

MnN ⋅=

3. Μοριακή συγκέντρωση κατά 1000g διαλύτη, m (molality):

γραμμομόρια διαλυμένης ουσίας σε 1000g διαλύτη.

4. Συγκέντρωση σε γραμμομοριακά ή μοριακά κλάσματα: μοριακό

κλάσμα ενός συστατικού Α του διαλύματος, xA, ονομάζεται ο

λόγος του αριθμού των γραμμομορίων αυτού nA προς το συνολικό

αριθμό των γραμμομορίων όλων των συστατικών του διαλύματος

XBA

AA n...nn

nx

+++=

Πίνακας 1: Συνήθεις μονάδες συγκεντρώσεων των διαλυμάτων

Μονάδες διαλυμένης ουσίας

Μονάδες διαλύματος ή διαλύτη

Μονάδες συγκεντρώσεως

Φυσικές μονάδες g 100g διαλύματος g/100g διαλύματος (% κατά βάρος, w/w) ml 100ml διαλύματος ml/100ml διαλύματος (% κατ’ όγκο, v/v) g 100ml διαλύματος

ή διαλύτη g/100ml διαλύματος ή διαλύτη (% κατά

βάρος προς όγκο, w/v) g L διαλύματος g/L διαλύματος mg ml διαλύματος mg/ml διαλύματος mg Ll διαλύματος mg/L διαλύματος μg ml διαλύματος μg/ml διαλύματος

19

Χημικές Μονάδες mol L διαλύματος διαλύματος (μοριακότητα, Μ) mmol ml διαλύματος διαλύματος(μοριακότητα, Μ) eq L διαλύματος διαλύματος (κανονικότητα, Ν) meq ml διαλύματος διαλύματος (κανονικότητα, Ν) mol 1000g διαλύτη διαλύτη (μοριακότητα κατά 1000g

διαλύτη, m)

1.1.2. Αραίωση διαλυμάτων

Κατά την προσθήκη καθαρού διαλύτη σε ένα διάλυμα, η ποσότητα της

ουσίας δε μεταβάλλεται. Μεταβάλλεται όμως η συγκέντρωση καθώς

μεταβάλλεται η ποσότητα του διαλύτη, οπότε αλλάζει και ο λόγος

ουσίας προς την ποσότητα του διαλύτη ή διαλύματος. Από τη στιγμή

που δε μεταβάλλεται η ποσότητα της διαλυμένης ουσίας ισχύει:

άά nn τελικαρχικ =

οπότε:

όήόή VVVC τελικτελικαρχικαρχικ =⋅

Σύμφωνα με τον παραπάνω τύπο, όταν σε ένα διάλυμα γνωστής

συγκέντρωσης προστίθεται γνωστή ποσότητα καθαρού διαλύτη, μπορεί

να υπολογιστεί η τιμή της συγκέντρωσης του νέου διαλύματος, ή όταν

από διάλυμα γνωστής συγκέντρωση ζητείται να βρεθεί ο τελικός όγκος

αραίωσης για να προκύψει ένα αραιότερο διάλυμα γνωστής

συγκέντρωση πάλι η τιμή προκύπτει από τον παραπάνω τύπο.

1.2. Ορισμοί Οξέων – Βάσεων

Arrhenius: ως οξέα χαρακτηρίζονται οι ενώσεις που παρέχουν ιόντα

υδρογόνου σε υδατικό διάλυμα / ως βάσεις χαρακτηρίζονται οι ενώσεις

20

που παρέχουν ιόντα υδροξυλίου σε υδατικό διάλυμα (ο ορισμός αυτός

δε λαμβάνει υπόψη του το ρόλο του διαλύτη στις πρωτολυτικές

αντιδράσεις και αποκλείει από την τάξη των βάσεων σειρά ενώσεων,

που έχουν βασικές ιδιότητες, χωρίς να παρέχουν ιόντα υδροξυλίου).

Brönsted & Lowry: ως οξέα χαρακτηρίζονται οι ενώσεις που παρέχουν

πρωτόνια / ως βάσεις χαρακτηρίζονται οι ενώσεις που λαμβάνουν.

Lewis: ως οξέα χαρακτηρίζονται οι ενώσεις οι οποίες μπορούν να

γίνουν δέκτες ενός ζεύγους ηλεκτρονίων / ως βάσεις χαρακτηρίζονται

οι ενώσεις που μπορούν να γίνουν δότες ενός ελεύθερου ζεύγους

ηλεκτρονίων.

1.3. Συγκέντρωση υδρογονοκατιόντων (pH)

Για να αποφευχθεί η χρησιμοποίηση αρνητικών δυνάμεων του δέκα για

την έκφραση της οξύτητας ή της αλκαλικότητας ο Sörensen εισήγαγε

τον όρο pH, με τη σχέση

[ ]]H[

1logHlogpH +

+ =−=

1.4. Ρυθμιστικά διαλύματα

Ρυθμιστικά διαλύματα ονομάζονται τα διαλύματα ασθενών οξέων ή

βάσεων και αλάτων τους, τα οποία έχουν την ιδιότητα να διατηρούν το

pH τους πρακτικώς αμετάβλητο, όταν προστίθενται σε αυτά μικρές

ποσότητες άλλων ισχυρών οξέων ή βάσεων ή αραιώνονται

(παράδειγμα CH3COOH–CH3COONa). Τέτοια διαλύματα έχουν εφαρμογές

σε πολλούς τομείς όπως στην ιατρική, τη βιολογία, τη βιοχημεία, τη

χημική βιομηχανία. Η διατήρηση του pH σταθερού κατά την προσθήκη

21

οξέος ή βάσης, οφείλεται στην επίδραση κοινού ιόντος, δηλαδή με το

ότι η προσθήκη κοινού ιόντος σε διάλυμα ασθενούς οξέος ή ασθενούς

βάσης συνεπάγεται μετατόπιση της ισορροπίας προς όφελος των

αδιάστατων μορίων του οξέος ή της βάσεως.

Έστω ένα ρυθμιστικό διάλυμα ασθενούς μονοπρωτικού οξέος ΗΑ και

του άλατός του ΜΑ, το οποίο ιονίζεται ποσοτικά σε συγκεντρώσεις CHA

και CA, αντίστοιχα.

+ −

+ −+ −

+ +−

−

→ +

⎡ ⎤ ⎡ ⎤⎣ ⎦ ⎣ ⎦→ + =⎡ ⎤⎣ ⎦

⎡ ⎤⎣ ⎦⎡ ⎤ ⎡ ⎤=⇒ − = − −⎣ ⎦ ⎣ ⎦ ⎡ ⎤⎣ ⎦⎡ ⎤⎣ ⎦= +⎡ ⎤⎣ ⎦

MA M A

και ΗΑ Η A , με

log log log

log

a

a

a

H AK

HA

HAH H K

A

HApH pK

A

Η απλοποιημένη αυτή εξίσωση καλείται εξίσωση των Henderson-

Hasselbach ή εξίσωση Henderson και χρησιμοποιείται για τον

υπολογισμό του pH κυρίως στην ιατρική και τις βιολογικές επιστήμες.

Εάν στο διάλυμα προστεθεί μικρή περίσσεια κάποιου ισχυρού οξέος ΗΧ,

τα δημιουργούμενα σε περίσσεια Η+ στο διάλυμα, δεσμεύονται από τα

ιόντα Α- προς αδιάστατα ΗΑ και έτσι το pH δε μεταβάλλεται σημαντικά.

Αν πάλι προστεθεί μικρή περίσσεια ισχυρής βάσης, τα προστιθέμενα σε

περίσσεια ιόντα ΟΗ- στο διάλυμα, δεσμεύονται από τα Η+ προς

αδιάστατα μόρια νερού, ενώ τα Η+ που δεσμεύονται αντικαθίστανται

στο διάλυμα από νέα διάσταση το ΗΑ έτσι ώστε η συγκέντρωσή τους να

παραμένει πρακτικά σταθερή.

22

Στην περίπτωση ενός διαλύματος ασθενούς βάσης ΜΟΗ με άλας της ΜΑ,

με ανάλογο με πριν τρόπο προκύπτει:

β

−⎡ ⎤⎣ ⎦= +⎡ ⎤⎣ ⎦

logA

pOH pKMOH

23

2. ΕΚΧΥΛΙΣΗ

Η εκχύλιση είναι μία από τις πιο συνηθισμένες τεχνικές διαχωρισμού

και βασίζεται στην ισορροπία κατανομής μιας ουσίας μεταξύ δύο

φάσεων, που αναμιγνύονται ελάχιστα μεταξύ τους. Η ευρύτητα στη

χρησιμοποίηση αυτής της τεχνικής, οφείλεται στην απλότητα της

μεθοδολογίας, την ταχύτητα, την ευελιξία και τη δυνατότητα

εφαρμογής της σε δείγματα που περιέχουν, είτε ίχνη, είτε μεγάλες

ποσότητες μιας ουσίας. Εκχύλιση είναι η κατανομή μιας ουσίας Α από

μία φάση (1) στην οποία είναι διαλυμένη σε μία άλλη υγρή φάση (2). Η

αρχή της εκχύλισης στηρίζεται στο ότι μία ουσία , η οποία είναι διαλυτή

σε δύο διαλύτες που δεν αναμιγνύονται μεταξύ τους, θα κατανεμηθεί

μεταξύ των δύο διαλυτών με σταθερή αναλογία, η οποία καθορίζεται

από τον συντελεστή κατανομής ΚΑ. Αυτός εκφράζει τον λόγο της

συγκέντρωσης εκχυλιζόμενης ουσίας στον ένα διαλύτη με την

συγκέντρωση της ουσίας στον άλλο διαλύτη.

1

2

CC

KA = Νόμος του Nerst

C1 = συγκέντρωση της ουσίας στο διαλύτη 1(mol . L-1)

C2 = συγκέντρωση της ουσίας στο διαλύτη 2(mol . L-1)

KA = συντελεστής κατανομής της ουσίας Α

Η εκχύλιση της ένωσης Α από τον διαλύτη 1 είναι τόσο πιο εύκολη, όσο

καλύτερα διαλύεται η Α στον διαλύτη 2 και όσο δυσκολότερα διαλύεται

αυτή στον διαλύτη 1, δηλ. όσο πιο μεγάλος είναι ο ΚΑ (σε ευνοϊκές

περιπτώσεις > 100). Σε συντελεστές κατανομής Κ < 100 δεν είναι

δυνατή η απομόνωση της ουσίας Α από τον διαλύτη 1 με μία εκχύλιση,

αλλά πρέπει να εκχυλίσουμε με τον διαλύτη 2 περισσότερες φορές.

24

Η κατανομή μιας ουσίας Α μεταξύ δύο διαλυτών χρησιμοποιείται στην

οργανική χημεία για:

• Απομόνωση μιας ένωσης από ένα (συνήθως υδατικό) διάλυμα

οργανικών διαλυτών.

• Παρασκευαστικό διαχωρισμό πολλών ουσιών με κατανομή μεταξύ

των δύο διαλυτών.

• Καθαρισμό μιας ένωσης: Μία ένωση Α διαλύεται σε έναν διαλύτη 1

και με εκχύλιση με έναν άλλο διαλύτη 2 καθαρίζεται από διάφορες

προσμίξεις.

2.1. Υγρή – υγρή Εκχύλιση

Η εκχύλιση γίνεται σε διαχωριστική χοάνη. Προσθέτουμε το διάλυμα

της ουσίας και έπειτα ποσότητα του δεύτερου διαλύτη ίση με το 1/3

του όγκου του πρώτου (συνολικά ο όγκος των δύο διαλυμάτων δεν

πρέπει να υπερβαίνει τα 2/3 του όγκου της διαχωριστικής χοάνης).

Πωματίζουμε την χοάνη και την απομακρύνουμε από το στήριγμα. Με

το ένα χέρι συγκρατούμε σταθερά το πώμα της διαχωριστικής χοάνης,

ενώ με το άλλο συγκρατούμε την στρόφιγγα. Αναταράσσουμε ισχυρά

την διαχωριστική χοάνη και έπειτα κρατώντας την ανεστραμμένη,

ανοίγουμε και ξανακλείνουμε την στρόφιγγα (επειδή είναι πιθανόν να

αυξηθεί η πίεση). Αναταράσσουμε το λιγότερο τρεις φορές ακόμα,

ακολουθώντας την ίδια διαδικασία και επαναφέρουμε την χοάνη στην

κατακόρυφη θέση περιμένοντας 2-3 λεπτά, οπότε και παρατηρείται ο

διαχωρισμός των δύο φάσεων. Η επάνω φάση είναι πάντα η

ελαφρύτερη.

25

Ανοίγουμε την στρόφιγγα και απομακρύνουμε την κάτω φάση, αφού

προηγουμένως αφαιρέσουμε το πώμα της χοάνης. Τα εκχυλίσματα

συλλέ-γονται και ξηραίνονται. Η καθαρή ουσία απομονώνεται, αφού

προηγουμένως αποστάξουμε τον διαλύτη.

Σημαντικός παράγοντας στην τεχνική αυτή είναι οι διαλύτες που θα

χρησιμοποιηθούν. Μερικές φορές είναι δυνατή η επιλογή και των δύο

διαλυτών, συνήθως όμως το δείγμα είναι υδατικό διάλυμα και αποτελεί

την εκχυλιζόμενη φάση. Αποφασιστικός παράγοντας για την πληρότητα

και την εκλεκτικότητα της εκχύλισης, είναι η επιλογή του κατάλληλου

εκχυλιστικού μέσου, ώστε ο μεν συντελεστής κατανομής της

εκχυλιζόμενης ουσίας να είναι μεγάλος, ενώ οι συντελεστές κατανομής

των ουσιών που συνυπάρχουν, να είναι μικροί. Με τις συνθήκες αυτές,

ο διαχωρισμός πετυχαίνεται με μικρό αριθμό (3-5) διαδοχικών

εκχυλίσεων.

i. Η επιλογή του καταλληλότερου διαλύτη, ως εκχυλιστικού μέσου,

γίνεται με βάση τα εξής κριτήρια:

ii. Το εκχυλιστικό μέσο δεν πρέπει να αντιδρά με την εκχυλιζόμενη

ουσία

26

iii. Μετά την έντονη ανακίνηση του διαλύτη με το υδατικό διάλυμα, οι

δύο στιβάδες πρέπει να διαχωρίζονται γρήγορα. Για τον σκοπό

αυτό, η πυκνότητα d του διαλύτη πρέπει να είναι σημαντικά

μεγαλύτερη ή σημαντικά μικρότερη από την πυκνότητα του νερού.

iv. Η ουσία που εκχυλίζεται πρέπει να ανακτάται εύκολα από το

εκχυλιστικό μέσο, με βρασμό του ή με επανεκχύλιση με νερό.

v. Η αμοιβαία διαλυτότητα των δύο υγρών πρέπει να είναι αμελητέα

vi. Οι δύο φάσεις πρέπει να μην εμφανίζουν τάση σχηματισμού γαλα-

κτώματος

vii. Η διαλυτότητα της εκχυλιζόμενης ουσίας στο εκχυλιστικό μέσο,

πρέπει να είναι όσο το δυνατό μεγαλύτερη, ενώ η διαλυτότητα των

ανεπιθύμητων ουσιών, που συνυπάρχουν, πρέπει να είναι όσο το

δυνατό μικρότερη.

2.2. Συνεχής εκχύλιση μιας στερεάς ουσίας σε

οργανικούς διαλύτες (στερεή – υγρή εκχύλιση)

Σε ορισμένες αντιδράσεις λαμβάνονται στερεές ουσίες, που περιέχουν

ακαθαρσίες. Αυτό είναι συνηθισμένο φαινόμενο στην απομόνωση

φυσικών προϊόντων από κονιοποιημένα φυτά. Στις περιπτώσεις αυτές,

ο διαχωρισμός της καθαρής ουσίας γίνεται με συνεχή εκχύλιση σε

κατάλληλο διαλύτη. Οι πιο συνηθισμένες συσκευές τις οποίες

χρησιμοποιούμε στην στερεή – υγρή εκχύλιση απεικονίζονται στο

παρακάτω σχήμα.

27

1

2

3

4

ΕΕκκχχυυλλιισσττήήςς ααττμμώώνν

Α

Β

Γ

α

β

ΣΣυυσσκκεευυήή SSooxxhheett

Στον εκχυλιστή ατμών, το προς εκχύλιση υλικό φέρεται σε φύσιγγα

από διηθητικό χαρτί. Το εκχυλιστικό υγρό θερμαίνεται, οι ατμοί του

υγρού υγροποιούνται στον ψυκτήρα, πέφτουν στην φύσιγγα,

εκχυλίζουν μια ποσό-τητα της ουσίας και επανέρχονται στην σφαιρική

φιάλη.

Το επίθεμα Soxhlet διαφέρει από τον εκχυλιστή ατμών, στο ότι φέρει

ένα σωλήνα σιφωνισμού, με αποτέλεσμα ο διαλύτης να παραμένει για

μεγαλύτερο χρονικό διάστημα στον εκχυλιστήρα. Στη συσκευή Soxhlet

η προς εκχύλιση ουσία βρίσκεται σε φύσιγγα από πεπιεσμένο διηθητικό

χαρτί που τοποθετείται στον εκχυλιστήρα Β. Ο υποδοχέας Α

θερμαίνεται, οι ατμοί του διαλύτη ανέρχονται από τον σωλήνα β στον

ψυκτήρα Γ, όπου υγροποιούνται και επαναπίπτουν στον εκχυλιστήρα Β

παραλαμβάνοντας μέρος της εκχυλιζόμενης ουσίας. Όταν ο διαλύτης

φτάσει στο ανώτατο ύψος του σιφωνίου α, επαναρρέει στον υποδοχέα.

28

Εκεί μόνο ατμοί του καθαρού διαλύτη επανεξατμίζονται προς συνέχιση

της διαδικασίας της εκχύλισης.

2.3. Απομόνωση καφεΐνης με εκχύλιση Soxhlet

Η καφεΐνη είναι μία ένωση που ανήκει στην τάξη των αλκαλοειδών και

ο συντακτικός της τύπος είναι:

N

N N

N

O

CH3

H3C

O

CH3

Η καφεΐνη είναι διεγερτικό που βρίσκεται στον καφέ, το τσάι και

σπόρους cola και χρησιμοποιείται σε ορισμένα φάρμακα. Είναι φυσικό

προϊόν και η απομόνωσή της είναι σχετικά δύσκολη. Μπορεί να

απομονωθεί από το τσάι, όπου περιέχεται σε αναλογία 1.0-3.5 %. Ένας

βασικός τρόπος απομόνωσής της είναι η συνεχής εκχύλιση

κονιοποιημένου τσαγιού σε συσκευή Soxhlet.

2.4. Εξάτμιση διαλύτη σε περιστροφικό

εξατμιστήρα (rotary evaporator)

Η εξάτμιση του διαλύτη σε περιστροφικό εξατμιστήρα, αποτελεί τη

βασικότερη μέθοδο απόσταξης υπό μειωμένη πίεση στο εργαστήριο. Το

σημείο ζέσεως των ουσιών εξαρτάται από την εξωτερική πίεση, όπως

περιγράφεται μαθηματικά από την εξίσωση Clausius – Clapeyron:

29

2RTH

dTPd Δ=

ln

Όπου P = Τάση ατμών της ένωσης

ΔΗ = Μοριακή ενθαλπία εξαέρωσης

Τ = Απόλυτη θερμοκρασία

R = Σταθερά των αερίων

Σύμφωνα λοιπόν με την παραπάνω εξίσωση το Σ.Ζ. των ουσιών

ελαττώνεται με μείωση της πίεσης. Για τον λόγο αυτό, η εξάτμιση των

διαλυτών συνήθως γίνεται υπό κενό.

Ο περιστροφικός εξατμιστήρας είναι μία συσκευή, η οποία έχει

σχεδιασθεί για τη γρήγορη απομάκρυνση μεγάλης ποσότητας πτητικών

διαλυτών από διαλύματα σε μειωμένη πίεση. Η περιστροφική εξάτμιση

βρίσκει μεγάλη εφαρμογή στην απομάκρυνση διαλυτών κατά την

συμπύκνωση κλασμάτων που προέρχονται από εκχύλιση ή

χρωματογραφία στήλης με σκοπό την απομόνωση και τον καθαρισμό

ουσιών. Αυτό που κάνει την περιστροφική εξάτμιση να ξεχωρίζει από

τις άλλες μεθόδους απόσταξης υπό μειωμένη πίεση, είναι το γεγονός

ότι η αποστακτική φιάλη περιστρέφεται κατά τη διάρκεια της

απόσταξης. Τα πλεονεκτήματα της μεθόδου οφείλονται στην

περιστροφή της φιάλης, όπου από τη μία πλευρά το διάλυμα

θερμαίνεται σε μεγάλη επιφάνεια καθιστώντας την απόσταξη γρήγορη

και από την άλλη αποφεύγονται οι εκτινάξεις κατά την συμπύκνωση

διαλυμάτων στερεών ουσιών, κάτι που έχει ως αποτέλεσμα τον

περιορισμό του κινδύνου ατυχήματος. Στο παρακάτω σχήμα

απεικονίζεται, ένας βασικός τύπος συσκευής περιστροφικού

εξατμιστήρα.

30

Λόγω του ότι η εξάτμιση στον περιστροφικό εξατμιστήρα γίνεται υπό

κενό, ακολουθείται μία συγκεκριμένη διαδικασία ώστε να αποφευχθούν

ατυχήματα. Η διαδικασία είναι η εξής:

i. Ανοίγουμε τη ψύξη

ii. Συνδέεται η φιάλη και αρχίζει η περιστροφή

iii. Εφαρμόζεται κενό

iv. Θέρμανση της φιάλης

v. Μετά το τέλος της εξάτμισης σταματά η θέρμανση και η φιάλη

αφήνεται να ψηχθεί

vi. Διακόπτεται το κενό

vii. Διακόπτεται η περιστροφή

viii. Κλείσιμο της βρύσης όπου είναι συνδεδεμένος ο ψυκτήρας

31

3. ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΜΟΣ-ΤΑΥΤΟΠΟΙΗΣΗ ΕΝΩΣΕΩΝ

3.1. Στοιχεία Φασματοσκοπίας Υπερύθρου

(Infrared, IR)

Η υπέρυθρη φασματοσκοπία είναι μία από τις πιο σημαντικές

φασματοσκοπικές τεχνικές με πολλές εφαρμογές στην Οργανική

Χημεία. Λόγω της ευκολίας λήψης φασμάτων και της σύγκρισής τους με

άλλα γνωστά ή για ορισμένες χαρακτηριστικές ταινίες απορρόφησης,

χρησιμοποιείται κατά τη σύνθεση χημικών ενώσεων και για την

πιστοποίηση της καθαρότητάς τους.

Στην περιοχή υπερύθρου του φάσματος της ηλεκτρομαγνητικής

ακτινοβολίας έχουμε απορροφήσεις που οφείλονται σε δονήσεις ή

κάμψεις των δεσμών των μορίων. Ενώσεις με μόνιμη διπολική ροπή,

που μεταβάλλεται κατά την παραμόρφωση του μορίου, απορροφούν

ισχυρά στην περιοχή υπερύθρου. Εκτός από τις δονήσεις και τις

κάμψεις υπάρχουν και άλλα είδη παραμόρφωσης της δομής των

μορίων, όπως όταν αυτό κλυδωνίζεται, στρεβλώνεται κλπ.

Σε κάθε μόριο, κάθε δεσμός, όπως ο δεσμός Ο-Η και κάθε ομάδα τριών

ή περισσοτέρων ατόμων (π.χ. NH2 και CH3) απορροφούν ακτινοβολία ir

σε ορισμένα μήκη κύματος (ή κυματαριθμούς) δίνοντας κβαντωμένες

διεγερμένες καταστάσεις δόνησης, τάσης και κάμψης.

32

C

OC

C O

O

O

C C C C

O

O

O

O

O

O

Oδ -

δ +

2δ +

διπολική ροπήO

H

H

O

H

H

O

F

H

H2O

ασύμμετρη δόνηση CO2

έκταση ή συστολή( συμμετρική, ασύμμετρη)

άνοιγμα, κλείσιμογωνίας δεσμών

Οι θεμελιώδεις τρόποι δόνησης ενός μορίου είναι:

1. Δονήσεις τάσης (stretching vibration): είναι αυτές κατά τις οποίες

δύο συνδεδεμένα άτομα πάλλονται συνέχεια μεταβάλλοντας την

μεταξύ τους απόσταση χωρίς να αλλάζουν τις γωνίες δεσμού ή τον

άξονα.

2. Δονήσεις κάμψης (bending vibrations) χαρακτηρίζονται από μία

συνεχή μεταβολή της γωνίας μεταξύ των δύο δεσμών

3. Δονήσεις στρεφόμενες (wagging vibrations, ω) όταν μία μονάδα

τριών ατόμων πάλλεται εντός του επιπέδου

4. Δονήσεις αιώρησης (rocking vibrations, p) όταν η ίδια δομική

μονάδα πάλλεται εκτός του επιπέδου ισορροπίας

33

5. Δονήσεις συστροφής (twisting vibrations, τ) όταν η ίδια δομική

μονάδα περιστρέφεται γύρω από το δεσμό που τη συνδέει με το

υπόλοιπο τμήμα

6. Δονήσεις ψαλιδιού ή παραμόρφωσης (scissoring or deformation

vibrations, s) παράγονται όταν δύο μη συνδεόμενα άτομα κινούνται

μπρος πίσω και προς τη μεταξύ τους διεύθυνση

Στη φασματοσκοπία IR ισχύουν κάποιες βασικές αρχές που είναι οι

εξής:

• Μόνο οι δονήσεις που προκαλούν μεταβολή της διπολικής ροπής

οδηγούν σε ζώνες απορρόφησης. Για το λόγο αυτό στα φάσματα IR

φαίνονται μόνο οι ασύμμετρες δονήσεις και υπό προϋποθέσεις μόνο

ορισμένες συμμετρικές.

• Οι απορροφήσεις δεν επηρεάζονται πολύ από το μοριακό

περιβάλλον του δεσμού ή της ομάδας.

• Η ύπαρξη μιας ζώνης απορρόφησης σε ορισμένο μήκος κύματος

είναι απόδειξη για την ύπαρξη ενός συγκεκριμένου δεσμού ή μιας

ομάδας δεσμών μέσα στο μόριο. Αντίθετα η απουσία αποκλείει την

ύπαρξη του δεσμού που θα έδινε την απορρόφηση αυτή.

• Μεταξύ 1400 και 800 cm-1 καλείται περιοχή των δακτυλικών

αποτυπωμάτων. Στην περιοχή αυτή υπάρχουν πολλές κορυφές που

είναι δύσκολο να ερμηνευτούν, αλλά είναι χρήσιμη για την

ταυτοποίηση ενώσεων.

Στον πίνακα που ακολουθεί αναφέρονται οι χαρακτηριστικές

απορροφήσεις διαφόρων ομάδων οργανικών ενώσεων στην περιοχή

της υπέρυθρης φασματοσκοπίας

34

νν,, ccmm--11 ΟΟμμάάδδαα

11005500--11440000 CC⎯⎯OO ((ααιιθθέέρρεεςς,, ααλλκκοοόόλλεεςς κκααιι εεσσττέέρρεεςς))

11115500--11336600 SSOO22 ((σστταα ππααρράάγγωωγγαα σσοουυλλφφοοννιικκώώνν οοξξέέωωνν)) εεμμφφααννίίζζοοννττααιι 22 κκοορρυυφφέέςς

11331155--11447755 CC⎯⎯HH ((σστταα ααλλκκάάννιιαα))

11334400,, 11550000 NNOO22 ((22 κκοορρυυφφέέςς))

11445500--11660000 CC==CC ((δδεεσσμμόόςς σσεε ααρρωωμμααττιικκόό δδαακκττύύλλιιοο))

11662200--11668800 CC==CC ((όόχχιι σστταα σσυυμμμμεεττρριικκάά ααλλκκέέννιιαα))

11663300--11669900 CC==OO ((σστταα ααμμίίδδιιαα)) εεμμφφααννίίζζοοννττααιι 22 κκοορρυυφφέέςς

11669900--11775500 CC==OO ((σσττιιςς κκααρρββοοννυυλλιικκέέςς εεννώώσσεειιςς κκααιι σσττοουυςς εεσσττέέρρεεςς))

11770000--11772255 CCOOOOHH

11777700--11882200 CCOOCCll ((σστταα αακκυυλλοοχχλλωωρρίίδδιιαα))

22110000--22220000 CC≡≡CC ((όόχχιι σστταα σσυυμμμμεεττρριικκάά ααλλκκίίννιιαα))

22221100--22226600 CC≡≡NN

22550000 SS⎯⎯HH

22770000--22880000 CC⎯⎯HH ((ττηηςς ααλλδδεεϋϋδδιικκήήςς οομμάάδδααςς))

22550000--33000000 OO⎯⎯HH ((σσττοο CCOOOOHH))

33000000--33110000 CC⎯⎯HH ((οο CC ααννήήκκεειι σσεε ααρρωωμμααττιικκόό δδαακκττύύλλιιοο))

33330000 CC⎯⎯HH ((oo CC εείίννααιι αακκεεττυυλλεεννιικκόόςς))

33002200--33008800 CC⎯⎯HH (( oo CC εείίννααιι ααιιθθυυλλεεννιικκόόςς))

22880000--33000000 CC⎯⎯HH (( σστταα ααλλκκάάννιιαα))

33330000--33550000 NN⎯⎯HH ((σσττιιςς ααμμίίννεεςς κκααιι τταα ααμμίίδδιιαα))

33220000--33660000 OO⎯⎯HH ((σσεε RROOHH κκααιι AArrOOHH μμεε δδεεσσμμοούύςς ΗΗ))

33660000--33665500 OO⎯⎯HH

22110000 OO⎯⎯DD

35

Στο παρακάτω σχήμα απεικονίζεται το σχεδιάγραμμα ενός

φασματοφωτομέτρου υπερύθρου.

Τα φάσματα υγρών ουσιών λαμβάνονται είτε ως έχουν, σε μορφή

υμενίου μεταξύ δύο επιπέδων κρυστάλλων NaCl, είτε σε διάλυμα σε

κυψελίδες από NaCl. Τα φάσματα στερεών παίρνονται σε διάλυμα ή σε

μορφή δισκίου με στερεό και ξηρό KBr ή ακόμα σε μορφή αλοιφής που

σχηματίζεται με ανάμιξη του δείγματος με μία σταγόνα Nujol (στην

περίπτωση αυτή πρέπει να λαμβάνονται υπ’ όψη και οι τιμές

απορρόφησης του Nujol στα 2920, 2860, 1460, 1380 και 720 cm-1.

3.2. Σημείο Τήξεως (melting Point)

Σημείο τήξεως μίας οργανικής ουσίας θεωρείται η θερμοκρασία, στην

οποία η στερεά ουσία και το τήγμα της, βρίσκονται σε κατάσταση

ισορροπίας. Σ' αυτή τη θερμοκρασία η στερεά ουσία και το τήγμα έχουν

την ίδια τάση ατμών. Αρκετές οργανικές ενώσεις έχουν στην στερεή

κατάσταση κρυσταλλική μορφή, δηλαδή τα μόριά τους είναι

τοποθετημένα στο κρυσταλλικό πλέγμα με μεγάλη τάξη. Το σημείο

τήξεως είναι η θερμοκρασία κατά την οποία η τάξη αυτή εξαφανίζεται

λόγω θερμικής ταλάντωσης των μορίων.

Το σημείο τήξεως μίας ουσίας μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως δείκτης

καθαρότητάς της, όπως επίσης και για την ταυτοποίησή της. Αποτελεί

μία φυσικοχημική ιδιότητα, η οποία είναι χαρακτηριστική για κάθε

στερεή ένωση.

Μία οργανική ένωση θεωρείται καθαρή όταν έχει ένα σαφές σημείο

τήξεως, δηλαδή μία μικρή περιοχή σημείου τήξεως, δηλαδή όταν η

περιοχή στην οποία εμφανίζεται η πρώτη σταγόνα τήγματος μέχρι την

36

πλήρη μετατροπή της ουσίας σε υγρό είναι μικρότερη των 2°C. Μη

καθαρές ουσίες τήκονται σε μία σχετικά μεγάλη περιοχή θερμοκρασίας.

Όταν κατά την ανάμειξη μίας στερεάς ουσίας γ με μία Χ πέφτει το

σημείο τήξεως της τελευταίας, τότε οι ουσίες γ και Χ είναι

διαφορετικές. Στην περίπτωση που οι ουσίες γ, Χ και τα μίγματά τους

έχουν τα ίδια σημεία τήξεως, τότε η ουσία Χ είναι ίδια με την ουσία γ.

Όσο περισσότερη ουσία γ προσθέσουμε στην Χ, τόσο χαμηλώνει το

σημείο τήξεως του μίγματος Χ & Υ, εφόσον οι ουσίες Χ και γ δεν είναι

οι ίδιες ουσίες. Αν η διαλυτότητα της Χ στην γ υπερβεί ένα ορισμένο

όριο, τότε δεν λαμβάνει χώρα περαιτέρω μείωση του σημείου. τήξεως

του μίγματος. Αυτή η χαμηλότερη δυνατή θερμοκρασία τήξεως, κατά

την οποία ένα μίγμα Χ και γ είναι υγρό, ονομάζεται ευτηκτικό σημείο,

το δε μίγμα ευτηκτικό μίγμα.

3.2.1. Μέτρηση Σημείου Τήξεως

Η μέτρηση του σημείου τήξεως γίνεται με ειδικά όργανα, τα οποία

συνήθως αποτελούνται από ένα ελαιόλουτρο ή θερμαντική πλάκα όπου

θερμαίνεται η ουσία, της οποίας μικρή ποσότητα είναι τοποθετημένη σε

37

τριχοειδή σωλήνα, και ένα θερμόμετρο για τη μέτρηση της

θερμοκρασίας. Στο παρακάτω σχήμα απεικονίζονται συσκευές

μέτρησrjς σημείου τήξεως.

Πριν τη μέτρηση είναι αναγκαίο να τοποθετηθεί η ουσία σε τριχοειδή

σωλήνα. Συνήθως οι εμπορικά διαθέσιμοι τριχοειδείς σωλήνες για τη

μέτρηση του σημείου τήξεως είναι ανοιχτοί και στα δύο άκρα και όπως

είναι φυσικό πρέπει το ένα άκρο να κλείσει πριν τοποθετηθεί η ουσία.

Ο τριχοειδής κλείνει με επαφή του με φλόγα. Η διαδικασία αυτή

περιγράφεται παραστατικά στο παρακάτω σχήμα.

κκλλεείίσσιιμμοο ττοουυ ττρριιχχοοεειιδδοούύςς σσωωλλήήνναα γγιιαα νναα ααπποοφφεευυχχθθεείί

ηη σσυυμμππύύκκννωωσσηη ννεερροούύ

σσττάάδδιιαα σσωωσσττοούύ κκλλεειισσίίμμααττοοςς ΛΛΑΑΘΘΟΟΣΣ!! ΟΟ ττρριιχχοοεειιδδήήςς έέχχεειι υυππεερρθθεερρμμααννθθεείί

Πριν τοποθετηθεί η προς μέτρηση ουσία στον τριχοειδή πρέπει να είναι

ξηρή και με τη μορφή σκόνης. Πιέζουμε το ανοιχτό άκρο του τριχοειδή

στην ουσία, μέχρις ότου να καλυφθεί πλήρως το στόμιό του. Στη

συνέχεια αφήνουμε τον τριχοειδή να πέσει μαλακά και από μικρό ύψος,

έτσι ώστε η ουσία να κατέβει στο κλειστό άκρο. Η διαδικασία αυτή

επαναλαμβάνεται μέχρις ότου η ουσία να πακτωθεί καλά και να

καταλαμβάνει ύψος περίπου 3mm στον τριχοειδή. Ακολούθως ο

τριχοειδή ς τοποθετείται στο όργανο και αρχίζει η θέρμανσή του.

38

Θερμαίνεται γρήγορα μέχρι 20°C κάτω από το αναμενόμενο σημείο

τήξεως και στη συνέχεια με ταχύτητα 2°C ανά λεπτό. Σε ορισμένες

περιπτώσεις είναι αναγκαίο να χρησιμοποιηθεί και μικρότερη ταχύτητα

θέρμανσης στην περιοχή του σημείου τήξεως.

Συνήθως, το πρώτο σημάδι ότι η ουσία αρχίζει να τήκεται είναι η

απομάκρυνση της ουσίας από τα τοιχώματα του τριχοειδή έτσι ώστε να

υπάρξει ελεύθερος χώρος για το σχηματισμό της πρώτης σταγόνας. Το

φαινόμενο αυτό αναφέρεται στη βιβλιογραφία ως πυροσυσσωμάτωση

(sintering) και πολλές φορές η θερμοκρασία αυτή σημειώνεται Η πρώτη

σταγόνα του υγρού εμφανίζεται ελάχιστους βαθμούς μετά το σημείο

πυροσυσσωμάτωσης και υποδηλώνει την αρχή της τήξης. Η

ολοκλήρωση της τήξης λαμβάνει χώρα στο σημείο όπου εξαφανίζεται

και ο τελευταίος κρύσταλλος. Η περιοχή θερμοκρασίας στην οποία

λαμβάνουν χώρα, η εμφάνιση της πρώτης σταγόνας υγρού και η τήξη

του τελευταίου κρυστάλλου, είναι το σημείο τήξεως της ουσίας.

Εικονικά η παραπάνω διεργασία δίνεται στο σχήμα που ακολουθεί.

3.3. Δείκτης Διάθλασης (Refractive Index)

Ο δείκτης διάθλασης είναι μία φυσική σταθερά χαρακτηριστική για

κάθε ένωση. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως δείκτης καθαρότητας της

ουσίας και για την ταυτοποίησή της. Ως δείκτης διάθλασης ορίζεται ο

39

λόγος της ταχύτητας του φωτός στο κενό προς ένα άλλο μέσο. Όπως

φαίνεται στο παρακάτω σχήμα μονοχρωματικό φως διαθλάται στα

σύνορα δύο μέσων, αναλόγως της ταχύτητας του φωτός στα μέσα

αυτά.

Ο δείκτης διάθλασης n είναι ο λόγος ημφ1 / ημφ2. Εξαρτάται:

α) Από το μήκος κύματος του χρησιμοποιούμενου φωτός. Στα

περισσότερα διαθλασίμετρα χρησιμοποιείται η φασματική

ευθεία του κίτρινου φωτός του νατρίου (D-ευθεία = 598 nm), γι

αυτό και συνήθως χρησιμοποιείται στο συμβολισμό του ο

δείκτης D (nD).

β) Από την θερμοκρασία. Με αυξανόμενη θερμοκρασία ελαττώνεται

η τιμή τουδείκτη διάθλασης.

γ) Από ακαθαρσίες

φ1φ1

φ2

φ1

φ2

h a

b

Μέτωπο κύματος

ΚάθετοςΠροσπίπτουσα

ακτίνα

ΑΕΡΑΣ

Επιφάνεια

ΓΥΑΛΙ

Ανακλώμενηακτίνα

Διαθλώμενηακτίνα

40

Στο σχήμα που ακολουθεί απεικονίζονται κάποια είδη διαθλασιμέτρων:

41

4. ΑΝΑΚΡΥΣΤΑΛΛΩΣΗ

Σχεδόν όλες οι οργανικές στερεές ουσίες διαλύονται στους διάφορους

οργανικούς διαλύτες εν θερμώ καλύτερα απ’ ότι εν ψυχρώ. Αυτό

σημαίνει ότι αυτές κρυσταλλώνονται κατά την ψύξη ενός θερμού

κορεσμένου διαλύματος. Η ιδιότητα αυτή μπορεί να χρησιμοποιηθεί για

τον καθαρισμό μιας ακάθαρτης ουσίας με ανακρυστάλλωση. Για να

γίνει ανακρυστάλλωση πρέπει να εκπληρώνεται τουλάχιστον μία από

τις παρακάτω συνθήκες:

• Οι ακαθαρσίες να μη διαλύονται με θέρμανση, ώστε να

απομακρυνθούν με διήθηση

• Οι ακαθαρσίες να είναι σε χαμηλή θερμοκρασία καλύτερα διαλυτές

από την ουσία, ώστε να παραμένουν στο διάλυμα και η ουσία να

απομονωθεί με διήθηση.

Μία ακόμα προϋπόθεση είναι η ουσία να μην αντιδρά με τον διαλύτη

στις συνθήκες που γίνεται η ανακρυστάλλωση.

4.1. Επιλογή του διαλύτη

Ο διαλύτης ανακρυστάλλωσης επιλέγεται σύμφωνα με την αρχή:"οι

πολικές ουσίες διαλύονται σε πολικούς διαλύτες και οι μη πολικές σε

μη πολικούς διαλύτες". Ως μέτρο για την πολικότητα ενός διαλύτη

μπορεί να χρησιμοποιηθεί η διηλεκτρική σταθερά ε. Οι πολικοί

διαλύτες έχουν υψηλές τιμές, ενώ οι μη πολικοί διαλύτες χαμηλές τιμές

ε.

Αν δεν είναι γνωστή η πολικότητα της ένωσης ή το είδος του προς

χρησιμοποίηση διαλύτη, γίνονται μερικά προπειράματα με βάση των

παρακάτω πίνακα 2.

42

Πίνακας 2 Διαλύτες για ανακρυστάλλωση οργανικών ενώσεων

ΟΟρργγααννιικκήή έέννωωσσηη ΕΕίίδδοοςς δδιιααλλύύττηη

ΥΥδδρροογγοοννάάννθθρραακκεεςς υυδδρρόόφφοοββεεςς ΥΥδδρροογγοοννάάννθθρραακκεεςς,, ααιιθθέέρρεεςς,, ααλλοογγοοννοούύχχοοιι δδρροογγοοννάάννθθρραακκεεςς

ΑΑλλοογγοοννοούύχχοοιι υυδδρροογγοοννάάννθθρραακκεεςς

ΑΑιιθθέέρρεεςς

ΑΑμμίίννεεςς ΕΕσσττέέρρεεςς

ΕΕσσττέέρρεεςς

ΝΝιιττρροοεεννώώσσεειιςς

ΝΝιιττρρίίλλιιαα ΑΑλλκκοοόόλλεεςς,, δδιιοοξξάάννηη,, οοξξιικκόό οοξξύύ

ΚΚεεττόόννεεςς

ΑΑλλδδεεΰΰδδεεςς

ΦΦααιιννόόλλεεςς ΑΑλλκκοοόόλλεεςς,, ννεερρόό

ΑΑμμίίννεεςς

ΑΑλλκκοοόόλλεεςς

ΚΚααρρββοοξξυυλλιικκάά οοξξέέαα

ΆΆλλαατταα υυδδρρόόφφιιλλεεςς ΝΝεερρόό

• Η θερμοκρασία του διαλύματος (συνήθως το σημείο ζέσεως του

διαλύτη) πρέπει να βρίσκεται 15 – 20°C κάτω από το σημείο τήξεως

της ακάθαρτης ουσίας. Αν η ουσία τακεί πριν διαλυθεί, μειώνεται η

επιφάνειά της τόσο, ώστε η ταχύτητα διαλυτότητας να περιορίζεται

σημαντικά.

• Ουσίες, οι οποίες αποσυντίθενται, διαλύονται σε χαμηλή

θερμοκρασία (θερμοκρασία δωματίου ή και χαμηλότερα). Η

απαραίτητη πτώση θερμοκρασίας δημιουργείται με ψύξη στους –20

43

ως -700C. Στην περίπτωση αυτή πρέπει να μη στερεοποιείται ο

διαλύτης.

4.2. Ταχύτητα διάλυσης

Βασικός παράγοντας στην ανακρυστάλλωση είναι η ταχύτητα διάλυσης

της ουσίας. Αν η ουσία διαλυθεί γρήγορα με χρήση μεγάλης ποσότητας

διαλύτη, το προϊόν δεν θα κρυσταλλωθεί ή θα κρυσταλλωθεί σε μικρή

ποσότητα. Για να αποφευχθεί αυτό το λάθος διαλύουμε σε

προπειράματα ελάχιστες ποσότητες της προς καθαρισμό ουσίας. Γενικά

πρέπει να αποφεύγονται διαλύτες που δεν διαλύουν ικανοποιητικά την

ουσία.

4.3. Ταχύτητα Κρυστάλλωσης

Η καθαρότητα των κρυστάλλων είναι καλύτερη, όταν οι κρύσταλλοι

είναι μεσαίου μεγέθους.

• Μικροί κρύσταλλοι προσροφούν στην επιφάνειά τους εύκολα

ακαθαρσίες. Αυτοί συνήθως δημιουργούνται κατά την γρήγορη

κρυστάλλωση.

• Μεγάλοι κρύσταλλοι συχνά εμπεριέχουν διαλύτη. Αυτοί

δημιουργούνται κατά την αργή κρυστάλλωση.

Οι αναλογίες πρέπει να ερευνηθούν για κάθε περίπτωση με

προπειράματα. Γενικά πρέπει να τηρούνται οι παρακάτω κανόνες:

• Να μην κρυώνει απότομα το διάλυμα ανακρυστάλλωσης

• Να χρησιμοποιούνται καθαρά σκεύη.

• Να υποβοηθείται η κρυστάλλωση τρίβοντας το γυάλινο σκεύος με

μία γυάλινη ράβδο.

44

4.4. Διεξαγωγή της Ανακρυστάλλωσης

4.4.1. Προπειράματα

Για τα προπειράματα χρησιμοποιούνται μικροί δοκιμαστικοί σωλήνες,

στους οποίους φέρουμε 10 - 20mg ακάθαρτης ουσίας και μερικές

σταγόνες του προς ερεύνηση διαλύτη. Αρχίζουμε με διαλύτες υψηλής ή

χαμηλής διηλεκτρικής σταθεράς (βλέπε πίνακα 3). Για πολικές ουσίες

επιλέγουμε πολικούς, για μη πολικές, μη πολικούς διαλύτες

Πίνακας 3 Διηλεκτρικές σταθερές (ε) ορισμένων διαλυτών

ΔΔιιααλλύύττηηςς εε σσττοουυςς 225500CC ΔΔιιααλλύύττηηςς εε σσττοουυςς 225500CC

ΝΝεερρόό 7788..55 ΟΟξξιικκόό οοξξύύ 66..22

ΝΝιιττρροομμεεθθάάννιιοο 3388..66 ΟΟξξιικκόόςς ααιιθθυυλλεεσσττέέρρααςς 66..00

ΑΑκκεεττοοννιιττρρίίλλιιοο 3377..55 ΧΧλλωωρροοφφόόρρμμιιοο 44..77

ΔΔιιμμεεθθυυλλοοφφοορρμμααμμίίδδιιοο 3366..77 ΔΔιιααιιθθυυλλααιιθθέέρρααςς 44..22

ΜΜεεθθααννόόλληη 3322..66 ΤΤοολλοουυόόλλιιοο 22..44

ΑΑιιθθααννόόλληη 2244..33 ΒΒεεννζζόόλλιιοο 22..33

ΑΑκκεεττόόννηη 2200..77 ΔΔιιοοξξάάννιιοο 22..22

22--ΠΠρροοππααννόόλληη 1188..33 ΤΤεεττρρααχχλλωωρράάννθθρραακκααςς 22..22

ΠΠυυρριιδδίίννηη 1122..33 ΚΚυυκκλλοοεεξξάάννιιοο 22..00

11,,22--ΔΔιιχχλλωωρροοααιιθθάάννιιοο 1100..44 nn-- ΕΕξξάάννιιοο 11..99

Διάλυση της ουσίας

Αν η ουσία δε διαλύεται σε θερμοκρασία δωματίου, θερμαίνουμε

προσεκτικά σε υδρόλουτρο ή μανδύα (οργανικούς διαλύτες) μέχρι το

45

σημείο ζέσεως. Η ουσία διαλύεται γρήγορα, σιγά ή καθόλου, και σε

μερικές περιπτώσεις διαλύεται μόνο ένα μέρος αυτής. Αν η ουσία δεν

διαλυθεί εντελώς, προστίθενται προσεκτικά μερικές σταγόνες του

διαλύτη και θερμαίνεται μέχρι το σημείο ζέσεως. Η διαδικασία αυτή

επαναλαμβάνεται μέχρι ολικής διάλυσης της ουσίας. Αν ένα μικρό

μέρος της ουσίας παραμείνει αδιάλυτο συμπεραίνουμε ότι πρόκειται για

ακαθαρσία.

Απομόνωση των κρυστάλλων στο προπείραμα

Για την απομόνωση των κρυστάλλων τοποθετείται προσεκτικά το ίζημα

σε διηθητικό χαρτί και αφήνεται να ξηραθεί. Τα αποτελέσματα των

προπειραμάτων συγκεντρώνονται σ’ έναν πίνακα, π.χ.

ΔΔιιααλλύύττηηςς εε ΔΔιιααλλυυττόόττηητταα χχρρώώμμαα

ΚΚυυκκλλοοεεξξάάννιιοο 22..00 ΔΔιιααλλυυττόό κκααιι σσττοο κκρρύύοο --

ΑΑιιθθααννόόλληη 2244..33 ΔΔιιααλλυυττόό σσττοο

σσηημμεείίοο ζζέέσσεεωωςς,, κκααλλήή ααππόόδδοοσσηη

λλεευυκκοοίί κκρρύύσσττααλλλλοοιι

ΠΠεεττρρεελλααϊϊκκόόςς ααιιθθέέρρααςς 22..00

ΛΛίίγγοο δδιιααλλυυττόό σσττοο σσηημμεείίοο ζζέέσσεεωωςς,, κκρρυυσσττααλλλλώώννεειι κκααλλάά σσττοο κκρρύύοο

κκίίττρριιννοοιι κκρρύύσσττααλλλλοοιι

Αποτέλεσμα:

Κατά την ανακρυστάλλωση με πετρελαϊκό αιθέρα δεν απομακρύνονται

όλες οι ακαθαρσίες. Για την ανακρυστάλλωση χρησιμοποιείται

αιθανόλη

Όταν τελειώσουν όλα τα προπειράματα, ανακρυσταλλώνεται όλη η

ουσία σύμφωνα με το παρακάτω πρότυπο.

46

4.4.2. Μέθοδος ανακρυστάλλωσης

Διάλυση της ουσίας σε θερμό διαλύτη

Για ανακρυστάλλωση μεγάλων ποσοτήτων ουσιών (>5g) εργαζόμαστε

σε σφαιρικές φιάλες με ψυκτήρα σε υδρο- ή ελαιόλουτρο:

12

3

4

11.. ΣΣφφααιιρριικκήή φφιιάάλληη

22.. ΥΥδδρρόόλλοουυττρροο,, εελλααιιόόλλοουυττρροο

33.. ΨΨυυκκττήήρρααςς

44.. ΠΠρροοσσθθήήκκηη δδιιααλλύύττηη

Προσέχετε η επιφάνεια του θερμόλουτρου να είναι πάντα λίγο πιο κάτω

από την επιφάνεια του υγρού στην σφαιρική φιάλη. Είναι σημαντικό,

να χρησιμοποιήσουμε τέτοια ποσότητα του διαλύτη, ώστε αυτή να

αρκεί ακριβώς για τη διάλυση της ουσίας. Μεγάλη ποσότητα διαλύτη

σημαίνει μείωση της απόδοσης ανακρυστάλλωσης.

Αποχρωματισμός και διήθηση θερμών διαλυμάτων

Η δυσκολία στην διήθηση βρίσκεται στο ότι, λόγω της γρήγορης

εξάτμισης οργανικών διαλυτών, η ουσία πολλές φορές κρυσταλλώνεται

πάνω στον ηθμό. Για τον λόγο αυτό η διήθηση πρέπει να γίνεται αφού

πρώτα θερμάνουμε λίγο από τον ίδιο διαλύτη σε άλλη κωνική φιάλη,

ώστε οι ατμοί του να υγραίνουν και να θερμαίνουν τον πτυχωτό ηθμό

(σχήμα 1). Πριν διηθήσουμε το θερμό διάλυμα προσθέτουμε 0.2 – 0.3g

ζωικού άνθρακα και το θερμαίνουμε 1-2 λεπτά στο σημείο βρασμού.

47

1

2

5

4

3

Αντλία

α β

11.. ΓΓυυάάλλιιννοο χχωωννίί δδιιήήθθηησσηηςς 22.. ΠΠττυυχχωωττόόςς ηηθθμμόόςς 33.. ΔΔιιηηθθηηττιικκόό χχααρρττίί 44.. ΜΜααγγννηηττιικκόόςς ααννααδδεευυττήήρρααςς μμεε θθεερρμμααιιννόόμμεεννηη ππλλάάκκαα 55.. ΔΔιιααλλύύττηηςς αανναακκρρυυσσττάάλλλλωωσσηηςς

Σχήμα 1: Διήθηση στην ανακρυστάλλωση α. χωρίς κενό β. υπό κενό

Κρυστάλλωση

Το ζεστό διήθημα αφήνεται να κρυσταλλωθεί φυσιολογικά σε

θερμοκρασία δωματίου. Αν κατά την διάρκεια της διήθησης

δημιουργηθούν οι κρύσταλλοι, το διήθημα πρέπει να θερμανθεί μέχρι

να διαλυθούν τελείως. Αν κατά την ψύξη του διηθήματος δε

δημιουργηθούν κρύσταλλοι, αυτό οφείλεται ή στο ότι το διάλυμα είναι

πολύ αραιό, οπότε το συμπυκνώνουμε, ή στο ότι το διάλυμα είναι

υπέρκορο. Στην περίπτωση του υπερκορεσμού για να δημιουργηθούν

οι κρύσταλλοι ή τρίβουμε την εσωτερική επιφάνεια της κωνικής φιάλης

με γυάλινη ράβδο ή εφαρμόζουμε διαδοχική ψύξη (πάγος / αλάτι) /

απότομη "θέρμανση" σε θερμοκρασία δωματίου. Καλύτερο απ’ όλα

είναι να αφεθεί η κρυστάλλωση να γίνει σε μεγάλο χρονικό διάστημα.

48

Απομόνωση των κρυστάλλων με διήθηση κενού

Η απομόνωση των κρυστάλλων από το διάλυμα γίνεται με διήθηση υπό

κενό (σχήμα 1β). Οι κρύσταλλοι με το μητρικό υγρό φέρονται σε χωνί

Buchner και στη συνέχεια εφαρμόζεται κενό υδραντλίας. Η υγρή φάση

διέρχεται στην φιάλη και οι κρύσταλλοι μένουν πάνω στο διηθητικό

χαρτί. Πρέπει να προσέξουμε

• Το διηθητικό χαρτί να εφαρμόζει με ακρίβεια (1-2mm < από τη

διάμετρο) στο χωνί Buchner. Για να εφαρμόσει πάνω σ’ αυτό το

ποτίζουμε προηγουμένως με λίγο διαλύτη

• Κατά την διάρκεια της διήθησης πρέπει να προσεχθεί να μην

εξατμιστεί το διήθημα. Για τον λόγο αυτό διατηρούμε το ίζημα λίγο

υγρό και πιέζουμε με μία σπάτουλα στο τέλος την μάζα των

κρυστάλλων πάνω στο διηθητικό χαρτί, χωρίς κενό,

49

5. ΧΡΩΜΑΤΟΓΡΑΦΙΑ

Η χρωματογραφία είναι μέθοδος διαχωρισμού χημικών ουσιών, η οποία

στηρίζεται στην διαφορετική κατανομή των συστατικών ενός μίγματος

μεταξύ μιας κινούμενης και μια στατικής φάσης. Ανάλογα με τη φύση

της κινούμενης και της στατικής φάσης, η χρωματογραφία

χαρακτηρίζεται ως αέριος ή υγρή. Ανάλογα με την αρχή στην οποία

στηρίζεται ο διαχωρισμός, η χρωματογραφία χαρακτηρίζεται σαν

κατανομής, προσρόφησης, ιονανταλλαγής ή πηκτής. Τέλος ανάλογα με

την τεχνική συγκράτησης της στατικής φάσης, έχουμε χρωματογραφία

στήλης, λεπτής στιβάδας και χαρτοχρωματογραφία.

Στην χρωματογραφία κατανομής η στατική φάση αποτελείται από ένα

λεπτό σώμα υγρού προσροφημένου στην επιφάνεια ενός αδρανούς

υλικού. Ο διαχωρισμός στηρίζεται στον διαφορετικό συντελεστή

κατανομής των συστατικών ενός μίγματος σε ορισμένο σύστημα

διαλυτών.

Στην χρωματογραφία προσρόφησης, η κινούμενη φάση είναι υγρή και

η στατική ένα λεπτοτριμμένο στερεό υλικό με προσροφητικές ιδιότητες.

Ο διαχωρισμός στηρίζεται στην εκλεκτική προσρόφηση των συστατικών

του μίγματος πάνω στην επιφάνεια του στερεού

Στην χρωματογραφία ιονανταλλαγής διαχωρίζουμε μίγμα ουσιών

διαφορετικής ιοντικής ισχύος. Οι δυνάμεις συγκράτησης μεταξύ των

συστατικών του μίγματος και της στερεής φάσης είναι ηλεκτροστατικής

φύσης.

Στην χρωματογραφία πηκτής την στατική φάση αποτελεί πορώδες

υλικό υπό την μορφή πηκτής, το οποίο ανάλογα με το μέγεθος των

πόρων του είναι δυνατόν να διαχωρίσει μίγμα ουσιών που διαφέρουν

50

σημαντικά στην τιμή του μοριακού τους βάρους. Η χρωματογραφία

πηκτής στηρίζεται στο φαινόμενο της διάχυσης των ουσιών σχετικά

μικρού μοριακού βάρους εντός της πηκτής.

Εκτός από τις χρωματογραφικές μεθόδους κατανομής και

προσρόφησης, άλλοι διαχωρισμοί βασίζονται στις διαφορές στο

μοριακό βάρος (χρωματογραφία πηκτής, gel permeation

chromatography ή gel filtration). Σ’ αυτή την τεχνική ένα υλικό τύπου

πηκτής παίζει τον ρόλο της στατικής φάσης και ο διαχωρισμός

επιτυγχάνεται με βάση την διαφορετική επιβράδυνση των μορίων λόγω

της διαφορετικής διάχυσής τους (εξ αιτίας του μεγέθους) δια μέσου

των πόρων του υλικού.

5.1. Χρωματογραφικές τεχνικές

5.1.1. Χρωματογραφία λεπτής στιβάδας (Thin

Layer Chroma-tography- TLC)

Σ’ αυτή την τεχνική συνήθως χρησιμοποιούνται πλάκες από γυαλί, οι

οποίες είναι επιστρωμένες με τη στερεή στατική φάση. Ως υλικό

επίστρωσης συνήθως χρησιμοποιείται διοξείδιο του πυριτίου (silica

gel), τριοξείδιο του αργιλίου (alumina) και κυτταρίνη (cellulose),

πολλά από τα οποία περιέχουν μία ουσία φθορισμού, προκειμένου να

διευκολυνθεί η ανίχνευση των συστατικών του αναλυμένου μίγματος

κάτω από το υπεριώδες φως. Άλλα υλικά κατάλληλα για ειδικές

εφαρμογές είναι πολυαμίδια, κατεργασμένες κυτταρίνες με

ιονανταλλακτικές ιδιότητες και ειδικές μορφές οργανικής πηκτής με

ιδιότητες μοριακού κόσκινου (π.χ. Sephadex, Biogel P). Οι υάλινες

πλάκες πριν επιστρωθούν, πρέπει να καθαρισθούν καλά και να

ξηραθούν.

51

Η τοποθέτηση πάνω στην πλάκα, του προς ανάλυση δείγματος, γίνεται

με κατάλληλους τριχοειδής σωλήνες, ανάλογα με το αν πρόκειται για

αναλυτικούς ή παρασκευαστικούς σκοπούς. Η ανάπτυξη του

χρωματογραφήματος γίνεται μέσα σε ειδικούς θαλάμους, οι οποίοι

περιέχουν το κατάλληλο μίγμα διαλυτών που αποτελεί την υγρή

κινούμενη φάση. Τέτοιοι θάλαμοι απεικονίζονται στο σχήμα 2, ενώ στο

σχήμα 3 απεικονίζεται ένα χρωματογράφημα πριν και μετά την

ανάπτυξή του.

Σχήμα 2

Στον θάλαμο ανάπτυξης τοποθετείται μικρή ποσότητα διαλύτη μέχρι

ύψους 1-2cm. Στον θάλαμο τοποθετείται και διηθητικό χαρτί το οποίο

είναι εμποτισμένο από τον διαλύτη έτσι ώστε η συγκέντρωση των

ατμών του διαλύτη να είναι η παντού η ίδια. Κατά τη διάρκεια λήψης

του χρωματογραφήματος, δεν μετακινείται ο θάλαμος ανάπτυξης για

να εξασφαλιστεί ομοιόμορφη ανάπτυξη.

ΜΜέέττωωπποο ΔΔιιααλλύύττηη

ΑΑρρχχιικκήή ΚΚηηλλίίδδαα

(α) (β)

Σχήμα 3: Χρωματογράφημα πριν (α) και μετά (β) την ανάπτυξη

52

Ως Rf αναφέρεται μια χαρακτηριστική σταθερά για κάθε ουσία, που

ορίζεται ως εξής:

πτυξηςάαντηύδιαλτονόαπσαίδιανυθεστασηόαπαίουστηνόαπσαίδιανυθεστασηόαπ

Rf =

Συνεπώς για την περίπτωση του χρωματογραφήματος του σχήματος 2,

θα ισχύει:

πτυξηςάαντηύδιαλτονόαπσαίδιανυθεστασηόαπαίουστηνόαπσαίδιανυθεστασηόαπ

R αςίουστηςf

1=)1(

πτυξηςάαντηύδιαλτονόαπσαίδιανυθεστασηόαπαίουστηνόαπσαίδιανυθεστασηόαπ

R αςίουστηςf

2=)2(

Το Rf εξαρτάται από την ικανότητα προσρόφησης της ουσίας επί του

προσροφητικού ή την ικανότητα διάλυσής της σε μία ακίνητη υγρή

φάση συγκρατούμενη επί ενός αδρανούς στερεού φορέα.

Η ανίχνευση των κηλίδων των συστατικών του μίγματος, μετά το τέλος

του χρωματογραφήματος και την εξάτμιση του διαλύτη ανάπτυξης, για

μεν τις έγχρωμες ουσίες γίνεται από το ίδιο τους το χρώμα, για δε τις

άχρωμες, με κατάλληλο ψεκασμό έτσι ώστε να δώσουν μια

χαρακτηριστική έγχρωμη αντίδραση. Για την περίπτωση ενώσεων που

φθορίζουν, ο εντοπισμός των κηλίδων μπορεί να γίνει πολύ εύκολα με

μία λάμπα υπεριώδους, κάτι το οποίο συνίσταται να γίνεται ούτως ή

άλλως πριν από οποιονδήποτε ψεκασμό.

Οι τιμές Rf επηρεάζονται και από τους εξής παράγοντες, οι οποίοι

πρέπει να λαμβάνονται πάντα υπ’ όψη, ώστε οι τιμές να είναι

επαναλήψιμες:

53

• Το μέγεθος των τεμαχιδίων διαφορετικών παρτίδων

προσροφητικού υλικού

• Η σύνθεση του διαλύτη ανάπτυξης και ο βαθμός κορεσμού του

θαλάμου με τους ατμούς του διαλύτη

• Οι συνθήκες ενεργοποίησης και αποθήκευσης των πλακών

• Το πάχος της προσροφητικής στιβάδας

Η χρωματογραφία λεπτής στιβάδας παρουσιάζει τα εξής

πλεονεκτήματα, έναντι των άλλων τεχνικών υγρής χρωματογραφίας:

1. Έχει μεγαλύτερη διακριτική ικανότητα

2. Είναι περισσότερο ευέλικτη γιατί σ’ αυτή μπορεί να

χρησιμοποιηθεί ποικιλία στατικών φάσεων και διάφοροι

μηχανισμοί διαχωρισμού

3. Είναι ταχύτερη. Μπορούν να επιτευχθούν χρόνοι ανάπτυξης

μέχρι και 5 λεπτών

4. Χρησιμοποιείται εύκολα στο διαχωρισμό υδρόφοβων ουσιών

5. Είναι πολύ ευαίσθητη μέθοδος και απαιτεί μικρότερες ποσότητες

προσροφητικού μέσου και δείγματος (από μερικά μg ως 1mg)

6. Επιτρέπει την εύκολη παραλαβή των ουσιών, που έχουν

διαχωριστεί, με απόξυση κάθε κηλίδας μαζί με το επίστρωμα και

εκχύλισή του με κατάλληλο διαλύτη

7. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί με επιτυχία στην ποσοτική ανάλυση

5.1.2. Χρωματογραφία στήλης

(Column Chromatography)

Διαχωρισμοί, σε παρασκευαστική κλίμακα, με αυτή την τεχνική

επιτυγχάνονται με τοποθέτηση της ουσίας σε μία κυλινδρική στήλη, η

54

οποία πληρώνεται με στερεή στατική φάση, δια μέσου της οποίας

περνά η κινούμενη υγρή φάση είτε λόγω βαρύτητας είτε με μικρή πίεση

(Flash chromatography) που εφαρμόζεται στη δεξαμενή των διαλυτών,

όπως φαίνεται στο σχήμα 4.

Σχήμα 4

Η εκλογή του κατάλληλου υλικού που χρησιμοποιείται για την

πλήρωση της στήλης εξαρτάται από το είδος της χρωματογραφικής

μεθόδου που θα εφαρμοστεί για το συγκεκριμένο διαχωρισμό, π.χ.

χρωματογραφία προσρόφησης, χρωματογραφία ιονανταλλαγής ή

χρωματογραφία πηκτής. Η χρωματογραφία προσρόφησης εφαρμόζεται

αρκετά στην παρασκευαστική Οργανική Χημεία, όπου γίνεται συνήθως

καθαρισμός των αρχικών ουσιών και των προϊόντων της αντίδρασης. Ο

χρωματογραφικός διαχωρισμός με ιονανταλλακτικές ρητίνες είναι μια

χρήσιμη αναλυτική και παρασκευαστική τεχνική για τον διαχωρισμό

μιγμάτων οξέων και βάσεων (π.χ. αμινοξέων, αμινοφαινολών κ.λ.π.)

και για την απομόνωση ουδέτερων οργανικών υλικών από υδατικά

διαλύματα που περιέχουν κατιονικές ή ανιοντικές ουσίες. Η

55

χρωματογραφία πηκτής είναι μια σημαντική τεχνική για την ποσοτική

ανάλυση μιγμάτων φυσικών προϊόντων μεγάλου μοριακού βάρους (

π.χ. πρωτεΐνες, πεπτίδια, ένζυμα, ορμόνες κ.λ.π.)

Στη χρωματογραφία προσρόφησης η αλουμίνα ( Al2O3, οξείδιο του

αργιλίου) είναι το συνήθως χρησιμοποιούμενο υλικό στη βασική (pH =

10), ουδέτερη (pH = 7) και όξινη μορφή του (pH = 4). Σε κάθε

περίπτωση πρέπει να χρησιμοποιείται το σωστό είδος αλουμίνας,

προκειμένου να αποφευχθούν ανεπιθύμητες αντιδράσεις. Η βασική

αλουμίνα π.χ. είναι δυνατόν να οδηγήσει σε αφυδάτωση των εστέρων,

ενώ η όξινη είναι δυνατόν να οδηγήσει σε αφυδάτωση των αλκοολών

(ιδιαίτερα των τριτοταγών) ή να προκαλέσει ισομερίωση διπλών

δεσμών. Σε τέτοιες περιπτώσεις συνίσταται η ουδέτερη αλουμίνα.

Άλλα υλικά που χρησιμοποιούνται στη χρωματογραφία προσρόφησης

είναι το διοξείδιο του πυριτίου (silica gel) όταν δεν περιέχει

περισσότερο από ορισμένο ποσό νερού, πέρα από το οποίο ο

διαχωρισμός θα στηρίζεται πλέον στην κατανομή και λιγότερο στην

προσρόφηση, το MgO, το MgCO3, το BaCO3, το Ca(OH)2, το CaSO4, η

λακτόζη, το άμυλο και η κυτταρίνη.

Η προσροφητική ισχύς εξαρτάται από το προσροφητικό υλικό, αλλά

και από την προσροφούμενη ουσία. Έχει βρεθεί ότι η προσροφητική

ισχύς για ενώσεις που έχουν τους ακόλουθους τύπους πολικών

ομάδων, αυξάνει γενικά με την εξής σειρά:

56

Cl , Br , I C C OCH3 CO2R

C O CHO SH NH2

OH CO2H

Η ευκολία έκλουσης συνεπώς των παρακάτω κατηγοριών οργανικών

ουσιών μικραίνει με την εξής σειρά:

Κορεσμένοι υδρογονάνθρακες > αλκένια, αλκίνια, αρωματικοί

υδρογονάνθρακες > εστέρες, αλδεΰδες, κετόνες > αμίνες, αλκοόλες,

θειόλες > φαινόλες, καρβοξυλικά οξέα

Η φύση της κινούμενης φάσης (διαλυτών) είναι μεγάλης σπουδαιότητας

για κάθε χρωματογραφικό πείραμα. Ο διαλύτης μπορεί επίσης να

προσροφηθεί πάνω στο στερεό υλικό με συνέπεια, να παρατηρείται

ένας ανταγωνισμός μεταξύ διαλυτών και συστατικών του προς ανάλυση

μίγματος ως προς την προσροφητικότητά τους στην επιφάνεια του

προσροφητικού υλικού. Αν ο διαλύτης που χρησιμοποιείται στην

έκλουση είναι περισσότερο πολικός και προσροφάται ισχυρότερα από

τα συστατικά του μίγματος, τα συστατικά θα παραμένουν, σχεδόν

πλήρως, στην κινούμενη φάση και δεν θα γίνει ο διαχωρισμός. Για να

γίνει ένας αποτελεσματικός διαχωρισμός, ο διαλύτης έκλουσης πρέπει

να είναι λιγότερο πολικός από τα συστατικά του μίγματος. Επί πλέον τα

συστατικά του προς ανάλυση δείγματος πρέπει να είναι αρκετά διαλυτά

στο διαλύτη έκλουσης, γιατί σε αντίθετη περίπτωση θα παραμείνουν

μόνιμα προσροφημένα στη στατική φάση της στήλης.

Όσο περισσότερο πολικοί διαλύτες χρησιμοποιούνται, τόσο

γρηγορότερα εκλούονται τα συστατικά ενός μίγματος. Οι μη πολικές

57

ουσίες δεν διαχωρίζονται με έναν πολικό διαλύτη, όπως επίσης πολικές

ουσίες δεν διαχωρίζονται με έναν μη πολικό διαλύτη. Για να

ξεπερασθεί αυτό το πρόβλημα και να διαχωριστούν τόσο οι πολικές

όσο και οι μη πολικές ουσίες σε ένα μίγμα, μπορούμε να αυξάνουμε

σταδιακά την αναλογία του πιο πολικού διαλύτη σε ένα μίγμα δύο

διαλυτών.

Η εκλουστική δύναμη διαφόρων διαλυτών για μια δεδομένη ουσία

αυξάνει ως εξής:

ΕΕξξάάννιιοο

ΚΚυυκκοοεεξξάάννιιοο

ΤΤοολλοουυόόλλιιοο

ΒΒεεννζζόόλλιιοο

ΔΔιιχχλλωωρροομμεεθθάάννιιοο

ΧΧλλωωρροοφφόόρρμμιιοο

ΚΚυυκκλλοοεεξξάάννιιοο--οοξξιικκόόςς ααιιθθυυλλεεσσττέέρρααςς 8800::2200

ΔΔιιχχλλωωρροομμεεθθάάννιιοο--δδιιααιιθθυυλλααιιθθέέρρααςς 8800::2200

ΔΔιιχχλλωωρροομμεεθθάάννιιοο--δδιιααιιθθυυλλααιιθθέέρρααςς 6600::4400

ΚΚυυκκλλοοεεξξάάννιιοο--οοξξιικκόόςς ααιιθθυυλλεεσσττέέρρααςς 2200::8800

ΔΔιιααιιθθυυλλααιιθθέέρρααςς

ΑΑιιθθυυλλααιιθθέέρρααςς--μμεεθθααννόόλληη 9999::11

ΟΟξξιικκόόςς ααιιθθυυλλεεσσττέέρρααςς

ΤΤεεττρρααϋϋδδρροοφφοουυρράάννιιοο

11--ΠΠρροοππααννόόλληη

ΑΑιιθθααννόόλληη

ΜΜεεθθααννόόλληη

ΑΑΥΥ ΞΞ

ΑΑΝΝΟΟΜΜΕΕ ΝΝ

ΗΗ ΕΕ ΚΚ ΛΛ

ΟΟΥΥ ΣΣ ΤΤ ΙΙ ΚΚ ΗΗ

ΔΔ ΥΥ ΝΝΑΑΜΜΗΗ

58

5.1.3. Χρωματογραφία ξηρής στήλης (Dry Column

Chromatography)

Η χρωματογραφία ξηρής στήλης είναι μία τεχνική στην οποία το στερεό

προσροφητικό υλικό χύνεται σε μία ξηρή, από γυαλί ή νάιλον στήλη,

όσο γίνεται πιο ομοιόμορφα. Το προς διαχωρισμό μίγμα προσροφάται

σε μία άλλη ποσότητα προσροφητικού υλικού και προστίθεται στην

κορυφή της στήλης. Ο διαλύτης αφήνεται να κατέβει από την κορυφή

της στήλης μέχρι το κάτω μέρος αυτής. Η πορεία της ανάπτυξης

παρακολουθείται πολύ εύκολα με μία λάμπα υπεριώδους για ουσίες

που φθορίζουν. Μετά το τέλος της ανάπτυξης τα συστατικά

απομονώνονται με εκχύλιση των διαχωρισμένων ζωνών του

προσροφητικού υλικού με τον κατάλληλο διαλύτη.

5.1.4. Χρωματογραφία κατανομής σε στήλη

(Partition Chromatography)

Όπως έχει αναφερθεί παραπάνω, στην τεχνική της

χαρτοχρωματογραφίας, ο διαχωρισμός των συστατικών ενός μίγματος

με την υγρή χρωματογραφία κατανομής, εξαρτάται από τους

διαφορετικούς συντελεστές κατανομής που έχει κάθε συστατικό μεταξύ

των δύο διαλυτών, Το πιο πολικό σύστημα διαλυτών, παρακρατείται

ως ένα στατικό λεπτό στρώμα πάνω σε κατάλληλο υλικό ως

υποστήριγμα και το λιγότερο πολικό σύστημα δρα ως κινούμενη υγρή

φάση.

Στην χρωματογραφία κατανομής αντιστρόφου φάσεως (Reversed phase

partition chromatography) ο λιγότερο πολικός διαλύτης δρα ως στατική

φάση και ο πιο πολικός ως κινούμενη φάση. Σ’ αυτή την περίπτωση το

υλικό που χρησιμοποιείται ως υποστήριγμα, κατεργάζεται με

59

διχλωροδιμεθυλοπυρίτιο, το οποίο αντιδρά με τις υδροξυλομάδες της

επιφάνειας του υποστηρίγματος, του οποίου κατ’ αυτό τον τρόπο

μειώνεται η ικανότητα να συγκρατεί νερό.

Τα πιο συνηθισμένα υλικά υποστηρίγματα είναι το silica gel, ο σελίτης

και η κυτταρίνη. Η στατική φάση είναι συχνά νερό ή υδατικά

ρυθμιστικά διαλύματα, αραιό θειικό ή υδροχλωρικό οξύ ή μεθανόλη. Η

κινούμενη φάση μπορεί να είναι μίγματα βουτανόλης – χλωροφορμίου,

μίγματα βουτανόλης – βενζολίου, τετραχλωράνθρακας, οξικός

αιθυλεστέρας, εξάνιο ή 2,2,4-τριμεθυλοπεντάνιο. Παραδείγματα

διαλυτών στην τεχνική της αντιστρόφου φάσεως είναι το οκτάνιο

(στατική φάση) – 60% υδατική μεθανόλη (κινούμενη φάση) και

τολουόλιο – φορμαμίδιο. Οι δύο υγρές φάσεις αναδεύονται σε μια

διαχωριστική χοάνη και ξεχωρίζεται η φάση που θα χρησιμοποιηθεί ως

στατική, μέσα στην οποία τοποθετείται το υλικό που θα χρησιμοποιηθεί

ως υποστήριγμα προκειμένου να εξισορροπηθεί με τη στατική φάση.

Οι εφαρμογές της χρωματογραφίας κατανομής με στήλη είναι πάρα

πολλές, ιδιαίτερα στο διαχωρισμό ομολόγων με δραστική ομάδα, τα

οποία δεν θα μπορούσαν να διαχωριστούν με χρωματογραφία

προσρόφησης.

5.1.5. Άλλες τεχνικές χρωματογραφίας

Δύο άλλες βασικές τεχνικές χρωματογραφίας είναι η αέριος

χρωματογραφία ( Gas Chromatography – GC)και η υγρή

χρωματογραφία υψηλής απόδοσης (High Performance Liquid

Chromatography – HPLC). Οι δύο αυτές τεχνικές, λόγω της μεγάλης

ανάπτυξης της τεχνολογίας, προσφέρουν μεγάλη αναλυτική ακρίβεια

60

σε ελάχιστο χρόνο και έχουν πολύ καλή εφαρμογή σε

παρασκευαστικούς σκοπούς.

Αέρια χρωματογραφία

Η αέρια χρωματογραφία αναπτύχθηκε ιδιαίτερα ως αναλυτική τεχνική

τα τελευταία τριάντα χρόνια. Η τεχνική αυτή είναι σχετικά απλή εάν

λάβουμε υπ’ όψιν τις μεγάλες δυνατότητες εφαρμογής που παρέχει.

Στην αέρια χρωματογραφία χρησιμοποιείται ως κινητή φάση ένα αέριο

(φέρον αέριο), το οποίο συνήθως είναι άζωτο, αργό ή υδρογόνο, και

ως σταθερή φάση είτε μία στερεή (αέρια-στερεή χρωματογραφία, Gas

Solid Chromatography, GSC), είτε μία υγρή ουσία(αέρια-υγρή

χρωματογραφία, Gas Liquid Chromatography, GLC). Πιο συχνή

εφαρμογή έχει η δεύτερη, δηλαδή η αέρια-υγρή χρωματογραφία.

Στην τεχνική της αέριας-υγρής χρωματογραφίας ο διαχωρισμός των

συστατικών βασίζεται στην κατανομή τους μεταξύ ενός μη πτητικού

υγρού (στατική φάση), καθηλωμένου σε στερεό φορέα ή στα

τοιχώματα ανοικτών τριχοειδών στηλών και του φέροντος αερίου

(κινητή φάση). Ο διαχωρισμός οφείλεται στις διαφορετικές δυνάμεις

συγκράτησης και έκλουσης μεταξύ των συστατικών του μείγματος και

του υλικού πλήρωσης της στήλης κατά τη ροή του φέροντος αερίου.

Η επιτυχής χρησιμοποίηση του αερίου ως κινητή φάση σ’ ένα

χρωματογραφικό σύστημα οφείλεται στα εξής πλεονεκτήματα:

• Το χαμηλό ιξώδες των αερίων επιτρέπει τη χρήση στηλών μεγάλου

μήκους, αυξάνοντας έτσι την αποτελεσματικότητα της στήλης.

• Η αδράνεια των αερίων όσον αφορά την αλληλεπίδραση τους με τα

προς προσδιορισμό συστατικά καθιστά την ισορροπία κατανομής

μεταξύ των δύο φάσεων πρακτικώς ανεξάρτητη από το αέριο.

61

• Υπάρχουν πολλοί απλοί, ευαίσθητοι και ταχείας αποκρίσεως

ανιχνευτές, ικανοί να παρακολουθούν τις συγκεντρώσεις των

ουσιών στην αέρια φάση.

Η σχηματική απεικόνιση των βασικών μερών ενός αερίου

χρωματογράφου φαίνεται στο παρακάτω σχήμα.

Το φέρον αέριο από τη φιάλη υψηλής πίεσης, που βρίσκεται στο σημείο

Α, οδηγείται μέσω ρυθμιστών παροχής που βρίσκονται στο σημείο Β

στη στήλη Δ. Στο σημείο Γ βρίσκεται η βαλβίδα εισαγωγής του

δείγματος. Τα συστατικά του δείγματος συμπαρασύρονται από το

φέρον αέριο κατά μήκος της στήλης και διαχωρίζονται. Στη συνέχεια τα

κλάσματα ανιχνεύονται από τον ανιχνευτή Ε και τα σήματα

καταγράφονται από το καταγραφικό ή οδηγούνται σε υπολογιστή.

Τέλος υπάρχει μια διάταξη Η όπου συλλέγονται τα διάφορα κλάσματα

και στη θέση Θ ένα ροόμετρο που ελέγχει την ταχύτητα ροής του

φέροντος αερίου

Η GLC χρησιμοποιείται ευρύτατα στην ποιοτική και ποσοτική ανάλυση,

κυρίως για την ανίχνευση, την ταυτοποίηση και τον προσδιορισμό

οργανικών ουσιών σε πολύπλοκα δείγματα, όπως επίσης και στον

προσδιορισμό διαφόρων φυσικοχημικών μεγεθών. Οι κυριότερες

αναλυτικές εφαρμογές της GLC είναι οι αναλύσεις πετρελαιοειδών,

φυσικών προϊόντων, βιολογικών δειγμάτων, τροφίμων, αιθέριων

B Δ Ε Η Θ

B BΑ

62

ελαίων, εντομοκτόνων, παρασιτοκτόνων, στεροειδών ορμονών,

ναρκωτικών και αναλύσεις για τον έλεγχο της ρύπανσης το

περιβάλλοντος.

Για την υπερνίκηση δυσκολιών, που παρουσιάζονται κατά την ανάλυση

πολύπλοκων μειγμάτων με την GLC, αυτή συχνά συνδυάζεται με άλλες

τεχνικές ανάλυσης όπως χρωματογραφία λεπτής στοιβάδας,

φασματοφωτομετρία, φασματομετρία μαζών κ.α. Ο συνδυασμός

γίνεται είτε με ανάλυση των εκλουσμάτων που συλλέγονται, είτε με απ’

ευθείας σύνδεση του αερίου χρωματογράφου με το όργανο της

βοηθητικής αναλυτικής τεχνικής. Η δεύτερη περίπτωση παρέχει

αναλυτικά συστήματα εξαιρετικής εκλεκτικότητας και αξιοπιστίας. Τα

κυριότερα από αυτά είναι ο αεριοχρωματογράφος-φασματογράφος

μαζών (GC-MS) και ο αεριοχρωματογράφος-φασματοφωτόμετρο

υπερύθρου με μετασχηματισμό Fourier (GC-FTIR).

Υγρή Χρωματογραφία Υψηλής Απόδοσης (High Performance Liquid

Chromatography – HPLC)

Σ’ αυτή την τεχνική υγρής χρωματογραφίας, η διαβίβαση της υγρής

κινητής φάσης, μέσα από την στατική φάση που αποτελείται από πολύ

μικρής διαμέτρου και επομένως μεγάλης αντίστασης σωματίδια υψηλής

διαχωριστικής απόδοσης, γίνεται με τη χρησιμοποίηση αντλιών υψηλής

πίεσης. Η HPLC είναι η περισσότερο χρησιμοποιούμενη

χρωματογραφική τεχνική για την ποσοτική ανάλυση πολύπλοκων

μιγμάτων.

Στην κλασσική υγρή χρωματογραφία στήλης, η ταχύτητα μερισμού των

συστατικών του μίγματος μεταξύ της στατικής και της κινητής φάσης

εξαρτάται κυρίως από τη διάχυση. Η διάχυση στα υγρά είναι εξαιρετικά

αργή και για την ελαχιστοποίηση του χρόνου που απαιτείται για τη

63

μετακίνηση των συστατικών, πρέπει να τηρούνται δύο προϋποθέσεις.

Πρώτον, το υλικό πληρώσεως της στήλης να είναι λεπτότατου

διαμερισμού και δεύτερο, σε περιπτώσεις διαχωρισμού κατανομής, η

υγρή στατική φάση να είναι της μορφής λεπτότατου ομοιόμορφου

υμένα. Η υψηλή πυκνότητα πλήρωσης με αυτά τα πολύ μικρά

σωματίδια μειώνει την ταχύτητα ροής της κινητής φάσης μέσα από τη

στήλη (μεγάλη αντίσταση μεταφοράς) και για να επιτευχθεί μια λογική

ταχύτητα ροής, απαιτείται η εφαρμογή υψηλής πίεσης στην κινητή

φάση. Για το λόγο αυτό , η συγκεκριμένη τεχνική αναφέρεται και ως

Υγρή Χρωματογραφία Υψηλής Πίεσης (High Pressure Liquid

Chromatography, HPLC) και επειδή με αυτή πετυχαίνονται ταχείς

διαχωρισμοί και αναλύσεις, αναφέρεται και ως Υγρή Χρωματογραφία

Υψηλής Ταχύτητας (High Speed Liquid Chromatography, HSLC)

Σχήμα 5 Σχηματική απεικόνιση συσκευής HPLC

64

Μία συσκευή HPLC αποτελείται από πέντε βασικά τμήματα: 1) το

σύστημα παροχής κινητής φάσης 2) το σύστημα εισαγωγής δείγματος

3) τη στήλη 4) τον ανιχνευτή και 5) τον καταγραφέα. Μία τέτοια

διάταξη απεικονίζεται στο παραπάνω σχήμα.

Τα περισσότερα μίγματα ουσιών μπορούν να διαχωριστούν και να

αναλυθούν με την HPLC, αρκεί να επιλεγεί το κατάλληλο σύστημα

στατικής και κινητής φάσης ή πρόγραμμα βαθμιδωτής έκλουσης. Σε

γενικές γραμμές επιδιώκεται η εύρεση συνθηκών, στις οποίες τα

συστατικά ενός μίγματος συγκρατούνται σε κάποιο βαθμό στη στατική

φάση, αλλά όχι πολύ ισχυρά. Αποδοτικός διαχωρισμός μπορεί να

επιτευχθεί μόνο αν εξασφαλισθεί διαφορετική ταχύτητα μετακίνησης

των ζωνών των συστατικών, λόγω του διαφορετικού βαθμού

συγκρατήσεώς τους στη στατική φάση.

Η HPLC μπορεί να χρησιμοποιηθεί για το διαχωρισμό και την ποιοτική

και ποσοτική ανάλυση μιγμάτων ουσιών ποικίλης προέλευσης.

Αποτελεί σήμερα την τεχνική επιλογής σε πολλά προβλήματα

φαρμακευτικής ανάλυσης και ανάλυσης βιολογικών δειγμάτων, τα

οποία περιέχουν τα φυσιολογικά συστατικά, τα χορηγούμενα φάρμακα

και τους μεταβολίτες τους, συνήθως σε πολύ χαμηλές συγκεντρώσεις.

Συνήθως πριν από την εισαγωγή του δείγματος στο χρωματογράφο

προηγείται εκχύλιση ή άλλη τεχνική προκαταρκτικού διαχωρισμού.

65

6. ΑΠΟΣΤΑΞΗ

Η απόσταξη είναι μία από τις τεχνικές που χρησιμοποιούνται για τον

καθαρισμό πτητικών υγρών ουσιών και το διαχωρισμό των ενώσεων

υγρών μιγμάτων. Υπάρχουν αρκετοί τρόποι με τους οποίους μπορεί να

λάβει χώρα η απόσταξη. Η επιλογή της τεχνικής που θα χρησιμοποιηθεί

στην περίπτωση του διαχωρισμού εξαρτάται από τις ιδιότητες των

υγρών ενώσεων, ενώ στην περίπτωση του καθαρισμού από το είδος

των ακαθαρσιών. Οι συνήθεις τεχνικές απόσταξης είναι : απλή

απόσταξη, κλασματική απόσταξη, απόσταξη υπό μειωμένη πίεση και

απόσταξη υδρατμών.

6.1. Απλή απόσταξη

Στην απόσταξη θερμαίνεται μία υγρή ουσία σε μία κατάλληλη συσκευή

μέχρι το σημείο ζέσεώς της και κατόπιν ο σχηματιζόμενος ατμός

υγροποιείται. Η μέθοδος αυτή χρησιμοποιείται:

• Για τον καθαρισμό μίας υγρής ουσίας

• Για τον διαχωρισμό μιγμάτων υγρών ουσιών

Σύμφωνα με το νόμο του Raoult, η τάση ατμών ενός μίγματος υγρών

ουσιών είναι ίση με το άθροισμα των μερικών τάσεων των συστατικών

του μίγματος.

Pμιγμ. = P1 + P2

Όπου P1, P2, οι τάσεις ατμών των ενώσεων 1, 2.

• Στην πιο απλή περίπτωση η ουσία 2 σε σύγκριση με την 1, είναι μία

μη εξατμιζόμενη ουσία (P2 ≅ 0). Στην περίπτωση αυτή αποστάζεται

66

η ουσία 1 ως καθαρό απόσταγμα, ενώ η ουσία 2 παραμένει ως

ακαθαρσία στη σφαιρική φιάλη

• Όταν οι ενώσεις 1 και 2 είναι δύο υγρά, των οποίων τα σημεία

ζέσεως έχουν σημαντική διαφορά (P1 > 50 P2), τότε είναι ακόμη

δυνατή η απόσταξη και ο διαχωρισμός των δύο ουσιών. Σ’ αυτή την

περίπτωση αποστάζεται στην αρχή η ένωση 1 και στη συνέχεια,

αυξάνοντας τη θερμοκρασία, είναι δυνατή και η απόσταξη της

ένωσης 2. Όταν όμως η διαφορά των σημείων ζέσεως των δύο

ενώσεων είναι μικρότερη από 500C , δεν είναι δυνατός ο

διαχωρισμός των δύο ενώσεων με τη μέθοδο της απλής απόσταξης.

6.2. Κλασματική απόσταξη

Η κλασματική απόσταξη είναι μέθοδος που χρησιμοποιείται για τον

διαχωρισμό ουσιών, των οποίων τα σημεία ζέσεως έχουν μικρή

διαφορά. Το κατά πόσο είναι δυνατός ο διαχωρισμός των ουσιών με

απόσταξη μπορεί να εκτιμηθεί από το διάγραμμα ζέσεως.(Σχήμα 6)

Σχήμα 6 Διάγραμμα ζέσεως

100

90

80

70

60

100

90

80

70

60

ΚΚααμμππύύλληη ΥΥγγρροοπποοιιήήσσεεωωςς

ΚΚααμμππύύλληη ΖΖέέσσεεωωςς

α α’ α’’β β’’ β’

67

Έστω, ότι αρχίζει η απόσταξη μ’ ένα μίγμα σύνθεσης α (τετμημένη).

Τότε παίρνουμε απόσταγμα σύνθεσης α΄, το οποίο φυσικά περιέχει και

τα δύο συστατικά του μίγματος. Κατά τη διάρκεια της απόσταξης

φτάνει να έχει το μίγμα την σύνθεση b, το δε απόσταγμα στο χρονικό

διάστημα αυτό σύνθεση μεταξύ α΄ και b΄. Με αυτόν τον τρόπο

χρειάζονται πολλές αποστάξεις για να επιτευχθεί ο πλήρης

διαχωρισμός των δύο ενώσεων. Η διαδικασία αυτή μπορεί να

αποφευχθεί με τη χρήση αποστακτικής στήλης.

Η αρχή της αποστακτικής στήλης στηρίζεται στο ότι ανερχόμενος ατμός

και κατερχόμενος υγροποιημένος ατμός έρχονται σε στενή επαφή. Στην

διαχωριστική επιφάνεια των δύο φάσεων έχουμε ανταλλαγή

θερμότητας και ύλης. Ως γνωστό κατά την εξάτμιση ενός μίγματος δύο

υγρών ουσιών ισχύει ο νόμος του Raoult.

1

1

2

1

1

1

1=

1 XX

PP

YY

o

o

(6.1) ορίζοντας αPP

o

o

=2

1 έχουμε

1

1

1

1

1=

1 XX

αY

Y (6.2),

όπου Χ1 & Υ1 τα μοριακά κλάσματα της ουσίας 1 στην υγρή και την

αέρια φάση

Όταν ο ατμός της ένωσης 1 υγροποιηθεί δεν αλλάζει η συγκέντρωσή

του που είναι Χ2 = Υ1, οπότε ισχύει:

1

1

1 YY

2

1

2

2

1=

1 XX

αX

X

Αν η υγρή φάση ξαναεξατμιστεί, τότε λαμβάνεται ατμός συγκέντρωσης

Υ2, οπότε ισχύει:

υγροποίηση

68

1

12

1

1

2

2

2

2

1=

1=

1=

1 XX

αX

Xαα

XX

αY

Y (6.3)

Αν επαναληφθεί ν φορές ισχύει:

1

1

1=

1 XX

αY

Y v

v

v (6.4)

Η πολλαπλή αυτή εξάτμιση – υγροποίηση πραγματοποιείται εντός της

αποστακτικής στήλης, ο δε εκθέτης ν στην εξίσωση 6.4 δείχνει τον

αριθμό των απλών αποστάξεων (αριθμός ορόφων ή πλακών) που

χρειάζονται για τον διαχωρισμό των ενώσεων 1 και 2.

Αν α = 1, τότε η γραφική

παράσταση της εξίσωσης (6.2)

στο διάγραμμα των μοριακών

κλασμάτων (σχήμα 7) είναι

ευθεία. Στην περίπτωση που α >

1 είναι καμπύλη, η οποία

απομακρύνεται τόσο από την

ευθεία, όσο το α μεγαλώνει.

Στην περίπτωση που η καμπύλη

στην πορεία της συναντήσει την

ευθεία των 45ο δημιουργείται

αζεοτροπικό μίγμα και ο διαχωρισμός είναι αδύνατος. Η καμπύλη

ισορροπίας δείχνει γραφικά την αλλαγή της συγκέντρωσης της ουσίας

1.

Έστω ότι η αρχική συγκέντρωση της ουσίας 1 στο μίγμα είναι Χ1, τότε

αυτή θερμαινόμενη εξατμίζεται σε ατμό συγκέντρωσης Υ1, ο οποίος

υγροποιούμενος έχει συγκέντρωση Χ2 = Υ1. Το υγροποιημένο Χ2

Χ1 Χ2 Χ3 Χ4 Χ5 Χ6

Χ

Υ

Υ1

Υ2

Υ3

Υ4

Σχήμα 7

69

εξατμίζεται σε ατμό Υ2, ο οποίος επαναϋγροποιείται σε Χ3.

Ακολουθώντας με τον ίδιο τρόπο μεταξύ ευθείας 45ο και καμπύλης

ισορροπίας στο διάγραμμα του σχήματος 7 βρίσκεται ο αριθμός των

θεωρητικών ορόφων που χρειάζεται για τον διαχωρισμό της ουσίας 1.

Η έντονη ανταλλαγή θερμότητας και ύλης μέσα στην κολόνα γίνεται με

αύξηση της επιφάνειας στο εσωτερικό της. Αυτό επιτυγχάνεται με

τοποθέτηση διαφόρων στοιχείων μέσα στην κολόνα. Κάποια

παραδείγματα στηλών κλασματικής απόσταξης δίνονται στο σχήμα 8.

Σχήμα 8

Για να επιτευχθεί σωστός διαχωρισμός πρέπει η αποστακτική στήλη να

είναι κατακόρυφα τοποθετημένη πάνω στην σφαιρική φιάλη. Η

ανταλλαγή θερμότητας και ύλης οδηγεί σε κατάσταση θερμοδυναμικής

ισορροπίας (αέριο υγρό) σε κάθε σημείο της στήλης. Η ισορροπία

αυτή δεν πρέπει να διαταραχθεί (π.χ. με ψύξη από τον αέρα). Για το

λόγο αυτό, η αποστακτική στήλη πρέπει να μονωθεί (χρήση αμιάντου ή

αλουμινόχαρτου).

70

Η διαχωριστική ικανότητα εξαρτάται από την ταχύτητα απόσταξης. Για

το λόγο αυτό η θερμοκρασία πρέπει να είναι 5-10oC μεγαλύτερη από το

σημείο ζέσεως της περισσότερο πτητικής ουσίας.

6.3. Απόσταξη κενού

Αποστάξεις υπό κανονική πίεση (760 Torr) γίνονται συνήθως όταν τα

σημεία ζέσεως των ενώσεων είναι μεταξύ 35-1500C. Πάνω από τη

θερμοκρασία αυτή, οι περισσότερες ουσίες αποσυντίθενται. Για ουσίες

με σημείο ζέσεως μεγαλύτερο από 1500C διεξάγονται αποστάξεις κενού.

Το σημείο ζέσεως οργανικών ενώσεων εξαρτάται από την εξωτερική

πίεση. Η εξάρτηση αυτή περιγράφεται μαθηματικά με την εξίσωση

CLAUSIUS – CLAPEYRON (εξίσωση 6.5).

2

Δ=

lnRT

Hdt

Pd (6.5)

όπου, P = τάση ατμών στη θερμοκρασία Τα

Η = μοριακή ενθαλπία εξαερώσεως

Τ = απόλυτη θερμοκρασία (0Κ)

R = σταθερά των αερίων (1.986 cal mol-1 0K-1

Μετά την ολοκλήρωση της εξίσωσης (6) έχουμε:

CRTH

P +Δ

=ln ή CRT

HP ′+

303.2Δ

=log (6.6)

Η γραφική συνάρτηση logP με 1/Τ της εξίσωσης (6.6) παριστάνει μία

ευθεία. Η ευθεία αυτή μπορεί να σχεδιαστεί, αν είναι γνωστά τα σημεία

ζέσεως μιας ένωσης σε τρεις διαφορετικές εξωτερικές πιέσεις (σχήμα

9).

71

Σχήμα 9

Κατά προσέγγιση, ισχύει ο εξής εμπειρικός κανόνας:

Ελάττωση της εξωτερικής πίεσης στο μισό μειώνει το σημείο ζέσεως

κατά 150C περίπου

Η μείωση της πίεσης σε συσκευές απόσταξης γίνεται με αντλίες κενού.

Με την υδραντλία επιτυγχάνεται κενό 10 –15 Torr, ενώ με την αντλία

ελαίου μέχρι 10-3 Torr. Το σχήμα 10 δείχνει μία συσκευή απόσταξης

κενού.

Αναμενόμενο Σ.Ζ. σε πίεση

P mm Σ.Ζ. στα

760mm

Πίεση Pmm

72

1

5

61

2

34

6

6

6

6

Σχήμα 10 1. Αντλία κενού, 2. Παγίδα (με την παγίδα αποφεύγεται η

αναστροφή ροής προς την συσκευή) 3. Μανόμετρο, 4. Πολλαπλός υποδοχέας

για αλλαγή φιάλης απόσταξης, 5. Τριχοειδής σωλήνας, ανοικτός από κάτω,

ώστε οι ανερχόμενες φυσαλίδες να εγγυώνται ομαλή απόσταξη & 6. ΕΕιιδδιικκάά

λλάάσσττιιχχαα γγιιαα ααππόόσσττααξξηη κκεεννοούύ

6.4. Απόσταξη με υδρατμούς

Η απόσταξη με υδρατμούς είναι μία χρήσιμη τεχνική για την απόσταξη

μη αναμίξιμων μιγμάτων νερού και οργανικών ενώσεων. Με τον τρόπο

αυτό είναι δυνατή η απόσταξη ουσιών, σημείου ζέσεως υψηλότερου

των 1000C σε θερμοκρασία χαμηλότερη από το σημείο ζέσεως του

νερού.

Ως γνωστό η τάση ατμών ενός μίγματος δύο διαλυμένων ουσιών

εκφράζεται με το νόμο του RAOULT. Η τιμή της βρίσκεται (εκτός από τα

αζεοτροπικά μίγματα) μεταξύ των τάσεων ατμών των καθαρών

ενώσεων και κατ’ επέκταση και το σημείο ζέσεως του μίγματος

βρίσκεται μεταξύ των σημείων ζέσεων των καθαρών ενώσεων. Στην

περίπτωση που οι δύο ουσίες του μίγματος δεν διαλύονται καθόλου

73

αναμεταξύ τους δεν ισχύουν τα παραπάνω. Τότε οι τάσεις ατμών δεν

επηρεάζονται και ισχύει:

oPP 11 = oPP 22 = & 21 += PPP

Η συνολική πίεση P του ετερογενούς μίγματος είναι ίση με το άθροισμα

των τάσεων ατμών των καθαρών ενώσεων, είναι δηλαδή μεγαλύτερη

από την τάση ατμού κάθε ένωσης, το δε σημείο ζέσεως του

ετερογενούς μίγματος βρίσκεται χαμηλότερα από το σημείο ζέσεως της

πτητικότερης ουσίας. Η σύσταση του αποστάγματος δεν εξαρτάται από

τις ποσότητες των ενώσεων του μίγματος. Οι δύο ουσίες βρίσκονται

στο σημείο ζέσεως στην αναλογία των τάσεων ατμών τους.

2

1=21

PP

αςίουσmolςόαριθμαςίουσmolςόαριθμ

Η εξίσωση αυτή είναι σωστή κατά προσέγγιση, γιατί στην

πραγματικότητα το μίγμα δεν είναι απόλυτα ετερογενές.

Στο παρακάτω σχήμα απεικονίζεται μία συσκευή απόσταξης υδρατμών

1

Εισαγωγή νερού

75

7. ΣΥΝΘΕΣΗ ΑΚΕΤΥΛΟΣΑΛΙΚΥΛΙΚΟΥ ΟΞΕΟΣ

7.1. Ακετυλοσαλικυλικό Οξύ

Το ακυτελοσαλικυλικό οξύ είναι δραστική ουσία διαφόρων φαρμάκων

με πιο γνωστό την ασπιρίνη. Aνήκει στα μη-στεροειδή αντιφλεγμονώδη

φάρμακα (Nonsteroidal Anti-inflammatory Drugs, NSAIDs), τα οποία

είναι ομάδες φαρμάκων που χορηγούνται για την καταστολή

φλεγμονών, κατά τρόπο ανάλογο με εκείνο των στεροειδών, αλλά με

πολύ λιγότερες παρενέργειες (νάρκωση, καταστολή της αναπνευστικής

λειτουργίας, εθισμό). Η χρήση τους είναι ευρεία και χορηγούνται για τη

θεραπεία φλεγμονωδών καταστάσεων ως αντιπυρετικά και ως

αναλγητικά, ακόμη και για περιπτώσεις όπως είναι η ρευματοειδής

αρθρίτιδα, η ουρική αρθρίτιδα (ποδάγρα), πόνοι περιόδου και

κεφαλαλγίες. Είναι επίσης αποτελεσματικά αντιπυρετικά και γενικά

αναλγητικά φάρμακα.

Σχεδόν ποτέ ένα δισκίο φαρμάκου δεν αποτελείται εξ ολοκλήρου από

τη δραστική ουσία. Τα υπόλοιπα υλικά που περιέχονται, πέραν της

δραστικής φαρμακευτικής ουσίας, καλούνται έκδοχα (excipients), και

δρουν ως πληρωτικά και συνδετικά υλικά για να συγκρατούν το δισκίο

με συνοχή στο επιθυμητό μέγεθος και σχήμα. Επιπλέον λόγος για την

προσθήκη εκδόχων στα δισκία είναι για να προσδίδουν ευχάριστη

γεύση και χρωματισμο . Επίσης μπορεί να περιέχουν και ουσίες που

προλαμβάνουν τη διάσπαση της δραστικής ουσίας και άλλες φορές

ρυθμίζουν την αποδέσμευση ή τον ρυθμό και τον τρόπο αφομοίωσής

της από τον οργανισμό.

Στην περίπτωση, για παράδειγμα, της ασπιρίνης, το

ακετυλοσαλικυλικό οξύ συνήθως αναμιγνύεται με άμυλο και λίγο νερό.

76

Συχνά προστίθενται και πολυυδροξυαλκοόλες (μαννιτόλη, σορβιτόλη) ή

σάκχαρα (λακτόζη, σακχαρόζη) ή συνθετικές γλυκαντικές ύλες

(σακχαρίνη) και αρωματικές ουσίες, που βοηθούν στην ταχύτερη

διάλυση του δισκίου στο νερό, του προσδίδουν πιο ευχάριστη γεύση

κατά τη μάσηση (παιδικές ασπιρίνες). Άλλα υλικά δρουν ως λιπαντικά

(lubricants) τα οποία βοηθούν στο να αποφευχθεί η συγκόλληση των

δισκίων στα διάφορα μηχανήματα κατά την παρασκευή τους. Τέτοια

υλικά είναι υδρογονωμένα φυτικά έλαια, στεαρικό οξύ και στεαρικά

άλατα και ο τάλκης.

7.2. Τρόπος Δράσης Ασπιρίνης

Τα μη-στεροειδή αντιφλεγμονώδη φάρμακα χαρακτηρίζονται ως

"αναστολείς της κυκλοοξυγονάσης". Προσδένονται ή αντιδρούν με το

ενεργό κέντρο των ενζύμων κυκλοοξυγονάσων (cyclooxugenase, COX),

αναστέλλοντας έτσι τη δράση των τελευταίων, που είναι υπεύθυνα για

τη σύνθεση των προσταγλανδινών, των λευκοτριενίων και των

θρομβοξανίων, γνωστών ως προστανοειδή, που είναι υπεύθυνα για ένα

μεγάλο αριθμό παθοφυσιολογικών λειτουργιών, όπως στη δημιουργία

φλεγμονών. Αυτό όμως δεν σημαίνει ότι είναι αποκλειστικά επικίνδυνες

ουσίες για τον οργανισμό.

Το ακετυλοσαλικυλικό οξύ δρα ως ακετυλιωτικό αντιδραστήριο

(αναστολείς της κυκλοοξυγονάσης). Ακετυλιώνει το αμινοξύ της

σερίνης που βρίσκεται στο ενεργό κέντρο του ενζύμου (την Ser530

στην COX-1, και την Ser516 στην COX-2) και το αδρανοποιεί,

καθιστώντας αδύνατη την πρόσδεση (docking) του μορίου του

αραχιδονικού οξέος προκειμένου τούτο να υποστεί οξείδωση και να

σχηματιστεί στη συνέχεια σειρά προσταγλανδινών.

77

Το γεγονός αυτό οδηγεί στο συμπέρασμα ότι η ακετυλοομάδα του

ακετυλοσαλικυλικού οξέος δεν δρα μόνο σαν προστατευτική ομάδα του

φαινολικού υδροξυλίου, κάνοντάς πιο ανεκτό για το στομάχι, αλλά από

μόνη της προσδίδει ιδιαίτερη φυσιολογική δράση στο φάρμακο, δράση

που δεν διαθέτει το ελεύθερο σαλικυλικό οξύ.

Η ακετυλιωτική δράση της ασπιρίνης την καθιστά διαφορετική από τα

άλλα μη-στεροειδή αντιφλεγμονώδη φάρμακα, όπως η δικλοφενάκη

και η ιβουπροφένη, που αναστέλλουν τη δράση των COX, αλλά κατά

αντιστρεπτό τρόπο. Είναι χαρακτηριστικό το ότι η ασπιρίνη είναι κατά

πολύ δραστικότερος αναστολέας της παραγωγής προσταγλανδινών σε

σχέση με το ελεύθερο (μη ακετυλιωμένο) σαλικυλικό οξύ

7.3. Φυσικοχημικά χαρακτηριστικά του

ακετυλοσαλικυλικού οξέος

Εμφάνιση: 'Αοσμοι μονοκλινείς ή βελονοειδείς λευκοί κρύσταλλοι.

Μοριακός τύπος: C9H8O4

Σχετική μοριακή μάζα: 180,16

Σημείο βρασμού: διασπάται

Σημείο τήξης: 135 ºC (με ταχεία θέρμανση, το τήγμα στερεοποιείται

στους 118 ºC)

Πυκνότητα: 1,40 g/cm3

78

Διαλυτότητα στο νερό: 1 g στα 300 mL στους 25 ºC ή στα 100 mL στους

37 ºC

Σε άλλους διαλύτες: 1 g στα 5 mL αλκοόλης, στα 17 mL CHCl3 και στα

10-15 mL αιθέρα.

Διασπάται σε ζέον ύδωρ ή σε διαλύματα ισχυρών βάσεων.

Σταθερό στον ξηρό αέρα, υδρολύεται σταδιακά στον υγρό αέρα

(αποκτά οσμή οξικού οξέος).

Σταθερά διάστασης (pKa) = 3,49 (25 ºC)

LD50 (σε ποντίκια): 1,1 - 1,5 g/kg. Δεν παρουσιάζει καρκινογόνο

δράση και δεν παρουσιάζει αναπαραγωγική τοξικότητα

7.4. Μηχανισμός αντίδρασης σύνθεσης

ακέτυλοσαλικυλικού οξέος

O

HOOCO

O

H3C

H3CO+

Σαλικυλικό Οξύ Οξικός Ανυδρίτης

HH+

O

HOOC

HH3C O

OO

CH3

-H

O

HOOC

O

CH3

+H3C OH

O

ΑκετυλοσαλικυκιλικόΟξύ

ΟξικόΟξύ

79

8. ΥΔΑΤΑΝΘΡΑΚΕΣ – ΑΝΙΧΝΕΥΣΗ

ΑΝΑΓΟΝΤΩΝ ΣΑΚΧΑΡΩΝ

Πρόκειται για ενώσεις που απαντώνται σε κάθε ζωντανό οργανισμό.

Καθημερινά ο άνθρωπος χρησιμοποιεί πληθώρα από υλικά τα οποία

συνίστανται σχεδόν αποκλειστικά από υδατάνθρακες (ζάχαρη, χαρτί

κ.α.). Τροποποιημένοι υδρογονάνθρακες συνιστούν μέρος του

περιβλήματος των κυττάρων, άλλοι συναντόνται στα μόρια του DNA,

ενώ άλλοι χρησιμοποιούνται ως φάρμακα.

Η ονομασία προέρχεται από όταν απομονώθηκε ο πρώτος

υδατάνθρακες, η γλυκόζη, με μοριακό τύπο C6H12O6, και αρχικός

θεωρήθηκε «υδρίτης του άνθρακα, C6(H2O)6». Σήμερα ο όρος

υδατάνθρακας αναφέρεται σε μια ευρεία κατηγορία

πολυυδροξυλιωμένων αλδεϋδών και κετονών, που ονομάζονται κοινώς

σάκχαρα.

Οι υδατάνθρακες κατηγοριοποιούνται στους απλούς και τους

σύνθετους. Τα απλά σάκχαρα (μονοσακχαρίτες είναι υδατάνθρακες

όπως η γλυκόζη και η φρουκτόζη που δε μπορούν να υδρολυθούν προς

μικρότερα μόρια, ενώ οι σύνθετοι απαρτίζονται από δύο ή περισσότερα

απλά σάκχαρα και αναλόγως τον αριθμό των απλών σακχάρων που τα

απαρτίζουν καλούνται δισακχαρίτες, … , πολυσακχαρίτες (μερικές

χιλιάδες μόρια). Με την υδρόλυση, οι πολυσακχαρίτες διασπώνται στις

μονοσακχαριτικές δομικές τους μονάδες.

Οι μονοσακχαρίτες ταξινομούνται επιπλέον σε αλδόζες και κετόζες. Η

κατάληξη -οζη χρησιμοποιείται για να υποδηλώσει τον υδατάνθρακα,

τα προθέματα αλδο- και κετο-, προσδιορίζουν τη φύση της

καρβονυλικής ομάδας, ενώ ο αριθμός των ανθράκων υποδηλώνεται με

80

τη χρήση των προθεμάτων τρι-, τετρ-, πεντ- … . Για παράδειγμα η

γλυκόζη είναι μια αλδοεξόζη (σάκχαρο με εξι άνθρακες και μια

αλδεϋδομάδα) ενώ η φρουκτόζη είναι μια κετοεξόζη (σάκχαρο με εξι

άνθρακες και μια κετο ομάδα).

CC

C

C

C

CH2OH

OH

H OH

HO H

H OH

H OH

CH2OH

CC

C

C

CH2OH

OHO H

H OH

H OH

Γλυκόζη(αλδοεξόζη)

Φρουκτόζη(κετοεξόζη)

Όπως όλες οι αλδεΰδες, έτσι και αλδόζες οξειδώνονται εύκολα

σχηματίζοντας τα αντίστοιχα μονοκαρβοξυλικά οξέα που ονομάζονται

αλδονικά οξέα. Οι αλδόζες αντιδρούν με:

• αντιδραστήριο Tollens (Ag+ σε υδατικό διάλυμα ΝΗ3)

• αντιδραστήριο Fehling (Cu2+ σε υδατικό διάλυμα κιτρικού

νατρίου)

• αντιδραστήριο Benedict (Cu2+ σε υδατικό διάλυμα κιτρικού

νατρίου)

σχηματίζοντας το οξειδωμένο σάκχαρο και κάποιο μέταλλο από την

αναγωγή των μεταλλοϊόντων (μεταλλικός άργυρος στο πρώτο και

κόκκινο ίζημα Cu2O στα δύο τελευταία). Και οι τρεις παραπάνω

αντιδράσεις χρησιμοποιούνται ως απλές δοκιμές για τον προσδιορισμό

των αποκαλούμενων αναγόντων σακχάρων.

81

9. ΠΕΠΤΙΔΙΚΗ ΣΥΝΘΕΣΗ

Τα αμινοξέα είναι οι δομικές μονάδες από τις οποίες αποτελούνται οι

πρωτεΐνες. Όλα τα αμινοξέα, εκτός της προλίνης (Pro), έχουν την ίδια

βασική δομή που περιλαμβάνει μία πρωτοταγή αμινομάδα και μία

καρβοξυλομάδα και διαφέρουν μόνο στην φύση της παρά Τα αμινοξέα

είναι οι δομικές μονάδες από τις οποίες αποτελούνται οι πρωτεΐνες.

Όλα τα αμινοξέα, εκτός της προλίνης (Pro), έχουν την ίδια βασική δομή

που περιλαμβάνει μία πρωτοταγή αμινομάδα και μία καρβοξυλομάδα

και διαφέρουν μόνο στην φύση της παράπλευρης αλυσίδας (R)

CHH2N

R

C

O

OH

και βρίσκονται με τη μορφή διπόλου

CHH3N

R

C

O

O

Αποτελούν τις βασικές μονάδες (μονομερή) των πεπτιδίων και των

πρωτεϊνών (πολυμερή). Ένα διπεπτίδιο αποτελείται από δύο αμινοξέα,

ένα τριπεπτίδιο από τρία αμινοξέα κ.ο.κ.

CHH2N

R1

C

O

NH CH

R2

C

O

NH CH

R3

COOH

82

Η σύνδεση των αμινοξέων προς σχηματισμό πεπτιδίων γίνεται μεταξύ

της α-αμινομάδας του ενός αμινοξέος και του α-καρβοξυλίου του

άλλου, με ταυτόχρονη αποβολή ενός μορίου νερού.

N CHH

H

R1

COH

ON CH

H

H

R2

O

OH

H2O

N CHH

H

R1

C N

O

H

CH

R2

O

OH

Ο δεσμός αυτός λέγεται πεπτιδικός. Οι Pauling και Corey πρώτοι

ανακάλυψαν με κρυσταλλογραφία ακτίνων Χ ότι τα άτομα της

πεπτιδικής μονάδας βρίσκονται στο ίδιο επίπεδο χωρίς να υπάρχει

δυνατότητα περιστροφής του πεπτιδικού δεσμού. Το μήκος του

πεπτιδικού δεσμού βρέθηκε να είναι ενδιάμεσο του απλού και διπλού

δεσμού C-N, κάτι που αποδόθηκε στον χαρακτήρα μερικώς διπλού

δεσμού που έχει ο πεπτιδικός δεσμός, ο οποίος οφείλεται στον

παρακάτω συντονισμό:

Cα NCα

O

H

Cα NCα

O

H

Ο σχηματισμός ενός πεπτιδικού δεσμού μεταξύ δύο αμινοξέων

επιτυγχάνεται με πυρηνόφιλη προσβολή της αμινομάδας του ενός, στον

83

καρβονυλικό άνθρακα του άλλου. Στην πεπτιδοχημεία, η ακυλίωση της

αμινομάδας με αποτέλεσμα το σχηματισμό ενός αμιδικού δεσμού μεταξύ

δύο αμινοξέων, καλείται σύζευξη (coupling). Η παρουσία περισσότερων

από μία αμινομάδων, καρβοξυλομάδων, καθώς και άλλων δραστικών

ομάδων στις πλευρικές αλυσίδες των αμινοξέων, καθιστά την

αντίδραση μη εκλεκτική. Το πρόβλημα αυτό ξεπερνιέται με την

εισαγωγή κατάλληλων προστατευτικών ομάδων. Έτσι, σε μία

αντίδραση σύζευξης, η α-αμινομάδα του ακυλιωτικού μέσου, η

καρβοξυλομάδα του πυρηνόφιλου συστατικού, και τυχόν δραστικά

τμήματα των πλευρικών αλυσίδων των δύο αντιδρώντων,

προστατεύονται εκλεκτικά με ομάδες αδρανείς στις συνθήκες της

αντίδρασης.

Η προστασία της α-αμινομάδας είναι το σημαντικότερο ζητούμενο κατά

την σύνθεση πεπτιδίων με σύζευξη αμινοξέων. Κοινό στοιχείο σχεδόν

όλων των α-άμινο προστατευτικών ομάδων είναι ότι ανήκουν στην τάξη

των καρβαμιδικών εστέρων. Οι πλέον κοινή προστατευτική ομάδα είναι

η tert-βουτυλοξυκαρβόνυλο ομάδα (Boc).

H3C C

CH3

CH3

O C

O

Η Boc-ομάδα εισάγεται με την χρήση του tert-

βουτυλόξυκαρβόνυλοξιμινο-2-φαινυλακετονιτριλίου (BocON). Είναι

ευαίσθητη στα οξέα και αποσπάται από την α-αμινομάδα με επίδραση

τριφθοροξικού οξέος αραιωμένου σε διχλωρομεθάνιο.

84

H3C C

CH3

CH3

O C N

O

H

C

R

H

C

O

XH (TFA)

H3C C

CH3

CH3

O C N

O

H

C

R

H

C

O

X

H

CF3COO

DIEA

H3C CH2 NH

CHH3C CH3

CHH3C CH3

OOCCF3H2N C

R

H

C

O

X + +CO2

Το καρβοξύλιο των αμινοξέων συνήθως προστατεύεται με την απλή

μετατροπή του σε μέθυλο ή βένζυλο εστέρα. Και δύο ομάδες μπορούν

να εισαχθούν εύκολα με τις συνήθεις μεθόδους εστεροποίησης και

απομακρύνονται εξίσου εύκολα με ήπια υδρόλυση από ένα υδατικό

διάλυμα NaOH. Προστατευτικές ομάδες χρησιμοποιούνται και για την

προστασία των παράπλευρων δραστικών ομάδων των αμινοξέων (-

COOH, -NH2, -OH κλπ).

ΜΕΡΟΣ Β

87

1. ΠΑΡΑΣΚΕΥΗ ΔΙΑΛΥΜΑΤΩΝ

Στην παρακάτω πειραματική πορεία δίνονται οι συγκεντρώσεις των

διαλυμάτων που πρέπει να παρασκευαστούν κατά την εργαστηριακή

άσκηση. Πρέπει να προηγηθούν οι υπολογισμοί για τις ποσότητες που

πρέπει να αναμιχθούν.

Παρασκευή υδατικού διαλύματος Α σε ογκομετρική φιάλη των 50ml

συγκέντρωσης 1,5Μ HCl από πυκνό υδατικό διάλυμα 37%w/v HCl και

μέτρηση του pH με πεχαμετρικό χαρτί.

Παρασκευή υδατικού διαλύματος Β σε ογκομετρική φιάλη των 50ml

συγκέντρωσης 1%w/v από το υδατικό διάλυμα Α και μέτρηση του pH με

πεχαμετρικό χαρτί.

Παρασκευή υδατικού διαλύματος Γ σε ογκομετρική φιάλη των 50ml

συγκέντρωσης 2Ν NaOH από στερεό NaOH και μέτρηση του pH με

πεχαμετρικό χαρτί.

Παρασκευή υδατικού διαλύματος Δ σε ογκομετρική φιάλη των 50ml

συγκέντρωσης 12%w/v CH3COOH από υγρό CH3COOH πυκνότητας

d=1,049g/ml και μέτρηση του pH πεχαμετρικό χαρτί.

Ανάμιξη των διαλυμάτων Γ και Δ για την παρασκευή διαλύματος Ε

όγκου 50ml 1M CH3COONa.

Παρασκευή ρυθμιστικού διαλύματος ΣΤ σε ογκομετρική φιάλη των

100ml με προσθήκη 50ml διαλύματος Ε 25ml διαλύματος Δ και αραίωση

μέχρι τελικού όγκου 100ml με ύδωρ. Μέτρηση του pH με ψηφιακό

πεχάμετρο. Χωρίζεται στα δύο η ποσότητα του διαλύματος. Στην πρώτη

γίνεται προσθήκη σταγόνων διαλύματος Γ και στη δεύτερη του

διαλύματος Α, καταγράψτε τις παρατηρήσεις σας όσον αφορά το pH.

89

2. ΔΙΑΧΩΡΙΣΜΟΣ ΜΙΓΜΑΤΟΣ ΟΥΣΙΩΝ ΜΕ ΤΗ ΧΡΗΣΗ

ΕΚΧΥΛΙΣΗΣ ΥΓΡΟΥ-ΥΓΡΟΥ

2.1. Εισαγωγή

Στις οργανικές αντιδράσεις συνήθως δε σχηματίζεται ένα προϊόν, αλλά

μίγματα διάφορων προϊόντων. Για την απομόνωση του επιθυμητού

προϊόντος, πρέπει αυτό να διαχωριστεί από τα παραπροϊόντα. Μία από

τις συνήθεις μεθόδους διαχωρισμού είναι η εκχύλιση. Στο πείραμα που

θα λάβει χώρα, θα γίνει ο διαχωρισμός ενός μίγματος που περιέχει ένα

οργανικό οξύ, μία οργανική βάση και μία ουδέτερη ένωση.

Σύμφωνα με το νόμο κατανομής του Nernst κάθε ουσία εμφανίζει μία

χαρακτηριστική κατανομή μεταξύ των δύο φάσεων και επομένως

ουσίες με διαφορετικό συντελεστή κατανομής στους δύο διαλύτες είναι

δυνατόν να διαχωριστούν μεταξύ τους. Στην περίπτωση του μίγματος

οξέος / βάσης / ουδέτερης ένωσης, η ισορροπία κατανομής μπορεί να

επηρεαστεί με μία αντίδραση οξέος – βάσης, έτσι ώστε ο διαχωρισμός

να γίνεται εύκολα. Αν η κατανομή γίνει μεταξύ διαλύματος 2Ν HCl /

CH2Cl2 και όχι H2O / CH2Cl2, τότε η βάση θα πρωτονιωθεί με το ισχυρό

οξύ και θα μετατραπεί σε άλας. Επειδή η διαλυτότητα των αλάτων στο

νερό είναι πολύ μεγαλύτερη απ’ ότι στο CH2Cl2 τότε η βάση, στην

πρωτονιωμένη της μορφή, θα βρίσκεται εξ ολοκλήρου στην υδατική

φάση από την οποία μπορεί εύκολα να διαχωριστεί. Ανάλογα μπορεί να

διαχωριστεί ένα οργανικό οξύ από μια ουδέτερη ουσία, αν η κατανομή

γίνει με 2N NaOH / CH2Cl2.

90

2.2. Εκτέλεση πειράματος

91

Δίνεται ένα μίγμα τριών ενώσεων βάρους 3g (1g έκαστη ουσία), το

οποίο περιέχει ένα οργανικό οξύ, μία οργανική βάση και μία ουδέτερη

ένωση με αναλογία 1:1:1, και το οποίο πρέπει να διαχωριστεί στα

συστατικά του, σύμφωνα με το σχεδιάγραμμα της προηγούμενης

σελίδας. Μετά το τέλος της εκχύλισης, αφού απομονωθούν οι ουσίες

και ξηρανθούν, γίνεται ζύγιση και υπολογίζεται το επί της εκατό

ποσοστό που απομονώθηκε.

93

3. ΤΑΥΤΟΠΟΙΗΣΗ – ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΜΟΣ ΕΝΩΣΕΩΝ

Γίνεται ταυτοποίηση των γνωστών οργανικών ενώσεων (βενζοϊκό οξύ

& ανιλίνη) που απομονώθηκαν στην άσκηση «Διαχωρισμός μίγματος

ουσιών με τη χρήση της εκχύλισης υγρού-υγρού» και προσδιορίζεται

ποιο είναι το ουδέτερο που δόθηκε από το μίγμα των τριών ενώσεων.

Για τις στερεές ενώσεις χρησιμοποιείται η τεχνική του σημείου τήξεως

και για τις υγρές η τεχνική του δείκτη διάθλασης. Στον παρακάτω

πίνακα αναφέρονται τα σημεία τήξεως για ορισμένες ενδεικτικές

στερεές ενώσεις.

ΈΈννωωσσηη ΣΣηημμεείίοο ττήήξξεεωωςς ((°°CC))

AAκκεεττααννιιλλίίδδιιοο 111111 –– 111133

ΒΒεεννζζοοϊϊκκόό οοξξύύ 112222 –– 112233

11,,44--ΔΔιιχχλλωωρροοββεεννζζόόλλιιοο 5522 –– 5533

ΝΝααφφθθααλλίίννιιοο 8800 –– 8822

44--ΝΝιιττρροοττοολλοουυόόλλιιοο 5511 –– 5522

44--ΝΝιιττρροοφφααιιννόόλληη 113322 –– 113333

ΟΟυυρρίίαα 115577 –– 115599

ΣΣααλλιικκυυλλιικκόό οοξξύύ 111111 -- 111144

Επιπλέον δίνονται υπέρυθρης φασματοσκοπίας για το βενζοϊκό οξύ,

την ανιλίνη και την ουδέτερη ένωση προκειμένου να ταυτοποιηθούν

χαρακτηριστικοί δεσμοί με συγκεκριμένες απορροφήσεις και να

χαρακτηριστούν πλήρως οι ενώσεις.

95

4. ΑΠΟΜΟΝΩΣΗ ΚΑΦΕΪΝΗΣ ΜΕ ΕΚΧΥΛΙΣΗ SOXHLET

Σε φύσιγγα της συσκευής Soxhlet τοποθετούνται 10g κονιο-ποιημένου

τσαγιού και αφήνονται σε συνεχή εκχύλιση με 170mL αιθανόλης

ωσότου ολοκληρωθεί ένας πλήρης συφωνισμός. Το εκχύλισμα

μοιράζεται σε 2 σφαιρικές φιάλες και προστίθενται 4g MgO στην κάθε

μία. Ακολουθεί εξάτμιση του διαλύτη και εξατμίζεται σχεδόν μέχρι

ξηρού στον περιστροφικό εξατμιστήρα. Το υγρό υπόλειμμα εκχυλίζεται

με ζεστό νερό (4 x 50mL). Σε περίπτωση που σχηματιστεί πολτός

διηθείται εν θερμώ και υπό κενό. Στο διήθημα προστίθενται 7mL 10%

H2SO4 και το διάλυμα αποστάζεται στον περιστροφικό εξατμιστήρα

μέχρι το 1 / 3 του αρχικού όγκου. Ακολουθεί εκχύλιση με CHCl3 (4 x

15mL). Ακολουθεί ξήρανση με Na2SO4. Γίνεται διήθηση και ο διαλύτης

απομακρύνεται με απόσταξη στον περιστροφικό εξατμιστήρα και

απομονώνεται η καφεΐνη.

97

5. ΑΝΑΚΡΥΣΤΑΛΛΩΣΗ

5.1. Ανακρυστάλλωση γνωστού δείγματος

Δίνεται 1g ακάθαρτου ανθρακενίου, το οποίο διαλύεται στην ελάχιστη

δυνατή ποσότητα οξικού αιθυλεστέρα. Θερμαίνεται το μίγμα μέχρι

πλήρους διαλύσεως και αφού ψυχθεί ελαφρώς προστίθεται μικρή

ποσότητα ζωικού άνθρακα ώστε το διάλυμα να αποχρωματιστεί,

εφόσον χρειάζεται. Το μίγμα θερμαίνεται στο σημείο ζέσεως για 2-3

λεπτά και ακολούθως διηθείται με πτυχωτό ηθμό. Το διήθημα αφήνεται

να ψυχθεί ώστε να κρυσταλλωθεί. Ακολούθως γίνεται απομόνωση των

κρυστάλλων από το διάλυμα με διήθηση κενού. Η κρυσταλλική ουσία

ξηραίνεται, προσδιορίζεται το βάρος της, η απόδοση της

ανακρυστάλλωσης και το σημείο τήξης.

5.2. Ανακρυστάλλωση αγνώστου δείγματος

Δίνεται 1g μιας άγνωστης ακάθαρτης ουσίας. Για τα προπειράματα

χρησιμοποιούνται μικρές ποσότητες αγνώστου (20mg) και λίγες

σταγόνες διαλύτη σε μικρούς δοκιμαστικούς σωλήνες. Η ίδια ποσότητα

ουσίας μπορεί να ξαναχρησιμοποιηθεί, αν εξατμιστεί προσεκτικά ο

διαλύτης. Αφού βρεθεί ο κατάλληλος διαλύτης για την

ανακρυστάλλωση, φέρεται όλη η ποσότητα της ουσίας σε σφαιρική

φιάλη, διαλύεται σε 50mL και θερμαίνεται μέχρι το σημείο ζέσεως του

διαλύτη. Αν ύστερα από 10 λεπτά το προïόν δεν έχει διαλυθεί πλήρως,

προστίθενται άλλα 5mL διαλύτη και θερμαίνεται εκ νέου μέχρι

βρασμού. Συνεχίζεται σύμφωνα με αυτά που έχουν γραφεί στην

παραπάνω παράγραφο. Μετά το τέλος της ανακρυστάλλωσης και αφού

98

απομονωθεί και ξηρανθεί η ουσία, υπολογίζεται το βάρος η και η

απόδοση της ανακρυστάλλωσης.

99

6. ΤΑΥΤΟΠΟΙΗΣΗ ΟΥΣΙΩΝ ΜΕ ΤΗ ΜΕΘΟΔΟ

ΧΡΩΜΑΤΟΓΡΑΦΙΑΣ ΛΕΠΤΗΣ ΣΤΙΒΑΔΑΣ ΚΑΙ

ΚΑΘΑΡΙΣΜΟΣ ΟΥΣΙΑΣ ΜΕ ΤΗ ΧΡΗΣΗ

ΧΡΩΜΑΤΟΓΡΑΦΙΑΣ ΣΤΗΛΗΣ

Σκοπός του πειράματος είναι ο ποιοτικός διαχωρισμός του ανθρακενίου

από το ναφθακένιο με τη χρήση χρωματογραφίας λεπτής στιβάδας και

ο ποσοτικός διαχωρισμός των κύριων συστατικών από φύλλα σπανάκι

και έλεγχος της καθαρότητας με χρωματογραφία TLC.

Το ναφθακένιο είναι η συνήθης πρόσμιξη στο ανθρακένιο που

διατίθεται στο εμπόριο. Οι χημικοί τύποι των παραπάνω ενώσεων

απεικονίζονται στο σχήμα 11.

ΑΑννθθρραακκέέννιιοο ΝΝααφφθθαακκέέννιιοο

Σχήμα 11

Το ανθρακένιο του εμπορίου έχει κιτρινωπό χρώμα λόγω της πρόσμιξης

του με ναφθακένιο.

Οι χρωστικές ουσίες στα λαχανικά, τα λουλούδια και τα φύλλα

μπορούν να χωριστούν ανάλογα με το χρώμα τους. Οι πράσινες

χρωστικές ουσίες, που είναι γνωστές ως χλωροφύλλες, λειτουργούν

ως υποδοχείς της φωτεινής ακτινοβολίας (φωτοδέκτες) των φυτών. Τα

καροτενοειδή, κίτρινες χρωστικές ουσίες, βοηθούν τα φυτά στη

διαδικασία φωτοσύνθεσης. Επιπλέον, οι ξανθοφύλλες (xanthrophylls)

είναι συστατικά των χλωροπλαστών.

100

β-καροτένιο (πορτοκαλί)

β-ξανθοφύλλη (κίτρινο)HO

OH

N

N

N

N

O

O

H3COOC

Mg

χλωροφύλλη-α (μπλε πράσινο)

N

N

N

N

O

O

H3COOC

CMg

χλωροφύλλη-β (πράσινο)

H

O

101

Πίνακας 4 Τιμές Rf ουσιών που υπάρχουν στα φυτά

Χρωστική (Pigment) Χρώμα (Color) Τιμή Rf

Καροτένιο (carotene) κίτρινο-πορτοκαλί 0.93

Φαιοφυτίνη a (pheophytin a) γκρίζο 0.55

Φαιοφυτίνη b (pheophytin b) Ελαφρώς γκρίζο (πιθανά μη ορατό) 0.47-0.54

Χλωροφύλλη a (chlorophyll a) μπλέ-πράσινο 0.46

Χλωροφύλλη b (chlorophyll b) πράσινο 0.42

Ξανθοφύλλη (xanthophylls) κίτρινο 0.41

Ξανθοφύλλη (xanthophylls) κίτρινο 0.31

Ξανθοφύλλη (xanthophylls) κίτρινο 0.17

6.1. Εκτέλεση του πειράματος

Διαλύονται κόκκοι ανθρακενίου σε ελάχιστη ποσότητα πετρελαϊκού

αιθέρα. Με τριχοειδή σωλήνα τοποθετείται πάνω σε πλάκα TLC μία

κηλίδα και αναπτύσσεται το χρωματογράφημα σε θάλαμο που περιέχει

πετρελαϊκό αιθέρα ως διαλύτη έκλουσης. Αφού γίνει η ανάπτυξη,

στεγνώνεται η πλάκα και ελέγχεται το χρωματογράφημα με λάμπα UV,

υπολογίζοντας τα Rf.

Προετοιμασία στήλης χρωματογραφίας

Προετοιμάζεται η στήλη τοποθετώντας ένα μικρό κομμάτι υαλοβάμβακα

ή βαμβάκι στο κάτω μέρος της εφόσον αυτό είναι απαραίτητο.

Παρασκευάζεται μίγμα διαλυτών εξάνιο-ακετόνη (70:30). Σε ένα ποτήρι

ζέσεως αναμιγνύονται ~50g SiO2 με το μίγμα των διαλυτών. Με τη

102

βοήθεια ενός διηθητικού χωνιού προστίθεται ουδέτερη άμμο πάνω από

τον υαλοβάμβακα ή το βαμβάκι, εφόσον κρίνεται πως είναι

απαραίτητο. Αποχύνεται προσεκτικά το μίγμα-αιώρημα του SiO2,

προσέχοντας η στάθμη του διαλύτη να είναι πάνω από τo SiO2 (όπως

και σε όλη τη διάρκεια του πειράματος). Αφήνεται να περάσει 2-3

φορές από τη στήλη μίγμα διαλυτών, έτσι ώστε να πακτωθεί καλά το

SiO2 και προσέχοντας να μην δημιουργηθούν ρωγμές στο μέσο

πλήρωσης. Αφήνονται περίπου 3 cm διαλύτη πάνω από το ύψος του

SiO2 και προστίθεται ξανά άμμο.

Προετοιμασία δείγματος

Τοποθετούνται ~100mg φύλλα σπανάκι σε ιγδίο και πολτοποιούνται.

Προστίθεται 1ml διαλύτη ακετόνης και αναμιγνύεται με το στερεό.

Μεταφέρεται το υγρό μέσα στην άμμο και γίνεται έκλουση με διαλύτη

εξάνιο-ακετόνη (70:30). Συλλέγονται κλάσματα των ~15mL σε

αριθμημένους δοκιμαστικούς σωλήνες. Γίνεται έλεγχος των κλασμάτων

με TLC προκειμένου να βρεθεί σε ποιους δοκιμαστικούς σωλήνες

περιέχεται καθαρές οι ουσίες. Η κολώνα διακόπτεται μόλις εξέλθουν

όλες οι ουσίες. Συγκεντρώνονται όλα τα καθαρά κλάσματα των ουσιών

σε ξεχωριστές σφαιρικές και εξατμίζεται ο διαλύτης στον περιστροφικό

εξατμιστήρα. Ζυγίζονται οι ουσίες και υπολογίζεται το ποσοστό της

κάθε καθαρής ουσίας που βρισκόταν στο μίγμα.

103

7. ΑΠΛΗ ΑΠΟΣΤΑΞΗ ΩΣ ΜΕΘΟΔΟΣ ΚΑΘΑΡΙΣΜΟΥ

Σε σφαιρική φιάλη σας προστίθενται 50mL ακάθαρτης υγρής ουσίας. Η

απόσταξη της ουσίας γίνεται στην συσκευή του παρακάτω σχήματος.

1

23

4

5

6

7

8

9

1. Τη σφαιρική φιάλη 1 με την υγρή ουσία στην απόσταξη κανονικής

πίεσης μπορείτε να τη γεμίσετε μέχρι τα 2/3 του όγκου της. Πριν

αρχίσει η απόσταξη, τοποθετείτε στη φιάλη θρύψαλα πορσελάνης,

ώστε να αποφευχθούν απότομες εκτινάξεις. Αυτές δημιουργούνται,

γιατί θερμαίνοντας η υγρή ουσία θερμαίνεται πάνω από το σημείο

ζέσεώς της, πριν ακόμα αρχίσει να ζέει. Αποτέλεσμα αυτού του

γεγονότος είναι να σπάσει η συσκευή. Με τα θρύψαλα πορσελάνης

αποφεύγονται αυτές οι εκτινάξεις, μόνο αν τοποθετηθούν πριν την

απόσταξη, Σε περίπτωση διακοπής της απόσταξης, αυτά

αδρανοποιούνται. Για να συνεχιστεί η απόσταξη τοποθετούμε νέα

θρύψαλα πορσελάνης αφού το υγρό επανέλθει σε θερμοκρασία

δωματίου.

2. Επίθεμα απόσταξης Claisen

104

3. Ψυκτήρας. Στον ψυκτήρα υγροποιούνται οι σχηματισθέντες ατμοί

4. Σύνδεσμος συλλογής αποστάγματος. Χρησιμεύει σαν όργανο

επαφής με τον έξω χώρο

5. Φιάλη αποστάγματος. Πρέπει να είναι προζυγισμένη, ώστε να

μπορεί να υπολογιστεί η απόδοση της απόσταξης.

6. Θερμόμετρο. Ελέγχεται η θερμοκρασία απόσταξης.

7. Θερμόλουτρο. Η στάθμη του υγρού στο θερμόλουτρο θα πρέπει να

είναι χαμηλότερη από αυτή του υγρού που πρόκειται να αποσταχθεί

εντός της σφαιρικής φιάλης, αλλιώς γίνεται ανομοιόμορφη

θέρμανση στο γυαλί της σφαιρικής και υπάρχει κίνδυνος να σπάσει.

8. Θερμόμετρο θερμόλουτρου. Ελέγχεται η θερμοκρασία

θερμόλουτρου, η οποία πρέπει να είναι περίπου 300C μεγαλύτερη

από το σημείο ζέσεως της ουσίας.

9. Πώμα

Η απόσταξη ακολουθεί τα παρακάτω στάδια:

i. Στη σφαιρική φιάλη 1 τοποθετείτε το προς απόσταξη υγρό και με το

θερμόλουτρο 7, θερμαίνετε. Κατά την θέρμανση αναδεύετε το

θερμόλουτρο, για να αποφύγετε τοπική του υπερθέρμανση. Όταν η

τάση ατμών του υγρού φθάσει την εξωτερική πίεση, το υγρό ζέει.

ii. Στο επίθεμα 2 και στον ψυκτήρα 3 ο ατμός υγροποιείται και

συλλέγεται ως απόσταγμα στη φιάλη 5.

iii. Η ισορροπία εξατμίσεως διαταράσσεται συνεχώς, εφόσον

αφαιρείται υγροποιημένος ατμός. Δίνοντας στο σύστημα διαρκώς

θερμότητα, συνεχίζεται η εξάτμιση.

105

iv. Αν πρόκειται για μία καθαρή ένωση, το σημείο ζέσεως μένει

σταθερό κατά τη διάρκεια της απόσταξης.

Η συσκευή πρέπει να είναι στημένη κατακόρυφα.

Μετά το τέλος της απόσταξης ζυγίστε το απόσταγμα και υπολογίστε την

απόδοση.

107

8. ΣΥΝΘΕΣΗ ΑΚΕΤΥΛΟΣΑΛΙΚΥΛΙΚΟΥ ΟΞΕΟΣ

1. Ζυζίζεται 1.0g σαλικυλικού οξέος και μεταφέρεται σε κωνική φιάλη

των 100mL

2. Εντός απαγωγού, ογκομετρούνται 2.0 mL οξικού ανυδρίτη και

προστίθενται στην κωνική φιάλη

3. Εντός απαγωγού, προστίθενται 5-6 σταγόνες φωσφορικού οξέος

85%, ως καταλύτη

4. Εντός απαγωγού, θερμαίνεται το μίγμα στο υδατόλουτρο για 15

λεπτά στους 70-80 oC

5. Εντός απαγωγού, μόλις θερμανθεί προστίθενται προσεκτικά 20

σταγόνες απιονισμένου νερού

6. Στη συνέχεια αποσύρεται την κωνική από το υδατόλουτρο και αφού

κρυώσει λίγο προτίθενται 10mL απιονιονισμένου νερού και

μεταφέρεται στον πάγκο. Τοποθετείται η κωνική σε παγόγουτρο

προκειμένου να κρυσταλλώσει και να καταβυθιστεί όλη η ποσότητα

της σχηματιζόμενου ακετυλοσαλικυλικού οξέος. Μπορεί να

υποβοηθηθεί η κρυστάλλωση δημιουργώντας πυρήνες

κρυστάλλωσης τρίβοντας τα τοιχώματα της κωνικής με μία ράβδο.

7. Γίνεται διήθηση υπό κενό και έκπλυση με 5ml απιονισμένου του

ιζήματος. Αφήνεται περίπου 15 λεπτά στον ηθμό υπό κενό

προκειμένου να στεγνώσει.

8. Προκειμένου να καθαρίσει πλήρως από ίχνη σαλικυλικού οξέος το

ίζημα γίνεται ανακρυστάλλωση. Σε ποτήρι ζέσεως των 50ml

μεταφέρεται το σύνολο του ιζήματος και προστίθενται 10ml

αιθανόλης 95%. Το μίγμα θερμαίνεται υπό ανάδευση μέχρι να

108

διαλυθεί πλήρως το στερεό. Αφού διαλυθεί πλήρως προστίθενται

σταγόνες νερού μέχρι να αρχίσει να θολώνει. Στη συνέχεια

αποσύρεται και αφήνεται να κρυώσει και ακολούθως τοποθετείται

σε παγόλουτρο για την πλήρη καταβύθιση των κρυστάλλων.

9. Συλλέγονται οι κρύσταλλοι ακετυλοσαλικυλικού οξέος, ζυγίζονται

και υπολογίζεται η απόδοση της αντίδρασης.

10. Γίνεται έλεγχος καθαρότητας μέσω του υπολογισμού του σημείου

τήξεως.

109

9. ΑΝΙΧΝΕΥΣΗ ΑΝΑΓΟΝΤΩΝ ΣΑΚΧΑΡΩΝ

Για την ανίχνευση των αναγόντων σακχάρων στο εργαστήριο γίνεται

χρήση του αντιδραστηρίου Tollens.

Το αντιδραστήριο Tollens είναι αμμωνιακό διάλυμα AgNO3 και

οξειδώνει την αλδεΰδη σε αμμωνιακό άλας καρβοξυλικού οξέος ενώ τα

ιόντα Αg+ μετατρέπονται σε στοιχειακό Αg, ο οποίος σχηματίζει στα

τοιχώματα του δοχείου κάτοπτρο (=καθρέπτη)

R CO

H+ 2OH- R C

O

OH+ H2O + 2e-

[Ag(NH3)2]+ + e- Ag + 2NH3 x2

R CO

H+ 2[Ag(NH3)2]

+ + 2OH- + 2Ag + 4NH3 + H2OR CO

OH

+1 +3

+1 0

+1 +3 0+1

Η αντίδραση χρησιμοποιείται για τη διάκριση μιας αλδεΰδης από μία

κετόνη, αφού οι κετόνες δεν οξειδώνονται με ήπια οξειδωτικά μέσα.

9.1. Πειραματική πορεία

ασδασδασδ

1. Παρασκευάζεται υδατικό διάλυμα ΗCl 1Μ

2. Παρασκευάζεται αντιδραστήριο Tollens

Σε 150ml υδατικού διαλύματος 0,1Μ AgNO3 προστίθενται

στάγδην 5ml υδατικού διαλύματος 25%w/v ΝΗ3 και

αναδεύεται. Το ίζημα που σχηματίζεται διαλύεται με την

110

προσθήκη στάγδην επιπλέον 5ml υδατικού διαλύματος

25%w/v ΝΗ3.

ΠΡΟΣΟΧΗ!!! Το αντιδραστήριο Tollens παρασκευάζεται λίγο πριν τη

χρήση του και δεν πρέπει να παραμένει πολλές ώρες αχρησιμοποίητο,

γιατί σχηματίζονται στην επιφάνεια ουσίες που είναι εκρηκτικές σε

κρούση.

3. Παρασκευάζεται υδατικό διάλυμα γλυκόζης 40% w/v Α

4. Παρασκευάζεται υδατικό διάλυμα σουκρόζης 40% w/v Β

5. Σε σφαιρική φιάλη των 100ml μεταφέρονται 20ml του διαλύματος

Α, και σε μία δεύτερη 20ml του διαλύματος Β

6. Οι σφαιρικές θερμαίνονται στους ~70°C και υπό ανάδευση

προστίθενται 10ml αντιδραστηρίου Tollens και αφήνονται για

περίπου 4min

7. Τι παρατηρείται; Αιτιολογήστε

111

10. ΣΥΝΘΕΣΗ

(ΤΡΙΤΟΤΑΓΟΥΣ)ΒΟΥΤΥΛΟΞΥΚΑΡΒΟΝΥ-

ΛΟΓΛΥΚΙΝΗΣ (BOC-ΓΛΥΚΙΝΗ)

C

NOCOOC(CH3)3

CN H2N CH

H

C

O

O+

C

NOH

CN + (H3C)3COCOHN CH

H

C

O

O

NaHSO4

(H3C)3COCOHN CH

H

C

O

OH

Σε κωνική φιάλη προστίθενται 1.5 g (20 mmol) γλυκίνης και 4.2 mL

(30mmol) τριαιθυλαμίνης και διαλύονται σε μίγμα νερού (12.5 mL) και

διοξανίου (12.5 mL). Στο σχηματισθέν διάλυμα προστίθενται 5.4 g

(22mmol) Boc-ON, υπό συνεχή ανάδευση. Το διάλυμα αφήνεται υπό

ανάδευση σε θερμοκρασία δωματίου για 2 ώρες. Ακολούθως

απομακρύνεται το διοξάνιο στον περιστροφικό εξατμιστήρα.

Το εναπομείναν υδατικό διάλυμα (αιώρημα) εκχυλίζεται με οξικό

αιθυλεστέρα (2x25 mL). Οι οργανικές φάσεις συνενώνονται και

εκχυλίζονται με 30 mL H2O. Οι δύο υδατικέ στιβάδες συνενώνονται και

το διάλυμα οξινίζεται (pH ~ 2-3) με διάλυμα 1N NaHSO4., οπότε αρχίζει

112

και καταβυθίζεται κρυσταλλική ουσία. Η καταβύθιση ολοκληρώνεται με

ψύξη σε παγόλουτρο. Κατόπιν το ίζημα διηθείται, εκπλένεται με κρύο

νερό και ξηραίνεται. Η καθαρότητα του προϊόντος ελέγχεται με

μέτρηση του σημείου τήξεως (86.5 – 87.5°C).

Ορισμένες φορές αντί να καταβυθιστεί κρυσταλλική ουσία

εμφανίζεται ελαιώδες προϊόν, οπότε ακολουθείται η παρακάτω

διαδικασία:

Το προϊόν εκχυλίζεται με οξικό αιθυλεστέρα και η οργανική στιβάδα,

αφού διαχωριστεί από την υδατική, ξηραίνεται με Na2SO4 διηθείται και

συμπυκνώνεται μέχρι πολύ μικρού όγκου. Στο διάλυμα προστίθεται

σιγά σιγά και υπό ανάδευση πετρελαϊκός αιθέρας, οπότε καταβυθίζεται

το αδιάλυτο σ’ αυτόν Boc-αμινοξύ. Η καταβύθιση υποβοηθείται με ψύξη

του διαλύματος. Το στερεό διηθείται και ξηραίνεται.

113

11. Βιβλιογραφία

11.. L. M. Harwood and C. J. Moody, "Experimental Organic

Chemistry", Blakwell Scientific Publications, London, 1990

22.. J. W. Zubrick, "The Organic Chem. Lab. Survival Manual", John

Wiley & Sons, Inc., New York, 1997

33.. R. T. Morrison & R. N. Boyd, "Organic Chemistry", Allyn and

Bacon, Inc., New York, 1983

44.. B. S. Furniss, A. J. Hannaford, P. W. G. Smith & A. R. Tatchell,

"Vogel’s textbook of Practical Organic Chemistry", Longman

Group U.K. Limited, London, 1995

55.. Θ. Π. Χατζηιωάννου & Μ. Α. Κουπάρης, "Ενόργανη Ανάλυση",

Αθήνα, 2000

66.. Ν. Αλεξάνδρου, Α. Βάρβογλης & Φ. Χατζημιχαλάκης,

"Εργαστηριακή Τεχνική και Οργανικές Συνθέσεις", Θεσσαλονίκη,

1977

77.. Α. Βαλαβανίδης, "Βασικές Αρχές Μοριακής Φασματοσκοπίας και

Εφαρμογές στην Οργανική Χημεία", Αθήνα, 1990

88.. Ν. Α. Αλεξάνδρου, "Γενική Οργανική Χημεία", Θεσσαλονίκη, 1981

99.. Ι. Ν. Παπαδογιάννης, "Διαχωριστικές Τεχνικές στην Ενόργανη

Χημική Ανάλυση", Θεσσαλονίκη, 1992

1100.. J. A. Fowlis, "Gas Chromatography", John Wiley & Sons Ltd.,

London, 1997

1111.. J. McMurry, “Οργανική Χημεία”, Πανεπιστημιακές Εκδόσεις

Κρήτης, Ηράκλειο, 2004

1122.. Β. Θεοδώρου-Κασιούμη και Β. Τσίκαρης, “Σημειώσεις

Εργαστηρίου Οργανικής Χημείας”, Ιωάννινα, 1999

Tυπώθηκε στο Πανεπιστημιακό Tυπογραφείο

με δαπάνη του Πανεπιστημίου Iωαννίνων.

Copyright: Πανεπιστήμιο Iωαννίνων

Aπαγορεύεται η μερική ή ολική ανατύπωση, καθώς και ηλήψη φωτοαντιγραφικών από το βιβλίο χωρίς τη γραπτήάδεια του Tμήματος Δημοσιευμάτων του ΠανεπιστημίουIωαννίνων και του συγγραφέα.

Διανέμεται Δωρεάν στους φοιτητές.