خالص سازی

نمونه موادی که در این شرکت خالص سازی شده و به گرید آزمایشگاهی میرسد:

برای تهیه هر نوع ماده اولیه روش و روش های خاصی وجود دارد، به کلیه روش هایی که طی آن یک ماده را از مخلوط آن جدا می کنند روش های جداسازی گویند.

هر مخلوط شامل دو یا جند نوع ملکول است که بدون تاثیر خاصی کنار هم قرار دارند،از آنجا که هر نوع ملکول خواص مخصوص به خود را داردبا توجه به اختلاف خواص آنها می توان آنها را از هم جدا کرد. اختلافاتی مانند: اختلاف در قابلیت حل شدن،اختلاف درچگالی،اختلاف در نقطه جوش، اختلاف در خاصیت مغناطیسی،اختلاف در نفوذ گازها و .....

مهمترین روش های جدا سازی مواد در آزمایشگاه عبارتند از: تقطیر، تبلور، استخراج ، تصعید.

   تقطیر

یکی از روش های اساسی برای جدا سازی مایعات فرار در آزمایشگاه تقطیر است. در این روش محلول ( ماده ناخالص ) با حرارت تبخیر شده و پس از سرد و متراکم شدن از هم جدا می شوند.برای تقطیر روش های متفاوتی وجود دارد که انتخاب هر روش به خواص مایع تقطیر شونده و ناخالصی های موجود در آن دارد.برخی از تکنیک های تقطیر عبارت است از:

تقطیر ساده، تقطیر جزء به جزء، تقطیر در فشار کم، تفطیر با بخار آب، تقطیر در مسیر کوتاه.

اساس عمل تقطیر بر این پایه استوار است که مواد مخلوط شده با هم به علت اختلاف نقطه ی جوش در حالت مایع و بخار درصد متفاوتی پیدا می کنند. مثلا" اگر دو مایع A و B که اختلاف جوش دارند و نقطه ی جوش A بیشتر از B است به نسبت 40 درصد A و 60 درصد B با هم ممزوج شوند و آنها را تبخیر کنیم درصد آنها در حالت بخار با درصد آنها در مایع فرق خواهد کرد.مثلا" به صورت 20 درصد A و80 درصدB می شود که اگر آنها را سردکنیم مخلوطی به دست می آید که نسبت به مخلوط اولیه خالص تر است و اگر این عمل را مرتبا" تکرار کنیم خالص تر شده در نهایت ماده خالص به دست می آید.وجود ناخالصی ها دریک مایع نقطه ی جوش را بالا می برد. لذا قبل از آن که محلول به جوش آید اجزاء فرار آن زود تر تبخیر شده و درصد آن جزء در بخار بالای محلول بیشتر می شود.

  تقطیر ساده

معمولا" اگر دو ماده ای که با هم ممزوج شده اند اختلاف فشار بخار زیادی داشته باشند از این روش می توان برای جدا سازی آنها استفاده کرد . مانند خالص سازی آب و نمک.

تقطیر جزء به جزء

اگر موادی که با هم ممزوج شده اند نقطه ی جوش نزدیکی داشته باشند و یا شامل چند نوع مایع مختلف باشد معمولا" از تقطیر جزء به جزء استفاده می شود. در این روش مبرد به صورت عمودی روی بالن قرار می گیرد و بخارات ضمن صعود به ترتیب نقطه ی جوش تفکیک می شود. مایعاتی که نقطه ی جوش پایینی دارند ابتدا از مبرد خارج می شوند. در این روش تنظیم دمای شعله و دمای بخاراتی که متصاعد می شود بسیار مهم است. معمولا" مقطرات فواصل دمایی مختلف را جمع آوری کرده و سپس آنها را مجددا" تقطیر می کنند یا پس از هر مرحله مایع خالص تر به دست می آید.

تبلور مجدد

می دانیم که محلول های مایع شامل حلال مایع و یک یا چند ماده حل شدنی است. مثلا" محلول کات کبود شامل آب (حلال) و کات کبود CuSO4 (ماده ی حل شدنی) است. معمولا" مواد حل شدنی جامد به هر مقدار دلخواه در حلال مناسب خود حل نمی شوند و پس از حل شدن مقدار ی از آن محلول سیر شده یا اشباع به وجود می آورند. برای یک ماده ی حل شدنی خاص، مقداری که بتواند در یک دمای معینی در 100 گرم حلال حل شود مقدار ثابتی است که به آن قابلیت حل شدن آن ماده گویند. به عبارت دیگر قابلیت انحلال یک ماده ی جامد عبارت است از: مقدار آن ماده بر حسب گرم که در یک دمای معینی (معمولا" 25 درجه) در 100 گرم حلال (معمولا" آب) حل شده و محلول سیر شده بسازد. مثلا" قابلیت انحلال نیترات پتاسیم (KNO3 ) در º20 ، برابر 25 گرم است یعنی در دمای º20 ، 25 گرم نیترات پتاسیم (KNO3 ) در 100 گرم آب (حلال) حل شده و محلول سیر شده می سازد.  بدیهی است که مواد مختلف قابلیت انحلال متفاوتی دارند بیشتر جامدات در حلال گرم نسبت به حلال سرد قابلیت بیشتری دارند. یعنی افزایش دما اغلب سبب افزایش قابلیت انحلال می  شود.

 استخراج

استخراج یعنی انتقال یک ماده حل شده از یک فاز به فاز دیگر؛ فاز ترکیب یا محلولی است که همه خصوصیات فیزیکی و شیمیایی در سرتاسر آن یکسان بوده و به طور آشکارا از ترکیب ویا محلول دیگر قابل تمیز باشد. مثلا آب نمک و نفت شامل دو فاز مایع است ( یکی فاز نفت و دیگری فازمحلول نمک) و یا مخلوط فوق اشباع آب قند شامل دو فاز است( یکی فاز مایع آب قند و دیگری فاز جامد قند ته نشین شده)ویا آب یخ شامل دو فازاست( یکی آب مایع و دیگری فاز جامد یخ).

در عمل استخراج ماده حل شده در یک فاز با اضافه شدن حلال مناسب و غیر قابل اختلاط با فاز اول وارد فاز دوم می شود ( حلال جدید) و از مخلوط اولیه جدا می شود؛ به شرط اینکه قابلیت انحلال ماده حل شده در فاز دوم بیشتر از فاز اول باشد.

اگر ماده ای از فاز جامد به داخل فاز مایع استخراج شود ، استخراج را جامد – مایع  می گوییم؛مانند تهیه چای.در این مثال ماده حل شده (ماده رنگین چای) در داخل برگ چای محلول است(فاز جامد) پس از ریختن آب جوش چون قابلیت انحلال این ماده در آب بیشتر است وارد آب جوش شده و محلول رنگی می سازد.( فاز مایع)