التجربة: فصل البنزين والزايلين باستخدام التقطير التجزيئي

• مقدمة:

التقطير التجزيئي هو عبارة عن عملية يتم فيها تجزئية  التقطير في الجهاز بدلاً من الإعادة المتكررة للتقطير, ويتم ذلك باستخدام عمود تجزئية يتوافر في سطحه الداخلي  صفائح وبروزات, ويمكن استخدام عمود مملؤ بقطع من الزجاج أو الفولاذ, وترجع فاعلية العمود إلى أنه يوفر سطحاً كبيراً؛ حيث أن عمود التقطير التجزيئي أطول من عمود التقطير البسيط بحيث يحدث التوازن بين البخار الصاعد و البخارالهابط خلال مسار العمود.

• الأهداف:

الغرض من هذه التجربة إكساب  الطالب مهارة تركيب جهاز التقطير, وإتباع الطرق المناسبة التي تمكنه من فصل سائلين مثل ألما  والأسيتون بنجاح, مع اخذ الاحتياطات الواجب مراعاتها, والتفريق بين التقطير ألتجزئي باستخدام أعمدة مختلفة, وعلاقة ذلك بدرجة الغليان  

• الأجهزة والأدوات المطلوبة:

ثلاثة دوارق دائرية – سدادات من الفلين-دورق مخروطي - حامل -سخان-  مكثف – ترموتر- ثلاثة أعمده زجاجية مختلفة الأطوال-عمود ذو انتفاخ -حبيبات من الزجاج أو الألمنيوم – توصيلات زجاجية- حجر غليان –  خليط من الماء والأسيتون

يتم تركيب الأجهزة من قبل الطالب وبمساعدة المعيد المختص  على أن يتخذ كل الاحتياطات اللازمة لنجاح التجربة وتجنب المخاطر إضافة  إلى مقارنة عملية التقطير باستخدام  أعمده ذات أطوال مختلفة.

بعض أعمدة الفصل التجزيئي

جهازتقطير تجزيئي لفصل كميات صغيرة من المواد

• المخاطر:

1- البنزين والزايلين من المواد التي تهيج الأنف وسريعة الاشتعال تعتبر من المواد المسرطنه ولهذا يفضل استخدام الكمامات.

 2- تكسر المواد الزجاجية نتيجة  لعدم التثبيت الجيد واستخدام ماسك منفصل لكل جزء.

3-الغليان الاندفاعي لهذا يضاف حجر الغليان.

• التخلص من البقايا:

1-قد يحدث تبديد للبقايا من الخليط يمكن تلافي ذلك بإعادة التقطير.

2-يمكن التخلص من البقايا بالغسل بالماء واستخدام مذيبات عضوية كالهكسان.

• خطوات العمل:

ركب جهاز التقطير  من الأدوات المذكورة أعلاه  على أن تكون جميع المفاصل مثبتة بإحكام, وأن يكون حجم الدورق ضعف المحلول المراد فصله, وأن يكون مستودع الترمومتر أسفل الفتحة الجانبية.

2-ضع المخلوط في الدورق وسخن إلى درجة 80  درجة مئوية.

3-جمع السائل المتكثف عند  80 درجة مئوية- درجة غليان البنزين- حتى تبدأ درجة الحراة في الإرتفاع قس حجم السائل الناتج.

4- يعدل التسخين حتى يكون خروج البخار من العمود على درجة عالية من الكفاءة.

4-استمر في التقطير عند درجة حرارة -139،137،142 – درجة غليان الزايلين (البارا، ميتا، أورثو)- حتى يتوقف التقطير ثم قس حجم السائل الناتج.

5-كرر العمل السابق باستخدام عمود أطول وعين الحجم, استخدم عمود ثالث أطول وكرر نفس الخطوات.

6-دون ملاحظاتك واستنتاجاتك.

• الإضافات الأخرى:

1-حساب حجم كل من البنزين والزيلين المفصولين ومقارنته بكمية الخليط قبل الفصل.

2- مقارنة حجم لبنزين المفصول بطول العمود المستخدم.

2-قيام الطالب بتركيب الجهاز لإكسابه مهارات إجراء العمل.

• الأسئلة:

1-كيف يكنك الحصول على تقطير بكفاءة عالية؟

2- علل لما يأتي

ا-زيادة كفاءة التقطير بزيادة طول العمود؟

ب-يفضل إعداد عملية التقطير داخل هود؟

3- إذا أردنا فصل محلول مادتين بينهما فرق في درجة الحرارة في حدود 10 درجات فهل يفضل استخدام الأعمدة الطويل؟ أم القصيرة ؟ علل إجابتك.

• المراجع:

لكيمياء العضوية العملية  دكتور عادل جرار, مؤسسة الرسالة, دار الفرقان 1985م  

• Practical Organic Chemistry  by Frederick G. M. and Bernard C. S. Forth Edition (1960)