- Language
- 🇺🇸
- Joined
- Oct 7, 2024
- Messages
- 6
- Reaction score
- 7
- Points
- 3
Kloroformisynteesi (Haloformireaktio)
Tarvittavat materiaalit:
Tarvittavat lasitavarat:
Vaiheittainen synteesiprosessi
Vaihe 1: Valmistetaan natriumhydroksidiliuos.
Vaihe 2: Natriumhypokloriitin (valkaisuaineen) lisääminen
Vaihe 3: Asetonin lisääminen (Haloformireaktion käynnistäminen).
Vaihe 4: Sekoittaminen ja reaktion seuranta
Vaihe 5: Kloroformin erottaminen
Vaihe 6: Kloroformin puhdistus ja pesu
Haloformireaktion yksityiskohdat:
Vaihe 7: Saannon laskeminen
Vaihe 8: Turvallisuusnäkökohdat ja jätteiden hävittäminen
Tarvittavat materiaalit:
Sarjanro. | Kemiallinen nimi | Määrä | CAS-numero |
1 | Natriumhydroksidi (NaOH) | 10g | 1310-73-2 |
2 | Natriumhypokloriitti (NaOCl) | 200 ml | 7681-52-9 |
3 | Asetoni (CH₃COCH₃) | 10 ml | 67-64-1 |
4 | Tislattu vesi | 10 ml + 100 ml | 7732-18-5 |
5 | Vedetön kalsiumkloridi (CaCl₂) | 5g | 10043-52-4 |
- 250 ml:n dekantterilasi
- Sekoitussauva tai magneettisekoitin
- Erotussuppilo
- 1000 ml:n dekantterilasi
- Büchner-suppilo suodatusta varten
- Mittasylinteri tarkkaa nesteen mittausta varten
- Jäähaute (reaktiolämpötilan ylläpitämiseksi)
Vaihe 1: Valmistetaan natriumhydroksidiliuos.
- Menettely:
- Mittaa 10 g natriumhydroksidia (NaOH ) ja liuota se 100 ml:aan tislattua vettä 250 ml:n dekantterilasissa.
- Sekoita seosta magneettisekoittimella, kunnes se on täysin liuennut.
- Eksoterminen reaktio Varoitus: NaOH:n liukeneminen veteen on eksoterminen eli lämpöä syntyy, joten on tärkeää antaa liuoksen jäähtyä huoneenlämpöön ennen seuraavaan vaiheeseen siirtymistä.
- Menettely:
- Lisää varovasti 200 ml natriumhypokloriittia (valkaisuainetta ) valmistettuun NaOH-liuokseen. Sekoita jatkuvasti tasaisen sekoittumisen varmistamiseksi.
- Tämä liuos on avain haloformireaktioon, joka tapahtuu myöhemmin, kun asetonia lisätään.
- Pidä seos tarvittaessa jäähauteessa, jotta se ei ylikuumene natriumhypokloriitin hajotessa.
- Menettely:
- Lisää hitaasti 10 ml asetonia natriumhypokloriitti-NaOH-liuokseen.
- Sekoita seosta jatkuvasti, kun reaktio alkaa. Tässä alkaa haloformireaktio, jossa asetoni reagoi natriumhypokloriitin kanssa tuottaen kloroformia (CHCl₃) ja natriumasetaattia.
- Tämä reaktio on eksoterminen ja voi tuottaa lämpöä, joten seuraa lämpötilaa tarkasti. Pidä lämpötila alle 17 °C:ssa asettamalla dekantterilasi jäähauteeseen reaktionopeuden hallitsemiseksi.
- Menettely:
- Sekoita seosta 20-30 minuutin ajan ja pidä lämpötila samana. Tänä aikana tapahtuu kloroformin muodostumista, ja tuote alkaa saostua raskaampana nestekerroksena liuoksen pohjalle.
- Jatka sekoittamista, kunnes kloroformin muodostuminen on silmämääräisesti havaittavissa tiheämpänä, kirkkaana nesteenä ylemmän vesikerroksen alla.
- Menettely:
- Siirretään seos erotussuppiloon. Annetaan seistä noin 10 minuuttia, jotta kloroformi erottuu kokonaan.
- Valuta alempi kerros (kloroformi) varovasti erilliseen, puhtaaseen dekantterilasiin. Jätä jäljelle vesikerros, joka sisältää sivutuotteita, kuten natriumasetaattia ja ylimääräistä valkaisuainetta.
- Menettely:
- Erotettu kloroformi pestään 10 ml:lla tislattua vettä erotussuppilossa. Ravistellaan kevyesti ja annetaan laskeutua. Toista tämä prosessi kolme kertaa epäpuhtauksien ja mahdollisen jäljellä olevan vesikerroksen poistamiseksi.
- Kloroformiin lisätään mahdollisesti 5 g vedetöntä kalsiumkloridia (CaCl₂) mahdollisten vesijäämien poistamiseksi. Annetaan vaikuttaa 30 minuuttia ja suodatetaan sitten Büchner-suppilon läpi kuivausaineen poistamiseksi.
- Haloformireaktiossa asetoni (tai metyyliketonit) hajoaa, kun se reagoi halogeenilähteen, kuten natriumhypokloriitin, kanssa emäksen läsnä ollessa.
- Tässä tapauksessa asetoni reagoi natriumhypokloriitin ja natriumhydroksidin kanssa, jolloin saadaan kloroformia (CHCl₃) ja natriumasetaattia.
- Reaktiomekanismiin kuuluu asetonin deprotonoituminen, enolaatti-ionin muodostuminen, halogenoituminen alfa-hiilessä ja sitten hiili-hiilisidoksen pilkkoutuminen, jolloin vapautuu kloroformia.
- Käytännön saanto:
- Reaktion stökiometrian perusteella 10 ml asetonia voi tuottaa noin 12,3 ml kloroformia olettaen, että saanto on 100 %.
- Kun tyypillinen reaktiotehokkuus on 80 %, kloroformin käytännön saanto olisi noin 9,8 ml.
- Turvallisuus:
- Reaktio on eksoterminen, joten on tärkeää ylläpitää lämpötilan hallintaa jäähauteella.
- Kloroformi on myrkyllistä, ja sitä on käsiteltävä hyvin ilmastoidussa tilassa tai huurteenpoistolaitteessa. On käytettävä asianmukaisia henkilökohtaisia suojavarusteita, kuten käsineitä ja suojalaseja.
- Jätteiden hävittäminen:
- Vesipitoiset sivutuotteet, mukaan lukien natriumasetaatti, on neutraloitava ennen hävittämistä.
- Mahdolliset kloroformijäämät on säilytettävä turvallisesti asianmukaisesti merkityssä säiliössä ja hävitettävä paikallisten vaarallisia jätteitä koskevien määräysten mukaisesti.