Činjenični materijal organske hemije izvanredno se povećavao, naročito u toku poslednjih decenija. Kako ovaj razvitak i dalje nesmanjeno traje sve je teže savlađivati tako opsežan materijal. Autorima se stoga činilo nužnim da u ovom delu istaknu dublje odnose koji proističu iz teorijske organske hemije. Otuda u ovoj knjizi nije izvršena uobičajena pođela materijala prema klasama jedinjenja već prema tipu reakcija koje se vrše; na taj način bilo je mogućno istovremeno izlagati šire oblasti organske hemije i tešnje povezivati teoriju, laboratorijsku praksu i neke aspekte tehničke primene. Svi koji studiraju organsku hemiju treba dakle, unapred da se upoznaju sa savremenim metodama rada i ne samo da registruju pojedinačne činjenice već da nauče da bitne odnose zasnovane na teoriji samostalno obrađuju i primenjuju.

U svakoj glavi preparativnog dela izloženi su kako teorijski tako i praktični aspekti obrađenih reakcija pa su iz toga izvedeni zaključci za preparativni rad. „Opšta uputstva“ obuhvataju sve što je zajedničko ali i ono što je posebno karakteristično pri dobivanju različitih jedinjenja određenim tipom reakcija. Ova „Opšta uputstva” imaju cilj da obrate pažnju studenta na ono što je kod neke reakcije najvažnije i da ga u isto vreme spreče da bez razmišljanja prema datom uputstvu „skuva” neki preparat. Pomoću „Opštih uputstava” kao metode izlaganja pošlo je od ruke da se opiše dobivanje oko 1000 preparata. Kao dopuna tome naveden je i jedan broj preparata, — pretežno iz strane literature, što je učinjeno da bi se student naučio da se služi stranom literaturom i da bi produbio svoje znanje stranih jezika. Svaka glava završava se podacima o tehničkom i analitičkom značaju proučenih reakcija. U posebnom registru student će naći pregled najvažnijih metoda za dobivanje određenih klasa jedinjenja.

Opseg glave „Laboratorijska tehnika” odgovara značaju fizičko-hemijskih metoda za savremeno hemijsko obrazovanje. U posebnim odeljcima ove knjige navode se upustva za služenje naučnom literaturom i metode za identifikaciju organskih jedinjenja. Dodatak, u kojem su opisane metode za dobivanje i prečišćavanje najčešće upotrebljavanih reagensa (kao i „Opšta uputstva”), sadrži mnoga upozorenja na opasnosti pri radu u laboratoriji. U svim glavama navodi se literatura što dopušta da se produbi izloženi materijal.

„Organikum” je od 1960. do 1962. godine izradio kolektiv autora Instituta za organsku hemiju Tehničkog univerziteta u Drezdenu; autorski kolektiv sastojao se uglavnom od asistenata i starijih asistenata koji su delom i sami imali dugogodišnja iskustva u obuci i u praktičnom radu.

Autori izražavaju zahvalnost g. prof. dr. Fridrihu Azingeru koji je za vreme svog rada u Drezdenu ukazivao znatnu pomoć u pripremi knjige i g. prof. dr. Maksu Kenenu koji je kolektivu autora sve do svoje smrti bio veran prijatelj i savetnik. Naročitu zahvalnost autori izražavaju i direktoru Instituta za organslku hemiju Tehničkog univerziteta u Drezdenu, g. prof. dr. Rolandu Majeru; on je posle svojeg stupanja u kolektiv autora omogućio ostvarenje ovog poduhvata svim sredstvima što su Institutu stajala na raspolaganju. Ovim je, još u toku rada na rukopisu ove knjige bilo omogućeno da se praktično ispitaju osnovne postavke uzete za osnov knjige. Dobiveni rezultati bili su tako ohrabrujući da se autori nadaju da su s ovom knjigom dali svoj prilog u poboljšavanju obrazovanja studenata u oblasti organske hemije. Autori takođe zahvaIjuju izdavaču i štampariji; oni su spremno izlazili u susret posebnim željama autora i omogućili su štampanje ove knjige u neobično kratkom roku.

Zbog neuobičajeno kratkih rokova pri dovršavanju ove knjige, neke želje autora ostale su neostvarene. Stoga, bićemo zahvalni za sva kritička uprazorenja i napomene.

Drezden, u jesen 1962. Autori

Predgovor petom izdanju. Od pojave prvog izdanja „Organikuma” proteklo je tek tri godine. Dobar prijem u zemlji d u inostranstvu, pa u vezi stim velika potražnja ove knjige izazvali su, još odmah, potrebu za novim izdanjima. U ovom izdanju, petom po redu, tekst je nanovo prerađen a prvi put izvršene su i izmene u prelomu. Pri preradi teksta mogli smo iskoristiti opsežna praktična iskustva prikupljena s „Organikumom” na mnogobrojnim univerzitetima i velikim školama, — kao i u našem Institutu. U ovom radu od velike koristi bila su nam mnoga dragocena upozorenja i podsticaji koje smo dobili od kolega po struci. Naročitu zahvalnost dugujemo g. prof. dr. G. Drefalu, prof. dr. S. Hinigu, prof. dr. F. Kufneru, prof. dr. K. H. Losu, prof. dr. V. Litkeu, dr. A. Novaku, prof. dr. E. Pfajlu, prof. dr. V. Prickoo, dr. V. Šrotu, i prof. dr. H. A. Štabu.

U ovom izdanju, kao novo, unet je pregled o otrovnosti važnijih laboratoriiskih hemikalija i odeljci o gasnoj hromatografiji, o hromatografiji na tankom sloju i o nuklearnoj magnetnoj rezonanciji. Na nekim preparativnim primerima ukazano je na primenu savremenih metoda za odvajanje i za iđentifikaciju reakcionih proizvoda. Analitični deo, proširen u odnosu na ranija izdanja, sada obuhvata i granice navedenih reakcija za identifikaciju po savremenijim shvatanjima a sadrži i mnoga upustva o određivanju ekvivalentnih težina najvažnijih klasa jedinjenja. Iz didaktickih razloga u glavi C izvršeno je razmeštanje i proširenje koje obuhvata i kvantitativni uticaj supstituenata na tok reakcije.

Osnovna koncepcija i podela preparativnog dela pokazali su se kao dobri. Stoga, bitne izmene nisu bile potrebne. Međutim, mnoga uputstva mogla su se prema postojećem iskustvu tačnije izložiti odnosno dopuniti novim primerima. Jednim delom prihvaćena su nova uputstva a preparativni značaj nekih klasa jedinjenja naglašen je više nego ranije.

Pri preradi teksta pregledane su fizičke konstantne, tabele su upotpunjene a tako isto dopunjeni su i navodi literature prema najnovijem stanju.

Neka i ovo izdanje doprinese solidnoj praktičnoj i teorijskoj spremi studenata i naiđe na odobravanje kolega po struci.

 

Drezden, u jesen 1965. Autori

Sadržaj

A. Uvod u laboratorijsku tehniku

1. Pomoćna sredstva i metode za izvođenje reakcija u organskoj hemiji
1.1. Vrste stakla i spajanje staklenih delova
1.2. Laboratorijsko posuđe
1.3. Kondenzatori
1.4. Standardne aparature za organske hemijske reakcije
1.5. Mešanje i mućkanje
1.5.1. Tipovi mešalica
1.5.2. Vodilice i zaptivači
1.5.3. Motori
1.5.4. Mućkanje
1.6. Merenje i uvođenje gasova
1.7. Grejanje i hlađenje
1.7.1. Izvori toplote, prenošenje toplote i topla kupatila
1.7.2. Zagrevanje zapaljivih tečnosti
1.7.3. Sredstva za hlađenje
1.8. Rad pod pritiskom
1.8.1. Zatopljenje cevi
1.8.2. Autoklavi
1.8.3. Čelične cevi sa komprimiranim gasovima
1.9. Rad pod smanjenim pritiskom
1.9.1. Proizvođenje vakuma
1.9.2. Merenje vakuma
1.9.3. Rad pod vakumom
1.10. Sušenje
1.10.1 Sušenje gasova
1.10.2. Sušenje tečnosti
1.10.3. Sušenje čvrstih supstanci
1.10.4. Najčešća sredstva za sušenje

2. Postupci za odvajanje
2.1. Ceđenje i centrifugiranje
2.2 Kristalizacija
2.2.1. Izbor rastvarača
2.2.2. Prekristalisavanje
2.2.3. Kristalizacija iz rastopa
2.3. Destilacija i rektifikacija
2.3.1. Zavisnost temperature ključanja od pritiska
2.3.2. Obična destilacija
23.2.1. Fizičke osnove procesa odvajanja
2.3.2.2. Uvođenje obične destilacije
2.3.2.3. Udaljavanje rastvarača destilacijom
2.3.3. Rektifikacija
2.3.3.1. Fizičke osnove
2.33.2. Izvođenje rektifikacije
2.3.4. Destilacija sa vodenom parom
2.3.5. Aerotropna destilacija
2.4. Sublimacija
2.5. Ekstrakcija i podela
2.5.1. Ekstrakcija čvrstih supstanci
2.5.1.1. Jednokratna, prosta ekstrakcija
2.5.1.2. Ponovljena prosta ekstrakcija
2.5.2. Ekstrakcija tečnosti
2.5.2.1. Ekstrakcija rastvora i suspenzija
2.5.2.2. Kontinualna ekstrakcija, perforacija
2.5.3. Više stepena, multiplikativna podela
2.5.4. Podeona hromotografija
2.5.4.1. Hromotografija na hartiji
2.5.4.2. Podeona hromotografija na koloni
2.5.4.3. Gasna hromotografija
2.6. Adsorpcija i adsorpciona homotografija
2.6.1. Obezbeđivanje rastvora
2.6.2. Adsorpciona hromotografija
2.6.3. Hromotografija na tankom sloju

3. Određivanje fizičkih osobina organskih jedinjenja
3.1. Tačka topljenja
3.1.1. Određivanje tačke topljenja u kapilari
3.1.2. Mikroodređivanje tačke topljenja na ploči
3.2. Tačka ključanja
3.3. Gustina
3.4. Refraktometrija
3.5. Polarimetrija
3.6. Adsorpcija i spektroskopija
3.6.1. Elektronska spektroskopija
3.6.2. Infracrvena spektroskopija
3.6.3. Nuklearna magnetna rezonanca
4. Čuvanje hemikalija — uništavanje opasnih otpadaka
4.1. Čuvanje hemikalija
4.2. Otpaci i uništavanje otpadaka
5. Najnužnija oprema
6. Literatura

B. Organsko-hemijska literatura: vođenje beleški i dnevnika

1. Referationa literatura
2. Časopisi
3. Patentna literatura
4. Priručnici, zbirke metoda, publikacije o savremenom stanju u nauci
5. Tablice
6. Udžbenici
7. Vođenje dnevnika
8. Literatura

C. Neke opšte osnove

1. Klasifikacija organsko-hemijskih reakcija
1.1. Podela prema tipu realccija
1.2. Klasifikacija prema načinu pregrupisavanja veza
1.3. Klasifikacija reakcija prema broju molekula što sudeluju u onoj fazi koja određuje brzinu reakcija
2. O pojmu kiselina-baza
3. O vremenskom toku organsko-hemijskih reakcija
3.1. Konsektuine (uzastopne) reakcije
3.2. Simultane reakcije (konkurentne) reakcije
4. Uticaj supstituenta na podelu gustine elektrona i reaktivnost organskih molekula
4.1. Podela gustine elektrona u organskim molekulima
4.1.1. Polarizacija i induktivni efekat
4.1.2. Mezomerija i mezomerni efekti
4.2. Uticaj supstituenata na reaktivnost organskih jedinjenja, Hometova jednačina
5. Literatura

D. Reproduktivni deo

O načinu upotrebe za rad i tabele

1. Radikalska supstitucija
1.1. Dobivanje i stabilnost radikala
1.2. Reakcije slobodnih radikala. Radikalske lančane reakcije
1.3. Reaktivnost i selektivnost pri radikalskim supstitucijama
1.4. Dokazivanje radikala i indikacije na radikalske reakcije
1.5. Radikalsko halogenovanje
1.5.1. Hlorovanje
Opšti postupak fotohlorovanje aromatičnih jedinjenja u bočnom nizu
Opšte uputstvo za hlorovanje ugljovodonika sulfurilhloridom.
1.5.2. Bromovanje
Opšte uputstvo za fotoflorovanje alkil-aromatičnih jedinjenja u bočnom nizu
Opšte uputstvo za bromovanje u alkilnom položaju N-bromsuksinimidom. Metoda je vrlo pogodna za rad sa semimikrokoličinama.
1.6. Oksidacije s molekulskim kiseonikom
Opšte uputstvo za dobivanje hidroperoksida polazeći od ugIjovodika.
1.7. Ostale radikalske supstitucione reakcije
1.8. Literatura

2. Nukleofilna supstitucija na zaštićenom ugljenikoovodatomu
2.1. Opšti tok i molekularnost reakcije
2.1.1. Monomolekulska nukleofilna supstitucija (S.n.1.)
2.1.2. Bimolekulska nukleofilna supstitucija (S.n.2.)
2.2. Faktori koji utiču na tok nukleofilne supstitucije
2.2.1. Uticaj rastvarača i katalizatora
2.2.2. Uticaj supstituenata supstrata
2.2.3. Uticaj supstituenata
2.2.4. Nukleofilnost reagensa
2.3. Odnos između tipa supstitucije i proizvoda
2.4. Nukleofilna supstitucija kod alkohola i etara
2.4.1. Supstitucija hidroksilne grupe kod alkohola ostatkom neorganskih kiselina
Opšte uputstvo za esterifikaciju alkohola bromo vodoničnom kiselinom
Opšte uputstvo za dobivanje jodalkana iz alkohola, joda i crvenog fosfora.
2.4.2. Dobivanje etera iz alkohola pomoću kiselina, razlaganje etera
Razlaganje etara, opšta metoda za kvalitativnu analizu.
2.5. Nukleofilna supstitucija kod alkilhalogenida, alkilsulfita i alkilsulfimata
2.5.1. Hidroliza
Dobivanje trifenilkarbinala (trilitalkohol)
Opšte uputstvo za hidralizu benzalhalogenida koncentrovanom sumpornom kiselinom
2.5.2. Sinteza etara polazeći od alkoholata ili fenolata
Opšte uputstvo za dobivanje fenoletara pomoću dimitilsulfata
Opšte uputstvo za dobivanje etara iz alkohola ili fenda pomoću alkilhalogenida, toludsulfomata ili dimetilsulfata (Vilamsova sinteza).
2.5.3. Sinteza etara karbonskih kaselina
Dobivanje fenacil etara i dobivanje p-nitrofenacil etara (Opšte uputstvo za analizu).
2.5.4. Alkilovanje amonijaka i amina
Dobivanje etil-dicikloheksilamina
Opšti postupak za dobivanje aminokiselina polazeći od D-halogenomasnih kiselina
Kvaternizacija tercijarnih amina (opšti postupak za kvalitativnu analizu).
2.5.5. Alkilovanje sumpornih jedinjenja
Opšte uputstvo za dobivanje simetričnih tivetara.
Dobivanje s-AIkiltiuranijumpikrata (Opšte uputstvo za kvalitetnu analizu)
Opšte uputstvo za dobivanje merkaptona 3) preko S-alkiltiuranijum soli.
2.5.6. Sinteza alkilhologenida Finkelštajnovom reakcijom
Opšti postupak za dobivanje alkilfluorida iz alkiltozilata
2.5.7. Dobivanje nitrokalkana nukleofilnom supstitucijom 1
Opšte uputstvo za dobivanje nitrokalkana
Dobivanje nitrometana.
2.5.8. Dobivanje alkilcijanida (Kolbeovana sinteza nitrila)
Opšte uputstvo za dobivanje nitrila.
2.6. Literatura

3. Eliminacija za stvaranjem višestrukih C—C— veza
3.1. Jonske eliminacije
3.1.1. Supstitucija i eliminacija kao konkurentne reakcije
Mehanizam jonskih eliminacija
3.1.2. Uticaj molekularnosti opštih sternih odnosa na pravac eliminacije
3.1.3. Stereoelektronski odnosi i pravac eliminacije.
Sterni tok eliminacije
3.1.4. Eliminacija vode iz alkohoia (dehidratacija) i eliminacija alkohola iz etera
Opšte uputstvo za katalitičku dehidrataciju alkohola.
Opšte uputstvo za dobivanje enoletara eliminacijom alkohola iz aceteta.
3.1.5. Eliminacija halogenovodonika iz alkilhalogenida (dehidroha logenovanjem)
3.1.6. Eliminacija trialkilamina iz kvatiernih amonijumovih baza (Stafromova degradacija)
Dobivanje metilvinil ketona
3.2. Termička cis-eliminacija
Opšte uputstvo za pirolizu acetata
3.3. Literatura

4. Adicija na neaktivirane višegube C—C veze
4.1. Elektrofilna adicija na olefine i acetilene
4.1.1. Elektrofilna adicija kao odnos kiselina — baza
4.1.2. Mehanizam elektrofilne adicije
4.1.3. Sterni tok elektrofilne adicije
4.1.4. Adicija protonskih kiselina i vode na olefine ili acetilene
Opšte uputstvo za hidrataciju acetilenskih derivata.
4.1.5. Adicija halogena i hipohalogenostih kiselina
Opšte uputstvo za adiciju broma na olefine
4.1.6. Epoksidovanje i hidroksilovanje
Opšte uputstvo za epoksidovanje olefina
4.1.7. Ozonizacija
Opšti postupak za ozonizaciju
4.1.8. Dicunska sinteza (Dils-Alderava reakcija)
Uslovi za rad pri Dils-Alderovoj sintezi
4.1.9. Katjonska polimerizacija
Dobivanje izooktena (smesa izomera, prema jed. 4.46)
4.2. Nikleofilna adicija
4.2.1. Aujonska polimerizacija olefina
Dobivanje polietilena
4.2.2. Nukleofilna adicija na acetilene
Opšte uputstvo za vinilovanje alkohola
4.3. Radikalska adicija
Opšte uputstvo za radikalsku adiciju na olefine
4.3.1. Radikalska polimerizaeija
Dobivanje polistirola (polimerizaoija u rastvoru)
4.4. Katalitička hidrogenizacija
4.4.1. Izvođenje katalitičke hidrogenizacije
Opšte uputstvo za katalitičku hidrogenizaciju
4.5. Literatura

5. Elektrofilna i nukleofilna supstitucija na aromatična jedinjenja
5.1. Elektrofilna supstitucija kod aromatičnih jedinjenja
5.1.1. Mehanizam elektrofilne supstitucije kod aromatičnih jedinjenja
5.1.2. Uticaj supstitanata na reaktivnost aromatičnog jedinjenja i određivanje mesta supstitucije drugog supstitenta
5.1.3. Nitrovanje
Opšte uputstvo za nitrovanje aromatičnih jedinjenja
5.1.4. Sulfovanje
Opšte uputstvo za nitrovanje aromatičnih jedinjenja
Dobivanje piridin-3-sulfanske kiseline)
Dobivanje p-tolnolsuIfanske kiseline
Dobivanje pikrinske kiseline 2
5.1.5. Halogenovanje
Opšte uputstvo za bromovanje aromatičnih jedinjenja pomoću molekulskog broma.
5.1.6. Alkalovanje po Fridel-Kraftsovoj metodi
Opšte uputstvo za alkilovanje benzola po Fridel-Kraftovskoj metodi
Dobivanje tritilhloida
Dobivanje Benzofenomona
5.1.7. Elektrofilna aromatična supstitucija pomoću karbonskih jedinjenja
5.1.7.1. Acilovanje po Fridel-Kraftsovoj metodi
Opšte uputstvo za acilovanje hloridima kiselina po Fridel-Kraftosovoj metodi
Acilovanje aromatičnih ugljovodonika pomoću auhidrinda ftalne kiselina (Opšte uputstvo za kaolitativnu analizu)
5.1.7.2. Gatermanova sinteza
Opšte uputstvo za formiranje fenda smesom ciukcijanida i hlorovodonika (Gaterman Adamsova sinteza)
5.1.7.3. Vilsmajerova sinteza
Opšte uputstvo za formilovanje po Vilsmajerovoj metodi
5.1.7.4. Elektrofilna supstitucija pomoću formaldehida
Opšte uputstvo za hlormetilovanje aromatičnih jedinjenja
5.1.7.5. Reakcija aromatičnih jedinjenja s drugim aldehimina s ketonima pod uticajem kiselih katalizatora
Dobivanje di-(p-hlorfenii)-trihloietana (ddt)
Dobivanje kristalvideta
5.1.7.6. Karboksilovanje
Opšte uputstvo za karboksilovanje fenda
5.1.8. Dobivanje mitrozo-jedinjenja (mitrozovanje)
Dobivanje p-nitroza-N, N-dimetilomitina
5.2. Nukleofilna supstitucija kod aromatičnih jedinjenja
5.2.1. Nukleofilna supstitucija kod aktiviranih aromatičnih jedinjenja
Dobivanje 2,4-dimitrofenilhaidrozina
Dobivanje amino-piridina
5.2.2. Nukleofilna supstitucija kod neaktiviranih aromatičnih jedinjenja
5.3. Literatura

6. Oksidacija i redukcija
6.1. Opšte zakonitosti
6.2. Oksidacija metil-grupe i metilenske grupe
6.2.1. Oksidacija alkilovanih aromatičnih jedinjenja u aromatične karbonske kiseline
Oksidacija cilkil-aromatičnih jedinjenja u aromatične karbonske kiseline (opšte uputstvo za kvalitativnu analizu)
6.2.2. Oksidacija metilovanih aromatičnih jedinjenja u aromatične aldehide
6.2.3. Oksidacija aktivnih metil-grupa i metilenskih grupa kod karbonilnih jedinjenja
6.2.3.1. Oksidacija pomoću selendioksida
Opšte uputstvo za oksidaciju aklioiranih metil grupa u ketone pomoću selendioksida
6.2.3.2. Vilgerotova reakcija
Opšte uputstvo za izvođenje Vilgerot-Kindlarove reakcije
6.3. Oksidacija primarnih i sekundarnih alkohola i aldehida
6.3.1. Oksidacija primarnih i sekundarnih alkohola i aldehide i ketona
Opšte uputstvo za oksidovanje sekundarnih alkohola u ketona
6.3.2. Katalitička dehidrogenizacija primarnih i sekundarnih alkohola u karbonalna jedinjenja Opšte uputstvo za katalitičku dehidrogenizaciju primarnih i sekundarnih alkohola u aldehide i ketone
6.3.3.Oksidacija primarnih alkohola i aldehida u karbonske kiseline
Dobivanje sluzne kiseline iz mlečnog šećera (Oksidacija pomoću azotne kiseline)
Dobivanje trihlorisirćetne kiseline iz hlorala (oksidacija pomoću azotne kiseline)
Dobivanje trimetilsirćetne kiseline iz pentracritrita) 1
6.4. Dobivanje hinona oksidacijom
6.4.1. Dobivanje hinona iz aromatičnih ugljovodonika
Opšte uputstvo za dobivanje hinona oksidacijom ugljovodonika pomoću anhidrida hromus kiseline
6.4.2. Hinoni iz suptituisanih aromatičnih jedinjenja
(Dobivanje 1,2. — naftohinona)
6.5. Oksidacija s reskidanjem C—C veze
6.5.1. Oksidacija višegubih C—C veza
(Dobivanje azelinske kiselina iz ricinusovog ulja)
Oksidacija pomoću perganomata
6.5.2. Glikalno raspadanje
Dobivanje poluacetala dietestra gliksilne kiseline iz dietil-tartarata dovotctraacetatan
6.5.3. Oksidationa razlaganja sekundamih alkohola i ketona
Opšte uputstvo za oksidaciju metilketona pomoću hipodromita (haloformska reakcija) — jodoformska proba (opšti propis za kvalitativnu analizu)
Dobivanje adipinske kiseline iz cikloheksinida 6.6. Dehidrogenizacija ugljovodonika i alicikličnih jedinjenja
Opšte uputstvo za katalitičku dehidrogenizaciju alicikličnih jedinjenja u gasnoj fazi
Opšte uputstvo za dehidrogenizaciju pomoću sumpora
6.7. Literatura

7. Reakcije karbonilnih jedinjenja
7.1. Reakcije karbonilnih jedinjenja s bazama
7.1.1. Reakcije aldehida i ketona s aminojedinjenjima
Opšte uputstvo za dobivanje enomina
Dobivanje semikorbazona (opšte uputstvo za kvalitativnu analizu)
Dobivanje 2,4, dinitrofenilhidrazona (Opšte uputstvo za kvalitativnu analizu)
Dobivanje azozona (opšte uputstvo za kvalitativnu analizu)
Kvalitativno određivanje reaktionih aldehida ili ketona (Jitrovanje aksima) 1
7.1.2. Reakcije aldehida i ketcna sa vodom i alkoholom
Opšte uputstvo za dobivanje dietilacetala
Opšte uputstvo za dobivanje etilenacitala i entietala (dioksodona)
7.1.3. Druge reakcije aldehida i ketona s bazama
7.1.4. Reakcije karbonskih kiselina i ugljenih derivata s bazama
7.1.4.1. Dobivanje estara alkoholizom karbonskih kiselina i njihovih derivata
Opšte uputstvo za esterifikaciju karbonskih kiselina
Opšte uputstvo za dobivanje estara sirćetne kiseline polazeći od acethidrida
Dobivanje kiselih estara 3 — nitroftalne kiseline (Opšte uputstvo za kvalitativnu analizu)
Dobivanje estara benzoeve kiseline alkoholizom benzoilhlorida (Roten-Baumenova varijanta) opšte uputstvo za kvalitativnu analizu)
Dobivanje estara karbonskih kiselina hlorida kiselina (Ajnhainova varijanta, opšte uputstvo za kvalitativnu analizu)
Određivanje brzine etanalize hlorida benzonove kiseline (Primena Slametove jednačine)
7.1.4.2. Dobivanje amida kiselina aminolizom karbonskih kiselina i njihovih derivata
Dobivanje H-metil-formanilida
Dobivanje anilida, polazeći od karbonskih kiselina i analina (Opšte uputstvo za kvalitativnu analizu)
Dobivanje cijancetomida i hloraceamida (Aminoliza reaktivnogestra)
Dobivanje benzilamida aminalizom estara karbonskih kiselina (Opšte uputstvo za kvalitativnu analizu)
Dobivanje 2, 3, 4, 6, tetracetil D-glikoze (parcijalnom) pentacetil
D-sIikoze. Dobivanje amida Karbonalnih kiselina aminolizom hlorida kiselina (Opšte uputstvo za kvalitativnu analizu)

7.1.4.3. Hidroliza derivata karbonskih kiselina
Opšte uputstvo za saponifikaciju supstitutisanih malonskih estara
Opšte uputstvo za ketonsko raspoređenje estara — ketokiselina
Opšte uputstvo za dekarboksilaciju malonskih kiselina
Određivanje ekvivalentne težine estara (Dobivanje Perbensove kiseline)
7.1.4.4. Acidoliza karbonskih kiselina i njihovih derivata
Dobivanje 3.5. dinitrobenzoata acidolizom estara karbonskih kiselina (Opšte uputstvo za kvalitativnu analizu)
Dobivanje ahidrida — 3-nitrofatlne kiseline.
Opšte uputstvo za dobivanje hlorida kiselina
7.1.5. Adicija baze na nitrile
Opšte uputstvo za saponifikaciju nitrila
7.1.6. Adicija baza na neka nosebna karbonitna jedinjenja na ugljen dioksid, ugljendisulfid, izocijanate, slačićna ulja i ketone)
Dobivanje H-feniluretana adicija alkohola na fenilizacijanat (Opšte uputstvo za kvalitativnu analizu). Dobivanje supstituisanih tiokarbonida primarnih i sekundarnih amina na fenilslačicu (Opšte uputstvo za kvalitativnu analizu)
7.1.7. Redukcija karbonilnih jedinjenja nomoću metala i katalitički aktiviranog vodonika, Volf-Kižnerova redukcija
7.1.7.1. Katalitička hidrogenlizacija karbonilnih jedinjenja
Opšte uputstvo za katalitičku hidrogenizaciju ketona aldehida, nitrila. aksima i ozometina Opšte uputstvo za katalitičku redukcionu aminaciju aldehida i ketona
Razlaganje D1-α feniletilamina u optičke antipode
7.1.7.2. Redukcija karbonilnih jedinjenja pomoću neplemenitih metala
Dobivanje 2,3-dimetil butandida — 1,2 (Pinokda)
Opšte uputstvo za Klemenzenovu redukciju.
7.1.7.3. Volf-Kižnerova redukciia
Opšte uputstvo za Folf-Kižnerovu redukciju ketona

7.1. Reakcije karbonilnih jedinjenja C-H kiselim jedinjenjima
7.2.1. Adicija cijanovodonične kiseline na aldehide i ketone
Opšte uputstvo za dobivanje cijanhidina
Opšte uputstvo za dobivanje aminokiseline po Štrekerovoj metodi.
7.2.2. Etinilovanje karbonilnih jedinjenja
Opšte uputstvo za etinilovanje ketona
7.2.3. Aldalna reakcija (kondenzacija)
Opšte uputstvo za aldalizaciju
Dobivanje dicetonalkohola
7.2.4. Knoevenagelova reakcija
Opšti postupak za Knoevenagelovu reakciju
7.2.5. Manihova reakcija
Opšte uputstvo za dobivanje Manihovih baza (Dobivanje gramina)
7.2.6.Estarska kondenzacija
Opšte uputstvo za estarsku kondenzaciju i sintezu glicidnih estara po Darzenoovoj metodi. Opšte uputstvo za dekarbonilovanje estara karboniloksalne kiseline
7.2.7. Reakcije hlorida i anhidrida kiselina C-H-kiseline jedinjenja (acilovanje C-H-kiselih jedinjenja)
7.2.7.1. Acilovanje-dikarbonilnih jedinjenja
Opšte uputstvo za acilovanje β-dikarbonalnih jedinj.
7.2.7.2. Acilovanje aldehida i ketona preko enomina
Opšte uputstvo za dobivanje β-diketona acilovanjem enomina
7.2.8. Estarsko i kiselinsko raspadanje β-dikarbonalnih jedinjenja
Opšte uputstvo za estarsko raspadanje acila acetičetnih estara (Hunsdikerova reakcija — Opšte uputstvo za kiselinsko raspadanje acilketpna)
7.2.9.Halogenovanje i alkilovanje karbonilnih jedinjenja
7.2.9.1. Halogenovanje
Opšte uputstvo za dobivanje α-bromnasnih kiselina
Opšte uputstvo za dobivanje fenacilbromida
7.2.9.2. Alkilovanje
Opšte uputstvo za alkilovanje β-dikarbonilnih jedinjenja.
7.3. Reakcije karbonilnih jedinjenja s kriptobazama
7.3.1. Mervajn-Pondorf-Verlejeva redukcija i Openauerova oksidacija
Opšte uputstvo za redukciju ketona i aldehida po Mervajn-Pondorf-Verlejevoj metodi Dobivanje holesten-3-ona iz holesterala Openauerovom oksidacijom
7.3.2. Kanicarovljeva i Klezen-Tiščenkova reakcija
Opšte uputstvo za mešovitu Kanicarovljevu reakciju
Dobivanje pentacrituta.
7.3.3. Lajkart-Valhaova reakcija
Opšte uputstvo za Lajkart-Valhaovu reakciju s aldehidima
7.3.4. Redukcija karbonitnih jedinjenja pomoću kompleksnih hidrida
Opšte uputstvo za redukciju pomoću litijumaluminijumhidrida
7.3.5. Grignarova reakcija
7.4. Reakcije vinilognih karbonilnih jedinjenja
7.4.1. Adicija amina β-nezasićena karbonalna jedinjenja
7.4.2. Adicija vode, vodoniksulfida alkohola i merkaptana na nezaštićeno karbonilno jedinjenje
7.4.3. Adicija C-H-kiselih jedinjenja na vinilogna karboniina jedinjenja (Moikelova adicija)
7.4.4. Adicija amina kiselina nezaštićena karbonilna jedinjenja
7.4.5. Adicija halogenvodonika na vinilogna karbonilna jedinjenja
7.5. Literatura

8. Reakcije drugih heteroanalognih karbonilnih jedinjenja
8.1. Redukcija nitrojedinjenja i nitrozojedinjenja
8.2. Reakcije azotaste kiseline
8.2.1. Reakcije azotaste kiseline s aminojedinjenjima
8.2.2. Reakcije azotaste kiseline s alkoholima (esterifikacija)
8.2.3. Reakcije azotaste kiseline C-H kiselim jedinjenjima
8.3. Reakcije diazonijum soli
8.3.1. Termičko razlaganje i reakcija
8.3.2. Sandmejerova reakcija
8.3.3. Azo-kondenzacija, azo-boje
8.4. Neke reakcije alifatičnih diazo-jedinjenja
8.4.1. Dobivanje diazoalkana
8.4.2. Reakcije alifatičnih diazojedinjenja sa protonskim kiselinama
8.4.3. Reakcije alifatičnih diazojedinjenja sa karbonilnim jedinjenjima
8.4.4. Nukleofilna adicija diazo-jedinjenja na dvogube i trogube veze
8.4.5. Postojanje i reakcije karbena
8.5. Reakcije derivata sulfonskih kiselina
8.6. Literatura

9. Premeštanja
9.1. Nukleofilna premeštanja u položaju 1,2,
9.1.1. Premeštanja na ugljenikovom atomu
9.1.1.1. Pinakolonsko premeštanje
9.1.1.2. Vagner-Mernvajnovo premeštanje
9.1.1.3. Volfovo premeštanje
9.1.2. Premeštanja na azotovom atomu
9.1.2.1. Hofmanova degradacija amino kiselina
9.1.2.2. Kurtjusova degradacija
9.1.2.3. Šmitova reakcija
9.1.2.4. Bekmanovo premeštanje
9.1.3. Premeštanja na kiseonikovom atomu
9.1.4. Nukleofilno 1,3, premeštanje
9.2. Premeštanja na aromatičnim jedinjenjima
9.2.1. Benzidinsko premeštanje
9.2.2. Fišerova sinteza indola
9.3. Literatura

E. Identifikacija organskih jedinjenja

1. Prethodni ogledi i ispitivanja na funkcionalne grupe
1.1. Prethodni ogledi
1.1.1. Izgled supstance
1.1.2. Određivanje fizičkih konstanti
1.1.3. Ogled sagorevanja i žarenja
1.1.4. Dokazivanje elemenata
1.1.5 Određivanje rastvorljivosti

1.2. Ispitivanje na funkcionalne grupe
1.2.1. Indikacije na nezasićena jedinjenja
1.2.1.1. Reakcija s bromom
1.2.1.2. Reakcija s permanganatom
1.2.2. Indikacije na aromatično jedinjenje
1.2.2.1. Reakcija s azotnom kiselinom
1.2.2.2. Reakcija s hloroformom i ALCl3
1.2.3. Indikacije na jedinjenja koja su snažno redukciona sredstva
1.2.3.1. Reakcija s amonijačnim rastvorom srebrove soli
1.2.4. Indikacije na aldehide i ketone
1.2.4.1. Reakcija s dinitrofenilnihidrazinom
1.2.4.2. Reakcija s Felingovim rastvorom
1.2.4.3. Reakcija s fuksinsumporastom kiselinom (Šintov reagens)
1.2.5. Indikacije na alkohole, fenole i enole
1.2.5.1. Reakcija s cer-amon-nitratnim reagensima
1.2.5.2. Reakcija s gvožđe — (III) hloridom
1.2.5.3. Reakcija sa solima dvotelnog Gorka
1.2.5.4. Reakcija s cinkhloridom i hlorovodonikom (Lukasov reagens)
1.2.5.5. Reakcija s Denižeovim reagensom
1.2.6. Jodoformska proba reakcija s natrijumhipojodidom
1.2.7. Indikacije na jedinjenja koja se mogu saponifikovati alkalijama
1.2.7.1. Reakcija s vodenim rastvorom natrijumdioksida (Rojanova proba)
12.1.2. Reakcija s hidroksilamlnom
1.2.7.3. Reakcija s koncetrovanim kalimhidroksidom
1.2.8. Indikacije na amine
1.2.8.1. Reakcija s hloroformom (izonitrilna proba)
1.2.8.2. Reakcija s azotastom kiselinom
1.2.8.3. Reakcija s ninhidrinom
1.2.9. Indikacije na nitro i nitrojedinjenja
1.2.9.1. Reakcija s cinkom i amonhloridom
1.2.9.2. Reakcija aci-oblika s ferihloridom
1.2.9.3. Reakcija aci-oblika s azotastom kiselinom
1.2.10. Indikacije na halogen koji se može hidrolizovati
1.2.11. Indikacije na merkaptane i tiofenole
1.2.11.1. Reakcija sa solima težih metala
1.2.11.2. Reakcija s azotastom kiselinom
1.2.11.3. Reakcija s natrijumnitroprusidom

2. Dobivanje derivata
2.1. Etri
2.1.1. Razlaganje etara jedovodoničnom ili bromovodoničnom kiselinom
2.1.2. Razlaganje etara smesom cinkhloridom 3/5 dinitronbenzoil- hlorid
2.2. Aldehidi i ketoni
2.2.0.1. Dobivanje fenilhidrazona
2.2.0.2. Dobivanje semikarbazona
2.2.0.3. Dobivanje dimedonskih derivata
2.2.0.4. Određivanje ekvivalentne težine titrovanjem oksima
2.2.1. Hinoni
2.2.1.1. Dobivanje semikarbazona
2.2.1.2. Dobivanje hidrohinondiacetata
2.2.2. Monosaharidi
2.2.3. Acetali i ketali
2.3. Alkoholi
2.3.1. Primami i sekundarni alkoholi

A. Uvod u laboratorijsku tehniku

1. Pomoćna sredstva i metode za izvođenje reakcija u organskoj hemiji

1.1. Vrste stakla i spajanje staklenih delova

U hemijskoj laboratoriji, kao materijal za konstrukciju aparata i posuđa, najčešće se upotrebljava staklo.

Jeftino tirinško staklo (Thiiringer Glas) meko je i lako se obrađuje, ono je, međutim, srazmerno malo postojano prema hemijskom dejstvu. Zbog svog relativno velikog koeficijenta širenja (oko petnaest puta većeg od koeficiienta širenja kvarcnog stakla) kao i zbog vrlo male postojanosti prema promenama temperature, tirinško staklo se retko upotrebljava kao materijal za posuđe koje se zagreva ili hladi — kao što su npr., baloni za destilaciju, kondenzatori itd.
„Jensko staklo za posuđe 20″ (Jenaer Gerateglas 20) jeste borosilikatno staklo koje se odlikuje dobrom postojanošću prema vodi, alkalijama i kiselinama i srazmerno malim koeficijentom širenja (koji je oko osam puta veoi od koeficijenta širenja kvarcnog stakla) kao i velikom postojanošću prema temperaturskim promenama (190°C). Ovo staklo je zato vrlo pogodan materijal za aparature koje se zagrevaju (baloni za destilaciju, kondenzatori, kolone itd). Viša cena ovakvog posuđa nadoknađuje se time što ono duže i traje.

Jensko staklo „razoterm” (Jenaer Rasothermglas) jeste još usavršenije Jensko staklo za posuđe 20 (Jenaer Gerateglas 20). Pored poboljšanih hemijskih osobina, ovo staklo ima još niži koeficijent širenja tako da se od njega mogu praviti aparature debljih zidova čime se postiže veća mehanička čvrstina. Postojanost prema temperaturskim promenama jeste 250°C. Staklo „pireks” (Pyrex) ima slične osobine kao jensko staklo ,,razoterm“.

Staklo „supn’emaks” upotrebljava se isključivo za konstrukciju aparatura koje se izlažu visokim temperaturama (kao što su cevi za pirolizu) i može se upotrebiti do oko 680°C. Ovo je staklo, međutim, srazmerno krto. Cevi za zatapanje zato, prave se od stakla durobaks (Durobax), — koje je znatno otpornije prema pritisku.

Za aparature koje se izlažu najvišim temperaturama upotrebljava se kvarcno staklo ili istopljeni kvarc. Istopljenim kvarcom naziva se kvarcno staklo mutno kao mleko — koje je jeftinije od prozirnog kvarcnog stakla. Pri najvišem zagrevanju, usled vrlo malog koeficijenta širenja (5,8 x 10 ‘ cm/stepen), kvarcna stakla, čija je tačka omekšavanja preko 1400°C, pokazuju vrlo vehku otpomost na temperaturske promene.

Posuđe od kvarca veoma je skupo pošto se kvarcno staklo vrlo teško obrađuje. Pošto obično staklo ne propušta ultraljubičastu svetlost, na onim mestima gde je potrebno propuštanje UV-zrakova ugrađuju se delovi na_ činjeni od kvarcnog stakla (na primer grejač koji se stavlja direktno u reakcionu smesu, kao na sl. 1.21).

Različite vrste stakla razlikuju se po boji na mestu preloma ili stapanja. Da bi razlike bile još uočljivije, pojedine vrste stakla označavaju se obojenim prugama (Jensko staklo za posuđe 20/Jenaer Gerateglas 20/ima crnu prugu), ili se (na primer, na balonima za destilaciju) oznaka matira.

Pojedinačni delovi staklene aparature mogu se međusobno spojiti stapanjem1). Međutim, veće aparature napravljene na ovaj način ne mogu se raznovrsno upotrebiti, pa se stoga ovaj način spajanja retko primenjuje, — na primer za rad u najvišem vakumu.

Slika A.1. Tipovi glačanika (šiifova)

Izostavljeno iz prikaza

1. Ravni glačanik, napr. kod eksikatora
2. Cilindrični glačanik, napr. kod KPG-mešalica v. sl. A.6.
3. Konusni glačanik
4. Kuglasti glačanik

Delovi aparatura koji se upotrebljavaju pri radovima u organskoj hemiji obično se spajaju staklenim glačanicama (šlifovima). Najčešće upotrebljavani tipovi glačanika prikazani su na slici A.l.

Većina laboratorijskog posuđa ima normirane konusne glačanike (NS ili NB), tako da se pojedini delovi mogu menjati prema potrebi. Glačanik i spoj dobiven pomoću glačanika sastoJi se od spoljašnje („ženske”) i unutrašnje („muške“) spojnice („šlifa”). Dva broja na normiranom konusnom glačaniku označavaju njegovu najveću širinu i dužinu; npr. NB 29/32, NB 29/42 (dugački glačanik sa većom površinom zaptivanja, npr. za radove u vakumu), NB 14,5/23, NB 45/40 itd.

Glačanici različitih veličina mogu se međusobino spajati pomoćnim delovima tzv. ređucirima (sl. A.2.).

Od laboratorijskog posuđa s normiranim glačanicima mogu se za kratko vreme sastaviti i složenije aparature.

Pri radu s konusnim glačanicima potrebno je voditi računa o sledećem:

1. Spoljašnja i unutrašnja spojnica trebalo bi da su uvek od iste vrste stakla, — u slučaju potrebe, spoljašnji deo može biti od stakla većeg koeficijenta širenja.
2. Oba dela konusnog glačanika treba spojiti lakim obrtanjem.
3. Supstance koje grade smolu, koje se polimerizuju, ili koje su jako alkalne, po mogućstvu, ne bi trebalo da dolaze u dodir s glačanicima.

Kada se spajanje vrši na ovaj način, kod aparatura koje se podvrgavaju termičkom opterećenju, trebalo bi voditi računa da koeficijenti širenja različitih delova koji se spajaju moraju biti jednaki.

Kod aparatura koje se ne izlažu većim termičkim opterećenjima, razlika u koeficijentima širenja spojenih delova može biti oko 10%.

Kuglasti gJačanici upotrebljavaju se pre svega kod većih aparatura, jer se njima obezbeđuje gipko spajanje pojedinih delova, — što bi se inače moglo postići samo nizom konusnih glačanika. Spoj preko kuglastih glačanika lako se rastavlja. Ako bi pritisak u aparaturi bio tek nešto viši od atmosferskog pritiska, spojevi preko ‘kuglastih glačanika teško bi mogli dobro zaptivati; nasuprot tome, kuglasti glačanici su izvanredni za aparature u kojima se radi pod vakumom. Skuplji su od konusnih glačanika.

Pri radu u vakumu, glačanici se pre svega moraju podmazati. Podmazivanje treba vršiti s vrlo malo maziva kako bi se izbeglo da se u reakcionoj smesi ili destilatu nađe mazivo iz glačanika. Najbolje je u sredini konusnog glačanika napraviti prsten od maziva pa okretanjem unutrašnjeg dela u spoljašnjem, mazivo podjednako rasporediti po celoj površini glačanika. Pravilno podmazan glačanik, koji dobro zaptiva, mora biti potpuno proziran!

Kao sredstva za podmazivanje glačanika upotrebljavaju se vazelin i životinjske masti — za ravne glačanike (eksikatore), slavine i konusne glačanike pri radu pod normalnim pritiskom, Remzijeva mast, rastvor kaučuka u vazelinu, kvahtet „srednja” ili „viskozna” upotrebljava se za kuglaste i konusne glačanike pri radu u vakumu. Pri radu s organskim supstancama koje lako rastvaraju masti na ne isuviše visokoj temperaturi (100 do 150°C), bolje je upotrebiti Kapsenbergovu mast. Ona se rastvara u vodi i svako je može sam napraviti; njeno dobivanje — videti u Dodatku o reagensima , str. 619. Za radove u visokom vakumu kao zaptivači upotrebljavaju se apiezonske odnosno silikonske masti koje imaju ekstremno nizak napon pare.

Slika A 2. Reduciri

Izostavljeno iz prikaza

Zapečeni glačanik obično se ne može rastaviti obrtanjem. Da bi se ovakav glačanik rastavio postupa se na dva načina: palčevi obeju ruku postave se jedan pored drugog na spoljašnju i unutrašnju spojnicu glačanika, a ostalim prstima obrće se glačanik u različite položaje ali tako kao kada se lomi štap, — ili se spoljašnja spojnica glačanika blago zagreva na oko 70°C na svetlom plamenu tako da unutrašnja spojnica ostane što hladnija, Zapečeni glačanici rastavljaju se i kuckanjem malim drvenim maljem (stakleni zapušači na bocama).

Spajanje plutanim i gumenim zapušačima ima mnogo manji značaj od spajanja staklenim glačandcima. Pluta ne zaptiva dobro, pa se pre svega ne može upotrebiti za rad u vakumu, a sem toga osetljiva je na dejstvo hemijskih supstanci. Halogeni i jake kiseline i dr., jako nagrizaju gumene zapušače, gumena creva itd., a od organskih rastvarača guma često jako nabubri. Za radove s hlorom, bromovođonikom, fosgenom, ozonom itd. treba upotrebljavati creva od polivinilhlorida ili polietilena. Ova creva stavljaju se na kratko vreme u ključalu vodu pa se zatim lako navlače na krajeve cevi.

1.2. Laboratorijsko posuđe

U laboratorijama za organsku hemiju upotrebljava se uglavnom isto posuđe kao i u laboratorijama za neorgansku hemiju, — dakle, epruvete, čaše, erlenmajera, baloni itd. Za semimikro-radove upotrebljavaju se kratke i široke epruvete (oko 15 x 60 do 80 mm). Čaše se ne mogu upotrebljavati za zapaljive organske rastvarače i organske supstance niske tačke ključanja-zbog njihove velike isparljivosti. Za čuvanje rastvarača mnogo je podesniji erlenmajer (evtl. s normalnim glačanikom) koji se može lako zatvoriti zapušačem.

Sudovi sa ravnim dnom ne smeju se evakuisati (opasnost od implozije)!

Kao baloni za destilaciju i recipijenti upotrebljavaju se pre svega baloni sa okruglim dnom, kruškasti baloni ili oštro konusni baloni. Konusni baloni naročito su podesni za destilaciju semimikro-količina, jer se iz njih može predestilovati tečnost skoro bez ostatka (v. sl. A.59.). Za složenije reakcije upotrebljavaju se baloni sa dva, tri i četiri grlića (v. sl. A.4.).

Treba se navići da se na svaki prazan stakleni sud upiše težina („tara”), pisaljkom, na naročito za to matiranom mestu.

1.3. Kondenzatori

Pri organskim reakcijama najčešće je potrebno zagrevati reakcione komponente, a često u nekom rastvaraču.

Da lako isparljiva jedinjenja ne bi mogla da ispare iz reakcionog suda, na sud se postavi kondenzator na čijim se hladnim površinama? postala para kondenzuje i vraća u reakcionu smesu (uspravni kondenzator). Pri destilacijama, destilat se odvodi iz smese /nishodni (silazni) kondenzator/. Najčešći tipovi kondenzatora prikazani su na sl. A. 3.

Najprostiji je vazclušni kondenzator a). Pošto vazduh neznatno hladi, ovaj kondenzator se upotrebljava samo za supstance visoke tačke ključanja, preko 150°C. Ovaj tip kondenzatora primenjuje se u obliku uspravno postavljene cevi, i nije naročito efikasan, jer u njemu postoji laminarno strujanje tako da supstanca kroz njega može lako proći (lako ga „probija”). Loptasti tip kondenzatora je mnogo bolji (oblik (b/). Takav kondenza+or se upotrebljava pri semimikro-radovima gde je, zbog malih količina toplote koje se odvode, dovoljno vazdušno hlađenje, čak i za supstance niže tačke ključanja (ako je potrebno, kondenzator se obmota ovlaženom hartijom za ceđenje). Vazdušni kondenzator (sl. A.3. pod eJ) može se upotrebiti kao silazni kondenzator i za kondenzovanje destilata s višom tačkom ključanja, od 150°C naviše, — pod uslovom da se destilovanie ne vrši prebrzo.

Posebni oblik vazdušnog kondenzatora je sabljasti nastavak ,,sabljasteg balona” (v. sl. A. 57.) koji ujedno služi i kao kondenzator i kao recipijent.

Libigov kondenzator c) upotrebljava se kao silazni kondenzator pre svega za kondenzovanje destilata (do oko 160°C). Kada se upotrebljava kao uspravni kondenzator, Libigov kondenzator nije efikasan pa se zbog malih površina za hlađenje i laminarnih strujanja može upotrebiti samo za supstance relativno visoke tačke ključanja (t.k. > 100°C). Voda koja postaje kondenzacijom vazdušne vlage na spoljnoj, hladnoj površini kondenzatora, može kroz pore u glačaniku da prodre u reakcioni balon. Stoga se glačanici moraju podmazati. Takođe, iznad glačanika može se postaviti manšeta od suve hartije za ceđenje.

Supstance visoke tačke ključanja, na mestima spoja (E na sl. A.3.) mogu izazvati unutrašnje napone i prskanje stakla. Zato ne treba upotrebljavati Libigove kondenzatore od Tirinškog stakla!

Loptasti kondenzator d), upotrebljava se samo kao uspravni kondenzator. Zbog proširenja ovog kondenzatora, strujanje pare postaje turbulentno pa je i hlađenje znatno bolje nego u Libigovu kondenzatoru. I ovde, kao što je već ranije spomenuto, kondenzuje se atmosferska vlaga na spoljnoj površini kondenzatora. I ovde mesta, gde je izvršeno zatapanje stakla pretstavljaju opasna mesta.

Spiralni kondenzator e) nikako se ne sme upotrebljavati za vraćanje kondenzata u balon jer kondenzat iz uzane spirale ne može dovoljno brzo da kaplje natrag te može biti izbačen iz kondenzatora i time prouzrokovati nesreću. Ovakav kondenzator, međutim, uspravno postavljen, izvanredno služi kao nishodni kondenzator, naročito kada se destiluju supstance s niskom tačkom ključanja. U kosom silaznom položaju ne može se upotrebiti (zašto?).

Slika A.3 Tipovi kondenzatora

Izostavljeno iz prikaza

Štedelerov kondenzator f) jeste modifikacija spiralnog kondenzatora; prostor za hlađenje ovog kondenzatora može se napuniti smesom leda i soli ili smesom čvrstog ugljendioksida i acetona ili sl. ; ovaj kondenzator se može upotrebiti za kondenzovanje tečnosti vrlo niske tačke ključanja. Varijanta spiralnog kondenzatora koji služi u isto vreme i kao recipijent jeste recipijent za duboko hlađenje (v. sl. 3.27.c).

Dimrotov kondenzator g) jeste vrlo efikasan uspravni kondenzator (kondenzator za vraćanje kondenzata u balon). Može se upotrebiti i kao nishodni kondenzator, u slučaju da se relativno velika količina destilata koja se skuplja i zaostaje na spirali može zanemariti. Mesta zatapanja spirale (E) nalaze se van zone s velikom temperturskom razlikom, tako da se ovaj kondenzator može bez bojazni upotrebiti do temperature od 160°C. Pošto je spoljni zid ovog kondenzatora uvek na temperaturi okoline, to se na njegovoj spljnoj površini ne kondenzuje vlaga iz vazduha (v. ranije). Pa ipak, iz istog razloga, supstance s niskom tačkom ključanja mogu se penjati duž unutrašnje strane spoljašnjeg ziđa i proći kroz zonu hlađenja. Stoga, Dimrotov kondenzator ne bi trebalo upotrebljavati kao uspravni kondenzator za supstance niske tačke ključanja (npr. etar). Kroz gornji, otovoreni deo Dimrotovog kondenzatora može da dopre vlaga iz vazduha i da se kondenzuje na hladnoj spirali. Ovo se može sprečiti pomoću cevi za sušenje kao što je prikazano na sl. A.4.a.

Slika A.4. Posuđe za izvođenje reakcija (Reakcione aparature)

Izostavljeno iz prikaza

Intenzivni kondenzator h) je kombinacija Dimrotovog i Libigovog kondenzatora. Hlađenje u ovom kondenzatoru je vrlo dobro i može se upotrebiti i za rastvarače niske tačlke ključanja (etar). Na spoljnoj površini se kondenzuje vlaga iz vazduha. Pošto su ovakvi kondenzatori veoma skupi ne bi ih trebalo upotrebljavati bez naročite potrebe. Osim toga, treba uvek imati na umu i to da usled velike količine hladne vode koja prolazi kroz kondenzator ovaj postaje srazmerno vrlo težak. Stoga se uvek mora dobro učvrstiti.

Deflegmatorski kondenzator 1) je posebna vrsta uspravnog kondenzatora koji se slobodno okači u aparaturu i uglavnom se može upotrebiti pri semimikro-radovima. Kada se ovaj tip kondenzatora pričvrsti na reakcioni sud pomoću zapušača ili podešenog gumenog creva, treba (kao na sl. A.4.f.) ostaviti otvor (urez).

Uvek se mora paziti na to da se ne prekine dovod vode za hlađenje, jer to možc da prouzrokuje požar ili eksploziju!

Često se može zapaziti da zaptivači („gumice”) u slavinama za vodu nešto nabubre te time prekinu prvobitno neometan dovod hladne vode. Zbog toga, pri radu s dragocenim aparaturama (npr. živine ili uljane difuzione pumpe) uvek treba montirati osigurač za dovod hladne vode koji je vezan s grejanjem. Ovakvi aparati mogu se dobiti na tržištu.

1.4. Standardne aparature za organske hemijske reakcije

Najvažnije reakcione aparature koje se mogu sastaviti od posebnih delova s normiranim glačanicima prikazane su na sl. A.4.

Aparatura a) upotrebljava se pri takvim reakcijama kod kojih je moguće odmah pomešati sve reakcione komponente; ona se upotrebljava pri prekristalisavanju (v. str. 7). Cev za sušenje stavlja se na otvor kondenzatora samo ako je potrebno sprečiti pristup vlage u reakcionu smesu. Pre nego što se stavi, treba je ispitati na propustljivost (produvati). Ne sme se zaboraviti kamenčić za ključanje (v. str. 17).

Baloni s dva i tri grlića su standardno reakcionoposuđe preparativne organske hemije. Oni se upotrebljavaju kada se istovremeno mora vršiti nekoliko operacija, npr. uvođenje gasova i zagrevanje s uspravnim kondenzatorom (b), postepeno dodavanje tečnosti („ukapavanje”), mešanje i hlađenje (c), itd. Pomoću Anšicovog nastavka, laalon s tri grlića pretvara se u balon s četiri grlića tako da se sada mogu npr. istovremeno vršiti četiri operacije: mešanje, zagrevanje s uspravnim kondenzatorom, ukapavanje jedne reakcione komponente’) i merenje temperature reakcione smese (d) . Nastavak sa tri grlića prikazan je pod e). Često su najpogodniji baloni s više grlića s paralelno raspoređenim grlićima jer takva aparatura pri sklapanju zaprema malo prostora. Jedino kad paralelni raspored grlića zbog neznatnog razmaka između pojedinih grlića zadaje teškoće za smeštanje motora s mešalicom, uspravnog kondenzatora itd., bolji je kosi raspored kao što je prikazano na (c).

Pri radovima sa semimikro-količinama mogu se upotrebdti aparature sa NB 14,5, Ako se upotrebljavaju nastavci kao pod (e) ili tipa po Anšicu, ili ako se supstance u reakcioni sud dodaju kroz kondenzator, onda nije potrebno imati balone s više grlića. Kako se pri radu sa semimikro-količinama vrši prenos malih količina toplote, to najčešće nije potrebno određivati temperaturu u reakcionoj smesi. Ovde se temperatura može s dovoljnom tačnošću kontrolisati merenjem temperature spoljašnjeg kupatila u kome se vrši zagrevanje. Mešanje se u ovom slučaju vrlo dobro vrši pomoću magnetne mešalice (v. str. 9).

Na slici A.145. Prikazano je nekoliko jeftinih, lako pristupačnih delova aparature koja se može svestrano upotrebiti za većinu semimikrooperacija. Od ovih delova mogu se sastaviti dve proste aparature za zagrevanje s uspravnim kondenzatorom (sl. A.4. f, g). Druga od ovih aparatura naročito je zgodna ako je potrebno odmah posle zagrevanja predestilovati supstancu iz rastvora (prema sl. A.59 mogućan je drugi raspored sastavnih delova ove aparature).

Pri pričvršćivanju aparaturđ treba obratiti pažnju na to da su upotrebljene štipaljke s unutrašnje strane obložene plutom odn. da su kraci prevučeni komadima gumenog creva. Mufovi treba da budu pričvršćeni za stativ tako da otvor na drugom đelu bude otvoren naviše.

Pri učvršćivanju balona s glačanikom (okrugla) štipaljka se sme samo blago stegnuti, tako da se izbegne bilo kakva deformacija glačanika (balon drži zadebljani rub gornje strane glačanika). Iz istog razloga veće aparature ne treba pričvršćavati previše jako. Aparature prikazane na slici A.4. trebalo bi uvek montirati samo na jednom jedinom stativu. Pošto ovo nije moguće učiniti i sa složenijim aparaturama, u tom slučaju se upotrebljavaju skele čije su pojedine šipke među sobom čvrsto povezane. Mešalice, kolone za destilaciju itd. moraju biti učvršćene u potpuno vertikalnom položaju.

1.5. Mešanje i mućkanje

Mešanjem i mućkanjem komponente se u heterogenim sistemima dobro izmešaju. Ako je potrebno izmešati dve tečnosti koje se ne mešaju i koje grade dva sloja, mešalica se postavlja na granicu između oba sloja. Često je potrebno mešati čak i homogenu fazu; na primer za to da se postepeno dodavana komponenta brzo i podjednako podeli u rastvoru, tako da se izbegne velika mestimična koncentracija ili mestimično pregrevanje.

1.5.1. Tipovi mešalica

Proste mešalice mogu se napraviti od staklenog štapa (a, f, na sl. A.5). Za mešanje u sudovima sa širokim grlićem podesne su listate mešalice (b). Za mešanje u sudovima sa uskim grlićem služe mešalice s malim propelerima ili krilima koja se rašire pod uticajem centrifugalne sile pri obrtanju mešalice, a takođe i Heršbergove mešalice1) (e). Ovaj tip mešalice naročito se primenjuje za sprašivanje stopljenog natrijuma a nije pogodan za mešanje viskoznih supstanci. Za mešanje supstanci koje se lako talože po zidovima balona veoma je pogodan oblik mešalice tipa (f), koji se može provući kroz uski grlić, ali ovakav tip mešalice ne može se upotrebiti ako istovremeno u balon treba staviti i termometar.

Magnetna mešalica (g) omogućava mešanje u potpuno zatvorenom sudu. Ova mešalica se sastoji od magneta koji se okreće pomoću motora, a magnet pokreće gvozdeni štapić prevučen staklom, teflonom ili sličnim materijalom koji se nalazi u reakcionom sudu. Ovaj tip mešalice upotrebljava se pri hidrogenizaciji, pri radovima u visokom vakumu i slično.

Slika A.5. Trpovi mešalica

Pri radu s manjim šaržama, magnetna mešalica može da zameni ostale tipove mešalica. Ali štap za mešanje mora se podesiti prema dnu reakcionog suda. Pravi štapići mogu se upotrebiti samo u sudovima s ravnim dnom kao što su to erlenmajeri, čaše i slično.

Uvođenjem nekog (inertnog) gasa u reakcioni sud, često, a naročito kod manjih šarži, postiže se dovoljno mešanje.

1.5.2. Vodilice i zaptivači

Prosta vodilica za mešalicu jeste staklena cev koja je učvršćena u gumenom ili plutanom zapušaču (sl. A.6.a). Ovakva, dobro podešena mešalica može se za nuždu upotrebiti i kada se radi sa aparaturom s upravnim kondenzatorom čak i ako supstance ključaju pri ne suviše niskoj temperaturi, a naročito kada se komadom gumenog creva navučenim na osovinu mešalice i kraj vodilice poboljša zaptivanje. Podmazivanje se vrši glicerinom ili još bolje ricinusovim uljem.

Tečni zaptivači (živa, glicerin) (b), ne propuštaju gasove ali se mogu primenjivati samo pod atmosferskim pritiskom.

Za aparature s uspravnim kondenzatorom upotrebljava se živa kao tečnost za zaptivanje, jer se živa ne razblažuje s kondenzatom niti može biti istisnuta iz zaptivača. Zaptivač sa živom može da izdrži čak i manji pritisak.

Žica kojom se vrši mešanje treba da bude od V2 ili drugog plemenitog čelika.

Najsavršeniji i najprostiji zaptivač jeste KPG-mešalica (c), koja se sastoji od uglačane cevi-vodilice i takođe uglačane, osovine mešalice (tolerancija —±0,01 mm). (KPG je skraćenica za precizne aparate napravljene od vučenog stakla = Kerngezogene Prazisions-Glassgerate). Ova mešalica je veoma skupa. Kao sredstvo za podmazivanje upotrebljava se ricinusovo (i parafinsko) ulje, a ako se radi s takvim supstancama koje rastvaraju masti, upotrebljava se Kapsenbergova mast.1) Treba napomenuti da sam glicerin nije podesan kao sredstvo za podmazivanje jer je njegov viskozitet suviše mali tako da je trenje stakla veliko te se vek trajanja KPG-mešalice znatno skraćuje.

Slika A.6. Zaptivači za mešalice

Izostavljeno iz prikaza

Kako se KPG-mešalica pri velikom broju obrtaja jako zagreva, to se ona može upotrebljavati samo ako brzina obrtanja nije veća od 600 o/min.

1.5.3. Motori

Mešalice se pokreću uglavnom elektromotorima. Broj obrtaja motora reguliše se pomoću otpornika ili preko regulacionog transformatora. Pre nego što počne mešanje, treba se obrtanjem mešalice rukom uveriti da li se ona lako kreće i da li ne dodiruje zidove suđa ili termometar. Sve štipaljke pomoću kojih je aparatura učvršćena treba da budu podešene tako da aparatura ostane bez napona. Caura KPG-mešalice mora se pričvrstiti posebnom štipaljkom, jer se usled trenja osovine mešalica lako odvaja od balona.

Obratiti pažnju na to da elektromotori obično nisu zaštićeni od eksplozije, tj. bacaju varnice. Stoga pri radu s lako zapaljivim supstancama (npr. vodonikom, ugIjendisulfidom i dr.) upotrebljavati vodene turbine ili vazdušne motore.

Osovine motora i mešalice, koje moraju da leže na istoj pravoj liniji, povezuju se među sobom pomoću dva komada creva za vakuum i staklenog štapa (sl. A.7.), kako vodilica ne bi imala trenje.

1.5.4. Mućkanje

Mućkanje u običnoj laboratorijskoj praksi ima manji značaj od mešanja. Međutim, mućkanje se primenjuje pri radu pod pritiskom (npr. u autoklavu v. str. 19.) kada teške taloge kao što su cink u prahu ili natrijum amalgam, treba pomešati s tečnom fazom iznad njih, ih pri semimikro-radovima (npr. pri ogedima u epruveti). U poslednjem slučaju kada se radi u semimikro srazmerama, a na temperaturi ključanja, često se može uopšte izostaviti svako dopunsko mehaničko mešanje.

Ako je mućkanje potrebno duže vremena, upotrebljavaju se posebne mašine-mućkalice; kod ovih ne postoji uvek mogućnost za zagrevanje ih hlađenje. U svakom slučaju, sudove za mućkanje treba dobro učvrstiti!

1.6. Merenje i uvođenje gasova

Količine gasova određuju se merenjem težine ili zapremine. Zapremina gasa određuje se direktno, bilo hvatanjem u kalibrisanom. sudu (cilindru za odmeravanje, gasometru), bilo pomoću dozime pumpe ili gasnog sata.

Slika A.8. a) Merač za proticanje gasa (reometar) b) Rotametar

Izostavljeno iz prikaza

Najčešće se upotrebljavaju tzv. ,,mokri gasni satovi” s vodenim punjenjem, u kojima struja gasa obrće doboš povezan s uređajem koji označava količinu proteklog gasa.

Indirektno, količine gasova određuju se pomoću merača za proticanje i rotametra. Kod reometara (sl. A. 8,a), suženi deo (kapilara) na putu proticanja gasa stvara razliku u pritisku koja se meri pomoću paralelno uključenog manometra oblika U i koja je proporcionalna količini proteklog gasa. Pre upotrebe, aparat se mora kalibrisati pomoću poznatih količina određenog gasa pa se napravi dijagram u koji se prenosi količina proteklog gasa u jedinici vremena prema razlici u pritisku Ap. Ovaj dijagram važi uvek samo za određenu vrstu gasa.

Rotametri (sl. A.8.b) se izrađuju industrijski uvek za različne oblasti merenja. Kako se graduisana cev sužava prema dole, struja gasa podiže lebdeću čigru srazmerno količini gasa što protiče,

Dalje, količina gasova se može odrediti i tako što će se meriti priraštaj težine reakcionog suda, — ili, kada se radi s većim količinama, smanjenje težine čelične boce iz koje se gas uzima (na decimalnoj vagi).

• ČELIČNA BOCA
• ISPIRALICA
• REAKCIONI SUD
• OSIGURAČ
• PREČIŠČAVANJE GASA

Slika A.9. Uređaj za uvođenje gasova

Izostavljeno iz prikaza

Slika A.10. Ispiralica s poroznom pločicom

Izostavljeno iz prikaza

Pri uvođenju gasova, kraj dovodne cevi nalazi se, po pravilu, ispod površine tečnosti. Pri tome, naročito kod gasova koji se jako apsorbuju, postoji opasnost da tečnost kroz dovodnu cev bude vraćena („usisana”) u deo aparature.

Stoga se, ispred reakcione aparature u koju se uvodi gas uvek postavlja neki prazan sud (npr. ispiralica), koji mora biti dovoljno veliki da može primiti svu reakcionu smesu. Analogno tome, posle aparature za razvijanje gasova (ili boce s komprimovanim gasom) takođe se postavlja sigurnosni sud.

Standardna aparatura za uvođenje gasova skicirana je na slici A.9.

Usisavanje (vraćanje) rastvora pri radu sa gasovima koji se dobro apsorbuju, može se sprečiti i na taj način što će se kraj cevi za dovod gasa postaviti iznad površine tečnosti. Ako se reakciona smesa istovremeno dobro meša, može se postići velika brzina apsorpcije. Ako je potrebno da gas bude fino podeljen u tečnosti, npr. radi što boljeg ispiranja ili povećavanja brzine apsorpcije, onda se uvođenje vrši kroz poroznu pločicu (v. sl. A.10.).

Ako se pri uvođenju gasa grade čvrste supstance (ili samo zato što usled gasne struje rastvarač isparava na uvodnoj cevi), to se njen otvor može lako zapušiti. Ova opasnost može se smanjiti na taj način što se proširuje kraj dovodne cevi. Obično je dovoljno uvoditi gas kroz praznu hlorkalcijumovu cevčicu učvršćenu komadom creva na kraju dovodne cevi, ako na crevo ne dejstvuje reakciona smesa (v. sl. A.11.b.).

Slika A.11. Uvođenje gasova pri izdvajanju taloga (čvrstih supstanci)

Izostavljeno iz prikaza

Kod uređaja prikazanog pod (a), može se dovodna cev pročistiti od čvrste supstance postale za vreme reakcije, a da se pri tome aparatura ne mora otvarati.

U mnogim slučajevima se preporučuje da se u sistem kojim se gas dovodi uključi sigurnosni ventil protiv povišenog pritiska. Ovo je bezuslovno potrebno kada se gas uvodi kroz kapilaru npr. pri vakum-destilaciji u atmosferi inertnog gasa. Najprostiji je Bunzenov ventil. To je komad gumenog creva koji je po dužini oko 1—2 cm zasečen nožićem za brijanje. Pomoću Uređaja na slici A.9 (sigurnosni ventil) može se bolje posmatrati stvaranje povišenog pritiska i izlazak viška gasa iz ventila sigurnosti. Punjenjem suda do različitih visina odgovarajućim tečnostima (voda, sumporna kiselina, živa), može se u zatvorenim aparaturama tačno održati određeni povišeni pritisak.

Kod svakog uređaja za dovođenje gasova treba omogućiti da se lako kontroliše strujanje gasa. Ako se struja gasa ne provodi kroz neku ispiralicu s tečnošću, kroz reometar ili rotametar itd., onda se u sistem ukljuouje brojač mehurova. (v. sl. 3.27.b).

Svaka aparatura za dovođenje gasa mora se pre početka rada dobro proveriti. Naročito je opasno kada se ispiralice pogrešno priključe, jer pri provođenju gasa, tečnost iz ovako priključenih ispiralica (npr. koncentrovana sumporna kiselina) može biti istisnuta. Između dve ispiralice od kojih je jedna napunjena bazom a druga kiselinom treba uvek staviti praznu ispiralicu. Sve ispiralice treba dobro učvrstiti i pomoću čelične spirale (v. sl. A.12.) osigurati da se ispiralica ne otvori.

Dalje, paziti na to da u reakcionom sudu postoji dovoljan otvor te da se ne može stvoriti višak pritiska. Kalcijumhloridne cevi treba proveriti da li propuštaju gas.

1.7. Grejanje i hlađenje

1.7.1. Izvori toplote, prenošenje toplote i topla kupatila

Reakcioni sudovi mogu se zagrevati gasom, vodenom parom ili električnim putem. Koji će od ovih izvora toplote izabrati zavisi od temperature i brzine zagrevanja a takođe i od propisa o zaštiti na radu.

Slika A.13. Parno kupatilo

Izostavljeno iz prikaza

Srazmerno visoke temperature mogu se brzo postići zagrevanjem slobodnim plamenom Bunzenove ili Tekluove grejalice.

Ravne ploče električnih peći (rešoa) nisu pogodne za zagrevanje balona s okruglim dnom. Baloni s okruglim dnom zagrevaju se infracrvenim zracima ili poluloptastim zagrevnim telima (grejačima) od azbesta (ili staklenih vlakana) s upletenim električnim žicama („zagrevna pečurka”). Kada su ovi grejači ispleteni u obliku traka, mogu se upotrebiti i za zagrevanje cevi.

Pri direktnom zagrevanju, — bilo elekričnim putem bilo gasnim plamenom, postoji mogućnost mestimičnog pregrevanja. U takvom slučaju temperatura se ne može održavati konstantnom niti se može automatski regulisati. Sem toga, propisi o zaštiti na radu zabranjuju direktno zagrevanje zapaljivih rastvarača slobodnim plamenom1).

Svi ovi nedostaci mogu se izbeći kada se upotrebe toplotna kupatila. Kao prenosioci toplote primenjuju se: vazduh, voda, organske tečnosti, istopljene soli i metali.

Slika A.15. Vazdušno kupatilo

Izostavljeno iz prikaza

Kada se između otvorenog plamena i balona stavi Babov lim, azbestna ploča ili azbestna mreža, dobiva se prosto vazdušno kupatilo. Babov lim (v. sl. A.14.) koji se takođe zagreva gasnim plamenom samo neznatno bolje prenosi toplotu od azbestne mreže.

Mnogo je bolje vazdušno kupatilo od jenskog stakla (sl. A. 15.). Čisto je, nema toplotne inercije, ali se ne može upotrebiti za prenošenje većih količina toplote. Pri destilaciji, proces ključanja može se za sve vreme dobro posmatrati. S gornje strane, vazdušno kupatilo treba pažljivo pokriti pogodno isečenim azbestnim pločama.

Peščana kupatila imaju veliku toplotnu inerciju, i njihova temperatura se teško reguliše. Uopšte, ona se mogu zameniti drugim kupatilima.

Najbolja su ona toplotna kupatila u kojima se kao sredstvo za prenošenje toplote upotrebljavaju tečnosti; pomoću ovih kupatila postiže se blago i ujednačeno zagrevanje.

Zagrevanje do 100°C može se skoro uvek vršiti pomoću vodenih kupatila. Usleđ njihove neznatne toplotne inercije, s ovakvim kupatilima moguće je vrlo tačno automatsko regulisanje temperature.

Regulator nivoa vode u kupatilu (sl. A. 16.) mora uvek da bude priključen na vodovod!

Uljana i parafinska kupatila služe za zagrevanje do oko 250°C, ali na višoj temperaturi počinju da dime te se mogu upotrebljavati samo u kapeli (dimnjak, digestor). Obe ove vrste kupatila imaju veliku toplotnu inerciju. Naročito treba paziti da u ova kupatila ne dospe voda, jer onda pri zagrevanju ulje počinje da se peni i da prska. Stoga, kod aparatura s uspravnim kondenzatorom treba staviti na donji kraj kondenzatora manšetu od hartije za ceđenje. Posle završenog rada vruće ulje s balona treba odmali ebrisati.

Cesto je mnogo podesnije upotrebljavati glikona kupatila (trietilenglikol, dietilenglikol, etilenglikol), jer voda koja padne u takvo kupatilo ne izaziva opasnost, a nahvatani glikol na balonu može se lako sprati. Prema vrsti upotrebljenog glikola, ova kupatila se mogu upotrebljavati do temperature od 150 do 200°C. I ova kupatila na višim temperaturama jako puše te se s njima može raditi samo u kapeli.

Slika A.16. Regulator nivoa vode u vodenom kupatilu

Izostavljeno iz prikaza

Za temperature preko 100°C mogu se univerzalno primeniti metalna kupatila. U njima se nalazi neka legura niske tačke topljenja (Vudova ili Rozeova legura, t. t. 71° odn, 94°C). Ove legure imaju veliku toplotnu provodljivost što omogućava dobro i vrlo ujednačeno provođenje toplote. Nedostaci ovih kupatila su visoka cena, a kada se upotrebljavaju velika kupatila — i srazmerno velika težina.

Kupatilo treba da bude dobro učvršćeno i na takvoj visini da se može lako spustiti i ukloniti ispod aparature.

Zagrevanje kupatila s tečnostima vrši se gasnom grejalicom ili električnim putem. Grejači koji se mogu potopiti u smesu što se zagreva takođe su veoma podesni zbog njihove neznatne toplotne inercije.

Ukoliko u laboratoriji postoji dovod vodene pare, i ukoliko je temperatura koja se može postići s vođenom parom dovoljna, vodena para ili pregrejana vodena para vrlo su podesni toplotni izvori. Lako zapaljive supstance niske tačke ključanja mogu se zagrevati samo vodenom parom. (v. str. 17).

Treba izbegavati zagrevanje većih količina ugljendisulfida, jer se smesa ugljendisulfidi vazduha može ponekad upaliti i u dodiru s cevima za dovod vodene pare. Cesto su parna kupatila već instalirana u laboratoriji. Ukoliko to nije tako, upotrebljava se parno kupatilo koje se može premeštati. Vodena para može se i prosto uvoditi u obično vodeno kupatilo.

Kao generator za vodenu paru u laboratoriji služi običan balon s okruglim dnom s odvodnom cevi za paru, (v. sl. A. 80.). Međutim, vodena para dobivena na ovaj način ne upotrebljava se za zagrevanje lako zapaljivih tečnosti (zašto?); ona služi uglavnom za destilaciju s vodenom parom.

Regulisanje temperature. Za kontrolu temperature u kupatilo se uvek stavlja termometar, koji se kada se radi s metalnim ili parafinskim kupatilima, mora izvaditi pre nego što istopljena masa ponovo očvrsne. Izvesno regulisanje temperature može se postići i na taj način što će se kupatilu dovoditi ograničena količina toplote u jedinici vremena, npr. podešavanjem jačine plamena ili podešavanjem regulatora ili otpornika nekog električnog grejača. Takvom metodom se teško može postići da temperatura duže vreme ostane konstantna. I temperatura i dovođenje toplote moraju se stalno kontroiisati. Ovo se može postići kada se upotrebi neka aparatura za regulisanje koja će automatski isključiti zagrevanje kada se postigne željena temperatura. U laboratoriji za ovo služe regulatori koji se sastoje od kontaktnog termometra i releja. Željena temperatura postiže se tako što se kod kontaktnog termometra, pomoću magneta koji se obrće, kontaktna žica podesi na određeni stepen (sl. A. 17.). Podešavanje temperature najtačnije se vrši na kontaktnoj žici. Kada temperatura dostigne željenu visinu, uključuje se relej koji prekida dovod gasa ili struje. Kada temperatura zatim spadne ispod željene vrednosti, relej ponovo uključuje dovod gasa ili električne energije. Na istom principu reguliše se stalnost temperature u termostatima, s tačnošću do delova od jednog stepena.

Slika A.17. Kontaktni termometar

Izostavljeno iz prikaza

1.7.2. Zagrevanje zapaljivih tečnosti

Prema propisima o zaštiti na radu, koji važe u NDR, zabranjeno je zagrevanje zapaljivih tečnosti s tačkom ključanja ispod 100°C pomoću otvorenog plamena1). Zapaljive tečnosti koje ključaju iznad 100°C mogu se zagrevati otvorenim plamenom pod uslovom da se između suda. u kome se zagrevaju i plamena r.alazi neko toplotno kupatilo — ukoliko je sigurno da pare zagrevane tečnosti neće doći u dodir s plamenom (rad u zatvorenoj aparaturi, v. napr. sl. A.4.). Ovi propisi ne važe za količine tečnosti ispod 50 ml.

Zapaljive tečnosti mogu se isparavati u zatvorenoj kapeli samo ukoliko je količina manja od 250 ml i to samo ako u blizini ne postoji izvor koji bi mogao da izazove požar i ako ne postoji opasnost od stvaranja ekspiozivnih smesa s vazduhom. Naročito se ne smeju ni male količine zapaljivih tečnosti isparavati u sušnicama.

Rad s etrom, ugljendisulfidom i sličnim supstancama koje imaju nisku tačku ključanja i lako su zapaljive, zahteva naročite mere predostrožnosti. Sa količinama koje mogu da izazovu veće eksplozije, može se raditi samo u naročitim prostorijama (kamena soba. prostor obezbeđen od eksplozija) u kojima nema ni toplotnih izvora, a ni električnih instalacija koje nisu obezbeđene od eksplozije, — motori za mešalice itd.

Pri zagrevanju tečnosti na temperaturi iznad tačke ključania može se desiti pregrevanje; pregrejane tečnosti proključaju eksplozivno. Ova opasnost se najčešće otklanja dodavanjem kamenčića za ključanje (komadići od neglaziranog poreeiana); koji se nikako ne smeju ubaciti u već zagrejanu tečnost. Svaki kamenčić može (ia posluži samo jednom, jer se pri hlađenju tečnosti sve njegove pore ispune i izgubi svoje dejstvo. Pri zagrevanju u vakumu upotrebljava se kapilara (v. str. 40).

1.7.3. Sredstva za hlađenje

Sredstvo za hlađenje bira se prema temperaturi na koju treba rashladiti i prema količini toplote koju treba odvesti. Kao sredstvo za hlađenje najčešće se upotrebljava voda, jer je jeftina i ima veliki toplotni kapacitet.

Reakcioni sud neke aparature može se hladiti tako što se stavi u veliki levak s odvodnim crevom, pa se na balon pusti tekuća voda.

Kada se za hlađenje upotrebljava led, treba ga sitno samleti (mlin za led). Da bi se postigla bolja provodljivost toplote, napravi se kaša od leda i nešto vode.

Smesa kuhinjske soli i leda hladi do oko —20°C. Dobro isitnjeni led meša se s oko 1/3 težine tehničke soli.

Dodavanjem čvrstog ugljendioksida (suvi led, suvi sneg) u metanol, aceton ili sličan pogodan rastvarač (paziti! snažno mešanje!) mogu se postići temperature do —78°C. Pošto kapacitet hlađenja takve smese nije izrazito veliki, to se čvrsti ugljendioksid dodaje u višku, kako bi se na taj način dobio dovoljno veliki rezervoar za hlađenje. Da bi se smanjila apsorpcija toplote iz okoline, smesa se pravi u Djuarovom sudu (sl. A. 18.).

Suvi led treba dobro sprašiti u gvozdenom avanu (nikako u poreelanskom avan’i!» Staviti zaštitne naočare! Pošto postoji opasnost od implozije. Djuarov sud treba omotati azbestnim ili sličnim kanapom, ili osigurati žičanom kotaricom ili drvenin’ sandučetcm itd. Gornja ivica ovog suda je naročito osetljiva.

Ako se sa ovakvom smesom ne postiže dovoljno niska temperatura, hlađenje se vrši tečnim azotom (do — 196°C). Pre primene Djuarov sud mora biti potpuno suv. Tečni vazduh, koji se stajanjem sve više obogaćuje kiseonikom, ne bi trebalo upotrebljavati za hlađenje organskih supstanei jer pcstoji opasnost od paljenja.

Ako je supstance potrebno čuvati duže vremena na niskoj temperaturi, upotrebljavaju se hladnjaci (frižideri). U hladnjak se stavljaju samo dobro zatvoreni sudovi jer se inače na supstancama može kondenzovati vlaga, a ponekad agresivni gasovi koji izlaze iz supstanci mogu da nagrizaju hladnjak, odn. organski rastvarači mogu da izazovu eksplozije. Sudovi treba da budu označeni jasnim natpisom.

1.8. Rad pod pritiskom

Ako je potrebno da se neka reakcija vrši na temperaturi koja je viša od tačke ključanja reakcionih komponenata, ili ako je potrebno postići visoku koncentraciju nekog gasa (npr. pri hidrogenizaciji, v. poglavlje D. 4.), onda se mora raditi u zatvorenoj aparaturi, pod povišenim pritiskom. Ako se radi s manjim količinama i na manjem pritisku, upotrebljavaju se zatopljene cevi; za rad s velikim količinama i pod velikim pritiscima, upotrebljavaju se naročiti metalni sudovi (autoklavi) kod kojih se stalno može meriti pritisak i gasovi uvoditi pod pritiskom1).

1.8.1. Zatopljene cevi

Zatopljene cevi od jenskog (Jenaer Durobax-Glas) stakla mogu prosečno da izdrže pritisak od 20 do 30 atmosfera na maksimalnoj temperaturi od 400°C.

Reakciona smesa sipa se u cev kroz levak s dugačkim odlivkom. Cev se puni najviše do jedne četvrtine, dok ostale tri četvrtine ostaju prazne (kao prostor za gas i paru). Zatim se otvor cevi u kiseoničnom plamenu duvaljke izvuče u kapilaru debelih zidova i zatopi (najbolje da ovo izvede duvač stakla) pa se zatim izvučeni i zatopljeni kraj oprezno i polako ohladi. Cev se potom stavlja u širu gvozdanu cev koja je delimično ispunjena peskom, da vrh staklene cevi viri 1-2 cm iz ove obloge. Gvozdena cev zajedno s staklenom cevi stavlja se u Karijusovu peć tako da otvor bude okrenut k zidu. Treba da postoji mogućnost za automatsko regulisanje temperature. Zaštitna mreža oko peći osigurava okolinu od oštećenja. Posle završene reakcije cev se ostavi da se potpuno ohladi, zatim -se zajedno sa gvozdenom cevi izvadi iz peći (otvor ne okretati k sebi!) pa.se vrh oprezno zagreva tankim plamenom duvaljke (zaštitne naočare!). Ako je u cevi pritisak povišen staklo je na omekšanom delu produvano te će gasovi odlaziti kroz postali otvor. Otvaranje cevi najbolje je poveriti duvaču stakla.

Reakcije u zatopljenoj cevi treba vršiti samo u za to predviđenim prostorijama i preduzeti sve gore opisane mere predoTitrožnosti. Ova cev se nikako ne sme izvaditi ni iz gvozdene cevi niti iznositi iz prostorije određene za rad s njom.

Potrebno je prethodno iz tablica se obavestiti o naponima para upotrebljenlh rastvarača pa zatim na osnovu eventualno postalih gasova otprilike odrediti pritisak koji vloda u cevi.

1.8.2. Autoklavi

Tip autoklava koji se upotrebljava za mnoge radove u laboratoriji za organsku hemiju jeste autoklav za mućkanje (sl. A. 19.); sadržaj 1 litar, maksimalan pritisak 350 atmosfera, maksimalna temperatura 350°C, materijal čelik V2A ili V4A, automatsko zagrevanje. Treba da je moguće vaditi telo autcklava iz peći za zagrevanje. Poklopac i prirubnica se mogu odvrtati. Glava se spaja s prirubnicom zavrtnjima, konusni zaptivač između poklopca i tela autoklava pokazao se kao vrlo pogodan. Na sl. A. 19. prikazane su cevi za termometar i manometar. Jedan ventil povezan je s manometrom a drugi se nalazi u naročito izbušenom otvoru (koji se može videti na slici). Sadržaj autoklava može se i mešati pomoću uređaja za mešanje; naročito je pogođan autoklav; s magnetnom mešalicom koja se nalazi unutar autoklava i pokreće se snažnim elekromagnetom koji se nalazi spolja. Autoklavi s mešalicom na zaptivanje — pomoću zaptivača koji se može regulisati — zahtevaju vrlo brižljiv nadzor te ovakvi autoklavi nisu pogodni za radove u laboratoriji.

71) Obične laboratorijske aparature nisu podesne za. rad pri povišenom pritisku. Za reakcije kod kojih po završenom ogledu nema više pritiska, mogu se upotrebiti naročite staklene boce.

Pre početka rada treba imati jasnu sliku o očekivanom pritisku pri reakciji. Pri reakcijama s gasovima (npr. hidrogenizacije), treba pre svega, prema gasnim zakonima, izračunati teorijsko smanjivanje pritiska1) (uporedi glavu D. 4., katalitička hidrogenizaci j a).

Telo autoklava se napuni (pri radu s gasovima ostaviti najmanje jednu trećinu praznu!) konusni zaptivač brižljivo se očisti, pažljivo se stavi poklopac i zavrnu se zavrtnji (pritežući po dva koji se nalaze jedan prema drugom u suprotnom položaju), pa se autoklav zagreva.

Pri radu sa komprimovanim gasovima autoklav se prvo jednom do dvaput ispere gasom puneći i ispuštajući gas iz njega, pa se zatim autoklav napuni gasom do određenog pritiska, mućka i zagreva. Gas se u autoklav uvodi kroz čelične kapilare bilo direktno iz čelične boce bilo pomoću kompresora.

Autoklave treba smestiti u posebne prostorije; treba ih stalno držati pod nadzorom i kontrolisati bezbednost rada. Podaci koji su navedeni o veličini radnog pritiska i temperaturi nikako se ne smeju prekoračiti. Po završetku ogleda i potpunom hlađenju, pre otvaranja autoklava, treba odvrnuti ventile kako bi se kroz čelične kapilare ispustili još zaostali gasovi. Zagrejana tela autoklava nikada se ne smeju hladiti vodom ili na drugi način! Zagrevanje autoklava mora se polako regulisati da se isključi mogućnost pregrevanja. Pre početka ogleda treba voditi računa o tome da upotrebIjene supstance ne nagrizaju materijal od koga je autoklav načinjen. V2A čelik npr. uopšte nije postojan prema hlorovodoničnoj, mravljoj i glacija noj sirćetnoj kiselini pri zagrevanju i prema oksidacionim supstancama pod običnim uslovima2).

1.8.3. čelične boce s komprimovanim gasovima

Najvažniji gasovi mogu se dobiti u trgovini komprimovani (sabijeni) u čeličnim bocama koje se među sobom razlikuju po boji i navojnici na zatvaračima. U Tabeli A. 20. navedeni su neki tipovi i njihove oznake.

U anglosaksonskoj literaturi, pritisak se često navodi lb/in2 (funti po kvadratnom inču). Preračunavanje: I Ibjns = 0,07 atmosfera. Za dalje informacije videti: Ullmanns Enzyklopadie der Technischen Chemie, Urban u Schwar zenberg, aerim—’VVien, 1 ili, Br. 4. s. 180 i dalje.

Tabela A.20. Oznake čeličnih boca s komprimovanim gasovima

Izostavljeno iz prikaza

• Gas i boja i navojnica na zatvaraču
• Vodonik crveno leva
• Ugljenmonoksid crveno leva
• Amini (monometil, dimetilamin itd.) crveno ’eva
• Ugljovodonici civeno leva
• Kiseonik plavo desna
• Azot zeieno desna
• Hlor sivo desna
• Sumporđioksid sivo desna
• Fozgen sivo đesna
• Ugljendioksid sivo Jesna
• Amomjak sivo desna
• Acetilen žuto naročil zatvarač

Princip po kome funkcioniše konusni ventil vidi se iz slike A. 21. a. Može se upotrebiti kao redukcioni ventil za sve gasove (izuzev acetilena). Ventil za smanjivanje pritiska (sl. A. 21.b.) služi za dobivanje struje gasa konstantne jačine. Ovaj ventil se otvara podizanjem konusa ventila (zavrtanjem ručice zavrtnja za podešavanje) dok je zatvoren ventil za zatvaranje, na sl. A. 21. b. desno gore; pri tome će manometar za niski pritisak pokazati neznatan višak pritiska. Pažljivim otvaranjem ventila za zatvaranje sada se reguliše struja gasa.

Navojnice ventila boce s kiseonikom ne treba podmazivati jer to može izazvati eksplozije.

1.9. Rad pod smanjenim pritiskom

Vakum je u laboratoriji potreban za različite svrhe. Najvažnije su: destilacija i sublimacija pod smanjenim pritiskom, sušenje, ceđenje (u vakumu) i toplotna izolacija. Djuarovi sudovi (v. str. 18, slika A. 18.) koji služe za čuvanje smesa za hlađenje, suvog leda, tečnog vazduha itd. su stakleni sudovi s tankim zidovima, s unutrašnje strane posrebreni i visoko evakuisani (najmanje do 10“smm Hg). Pošto ovako visok vakum ima vrlo malu toplotnu provodljivost, to ovi sudovi po svojim osobinama toplotne izolacije prevazilaze sve druge naprave. Prindp Djuarovih sudova ima primenu za izradu destilacionih kolona (evakuisana spoljašnja cev posrebrena s unutrašnje strane).

Destilovanje (str. 42) i sublimovanje u vakumu (str. 57), sušenje u vakumu (str. 29) i ceđenje u vakumu (str. 31) biće opisani u odgovarajućim glavama.

Slika A. 22. Vodena pumpa Slika

Izostavljeno iz prikaza

Slika A. 23. Shematski prikaz rotacione uljane pumpe

Izostavljeno iz prikaza

1.9.1. Proizvođenje vakuma

Iz praktičnih razloga, razlikuju se sledeće oblasti pritiska: Grubi vakum (1 do 760 tora)

• Srednji vakum (0,001 do 1 tora)
• Visoki vakum (manje od 10-3 tora)

Za proizvođenje sniženog pritiska u laboratoriji služe vodene i rotacione uljane pumpe.

Vodena pumpa (slika A. 22.) troši srazmerno mnogo vode (1 litar vode na 0,6 litara izvučenog gasa). Vakum koji se može postići ovom pumpom ograničen je naponom vodene pare. Zavisno od temperature vode može se postići pritisak od 8 do 15 tora.

Rotaciona uljana pumpa (shema v. sl. A. 23.) sastoji se od cilindričnog metalnog kućišta u kome je ekscentrično smešten rotor koji se obrće (na shemi se obrće u smeru kazaljke na satu). Pri torne stupaju u dejstvo dva obrtna klizača D, koje opruga C potiskuje uz zidove kućišta a ulje zaptiva tako da se prostor u pumpi stalno deli na dva dela. Pri obrtanju rotora i klizača u prostor F usisava se kroz usisni otvor E određena količina gasa koja se postepeno sabija (prostor sabijanja G) dok se najzad ne stvori neki povišeni pritisak i gas se ne izbaci kroz otvor H i ventil J u atmosferu.

Slika A.24. Kartezijanski manostat

Izostavljeno iz prikaza

Pare koje se lako kondenzuju i koje se s one strane pumpe na kojoj je vakum nalaze u gasnoj fazi, mogu da se u zoni sabijaju kondenzuju i da razblaže ulje u pumpi. Na taj način povišava se napon pare ulja koji određuje maksimalno dostižan vakum, što znači da se maksimalan vakum pogoršava. Da bi se sprečilo ovakvo kondenzovanje pare, može se u prostor sabijanja F pomoću nekog finog ventila usisati mala količina atmosferskog vazduha (gasni balast)1. Na taj način parcijalni pritisak pare što se može kondenzovati smanjuje se ispod veličine koja odgovara njenoj tački rose. Stoga su sve savremene uljane pumpe snabdevene ventilomza gasni balast. Po sebi se razume da se maksimalni vakuum pri radu s gasnim balastom nešto pogoršava. Opasnost od kondenzovanja para smanjuje se i na taj način što se ispusni ventil spoji s vodenom pumpom mesto što se radi na običnom atmosferskom pritisku. Iz istog razloga dobro je da se pre početka rada s pumpom ostavi da se ulje zagreje na 50—80o C.

Mada se pomoću gasnog balasta, neke pare koje se lako kondenzuju mogu u izvesnoj meri udaijiti, ipak, lako isparljive sastojke i rastvorene gasove treba prvo odstraniti na vodenoj pumpi, — eventualno na ključalom vodenom kupatilu. Osim toga, između aparature i uljane pumpe uvek se mora uključiti sud za hlađenje („lovka”, ,,klopka“) (v. sl. A. 29. b.) koji će se hladiti smesom metanola i suvog leda. Na taj način „zalediće” se sve pare koje se mogu kondenzovati u pumpi. Kao naknada za ove mere predostrožnosti dobiće se dodir vakum i dugotrajan rad uljane pumpe. Ulje u pumpi menja se posle svakih 100 časova rada, — ili ranije, ukoliko je vakum rđav.

Gasovi i pare koje mogu da prouzrokuju koroziju nikako ne smeju dospeti u uljanu pumpu.

Pomoću jednostepenih rotacionih uljanih pumpi (s obrtnim klizačem) može se postići maksimalan vakum od 0,1 do 0,05 tora, ali se ona može spojiti s drugom pumpom iste vrste čija se vakuum-strana (usisna cev) priključuje ispusncm otvoru druge pumpe; na ovaj način postiže se maksimalni vakuum od 0,001 tora.

Da bi se postigao visoki vakum (manje od 10 3 tora) upotrebljavaju se ciljne ili živine difuzione pumpe. O upotrebi i konstrukciji ovih pumpi, kao i metodama za merenje visokog vakuuma, potražiti u odgovarajućoj specijalnoj literaturi.

Za dobivanje nižih pritisaka koji su uvek niži od maksimalnog vakuma pumpe, upotrebljavaju se manostati. Način funkcionisanja prostog manostata vidi se iz slike A.24.

Kratko vreme pre nego što se postigne željeni pritisak zatvori se slavina A. Na taj način zatvara se zapremina prostora B i služi kao regulator vakuma. Pumpa i dalje izvlači vazduh iz prostora D (a time i iz aparature ) te na taj način podiže plovak E koji zatvara kapiiaru CKada vakum u aparaturi oslabi, plovak spadne i opet oslobodi otvor kapilare.

Pritisak između 10 i 760 tora, koji je za mnoge svrhe đovoljno tačan, može se postići prostije bez manostata ako se kroz slavinu na Vulfovoj boci (v. str. 26) u aparaturu pušta nešto vazduha. Ovo regulisanje je lakše ako se na otvoru slavine načini zarez (slika A. 25.). Pritisak se može tačno regulisati i pomoću štipaljke na crevu od Ikaučuka ako se u crevo stavi tanka žica, tako da ostane mali otvor za pristup vazSlika A.25. duha.

1.9.2. Merenje vakuma

Za merenje pritiska rada veličine or 1 do 200 tora služi skraćeni živin manometar prema Benetu (slika A. 26). Tačnost merenja je ± 0,5 tora, ali, ako u toku rada u zatvoreni krak manometra uđe nešto vazduha ili pare mogu se javiti veće greške. Stoga se treba pridržavati pravila da se slavina otvara samo za vreme čitanja pritiska.

Priključivanjem manometra na uljanu pumpu i evakuisanjem na manje od 0,2 tora može se na prost način proveriti da h je manometar zaprljan vazduhom ili isparljivim sastojcima. Pri tome živa u oba kraka mora stajati na istoj visini. „Negativni” pritisak pokazuje da manometar nije čist.

Za merenje pritiska u oblasti od 1 do 10 ~3 tora upotrebljava se kompresioni vakum-metar. Najpoznatiji je Makleodov manometar. Princip rada ovog manometra može se objasniti na skraćenom Gedeovom manometru koji je dovoljno tačan u većini slučajeva (sl. A. 27.).

U horizontalnom položaju je u prostoru M isti pritisak kao u aparaturi. Obrtanjem vakum-metra za 90° u položaj koji je naznačen na skici, tačno odmerena količina žive sabije gas u prostoru M na manju zapreminu. Čitanje ove zapremine na skali (koja je već podešena na jedinice pritiska) omogućava merenje prvobitnog pritiska. Pri merenju pritiska Gedeovim vakum-metrom, za vreme čitanja, vakum u aparaturi se nikako ne sme isključiti. Kompresioni vakum-metri pokazuju samo onda pravi pritisak u aparaturi ako u njoj nema pare koja bi se kondenzovala na sobnoj temperaturi.

Živa se s vremena na vreme mora prečistiti. Pri tome je potrebno pridržavati se propisa o zaštiti na radu sa živom, — videti dodatak o reagensima.

1.9.3. Rad pod vakumom

Aparature za radove pod srednjim i visokim vakumom treba stavljati tako da gubici vakuma budu što manji, te da se dakle, efekat upotrebljenih pumpi može potpuno jskoristiti. Ovo se postiže tako što se izbegavaju mesta koja imaju mali prečnik kao što su duga vakum-creva, slavine s uskim otvorima, uskim nastavcima narecipijentima, kolone dobro napunjene puniocima itd. Dalje, treba obratiti pažnju na to da se pri destilaciji i sublimaciji u vakumu upotrebljavaju samo baloni s okruglim dnom, jer baloni s ravnim dnom mogu da implodiraju.

Vodena pumpa se može priključiti na aparaturu samo preko sigurnosne boce (Vulfova boca), da bi se sprečilo vraćanje vode u manometar odnosno u aparaturu (npr. pri naglom padu vodenog pritiska).

Najbolje je da se manometar postavi na Vulfovu bocu paralelno aparaturi (v. sl. A. 28). Pre zaustavljanja vodene pumpe potrebno je u svakom slučaju pustiti vazduh u aparaturu (kroz slavinu na Vulfovoj boci).

Na slici A. 29. skiciran je prost uređaj za dobivanje srednjeg vakuma. Ako za vreme neke destilacije u vakuumu treba jako zagrevati destilacioni balon, to pre nego što se u evakuiasnu aparaturu pusti vazduh treba sačekati da se balon ohladi.

Naglo puštanje vazduha u jako zagrejanu evakuisanu aparaturu može da izazove eksploziju smese pare i vazduha koja se stvara u aparaturi.

Još jednom treba naglasiti da pri svim radovima pod smanjenim pritiskom (destilacija, sublimacija, sušenje (vakum eksikator), ceđenje), kao i pri rukovanju s Djuarovim sudovima, i evakuisanim kolonama treba bezuslovno nositi zaštitne naočari;

Slika A.29. a) Shema aparature za dobivanje srednjeg vakuma b) Hladni trap

Izostavljeno iz prikaza

1.10. Sušenje

Efikasno sredstvo sa sušenje mora imati pored dobrog intenziteta i veliki kapacitet sušenja.

Maksimalni intenzitet sušenja nekog sredstva za sušenje zavisi od napona vodene pare nad njim (uporediti tabelu A. 30). Hidrati pomenutih sredstava za sušenje, što postaju sa sve većom apsorpcijom vode, imaju manju moć sušenja (uporediti magnezijum perhlorat u tabeli). Ukoliko više vode može da primi neko sredstvo za sušenje pri dovoljnom intenzitetu sušenja utoliko je veći njegov kapacitet sušenja.

Supstance kao što su fosforpentoksid, sumporna kiselina, kalcijum hlorid, magnezijum sulfat i natrijum sulfat zadovoljavaju oba uslova i stoga se često upotrebljavalju kao sredstva za sušenje. Kalcijum sulfat, mada je intenzivno sredstvo za sušenje, ima mali kapacitet sušenja.

Tabela A.30.

Izostavljeno iz prikaza

Napon vodene pare nad uobičajenim sredstvima za sušenje na 20-

Sredstvo za sušenje i napon vodene pare (tora)

• P4O10 0,00002
• Mg(ClO4)2 (anhidron) 0,0005
• Mg(ClO4)2 3 H2O (dehidrit) 0,002
• KOH (stopljen) 0,002
• AI2O3 0,003
• CaSO4 (drierit, anhidrit) 0,004
• H2SO4 (konc) 0,005
• Silikagel 0,006
• NaOH (stopljen) 0,15
• CaO 0,2
• CaCh 0,2
• CuS04 1,3

1.10.1. Sušenje gasova

Za sušenje gasova pomoću čvrstih sredstava za sušenje upotrebljavaju se tornjevi za sušenje (slika A. 31.). Radi sprečavanja da se punilo u toku prooesa sušenja ne speče, to se amorfna sredstva za sušenje (npr. fosforpentoksid) prethodno mešaju sa azbestnom ili staklenom vunom ili plovućcem.

Hemijski indiferentni gasovi obično se suše provođenjem kroz ispiralicu s koncentrovanom sumpornom kiselinom. U tom slučaju treba uključiti sigurnosne (prazne) ispiralice i obezbediti ih osiguračima (slike A. 9. i A. 12.). Ispiralioe s poroznom pločicom bolje su od običnih ispiralica.

Gasovi s niskom tačkom ključanja suše se provođenjem kroz hladni trap u kome se kondenzuju voda i nečiistoće (slika A. 29. b.). Na ovaj način postiže se vrlo dobro sušenje (videti tabelu A. 32.). Kao sredstvo za hiađenje upotrebljavaju se smese čvrstog ugIjendioksida i metalnola ili tečni vazduh (v. str. 18).

Tabela A.32.

Izostavljeno iz prikaza

Količina vodene pare u gasovima na različitim temperaturama

• Temperatura(°C) i parcijalni pritisak vodene pare (tora)
  20 (°C) 17,5 (tora)
  0 (°C) 4,6 (tora)
  —20 0,77 (tora)
  —70 0,002 (tora)
  —100 0,00001 (tora)

Otvorene aparature mogu se zaštititi od vlage iz vazduha cevima za sušenje koje se pune kalcijum hloridom, natron krečom ili drugim pogodnim sredstvima za sušenje (v. sl. A.4.).

1.10.2. Sušenje tečnosti

Tečnosti se suše na taj način što se ostave da stoje sa dobro isitnjenim sredstvom za sušenje i s vremena na vreme se snažno promućkaju. Kada se suše tečnosti koje sadrže mnogo vode, sušenje se vrši postepeno (zašto?): tečnost se dekantovanjem odvoji od iskorišćenog sredstva za sušenje i doda se nova količina ovog sredstva. Ovaj postupak se ponavlja sve dok sredstvo za sušenje ne prestane da primetno upija vodu (kalcijum hlorid ostaje zrnast, bakar (Il)-sulfat bezbojan, a fosforpentoksid se više ne slepljuje).

Slika A.33. Presa za natrijum

Izostavljeno iz prikaza

Izbor sredstva za sušenje za pojedine klase jedinjenja može se napraviti na osnovu tabele A.35. O sušenju i prečišćavanju rastvarača koji se najčešće upotrebljavaju — v. Dodatak o reagensima.

Za sušenje rastvora uvek se upotrebljava neko hemijski indiferentno sredstvo za sušenje kao npr. magnezijum sulfat ili natrijum sulfat. Metalni natrijum upotrebljava se u obliku žice koja se presom za natrijum (sl. A.33.) istiskuje u dotičnu tečnost. Pre stavljanja u presu, komade natrijuma treba očistiti od kore (zaštitne naočari!). Posle upotrebe, neophodno je presu za natrijum prvo dobro i pažljivo očistiti alkoholom pa zatim vodom.

O sušenju destilovanjem azeotropne smese v. str. 56.

1.10.3. Sušenje čvrstih supstanci

Da bi se mogle odrediti fizičke konstante i izvršiti kvantitativna analiza, čvrste supstance treba da budu čiste i da ne sadrže vode ni organskih rastvarača.

Lako isparljivi sastoji mogu se odstraniti iz supstanci koje nisu higroskopne, sušenjem na poroznim tanjirima, hartiji za ceđenje ili u sušnici ako je supstanca termostabilna. Potpuno sušenje pod blagim uslovima vrši se u eksikatorima ili (na nešto povišenoj temperaturi) u pištolju za sušenje (slika A.34.), koji se zagreva parama neke ključale tečnosti. Sušenje u eksikatorima i pištolju za sušenje ubrzava se evakuisanjem.

Slika A.34. Pištolj za sušenje

Izostavljeno iz prikaza

Da bi se zaštitili od posledica eventualne implozije evakuisanog eksikatora, pre evakuisanja eksikator treba obaviti peškirom ili sl. Između vodene pumpe i eksikatora sa sumpornom kiselinom, neophodno je uključiti Vulfovu bocu (v. str. 26).

Cev slavine eksikatora treba da bude kapilarna i da je savijena naviše, — ili, ako to nije, treba je zaštititi komadom čvrstog kartona. Inače, struja vazduha koji ulazi može supstancu raspršiti (oduvati).

Kao sredstva za sušenje u eksikatorima upotrebljavaju se fosforpentoksid odn. sumpoma kiselina koji pored vode apsorbuju i alkohole i ketone (česti rastvarači). Tragovi ugljovodonika (heksan, benzol, ligroin) mogu se ukloniti u pištolju za sušenje, ako se kao sredstvo za sušenje upotrebe kriške parafina. Kizelgel također može da apsorbuje ostatke rastvarača pa se može dobro upotrebiti za punjenje eksikatora.

Kada se u eksikatoru kao sredstvo za sušenje upotrebljava sumporna kiselina, donji deo eksikatra puni se staklenim ili Rašigovim prstenovima kako kiselina ne bi mogla da prska. Da bi se vezali kiseli gasovi, u eksikator se često stavlja manja šolja s kalijum hidroksidom. Sumporna kiselina nije podesna kao sredstvo za sušenje u srednjem vakumu i na višoj temperaturi.

1.10.4. Najčešća sredstva za sušenje

U tabeli A.35 navedena su sredstva za sušenje koja se najčešće upotrebljavaju (uporediti i str. 28).

Tabela A.35. Upotrebljivost najčešćih sredstava za sušenje

Izostavljeno iz prikaza

• P4O10 Sredstvo za sušenje
  Primenjuje se kao sredstvo za sušenje
  Neutralni i kiseli gasovi, acetilen, ugljendisulfid, ugljovodonici, halogenugljovodonici rastvori kiselina (eksikatori, pištolji za sušenje)
  Ne može se upotrebiti za sušenje npr.
  Bazne supstance alkoholi, etri, HF.
  Napomene
  Rasplinjuju se. Pri upotrebi za sušenje gasova meša se sa azbestnom vunom (vidi str. 28).
• H2SO4 Sredstvo za sušenje
  Primenjuje se kao sredstvo za sušenje
  Neutralni i kiseli gasovi (eksikator, ispiralica)
  Ne može se upotrebiti za sušenje npr.
  Nezasićenja jedinjenja, alkoholi, ketoni, bazna jedinjenja H2S, H2
  Napomene
  Nije podesna kao sredstvo za sušenje na povišenoj temperaturi
• Natron-kreč CaO, BaO Sredstvo za sušenje
  Primenjuje se kao sredstvo za sušenje
  Neutralni i bazni gasovi, amini, alkoholi, etri
  Ne može se upotrebiti za sušenje npr.
  Aldehidi, ketoni, kisele supstance
  Napomene
  Naročito podesni za sušenje gasova
• NaOH, KOH Sredstvo za sušenje
  Primenjuje se kao sredstvo za sušenje
  Amonijak, amini, etri, ugljovodonici (eksikatori)
  Ne može se upotrebiti za sušenje npr.
  Aldehidi, ketoni kisela jedinjenja.
  Napomene
  Rasplinjuju se
• K2CO3 Sredstvo za sušenje
  Primenjuje se kao sredstvo za sušenje
  Aceton, amini
  Ne može se upotrebiti za sušenje npr.
  Kisele supstance
  Napomene
  Rasplinjuju se
• Natrijum Sredstvo za sušenje
  Primenjuje se kao sredstvo za sušenje
  Etar, ugljovođonici, tercijarni amini
  Ne može se upotrebiti za sušenje npr.
  Hlorovani ugljovodonici (pažnja, postoji opasnost od eksplozije), alkoholi i druga jedinjenja koja reaguju s natriumom
  Napomene
  –
• CaCl2 Sredstvo za sušenje
  Primenjuje se kao sredstvo za sušenje
  Ugljovodonici, olefini, aceton, etar, neutralni gasovi, HCl (eksikator)
  Ne može se upotrebiti za sušenje npr.
  Alkoholi, amonijak, amini
  Napomene
  Jeftino sredstvo za sušenje, — može da sadrži primese