‌عید ولایت و امامت

دوستان عزیز سلام

فرارسیدن عید غدیر، ‌عید ولایت و امامت را به محضر امام زمانمان، حضرت مهدی(عجل الله تعالی فرجه الشریف) و به محضر همه كسانی كه مست جام ولایت مولا امیرالمومنین علی علیه السلام هستند؛ تبریك و تهنیت عرض می‌نماییم.

 

استخراج کافئین از چای

استخراج کافئین از چای

50 گرم چای را در یک بشر یک لیتری ریخته با 500 میلی لیتر آب حدود 25 دقیقه بجوشانید. در یک بشر دیگر به وسیله پارچه آنرا صاف کنید و در همان حال ظرف محلول صاف شده باید روی اجاق باشد تا محلول سرد نشود. همراه با به همزدن 150 میلی لیتر محلول 10% بازی استات سرب به آن اضافه کنید. تانین رسوب میکند. محلول گرم را صاف کنید. محلول را با اسید سولفوریک رقیق واکنش دهید تا سولفات سرب رسوب کند. رسوب را صاف کنید. به محلول 5 گرم کربن اکتیو اضافه کنید و حرارت دهید تا حجم آن حدود 200 – 150 میلی لیتر بشود. محلول را صاف کنید و با 25 میلی لیتر کلروفرم تکان دهید. لایه کلروفرم را در قیف جدا کننده جدا کنید. استخراج با 25 میلی لیتر کلروفرم را 3 مرتبه انجام دهید. به وسیله تقطیر، بیشتر کلروفرم را خارج کنید. باقی مانده را در مقدار کمی آب گرم حل کنید و محلول را با تبخیر آهسته فشرده کنید. کافئین مانند رشته های ابریشم جدا میشود. محصول کافئین با یک مولکول آب همراه است که اگر تا 100 درجه سانتیگراد آنرا گرم کنید آبش را از دست میدهد.

تبلور ( کریستالیزه کردن )

تبلور ( کریستالیزه کردن )

تبلور یکی از تکنیک های خالص سازی است و يكي از بهترين روشهاي تخليص اجسام جامد است که در آن ماده جامد ناخالص در حداقل مقدار حلال داغ حل می شود و در اثر سرد کردن در محلول رسوب میکند.

روش عمومي تبلور عبارت است از :
●  حل كردن جسم در حلال مناسب به كمك گرما و تهيه محلول سير شده از جسم
●  صاف كردن سريع محلول گرم
●  سرد كردن تدريجي محلول صاف شده به منظور راسب كردن جسم به شكل بلور
●  صاف كردن و شستن بلورها با حلال سرد  و خشك كردن آنها
●  تعيين نقطه ذوب بلور

عوامل تاثیر گذار در حلالیت:
1- خصوصیات حلال (  قطبی یا غیرقطبی )
2- حجم حلال 
3- دمای حلال ( حلالیت با افزایش دما افزایش میابد )
انتخاب حلال مناسب نكته اساسي و مهم در عمل تبلور محسوب مي شود. حلال مناسب حلالي است كه در دماي معمولي جسم را به مقدار جزئي در خود حل كند، ولي در گرما و به ويژه در دماي جوش، اين انحلال به آساني صورت گيرد. عامل ديگر در انتخاب حلال مناسب، توجه به قطبيت آن است كه با توجه به ساختمان ماده مورد نظر انتخاب مي شود. زيرا تركيبات قطبي در حلالهاي قطبي و تركيبات غير قطبي در حلالهاي غير قطبي حل مي شوند.

به هنگام انتخاب حلال مناسب براي تبلور، به نكات زير باید توجه کرد :
●  حلال در دماي معمولي ( دماي آزمايشگاه ) نباید تركيب را حل كند، اما در نقطه جوش خود بايد حداكثر تركيب يا تمام آن را در خود حل كند.
●  نقطه جوش حلال نبايد از نقطه ذوب تركيب مورد نظر بيشتر باشد. زيرا در اين صورت، پيش از اينكه دماي حلال به نقطه جوش آن برسد، جسم در حلال ذوب مي شود. ( در پديده تبلور، جسم بايد در حلال حل شود).
●  حلال و جسم حل شده نبايد با هم واكنش بدهند.
●  تا حد امكان نقطه جوش حلال پايين باشد تا به آساني تبخير شود.

حلال های مورد استفاده در تبلور ( کریستالیزه کردن )

چند نکته در مورد عمل تبلور ( کریستالیزه کردن )
● چنانچه محلول به شدت رنگي و يا ناخالص باشد، گرم كردن را قطع كنيد پس از اينكه محلول، اندكي خنك شد، كمي پودر زغال به آن اضافه كنيد. زغال به دليل دارا بودن سطح فعال زياد مي تواند ناخالص يها و رنگ را به خود جذب كند. سپس مجددا محلول را گرم كنيد.
● برای تسریع در عمل تبلور يك تكه از بلور تركيب را به عنوان هسته اوليه در ظرف بيندازيد اين عمل را بذرافشاني مي نامند.

 

روش تهیه صابون

روش تهیه صابون 

عمل هیدرولیز چربی یا روغن را اصطلاحا صابونی کردن مینامند. برای این کار، چربی (a) را با محلول سود حرارت میدهند. در نتیجه گلیسرین (b) و مخلوطی از نمک سدیم اسیدهای چرب (c) مطابق واکنش زیر حاصل میشود:

 چربیها و روغنهای طبیعی استر اسیدهای آلیفاتیک یک ظرفیتی با تعداد اتمهای کربن زوج و گلیسرین میباشند که آنها را گلیسرید نیز مینامند. چربیها و روغنها به طور کلی دارای ساختمان (a) میباشند. چربیها جامد و روغنها مایع میباشند. نقطه ذوب چربیها بالاتر از نقطه ذوب روغنها است. این اختلاف بستگی به نوع و مقدار اسید مربوطه دارد. هرچه مقدار اسیدهای اشباع نشده در ساختمان یک چربی بیشتر باشد، نقطه ذوب پایین تری دارد. اگر چربی تنها از اسیدهای اشباع شده تشکیل شده باشد مانند پیه گوسفند و غیره نقطه ذوب بالا خواهد داشت.

روغنهای نباتی مانند روغن زیتون، خرما، نارگیل و کرچک علاوه بر این که دارای اسیدهای چرب (اولئیک، استئاریک و پالمیتیک) هستند، اسیدهای اشباع نشده با چند پیوند دوگانه مانند اسید لینولئیک به فرمول زیر نیز در ساختمان آنها شرکت میکنند.

مولكولهاي صابون د اراي يك انتهاي قطبي است كه در آب حل مي شود و انتهاي ديگر آن يك دنباله طويل هيدروكربن است كه در روغن محلول است واين عامل باعث ميشود تا مثل يك واسطه چربيها را در آب حل كند.

ابتدا یون هیدروکسید به عنوان نوکلئوفیل (هسته دوست) به کربن گروه کربنیل حمله کرده، پس از خارج شدن یک مولکول الکل، انیون اسید به صورت هیبرید رزونانس فوق، پایدار میگردد.

روش تهیه

50 گرم چربی را در یک بشر 250 میلی لیتری ریخته و به طور ملایم آنرا حرارت دهید تا ذوب شود (دما نباید از 70 درجه بالاتر برود).

در حالیکه چربی را حرارت میدهید ضمن به همزدن مداوم محلول سود (7گرم در 50 میلی لیتر آب) را در قسمتهای 5 میلی لیتر به چربی اضافه کنید. پس از افزودن اولین 5 میلی لیتر سود، زمان اضافه نمودن 5 میلی لیتر بعدی وقتی است که سود اضافه شده قبلی تقریبا مصرف شده باشد. (برای اطمینان از مصرف سود، نوک اسپاتول را در بشر فرو برده و یک قطره معرف فنل فتالئین روی آن بچکانید، چنانچه رنگ آن فورا ارغوانی شد دلیل آن است که هنوز سود در محیط وجود دارد و باید به هم زدن را ادامه داد).

پس از افزودن آخرین قسمت سود، آنقدر به هم بزنید تا صابون یک حالت کشدار به خود بگیرد (بوی صابون در این حالت به خوبی استشمام میشود.) صابون حاصل را در قالب ریخته و بگذارید یک هفته بماند تا عمل صابونی شدن کامل شود. صابون حاصل دارای مقدار زیادی گلیسیرین است، چنانچه بخواهند گلیسیرین آنرا جدا کنند، قبل از ریختن در قالب، صابون را به مدت 24 ساعت در محلول اشباع شده نمک طعام قرار میدهند، سپس قرص صابون را از درون ظرف خارج کرده و پس از شستن به قطعات کوچک تقسیم نموده، در هوا خشک میکنند.

 

روش دیگر 

در یک بالن، ۵۰ میلی لیتر روغن مایع را با ۴۰ میلی لیتر اتانول و ۳ گرم پتاسیم هیدروکسید ریخته و بمدت نیم ساعت رفلاکس کنید. پس از اتمام این مدت چند قطره از مخلوط را در مقدار کمی آب حل کنید که اگر قطره روغنی روی آب قرار نگرفت واکنش پایان یافته و اگر روغن در سطح آب مشاهده شد عمل رفلاکس را به مدت 15 دقیقه دیگر ادامه دهید. سپس الکل موجود در مخلوط را به وسیله تقطیر ساده جدا کنید و ماده باقیمانده در بالن را در cc 75 آب مقطر گرم حل کنید. دقت کنید که حتما الکل موجود در بالن از مخلوط خارج شود سپس آزمایش زیر را انجام دهید.

الف) مقدار 25 میلی لیتر محلول به دست آمده را به 25 میلی لیتر آب نمک اشباع به آهستگی اضافه کنید مخلوط را صاف کرده و ماده جامد که صابون میباشد روی کاغذ صافی میماند. آنرا با آب نمک اشباع بشوئید و صابون را در روی یک ظرف شیشه ای پهن کنید.

ب) مقدار 10 میلی لیتر آب شهر را با 10 میلی لیتر محلول صابون مخلوط کرده تکان دهید و نتیجه را گزارش کنید.

از نظر تئوری، می‌توان از واکنش هر نوع روغن یا چربی با هیدروکسیدسدیم یا پتاسیم، صابون درست کرد. شما هم می‌توانید از چربی های حیوانی یا روغن های گیاهی (مثل روغن نارگیل) استفاده کنید. ساختن صابون هم مانند تمام واکنش های شیمیایی دیگر است. کیفیت صابونی که درست می‌کنید به خلوص مواد اولیه، شرایط واکنش و دقت شما در انجام آزمایش وابسته است.
در این فعالیت می‌خواهیم تا با استفاده از مخلوط روغن نارگیل و روغن زیتون و واکنش دادن آن با هیدروکسید سدیم (سود سوزآور) یک صابون جدید بسازیم. می‌توانید با خیال راحت دستان خودتان را با این صابون بشویید، چون گلیسیرین تولید شده در واکنش (به عنوان یک محصول فرعی واکنش صابون سازی) در صابون باقی می‌ماند. گلیسیرین نرم کننده پوست است. آزمایش حدودا سه ساعت طول می‌کشد، اما باید چهار تا شش هفته صبر کنید تا بتوانید از صابون استفاده کنید.

مواد لازم:
برای درست کردن 250 گرم صابون، لازم است تا مواد زیر را تهیه کنید:
• 32 گرم سود سوزآور (هیدروکسید سدیم) جامد
• 125 گرم روغن نباتی
• 55 گرم روغن زیتون خالص
• 55 گرم روغن نارگیل
• 100 میلی لیتر آب مقطر یا آب باران (از آب لوله کشی استفاده نکنید.)
• 5 گرم آبلیمو یا اسانس برای معطر کردن صابون
• عینک آزمایشگاه
• دستکش پلاستیکی
• پیش بند پارچه ای (نه نایلونی)
• پیمانه پلاستیکی یا شیشه ای
• دو ظرف شیشه ای مقاوم در برابر حرارت به حجم یک لیتر
• دو قاشق غذاخوری پلاستیکی (یکی برای روغن و یکی برای محلول هیدروکسید سدیم)
• دماسنج (صفر تا 100 درجه سانتی گراد)
• قالب
• روزنامه
این مواد را می‌توانید از مغازه های مواد شیمیایی یا مواد غذایی تهیه کنید.
قبل از شروع کار، حتما به موارد زیر توجه کنید:

• حتما از دستکش و عینک ایمنی استفاده کنید. پیش بند را هم ببندید که وقتی محلول داغ پلق پلق می‌کند، روی لباستان نریزد.
• پیش از اینکه درب ظرف حاوی هیدروکسید سدیم را باز کنید، توصیه های ایمنی روی آن را کاملا مطالعه کنید. هیدروکسید سدیم یک قلیای قوی است و در صورت تماس با پوست، آن را می‌سوزاند. علاوه بر این، به بیشتر ظرف های آشپزخانه نیز صدمه می‌زند.
اگر سود روی پوستتان ریخت، تا زمانی که دیگر احساس نکنید پوستتان صابونی است، آن را با آب بشویید.
اگر با چشمتان تماس پیدا کرد، سریعا چشم را با آب سرد بشویید، و فورا به پزشک مراجعه کنید.
اگر با دهانتان تماس پیدا کرد، آن را با آب بشویید و این کار را تا زمانی که طعم ناخوشایند آن برطرف شود، ادامه دهید.
هرگز از ظرف آلومینیومی یا روی استفاده نکنید، چون با سود سوزآور واکنش می‌دهند.
یک ظرف بزرگ پر از آب سرد پیش خود نگهدارید، تا در صورت وقوع حادثه از آن استفاده کنید.
• موقع کار چیزی نخورید و نیاشامید. کودکان را از محل انجام آزمایش دور نگهدارید و مواد شیمیایی را در دسترس آنها قرار ندهید.
• در محیطی کار کنید که هوا جریان داشته باشد تا بخارات مواد شیمیایی را تنفس نکنید.

روند کار:

ابتدا دستکش را دست کنید. پیش بند و عینک را ببندید.

1. توصیه می‌کنیم این مرحله را در فضای باز انجام دهید. 200 میلی لیتر آب مقطر سرد را در یکی از ظرف‌ها بریزید و سود را به آرامی و در حالی که محلول را هم می‌زنید، به آن بیفزایید. هیچ وقت آب را روی سود نریزید. به هیچ وجه بخارات ناشی از هم زدن را تنفس نکنید. دمای محلول به تدریج بالا می‌رود و تمام سود در آب حل میشود. صبر کنید تا محلول خنک شود و دمای آن به 45 درجه سانتی گراد برسد.

2. سپس روغن نباتی، روغن زیتون و روغن نارگیل را وزن کنید و در ظرف دوم بریزید. ظرف را در آب گرم بگذارید تا کم کم گرم شود و دمای آن به 45 درجه سانتی گراد برسد. دقت کنید که دما از 50 درجه سانتی گراد بالاتر نرود.

3. وقتی دمای هر دو ظرف در حدود 45 درجه سانتی گراد بود، به آرامی محلول هیدروکسید سدیم را به روغنها اضافه کنید. مخلوط را با یک قاشق به مدت 15 دقیقه به خوبی هم بزنید.

4. پیشرفت واکنش به زمان احتیاج دارد. درست کردن صابون از بعضی روغنها ممکن است چند هفته طول بکشد، اما به هر حال بعد از 5 الی 10 دقیقه متوجه یک سری تغییرات خواهید شد. مخلوط کم کم غلیظ می‌شود.

محلول را به آرامی به هم بزنید. این کار را به مدت 5 دقیقه ادامه دهید و سپس در 15 دقیقه آن را به حال خود بگذارید. این سیر را به همین شکل ادامه دهید. پس از گذشت حدود یک ساعت مخلوط مانند فرنی غلیظ می‌شود.
ممکن است فکر کنید این که مثل آشپزی بود، اما در واقع شما یک آزمایش شیمیایی انجام داده اید. با پیشرفت واکنش، روغن و چربی با سود واکنش می‌دهد و گرما تولید می‌کند. حرارت باعث تبخیر آب می‌شود و صابون به تدریج سفت می‌شود.

5. اگر می‌خواهید صابون بوی خوبی داشته باشد، اسانس یا آبلیمو را در این مرحله به آن اضافه کنید.

6. محتوای ظرف را در قالب بریزید و آن را در محل گرم و خشکی قرار دهید.

7. محل کار خود را تمیز کنید و ظرفها را با محلول آب صابون داغ بشویید.

8. بعد از گذشت حدودا یک هفته، صابون به اندازه کافی سفت می‌شود و می‌توانید آن را از قالب جدا کنید. برای این کار از دستکش استفاده کنید، چون هنوز مقداری از سود که در واکنش شرکت نکرده است، داخل صابون وجود دارد. برای اینکه بتوانید از صابون استفاده کنید باید دو یا سه هفته دیگر صبر کنید. صابون را روی روزنامه بگذارید و آن را در هوای باز و در محلی با دمای 20 تا 25 درجه سانتی گراد قرار دهید، تا واکنش به طور کامل انجام شود. هر چه بیشتر صبر کنید، صابون بهتری خواهید داشت.
تا زمانی که مطمئن نشده اید کل سود مصرف شده، از صابون استفاده نکنید! حتی وقتی مطمئن شدید از آن برای شستن صورت استفاده نکنید، اما می‌توانید دستهایتان را با آن بشویید.
اگر دوست داشته باشید، می‌توانید روغنهای مختلف را امتحان کنید. تغییر دادن زمان واکنش هم کار هیجان انگیزی است. اگر به صابونتان رنگ خوراکی بزنید، ظاهر بهتری پیدا می‌کند. کار شیمی دانها هم شبیه کار شماست. آنها هم مواد اولیه و شرایط مختلف واکنش را امتحان می‌کنند تا به نتیجه ای که می‌خواهند، برسند.

استر

اگر به جای اتم هیدروژن گروه کربکسیل یک گروه الکیل قرار بگیرد ترکیبی به نام استر به دست می‌‎آید. استرها از مهم‌ترین مشتقات کربکسیلیک اسید‌هاهستند. طعم و بوی شاخص اغلب میوه‌ها و گل‌ها به علت وجود این استرهاست. استر از واکنش کربکسیلیک اسید با الکل بدست میاید. اتيل استات يك استر است كه از واكنش بين اتانول كه يك الكل است با استيك اسيد كه يك اسيد است، به دست مي آيد.

CH3CH2OH + HOCOCH3 CH3CHOCOCH3

درواقع گروه عاملي استر به صورت –O-C=O است كه هم اكسيژن سمت چپ و هم كربن گروه C=O خود به هيدروكربن هاي ديگر متصل مي باشند. استرهاي حلقه‌اي نيز كه لاكتون ناميده مي‌شوند، جزو گروه استرها مي‌باشند.

خواص استر

استرها غالبا فرار و معطرند و برخي از آنها در ميوه‌هاي رسيده يافت مي‌شوند. مثلا استات ايزوپنتيل ، بوي موز ميدهد والرات ايزوپنتيل بوي سيب و پروپيونات ايزوبوتيل ، بوي نيشكر ميدهند.

موارد استفاده از استر

خيلي از استرها مانند استات اتيل و استات بوتيل ، بعنوان واكنش‌گر و يا حلال و نرم كننده رزينها در آزمايشگاهها و صنعت مورد استفاده قرار مي‌گيرند.

استرهاي طبيعي

مومها

چربيها و روغن‌ها و موم‌هايي كه در طبيعت يافت مي‌شوند، حاوي استرهايي با جرم مولكولي بالا مي‌باشند كه به ليپيد موسومند. موم‌ها مخلوط پيچيده‌اي از استرها ، الكلها و آلكانهاي با زنجير طويل مي‌باشند، ولي جزء اصلي تشكيل دهنده آنها ، استرهايي مي‌باشند كه از واكنش اسيدهاي چرب و الكلهاي با زنجير طويل بوجود مي‌آيند.

از جداسازي و مطالعه مواد تشكيل دهنده موم زنبور عسل معلوم شده است كه ميريسيل پالميتات ، بيشترين مقدار آن را تشكيل مي‌دهد كه يك استر است.

چربيهاي جامد و روغنهاي مايع

چربيهاي جامد و روغنهاي مايع ، استرهايي هستند كه از واكنش اسيد چرب سنگين و گلسيرين بوجود مي‌آيند و گليسيريد ناميده مي‌شوند. تعداد كربن اسيدها بين هشت تا بيست و دو مي‌باشد. مطالعات نشان داده است كه اسيدهاي موجود در استرها ممكن است از يك نوع نباشند و بطور اتفاقي روي گليسيرين قرار گرفته باشند. بعنوان مثال ، يك مولكول گلسيرين ممكن است به سه گروه استئارات يا يك مولكول پالمتيات و دو مولكول استئارات و … متصل شده باشد.

مهم‌ترين اسيدهاي چرب اشباع شده‌اي كه از هيدروليز چربيها و روغنها بدست آمده‌اند، عبارتند از: اسيد لوريك (Lauric acid) ، اسيد پالمتيك (Palmitic acid) ، اسيد استئاريك (Stearic acid). روغنهاي مايع به مقدار زياد ، گليسيريدهاي اسيدهاي چرب اشباع نشده هستند. مهمترين اسيدهاي اشباع نشده ، C_18 مي‌باشند.

روغنهاي مايع به علت داشتن پيوندهاي ? آسيب پذيرند و لذا با هيدروژن‌دار كردن كاتاليزوري ، پيوندهاي دوگانه را از بين مي‌برند تا نگهداري آنها آسانتر گردد. خيلي از روغنهاي جامدي كه در آشپزي مورد استفاده قرار مي‌گيرند، از هيدروژن‌دار كردن روغن دانه‌ها و غلات تهيه مي‌شوند. هيدروژن‌دار كردن چربيها ، با اينكه امكان نگهداري اين مواد را فراهم مي‌سازد، ولي هضم آنها را در متابوليسم با اشكالي مواجه مي‌سازد.

در سالهاي اخير ، معلوم شده است كه اين چربيها موجب مسدود شدن رگهاي خوني و امراض قلبي مي‌گردند.

روش تهيه استرها و لاكتونها

اولين و قديمي‌ترين روش سنتز استرها ، واكنش اسيدهاي آلي با الكلها در حضور اسيد معدني(معمولا اسيد سولفوريك) مي‌باشد. با اين روش ، مي‌توان خيلي از استرها را بطور مستقيم سنتز نمود كه اين روش ، روش فيشر (Fisher) ناميده مي‌شود. در مواقعي كه اسيد يا الكل بكار رفته ، ارزان قيمت باشد، مي‌توان مقدار يكي از واكنشگرها را چند برابر دومي انتخاب كرد و تعادل را به نفع تشكيل محصول بيشتر جابجا كرد و استر بيشتري بدست آورد.

گاهي اوقات براي حصول نتيجه بهتر ، مي‌توان يكي از محصولات را از محيط خارج كرد و در نتيجه ، واكنش را به سمت تشكيل محصول بيشتر سوق داد.

صابوني شدن

استرها در محلولهاي قليايي آبكي تحت حمله قرار مي‌گيرند و نمك اسيد آلي را توليد مي‌نمايند. اين واكنش به صابوني شدن موسوم مي‌باشد. براي تائيد صحت مكانيسم واكنش از استرهاي حاوي اكسيژن با جرم اتمي 18 كه يك اتم ايزوتوپ است، استفاده مي‌شود و مشاهده مي‌گردد كه اتم اكسيژن سنگين همراه الكل آزاد مي‌شود و نشان مي‌دهد كه حمله هسته خواهي به گروه كربونيل استر انجام شده است