CANTARIREA, MASURAREA LICHIDELOR,FILTRAREA, RECRISTALIZAREA

1.Masurarea lichidelor

La măsurarea exacta a volumelor cu ajutorul vaselor gradate, pentru lichidele incolore, meniscul inferior trebui să fie tangent la gradaţie,iar pentru lichidele colorate, meniscul superior trebuie să fie tangent la gradaţie.

Citirea gradaţiei de pe vasul gradat se face în aşa fel încît să fie înlăturată eroarea de paralaxa. In acest scop, ochiul observatorului trebuie să fie pe orizontala tangentei la menisc. Dacă ochiul se găseşte deasupra acestei orizontale, eroarea va fi în minus, în caz contrar citirea va fi în plus.

Pentru înlăturarea fenomenelor de reflexie de la suprafaţa meniscului, fenomen care îngreunează citirea exacta se foloseşte cu deosebit succes o bucată de carton înnegrit pe jumătate şi care se aşează în spatele vasului gradat (în special se utilizează în cazul biuretelor), cu partea neagra în jos, astfel încît să fie puţin sub meniscul lichidului. In apropierea porţiunii înnegrite fenomenele de reflexie sunt înlăturate şi se obţine o citire uşoară a gradatiei.

Unele vase gradate (biurete, pipete, gîtul baloanelor cotate) au în partea opusă gradaţiilor o dunga albastra sau neagra pe un fond opalescent, care din cauza reflexiei, la o buna pozitie a observatorului, apare gatuita intr-un punct la suprafaţa lichidului.

Unele vase gradate au gradaţiile circulare sau semi-circulare; în acest caz ochiul trebuie să fie în poziţia în care partea din spate a diviziunii să se suprapună cu partea din faţa, inlăturînd complet în acest mod eroarea de paralaxă.

2.Cântărirea

La prepararea soluţiilor de reactivi se utilizează frecvent pe lîngă măsurarea volumelor şi operaţia de cîntărire. Cîntărirea este una din operaţiile principale la determinarea cantitativă a produselor. In cele ce urmează vom insista asupra tehnicii de cîntărire, a cunoaşterii balanţelor şi a caracteristicilor acestora.

In laboratoarele de chimie anorganică ale facultăţilor se folosesc balanţe farmaceutice pentru cîntăriri aproximative (cu precizie de 0,01 g) şi balanţe analitice pentru cântăriri precise (cu precizie de 0,0001 g).

Figura 1. Tipuri de balanţe

2.1.Balanţa farmaceutică

Balanţa farmaceutică este montată pe un suport deschis (masă) prevăzut cu şuruburi speciale pentru instalarea balanţei exact după poziţia firului cu plumb. Balanţa odată instalată, nu trebuie mutată sau deplasată de la locul ei.

Inainte de cîntărire, balanţa trebuie verificată. In acest scop se aduce în stare de funcţionare, rotind opritorul încet spre dreapta; pîrghia coboară cu muchia cuţitului central pe suport şi începe să oscileze împreună cu talerele, care sunt suspendate cu cuţitele laţerale ale pîrchiei. Dacă acul indicator deviază de la diviziunea centrală a scării cu acelaşi numar de diviziuni în ambele sensuri, sau numai cu 1-2 diviziuni mai mult într-o parte decît în cealaltă, balanţa poate fi

1

considerata exactă. După terminarea verificării, balanţa este oprita, adică este adusă în stare de repaus, prin rotirea în sens invers a opritorului.

Reguli de cânt ă rire Punerea si scoaterea obiectelor care trebuie cantarite precum si a

greutatilor de pe talere se face numai atunci cand balanta este oprita. La balanta farmaceutica substantele solide se cantaresc pe sticle de ceas, in fiole de cantarire, in creuzete, sau pe foi de hartie curata.

La cantarire se pune pe talerul stang obiectul de cantarit, ier pe cel drept se aseaza, cu penseta, o greutate care corespunde aproximativ greutatii obiectului. Daca greutatea este prea mare, ea se inlocuieste cu urmatoarea, in ordinea descrescatoare a greutatii si se continua astfel pana cand se stabileste echilibrul (deviatii ale acului indicator cu un nr egal de diviziuni in ambele parti ale diviziunii centrale a scarii). Se calculeaza greutatea totala adunand separat gramele, decigramele si centigramele, greutatea obiectului inscriindu-se cu o precizie de 0.01 g.

Greutatile se afla intr-o cutie speciala. Ele sunt confectionate dupa sistemul decimal.

Cantaririle care se fac pentru aceasi experienta trebuie efectuate pe aceeasi balanta. Dupa terminarea cantaririi, greutatile se aseaza cu penseta in cutia de greutati, la locurile respective. Dupa terminarea lucrarii balanta si cutia de greutati trebuie sa se afle in perfecta ordine.Obs. Fiecare balanta are cutia ei cu greutati care nu se poate schimba.

2.2.Balanţa analitică

Balanţa analitică are ca element principal o pîrghie cu două braţe scurte şi egale, spriiinite pe o prismă de agat cu muchia bine şlefuită, prin intermediul unei plăcuţe tot din agat, oţel sau corindon.

La capetele pîrghiei sînt fixate două prisme ternminale din agat, prevăzute cu două plăcuţe tot din agat, pe care se sprijină două furci de care sînt suspendate cele două platane ale balanţei.

Condiţia esenţială pentru ca o balanţă analitica să fie bine construită, este ca muchiile celor trei prisme să fie perfect paralele şi pe acelasi plan.

In mijlocul pîrghiei este fixat indicatorul balanţei cu care se pune în evidenţă poziţia de echilibru a balanţei dezaretate. După oprirea

oscilaţiilor prin amortizare sau frecare,vîrful acului indicator trebuie să se oprească în faţa punctului zero al scării indicatorului.

După precizia pe care o presintă, balanţele analitice se pot clasifica in :-balanţe analitice obişnuite (cu încărcare maximă de 200 g şi precizia de 1x10-4);-balanţe semimicroanalitice (cu încărcare maximă de 100 g şi precizia de 1x10-5);-balanţe microanalitice (cu încărcare maximă de 20 g şi precisia de 1x10-6);-balante ultramicroanalitice, ce pot sesiza diferente de greutate de ordinul 10-7–10-9.

După modul de aşezare al greutaţilor pe balanţa, balanţele analitice se pot clasifica in :-balanţe cu încărcare manuală;-balanţe cu încărcare semiautomata (la care greutatile sub un gram sînt aşezate cu un sistem de pîrghii);-balanţe cu încărcarc automata când toate greutatiile se manevrează din exterior cu ajutorul pârghiilor.

După modul de amortizare al oscilaţiilor balanţele analitice se pot clasifica în :

-balanţe cu oscilaţii libere (fără amortizare);-balanţe prevazute cu amortizoare cu aer.

Ultimele sînt mai economice ca timp de execuţie datorită rapiditătii cu care se execută cîntărirea. Pentru urmărirea poziţiei indicatorului balanţei, s-au introdus sisteme optice de vizare. Astfel în timp ce balanţele mai vechi sînt prevăzute cu călăreţi care se aşează pe braţul gradat al balanţei, cele mai noi sunt dotate cu o scară optică pe care este proiectată poziţia indicatorului balanţei pentru citirea miligramulul si a zecimii de miligram.

Pentru balanţele cu precizie de 10-5g şi 10-6g, scara optică este prevăzută şi cu un vernier. Balanţele cu precizle de 10 -4g sunt însoţite de o trusă de greutăţi, confecţionate din diferite metale inoxidabile. Aceste truse conţin serii de greutăţi precum şi călăreţi cu greutatea de 10 mg, confecţionaţi din sîrmă de aluminiu sau alt metal uşor, maleabil şi inoxidabil.

La balanţele analitice obişnuite ambele braţe ale pîrghiei balanţei sunt împarţite în 10 diviziuni mari numerotate cu numere întregi,

2

fiecare din acestea fiind împărţită în alte 5 sau 10 subdivizini. O diviziune mare corespunde la un miligram şi fiecare subdiviziune corespunde la 0,2 sau 0,1 mg.

Pentru aprecierea miligramului şi a zecimii de miligram, calareţul se aşează pe bratul balanţei cu ajutorul unei tije manevrate din exteriorul cutiei balanţei. La balanţele cu scară optică, ultimele două zecimale se citesc direct de pe scara optică.

Balanţele analitice se caracterizează prin:-sensibilitate;-reproductibilitate;-justeţe;-citibilitate.

La balanţele cu oscilaţii libere, starea de echilibru a balanţei se verifică prin intermediul punctului de zero real.

Punctul de zero real se determină pe baza oscilaţiilor libere şi corespunde poziţiei indicatorului dupa amortizarea completă a oscilaţiilor. El se calculează pe baza amortizarii parţiale a unui număr impar de oscilaţii ale indicatorului balanţei.

Practic se lasa balanţa dezaretată, să se producă cîteva oscilaţii după care se citesc valorile a 3 sau 5 elongaţii consecutive ale indicatorului. Pentru citire se consideră diviziunea din miijloc a scarii indicatorului drept valoare zero iar marimea alongatiilor spre stânga se notează cu minus, iar cele spre dreapta cu plus. Apoi se calculeaza media valorilor citite si notate, care este de fapt poziţia punctului zero real.

Cantarirea la balanta analitica

Ne vom referi la cantarirea simpla. In acest scop pe talerul din stanga se ajeaza obiectul de cantarit, iar pe talerul din dreapta se aseaza greutatile, in ordine descrescanda, pana cand oscilatiile indicatorului balantei raman in cadrul scarii. Apoi se aseaza calaretul pe bratul drept al balantei si prin tatonari succescive gasim pozitia pentru care indicatorul oscileaza un numar egal de diviziuni la stanga si la dreapta pozitiei de zero. Final se citesc greutatile prin insumare. In afara acestei metode in chimia analitica se folosesc metodele dublei cantariri si cu tara.

FILTRAREA

Este operaţia de laborator prin care ce separă două faze ale unui amestec heterogen cu ajutorul unui material poros care permite trecerea numai a uneia din cele doua faze. De obicei prin filtrare se înţelege separarea unei faze solide de o fază lichidă sau gazoasă.

Filtrarea este o operaţie curentă în laborator. Ea se foloseste pentru îndepărtarea impurităţilor mecanice dintr-un lichid, fie la izolarea componentei solide (la recristalizări sau în scopuri analitice), fie la izolarea ambelor componente, atît a celei solide cît şi a celei lichide.

Eficacitatea unei filtrări se caracterizează prin viteza de filtrare si gradul de separare al precipitatului de faza lichida şi este determinată de o serie de factori, dintre care cei mai importanţi sunt:- dimensiunea porilor filtrului;- raportul dintre dimensiunea porilor filtrului şi dimensiunea particulelor precipitatului;- mărimea suprafetei filtrante;- diferenţa de presiune dintre cele două părţi ale suprafeţei filtrante;- natura precipitatului (amorf,cristalin);- vâscozitatea fazei lichide.

Dispozitivele de filtrare se compun din pâlnii si din vase colectoare pentru filtrat.

Separarea se face cu ajutorul unui filtru care poate fi din hârtie, sticlă poroasă, material ceramic poros, etc. Cele mai utilizate materiale filtrante sunt hârtia de filtru şi sticla poroasă presată.

Gradul de dispersie al precipitatului determină alegerea hîrtiei de filtru de diferite porozităţi şi a plăcii filtrante de la baza creuzetului filtrant.

Hârtia de filtru este calitativă in coli pătrate de 50/50 cm şi cantitativă în rondele cu diametrul de 9 si 11 cm. Hîrtia de filtru cantitativă este o hârtie specială demineralizată, care prin ardere lasă foarte puţină cenuşa, sub limita de sensibilitate a balanţei antilitice de aceea se si numeste „fara cenusa”.

Hârtia de filtru cantitativă se prezintă în pachete de câte 100 rondele, care se deosebesc prin mărimea porilor:- în pachete cu bandă albastră hârtia are porii foarte mici fiind indicată pentru precipitate foarte fine;

3

- în pachete cu banda albă hârtia are porii de mărime mijlocie fiind cea mai întrebuinţată;- în pachete cu bandă neagră hîrtia are porii mari, fiind indicată pentru precipitate gelatinoase.In laborator în funcţie de natura operaţiilor şi de scopul urmărit, filtrarea se poate face :- la presiune normală;- la presiune scăzută (în vid);- la temperatura camerei;- la cald.

Prin precipitare se înţelege trecerea unei substanţe solubile într-un compus greu solubil, numit precipitat. Precipitatele pot fi cristaline sau amorfe. Pentru determinări analitice sunt utilizate în special precipitatele cristaline. Precipitarea trbuie condusă în aşa fel incât să apară puţini germeni de cristalizare în care caz precipitarea va avea loc lent, cu formare de cristale mari, mai usor de filtrat si spălat, mai pure. In acest scop este necesar ca reactivul diluat să se adauge picătură cu picătură, sub continuă agitare pentru evitarea suprasaturării locale, la temperatură ridicată. După aceasta, precipitatul se lasă în repaos câtva timp pentru a avea loc solidificarea cristalelor mici şi cresterea celor mari. Precipitarea substanţelor coloidale trebuie făcută în prezenţa unui electrolit ca de exemplu, sarurile de amoniu sau acizii volatili, pentru favorizarea coagularii. Precipitatele filtrate trebuie spalate cu apa distilata pentru indepartarea diferitelor substante cu care sunt impurificate in urma coprecipitari, a adsorbtiei sau incluziunii.

1. Filtrarea la presiune normala la temperatura camerei

In acest caz lichidele trec prin materialul filtrant numai datorită presiunii lor hidrostatice (numai sub presiunea coloanei de lichid din pâlnie) şi uneori datorită unei uşoare aspirări ce se produce în cazul în care filtratul umple coada pâlniei.

Pentru filtrarea cantitativa, pâlniile de sticlă trebuie să fie confecţionate într-un anumit mod, şi anume: unghiul de deschidere al pîlniei trebuie să fie de 60° adică exact al conului de hârtie deschis după impaturarea hîrtiei în patru. Tija pâlniei trebuie sa fie lunga de 15-20 cm cu un diametru interior de 2 mm. Conul hartiei de filtru

trebuie sa fie aderent perfect la pereţii conului pâlniei.

Figura 2. Confectionarea filtrului

Pentru fixare, hârtia de filtru se umezeste cu apă distilată, iar conurile de îndoire se presează spre sticlă cu degetele astfel încât aceasta să adere complet la sticlă. Numai în acest mod prin aceste locuri de îndoire nu va intra aer şi se va putea asigura o viteză de filtrare bună. Coloana de lichid din tija pâlniei trage, datorită propriei greutăţi, soluţia din conul pîlniei accelerînd filtrarea.

Inainte de începerea unei filtrări se formează întîi coloana de lichid din interiorul tijei. Acest lucru se realizeaza introducând în pâlnie apă distilată şi astupând apoi capătul tijei cu degetul. Se umple apoi conul hârtiei cu apă şi apăsând cu degetele mari de la cele două mâini pe îndoiturile hârtiei o fixam cât mai aderent la pereţii pâlniei, după care se observă modul de scurgere al apei din con şi rămânerea apei în tija pâlniei. Dacă între hârtia de filtru şi pereţii pâlniei rămân bule de aer sau porţiuni unde nu este asigurat contactul direct, se reface operaţiunea pînă la îndeplinirea condiţiilor arătate.

Uneori datorită unghiului de deschidere al pâlniei diferit de 60° este necesar ca şi hîrtia de filtru să fie împăturită diferit de 60°.

In timpul filtrării palnia se fixează pe un stativ special (din lemn sau din metal), iar în pîlnie se plaseasă hârtia de filtru. Filtrul poate fi simplu (neted) sau cutat (creţ) în funcţie de necesităţi.

Cel mal des în filtrările la presiune obişnuită se folosesc filtrele cutate, rezultate prin împăturirea repetată a hârtiei de filtru, care are

4

avantajul unei suprafeţe de filtrare mult mai mare.Atît filtrul simplu cît şi cel cutat trebuie astfel tăiat îacit marginile

lui să fie cu 3-5 mm sub marginea pîlniei.Filtrul simplu se foloseşte atunci când este necesară păstrarea

precipitatului, pe când în cazurile în care ne interesează numai soluţia, se întrebuinţează filtrul cutat, viteza de filtrare fiind în acest caz mult mai mare. Pîlnia cu hârtia de filtru se aşează în stativ la o înălţime bine stabilită, astfel încât capătul tubului de scurgere al pâlniei (tăiat oblic) să fie lipit de pereţii paharului în care se prinde soluţia filtrată, fără să intre în filtrat.

Filtrarea propriu zisă se începe după ce precipitatul s-a depus pe fundul paharulul şi se procedează astfel: se sprijină ciocul paharului pe bagheta care a servit la agitare în timpul precipitării, soluţia prelingându-se astfel de-a lungul baghetei pe pereţii conului hârtiei de filtru.

Filtrul se umple maximum cu 0,5 cm mai jos de marginea sa, pentru a împiedica ridicarea precipitatului pe pereţii pâlniei deasupra hârtiei de filtru. După ce în pahar a rămas un strat de soluţie de 1-2 cm peste precipitat, acesta se agită si se transvazează pe filtru. Restul de precipitat rămas pe pereţii paharului se spală cu apă sau cu soluţia de spălare si se prelinge cu ajutorul baghetei in hartia de filtru.

Figura 3. Operatia de filtrare

Precipitatul nu trebuie să ocupe mai mult de 1/3 din capacitatea filtrului.

După ce s-a transvazat tot precipitatul pe hârtia de filtru, se spală în

continuare precipitatul pe filtru cu cantităţi mici de soluţie de spălare. Ultimele picături de filtrat se culeg într-o eprubetă curată şi se încearcă, cu ajutorul reactivilor, dacă s-au îndepărtat complet, prin spălare, impurităţile solubile din precipitat.

2. Filtrarea la presiune normală, la cald

Deoarece adesea se ridică problema filtrării soluţiilor la cald (mai ales în cazul recristalizărilor) s-au imaginat diverse modalităţi simple de a menţine în tot timpul filtrarii o temperatură ridicată a soluţiei.

In acest scop se anexează pâlniilor dispozitive simple care împiedică răcirea soluţiei din pâlnie sub temperatura dorită.

De obicei se foloseste pâlnia metalică cu pereţii dublii şi două orificii (pentru introducerea apei şi evacuarea vaporilor de apă) iar lateral cu un tub metalic. Pâlnia se fixează pe un trepied sau pe un inel metalic prins de un stativ cu ajutorul unei cleme.

In pâlnia metalica se aşază o pîlnie de sticlă, de dimensiuni potrivite, încât să nu treacă mult peste marginile celei metalice. In pâlnia de sticlă se fixeaza un filtru simplu, în mod identic celui de la filtrarea la temperatura camerei. Intre pereţii pâlniei se introduce apă şi se încălzeşte tubul lateral.

Amestecul de filtrat se încălzeste până la punctul de fierbere, iar filtrarea se începe când apa aflată între pereţii pâlniei metalice începe să fiarbă. Se va urmări ca pâlnia metalică să fie plină în permanentă cu apă.

3. Filtrarea în vid la temperatura camerei

Filtrarea în vid reduce mult timpul de filtrare şi prezintă avantajul unei separări aproape complete a fazei solide de cea lichidă.

Viteza de filtrare fiind direct proporţională cu diferenţa de presiune dintre cele două feţe ale filtrului, prin diminuarea presiunii la faţa inferioară a filtrului, viteza va creste considerabil. Sursa de vid în laborator o constituie de obicei trompa de apă.

Dispozitivele de filtrare în vid se compun dintr-o pîlnie de filtrare la presiune scăzută şi dintr-un vas pentru colectarea filtratului, cu pereţii groşi rezistenţi la difereriţe mari de presiune. P^lniile de filtrare pot fi de tip Buchner, Hirsch sau dispozitive ce contin o suprafata filtranta

5

poroasa de tipul creuzetelor poroase.

Figura 4. Dispozitiv pentru filtrarea in vid

Pe pâlnia de filtrare se fixează hîrtia de filtru care trebuie să acopere numai fundul pâlniei Buchner sau Hirsch (diametrul hârtiei trebuie să fie puţin mai mic decât diametrul plăcii; dacă este mai mare filtrul face cute prin care pătrunde amestecul de filtrat). Prin umectarea acesteia, ea aderă perfect la placa perforată în momentul în care la partea inferioară a acesteia se realizează o scădere de presiune.

Pentru a putea realiza efectiv filtrarea, pâlniile Buchner, Hirsch sau cele cu placă filtrantă se adaptează cu ajutorul unui dop de cauciuc perforat la un vas Erlenmeyer de trompă prin intermediul unui vas de siguranţă.

In momentul în care se face legătura cu sursa de vid, dacă hârtia de filtru este umectată, se realizează etanşeizarea aparaturii şi se poate incepe efectiv filtrarea. In timpul filtrării lichidul trebuie turnat continuu in porţiuni mici pe filtru în asa fel ca stratul de substantă de pe hârtia de filtru să se găsească în permanenţă sub nivelul lichidului, spre a nu se forma crăpături si canale în masa filtrantă ceea ce ulterior ar conduce la o filtrare neuniformă.

După adăugarea amestecului de filtrat în întregime şi eventual a solutiei de spălare pe pîlnia Buchner şi aspirarea lichidului, se presează şi se uniformizează bine stratul de substanţă de pe filtru cu ajutorul unui dop de sticlă (cu partea lată a acestuia), până când din pâlniie nu mai picură lichid. Cu ajutorul unei spatule sau prin suflare de aer prin coada pâlniei, substanţa se trece pe sticlă de ceas şi se usucă.

In cazul filtrării în care interesează şi soluţia colectată pentru a evita o eventuală pătrundere a apei din trompă în vasul de filtrare (ca urmare a scădarii presiunii apei din conductă), se intercalează ca măsură de precauţie un vas de siguranţă între trompa de vid şi vasul conic de filtrare.

Intreruperea filtrării nu se face niciodată prin închiderea robinetului de apă al trompei ci numai prin desfacerea cauciucului de vid de la tubul lateral de trompă sau prin deschiderea robinetului vasului de siguranţă. Se evită astfel o eventuală absorbtie a apei în instalaţia de filtrare.

4. Filtrarea în vid la cald

In cazul filtrării soluţiilor fierbinţi se foloseşte pâlnia Buchner cu pereţii dublii; prin circularea unui curent de apă fierbinte sau a aburilor între pereţii pâlniei se evită posibillitatea de răcire a soluţiei şi de recristalizare a substanţei. Uneori este suficient sa se incalzească pâlnia în etuvă.

Filtrarea se realizează în aceleaşi condiţii ca şi filtrarea la presiune scăzută la temperatura camerei.Practic se vor separa prin filtrare o serie de precipitate de soluţiile respective.

6

FiltrareaFiltrarea precipitatului de sulfat de bariu (BaSO4)

Pentru precipitarea sulfatului de bariu se iau 5ml solutie 1M de BaCl2, se dilueaza cu 50ml solutie apa distilata, se incalzeste la fierbere. Se adauga in picaturi si sub agitare continua 50ml solutie 0,1M de H2SO4.

Dupa racire, precipitatul se depune iar solutia ramane limpede. Se filtreaza utilizand un creuzet filtrant sau cu ajutorul unui filtru obisnuit folosind hartie de filtru cu pori mici (cu banda albastra). Se spala apoi prin decantare de 3-4 ori cu apa distilata.

Filtrarea pe palnie Buchner a precipitatului de Cu2CO3(OH)2

Pentru obtinerea precipitatului de carbonat bazic de cupru se va proceda astfel: se va dizolva 5g de sulfat de cupru (CuSO4 *5H2O) in 50ml apa distilata si se adauga o solutie de Na2CO3 in picaturi, pana la precipitare completa. Se incalzeste apoi pe baie de apa pentru eliminarea CO2.

Precipitatul format se filtreaza la vid, pe o hartie de filtru cu pori mici (cu banda albastra ) sau pe un creuzet filtrant si se spala cu apa distilata.

5. Recristalizarea

Este operaţia de laborator cu ajutorul căreia se poate realiza purificarea substanţelor chimice solide, obţinute prin sinteza sau extrase din diferiţi compuşi naturali.

Recristalizarea unei substanţe constă în dizolvarea acesteia sub forma ei brută, la cald într-un solvent potrivit, purificarea soluţiei prin filtrare şi separarea din nou a substanţei din soluţie sub formă

cristalină, prin răcire, concentrare sau altă metodă. Cristalele obţinute se separă de soluţia mama prin filtrare sau centrifugare şi apoi se spală.

Substanţele anorganice sunt de obicei impurificate cu poduşii din reacţiile secundare şi cu substanţele iniţiale neintrate în reacţie. Pentru separarea impurităţilor este necesară purificarea prin recristalizare, deoarece prezenţa impurităţilor în soluţie, determină încetinirea procesului de cristalizare, favorizează formarea unor cristale impure, rău formate şi împiedică orientarea rapidă şi regulată a moleculelor substanţei pe suprafaţa cristalului.

In mod ideal, substanţa astfel obţinută ar trebui să fie pură, impurităţile rămânând o parte pe hârtia de filtru, iar altele în soluţia mamă. În practică însă, pentru a ajunge la substanţa pura (impurităţile fiind antrenate parţial în reţeaua cristalină), este necesară recristalizarea şi adesea recristalizarea fracţionată. Faţă de alte metode de purificare a substanţelor în stare solidă, recristalizarea prezintă avantajul obţinerii unor produse pure, în schimb au loc pierderi importante de substanţă care rămâne în soluţia mamă. Recristalizarea se preferă în multe cazuri pentru purificarea substanţelor solide deoarece acest proces se realizează cu uşurinţă din punct de vedere tehnic.

La recristalizare este foarte importantă alegerea solventului cel mai potrivit. Eficienţa recristalizării depinde de următoarele :

- relaţia dintre structura chimică a substanţei şi a solventului;- diferenţa de solubilitate a substanţei la cald şi la rece;- punctul de topire al substanţei în comparaţie cu punctul

de fierbere al solventului;- solventul sa nu reacţioneze cu substanţa de purificat;- utilizarea unor solvenţi suficient de volatili pentru a putea fi

îndepărtaţi din substanţa cristalină cât mai usor.Recristalizarea se efectuează cu atât mai uşor cu cât diferenţa între

solubilitatea la cald şi la rece a substanţei în solventul ales este mai mare. De asemenea este preferabil ca punctul de fierbere al solventului să fie mai scăzut decât punctul de topire a substanţei, altfel substanţa se separă sub forma unui ulei.

7

Aparatura necesară operaţiei de recristalizare constă din:- sursa de încălzire, care diferă în funcţie de punctul de fierbere al

solventului folosit. Astfel pentru solvenţii cu puncte de fierbere mai mici decât 80 se foloseşte baia de apă, iar pentru solvenţii cu puncte de fierbere mai mari decît 90° se foloseşte baia de aer sau baia de ulei – încălzite cu ajutorul plitelor electrice;

-vasul în care se face dizolvarea substantei, care poate fi un pahar Berzelius, un balon cu fund rotund, sau un pahar Erlenmeyer;

- dispozitivul de condensare al vaporilor, care diferă in funcţie de temperatura de fierbere a solventului folosit. Astfel pentru solvenţii cu puncte de fierbere mai mari decît 150°C se folosesc refrigerente de aer, pentru solvenţii cu puncte de fierbere mai mici decât 130° se folosesc refrigerente de apă (Liebig, cu bule, cu spirală), iar dacă solventul nu este inflamabil se folosesc refrigerente Ostrogovich;

-dispozitivul de filtrare, care poate fi o pâlnie de sticlă prevăzută cu un filtru creţ -pentru filtrarea la presiune normală-, o pâlnie Buchner când e vorba de cantităţi mari de substanţă şi o pâlnie Hirsch cînd e vorba de cantităţi mici de substanţă -pentru filtrarea la prsiune scazută-,o pâlnie Buchner cu pereţii dublii -pentru filtrarea la cald.

Modul de lucru: substanţa de recristalizat se intruduce în vasul în care se face dizolvarea şi se adauga cantitatea necesară de solvent în aşa fel încât solutia sa fie concentrata dar nu saturată la temperatura de fierbere a solventului. Petru ca recristalizarea să decurgă in condiţii bune, cantitatea de solvent necesară se determină prin tatonări prealabile, adaugând la început doar o mică cantitate de solvent (care să acopere complet substanţa), aducând amestecul la fierbere şi adaugând succesiv mici cantitaţi de solvent până ce tot precipitatul se disolvă, cu uşurinţă la fierbere (atenţie cînd se lucrează cu substanţe inflamabile). Înainte de începerea încălzirii soluţiei i se adaugă puţin porţelan poros, care împiedică supraîncălzirile, determinând o fierbere uniformă a soluţiei.

In cazul filtrării la presiunie normală, folosind o pâlnie obisnuită de sticlă, aceasta poate fi menţinută fierbinte la etuvă, sau când solventul

nu este infamabil, cu ajutorul vaporilor solventului (utilizând un pahar Berzelius menţinut pe o plită electrică incălzită moderat). In cazul filtrării la presiune scăzută pe pâlnie Buchner, aceasta se poate încălzi în prealabil prin păstrarea în etuvă, prin trecerea de solvent fierbinte, sau prin utilizarea pâlniei Buchner cu pereţi dublii.

După filtrare şi spălarea filtrului cu solvent fierbinte, soluţia limpede se concentrează până la saturaţie şi se răceşte treptat la temperatura ambiantă iar la final, dacă este nevoie, cu amestecuri răcitoare.

Spălarea pe filtru se face după întreruperea vidului, prin adaos de cantităţi mici de solvent curat şi răcit urmat de tasarea precipitatului cu ajutorul unui dop de sticlă sau a unei spatule. După efectuarea acestei operaţii se face din nou legătura la vid, precipitatul se tasează bine pe filtru, se scoate pe o sticlă de ceas sau o hârtie de filtru şi se usucă.

In cazul întîrzierii apariţiei cristalelor după răcire, se poate recurge la creearea centrelor de cristalizare, prin însămânţare - adăugarea câtorva cristale din substanţa respectivă - sau prin frecarea pereţilor paharului cu o baghetă de sticlă.

Practic: se recristalizeaza din apa NaCl, CuSO4x5H2O si KNO3

8