Name: solvent separation in solid samples
Uploaded: 2023-04-30T06:28:24.000Z
Duration: 9 min 32 s
Channel: JoVE

K12 Standards

Minnesota Academic Standards in Science

9-12

Chemistry

2.1.1 9C.1.1.1.1

Solid-Liquid Extraction

1. استخراج المواد العضوية الممتصة من التربة
<ol>
	<li>ضع 20 جم من التربة في طبق بيركس نظيف وجاف واسع الفم في فرن 50 درجة مئوية وجففه لمدة لا تقل عن 12 ساعة. بعد التجفيف ، قم بإزالة التربة من طبق Pyrex وطحنها إلى مسحوق موحد باستخدام الهاون والمدقة. تزن 5.00 غرام من التربة وضعها في قارورة نظيفة وجافة مستديرة القاع (حجم 100 مل). أضف إلى القارورة 15 مل من n-hexane. ضع قارورة في حمام بالموجات فوق الصوتية ، وصوتنة لمدة 60 دقيقة.</li>
</ol>
2. فصل المستخلص والتربة
<ol>
	<li>قم بإعداد قمع Büchner بورق ترشيح تحليلي. بلل ورق الترشيح ب 1 مل من n-hexanes وابدأ الترشيح بالفراغ. اسكب محتويات القارورة المستديرة القاعية ببطء فوق ورق الترشيح. تحتوي قارورة Büchner الآن على n-hexanes مع المواد العضوية المستخرجة من التربة. يحتفظ المرشح بالمواد الصلبة للتربة المجردة.</li>
</ol>
< ص الفئة = "jove_title" >3. التنظيف والتركيز المسبق
<ol>
	<li>إذا كان محلول n-hexane غائما ، فهناك ماء متبقي. لتجفيف محلول n-hexane ، أضف ملعقة صغيرة من CaCl2. حرك المحلول وراقب لمدة 15 دقيقة على الأقل. إذا كان المحلول لا يزال غائما و / أو كل CaCl2 متكتل ، فلا يزال هناك ماء متبقي ، ويجب تكرار الخطوة 3.1. إذا كان المحلول شفافا وكان CaCl2 يتدفق بحرية ، فلا تكرر الخطوة 3.1. بمجرد تحقيق حل واضح ، افصل الهكسان عن CaCl2 باستخدام ترشيح الجاذبية. إذا كان تركيز المستخلص كافيا للكشف ، فقد يتم نقل الهكسان المصفى إلى قارورة نظيفة وجافة للتخزين والتحليل اللاحق. إذا كان تركيز المستخلص منخفضا بالنسبة إلى حد الكشف ، فقم بنقل الهكسان المصفى إلى قارورة نظيفة وجافة ثلاثية العنق مستديرة القاع ، بحجم 100 مل. ضع سدادة مطاطية في منتصف عنق القارورة ، وحاجز مطاطي فوق أحد الأعناق الأخرى. اترك الرقبة الثالثة مفتوحة. اخترق الحاجز المطاطي وأدخل تدفق النيتروجين عبر القارورة. يجب أن يتدفق النيتروجين في الفراغ فوق المحلول ، وليس فقاعات من خلال المحلول. يمكن الآن تركيز المستخلص مسبقا عن طريق تدفق النيتروجين لتبخير المذيبات الزائدة. العينة جاهزة الآن للتحليل.</li>
</ol>
<div class = "chapter_text" id = "script_0" >
الاستخراج هو تقنية فصل حاسمة في الكيمياء العضوية ، وتستخدم لفصل مكونات الخليط بناء على قابليتها للذوبان في مرحلتين مختلفتين لا تختلطان.
يتم إجراء عمليات الاستخراج بين مرحلتين. في حالة الاستخراج السائل السائل ، يتم نقل المذاب المذاب من مرحلة سائلة إلى أخرى. يتم إجراء عمليات الاستخراج أيضا بمرحلة سائلة وصلبة ، تسمى الاستخراج السائل الصلب ، حيث يتم نقل المذاب من مرحلة صلبة إلى مرحلة سائلة. مثال بسيط على استخراج القهوة السائلة الصلبة هو تخمير القهوة ، والذي يتضمن خلط القهوة المطحونة الصلبة بالماء. يتم استخراج مركبات نكهة القهوة من المطحونة إلى الماء لتشكيل القهوة. سيوضح هذا الفيديو مبادئ الاستخراج ، ويوضح الاستخراج الصلب السائل في المختبر من خلال إزالة بقايا الكلوريد العضوي من التربة.
</div>
<div class="chapter_text" id="script_1">
يستخدم الاستخراج خاصية الذوبان لنقل المذاب من مرحلة إلى أخرى. من أجل إجراء الاستخراج ، يجب أن يكون للمذاب قابلية ذوبان أعلى في المرحلة الثانية مقارنة بالمرحلة الأصلية. بشكل عام ، ستنقسم المواد المذابة غير القطبية للغاية إلى مرحلة عضوية ، بينما تنقسم المواد المذابة القطبية جدا إلى مرحلة مائية. يعتمد اختيار المراحل على مذاب الفائدة.
يجب أن تكون المرحلتان أيضا غير قابلة للامتزاج. لا تختلط المحاليل غير القابلة للامتزاج أبدا وتبقى كمراحل منفصلة ، مثل الزيت والماء. المحاليل القابلة للامتزاج متجانسة تماما بعد الخلط.
في الاستخراج السائل السائل ، يتم فصل المذاب بين مرحلتين سائلتين ، عادة ما تكون مائية وعضوية. غالبا ما يتم تنفيذ ذلك في قمع منفصل مزود بمحبس في الأسفل وسدادة في الأعلى.
في أبسط الحالات ، يتم تضمين ثلاثة مكونات: المذاب ، والسائل الناقل ، والمذيب. يتم خلط الخليط الأولي ، الذي يحتوي على المذاب المذاب في السائل الناقل ، مع المذيب. عند الخلط ، يتم نقل المذاب من السائل الناقل إلى المذيب ، طالما أن المذاب أكثر قابلية للذوبان في المذيب منه في السائل الناقل ، وطالما أن السائل الناقل والمذيب غير قابلين للامتزاج. يستقر المحلول الأكثر كثافة في القاع.
هناك مرحلتان ناتجتان: الرافينات ، التي تحتوي على السائل الناقل ، والمستخلص الذي يحتوي على المذاب والمذيب. في الواقع ، من المحتمل أن يكون هناك بقايا لكل مكون في كلتا المرحلتين. يشبه استخراج السائل الصلب الاستخراج السائل السائل ، باستثناء أن المذاب مشتت في مصفوفة صلبة بدلا من سائل ناقل. يتم تشتيت المرحلة الصلبة ، التي تحتوي على المذاب ، في المذيب وخلطها. يتم استخراج المذاب من المرحلة الصلبة إلى المذيب ، ثم تتم إزالة المرحلة الصلبة عن طريق الترشيح. الآن بعد أن تم تحديد مبادئ الاستخراج ، سيتم عرض تقنية الاستخراج الصلب السائل من خلال إجراء الاستخراج في المختبر.
</div>
<div class="chapter_text" id="script_2">
في هذه التجربة ، تم جمع عينات التربة من موقع براون ، على غرار هذا الموقع في سيويكلي ، بنسلفانيا. الحقول البنية ، كما حددتها وكالة حماية البيئة الأمريكية ، هي ممتلكات عقارية ، حيث قد يكون التوسع أو إعادة التطوير أو إعادة الاستخدام معقدا بسبب الوجود المحتمل للملوثات الخطرة. الملوث المثير للاهتمام في هذه الحالة هو الكلوريد العضوي: مبيد الأعشاب أترازين. بمجرد جمع عينة من التربة من الموقع محل الاهتمام ، انقلها إلى المختبر.
قم بوزن 10 جم من التربة في طبق بيركس نظيف وجاف وواسع الفم. ضعي الطبق في الفرن حتى يجف لمدة 12 ساعة على الأقل. بمجرد أن تجف ، قم بطحن التربة إلى مسحوق موحد باستخدام هاون ومدقة. ضع 5 جم من التربة الأرضية في قارورة دائرية القاع نظيفة وجافة سعة 100 مل. أضف 15 مل من الهكسان وقم بسد القارورة بشكل غير محكم. ضعه في حمام بالموجات فوق الصوتية وصوتي لمدة 60 دقيقة.
قم بإعداد قمع Büchner بورق ترشيح تحليلي. بمجرد اكتمال الصوتنة ، بلل الورق بالهكسان وابدأ الترشيح بالفراغ. اسكب العينة ببطء فوق ورق الترشيح. شطف المواد الصلبة المتبقية من القارورة مع الهكسان وأضفها إلى الفلتر. تبقى التربة المجردة على المرشح ، بينما يتجمع الهكسان والمواد العضوية المستخرجة في القارورة.
</div>
<div class="chapter_text" id="script_3">
إذا كان محلول الهكسان غائما ، فهناك ماء متبقي. لتجفيف المحلول ، أضف ملعقة صغيرة من المجفف ، مثل كلوريد الكالسيوم. حرك المحلول حتى يذوب المجفف ، وراقب المحلول.
إذا كان المحلول لا يزال عكرا أو إذا كان كلوريد الكالسيوم قد تراكم ، فلا يزال هناك ماء في المحلول. كرر العملية حتى يصبح المحلول واضحا ويتدفق المجفف بحرية.
بعد ذلك ، قم بإزالة كلوريد الكالسيوم عن طريق الترشيح بالجاذبية.
إذا كان تركيز المركب محل الاهتمام أقل من حد القياس الكمي ، فيجب أن يتركز انقل المستخلص المصفى إلى قارورة دائرية القاع نظيفة وجافة ذات 3 رقبة. سدادة منتصف الرقبة ، وضع حاجز مطاطي على أحد الأعناق الأخرى. والثالث يترك مفتوحا.
اخترق الحاجز وإرفاق الأنابيب بخط النيتروجين. ابدأ في تدفق النيتروجين عبر القارورة. يجب أن يتدفق الغاز في الفراغ فوق المحلول ، ولا يتدفق من خلاله. يتبخر الغاز المتدفق المذيب الزائد. اسمح للغاز بالتدفق حتى يكون هناك انخفاض في الحجم بنسبة 50٪.
بمجرد استخراج المكونات العضوية للتربة وتركيزها ، يمكن تحليلها بواسطة كروماتوغرافيا الغاز. 
يمكن حساب تركيز الأترازين باستخدام تركيزات الأترازين القياسية. في هذه الحالة ، كان تركيز الأترازين التقريبي في موقع الحقول البنية المدروسة 2 مجم من الأترازين لكل 1 كجم من التربة.
</div>
<div class = "chapter_text" id = "script_4" >
يستخدم استخراج السائل الصلب في مجموعة واسعة من المجالات.
يمكن استخدام هذه التقنية لفهم نقل ثنائي الفينيل متعدد الكلور ، أو مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور ، من الأسماك. مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور هي هيدروكربونات مكلورة من صنع الإنسان تم حظرها من قبل وكالة حماية البيئة. لا تتحلل مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور بسهولة في البيئة وتميل إلى التراكم في الأسماك.
في هذه التجربة ، تم تغذية الأسماك المفترسة التي تحتوي على مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور للأسماك المفترسة. ثم تم جمع الأسماك المفترسة والتضحية بها. تم طحن أنسجة الأسماك استعدادا للاستخراج.
تم استخراج ثنائي الفينيل متعدد الكلور في أنسجة الأسماك إلى مرحلة عضوية باستخدام مستخرج Soxhlet. كثيرا ما يستخدم إعداد مستخرج Soxhlet ، المكون من قارورة مستديرة القاع ، ومكثف ، وجهاز Soxhlet ، لاستخراج المواد المذابة التي تكون ضعيفة الذوبان في المذيبات. يتيح استخراج Soxhlet استخدام كمية صغيرة من المذيبات مع عينة صلبة كبيرة. ثم تم اختبار المستخلص لمحتوى ثنائي الفينيل متعدد الكلور باستخدام قياس الطيف الكتلي.
المواد النباتية الجافة ، التي تسمى lignocellullose ، هي أكثر المواد الخام وفرة التي يتم بحثها عن الوقود المشتق من الحيوية. ومع ذلك ، فإن الكربوهيدرات المستخدمة كوقود محاصرة داخل مصفوفة النبات الصلبة ، والتي تسمى اللجنين.
عند إزالة الكربوهيدرات ، يتم التخلص من مصفوفة اللجنين عادة كنفايات. ومع ذلك ، في هذه التجربة ، تم فحص نفايات اللجنين كمصدر للوقود. تم استخدام الاستخراج الصلب السائل لفصل مكونات الكربوهيدرات عن اللجنوسليلوز ، تاركا اللجنين وراءه. ثم تم استخدام اللجنين لمزيد من تجارب التخمير.
يمكن أيضا استخدام الاستخراج الصلب السائل لقياس محتوى الشمع في قشر الفاكهة. في هذه التجربة ، تم تحليل محتوى الشمع في قشر الطماطم.
تم الانتهاء من إزالة الشمع الشامل لجلود الطماطم المجففة باستخدام جهاز Sohxlet ، من أجل إزالة محتوى الشمع بالكامل في القشرة. ثم تم تحليل قشر الطماطم مع إزالة الشمع باستخدام التحليل الطيفي بالرنين المغناطيسي النووي. ساعد هذا في توضيح تكوين وتدهور الفاكهة المحلية والهندسية.
</div>
<div class="chapter_text" id="script_5">
لقد شاهدت للتو مقدمة JoVE لاستخراج السائل الصلب. يجب أن يكون لديك الآن فهم أفضل لاستخراج المواد المذابة بين المرحلتين الصلبة والسائلة.
شكرا للمشاهدة!
</div>

ينطبق الإجراء العام لاستخراج السوائل الصلبة على مجموعة من المجالات من المراقبة البيئية (كما هو موضح في هذا الفيديو) إلى مستحضرات التجميل وتجهيز الأغذية. القضية الحاسمة هي اختيار مذيب يذيب المادة المراد تحليلها بشكل فعال. مع الحد الأدنى من التغييرات في المذيبات ، يمكن استخدام طريقة تحضير العينة في هذا الفيديو لاستخراج أي من مجموعة واسعة من الملوثات البيئية شبه المتطايرة التي تنقسم بشكل أساسي على التربة والحمأة.

تشمل أمثلة هذه المواد شبه المتطايرة العديد من الملوثات ...

استخراج الصلبة والسائلة

المصدر: مختبر الدكتور جاي دينر - جامعة مدينة نيويورك 
يعد الاستخراج خطوة حاسمة في معظم التحليلات الكيميائية. يستلزم إزالة المادة المراد تحليلها من مصفوفة العينة الخاصة بها وتمريرها إلى المرحلة المطلوبة لتحديد التحليل الطيفي أو الكروماتوجرافي والقياس الكمي. عندما تكون العينة صلبة والمرحلة المطلوبة للتحليل هي سائل ، تسمى العملية الاستخراج الصلب السائل. يستلزم الشكل البسيط والتطبيقي على نطاق واسع من الاستخراج الصلب السائل الجمع بين المادة الصلبة والمذيب الذي يكون فيه التحليل قابلا للذوبان. من خلال التحريض ، ينقسم التحليل إلى الطور السائل ، والذي يمكن بعد ذلك فصله عن المادة الصلبة من خلال الترشيح. يجب أن يتم اختيار المذيب بناء على قابلية ذوبان المادة التحليلية المستهدفة ، وعلى توازن التكلفة والسلامة والمخاوف البيئية.

تم جمع عينة من التربة من موقع براونفيلد مشابه لموقع في سيويكلي بنسلفانيا ، كما هو موضح في الشكل 1. الحقول البنية ، على النحو المحدد من قبل وكالة حماية البيئة الأمريكية (وكالة حماية البيئة الأمريكية) ، هي ممتلكات عقارية ، حيث قد يكون التوسع أو إعادة التطوير أو إعادة الاستخدام معقدا بسبب الوجود المحتمل للملوثات الخطرة. تم جمع التربة من موقع براونفيلد باستخدام جهاز أخذ عينات التربة ، كما هو موضح في الشكل 2. 
كان الملوث المثير للاهتمام في هذه التجربة هو الأتراز...

Source: Laboratory of Dr. Jay Deiner &#8212; City University of New York
Extraction is a crucial step in most chemical analyses. It entails removing the ...

الاستخراج هو تقنية فصل حاسمة في الكيمياء العضوية ، وتستخدم لفصل مكونات الخليط بناء على قابليتها للذوبان في مرحلتين مختلفتين لا تختلطان. يتم إجراء عمليات الاستخراج بين مرحلتين. في حالة الاستخراج السائل السائل ، يتم نقل المذاب المذاب من مرحلة سائلة إلى أخرى. يتم إجراء عمليات الاستخراج أيضا بمرحلة سائلة وصلبة ، تسمى الاستخراج السائل الصلب ، حيث يتم نقل المذاب من مرحلة صلبة إلى مرحلة سائلة. مثال بسيط على استخراج القهوة السائلة الصلبة هو تخمير القهوة ، والذي يتضمن خلط القهوة المطحونة الصلبة بالماء. يتم استخراج مركبات نكهة القهوة من المطحونة إلى الماء لتشكيل القهوة. سيوضح هذا الفيديو مبادئ الاستخراج ، ويوضح الاستخراج الصلب السائل في المختبر من خلال إزالة بقايا الكلوريد العضوي من التربة. يستخدم الاستخراج خاصية الذوبان لنقل المذاب من مرحلة إلى أخرى. من أجل إجراء الاستخراج ، يجب أن يكون للمذاب قابلية ذوبان أعلى في المرحلة الثانية مقارنة بالمرحلة الأصلية. بشكل عام ، ستنقسم المواد المذابة غير القطبية للغاية إلى مرحلة عضوية ، بينما تنقسم المواد المذابة القطبية جدا إلى مرحلة مائية. يعتمد اختيار المراحل على مذاب الفائدة. يجب أن تكون المرحلتان أيضا غير قابلة للامتزاج. المحاليل غير القابلة للامتزاج لا تختلط أبدا؟وتبقى كمراحل منفصلة، مثل الزيت والماء. المحاليل القابلة للامتزاج متجانسة تماما بعد الخلط. في الاستخراج السائل السائل ، يتم فصل المذاب بين مرحلتين سائلتين ، عادة ما تكون مائية وعضوية. غالبا ما يتم تنفيذ ذلك في قمع منفصل - مزود بمحبس في الأسفل وسدادة في الأعلى. في أبسط الحالات ، يتم تضمين ثلاثة مكونات: المذاب ، والسائل الناقل ، والمذيب. يتم خلط الخليط الأولي ، الذي يحتوي على المذاب المذاب في السائل الناقل ، مع المذيب. عند الخلط ، يتم نقل المذاب من السائل الناقل إلى المذيب ، طالما أن المذاب أكثر قابلية للذوبان في المذيب منه في السائل الناقل ، وطالما أن السائل الناقل والمذيب غير قابلين للامتزاج. يستقر المحلول الأكثر كثافة في القاع. هناك مرحلتان ناتجتان: الرافينات ، التي تحتوي على السائل الناقل ، والمستخلص الذي يحتوي على المذاب والمذيب. في الواقع ، من المحتمل أن يكون هناك بقايا لكل مكون في كلتا المرحلتين. يشبه استخراج السائل الصلب الاستخراج السائل السائل ، باستثناء أن المذاب مشتت في مصفوفة صلبة بدلا من سائل ناقل. يتم تشتيت المرحلة الصلبة ، التي تحتوي على المذاب ، في المذيب ومختلطة. يتم استخراج المذاب من المرحلة الصلبة إلى المذيب ، ثم تتم إزالة المرحلة الصلبة عن طريق الترشيح. الآن بعد أن تم تحديد مبادئ الاستخراج ، سيتم عرض تقنية الاستخراج الصلب السائل من خلال إجراء الاستخراج في المختبر. في هذه التجربة ، تم جمع عينات التربة من موقع براون ، على غرار هذا الموقع في سيويكلي ، بنسلفانيا. الحقول البنية ، كما حددتها وكالة حماية البيئة الأمريكية ، هي ممتلكات عقارية ، حيث قد يكون التوسع أو إعادة التطوير أو إعادة الاستخدام معقدا بسبب الوجود المحتمل للملوثات الخطرة. الملوث المثير للاهتمام في هذه الحالة هو الكلوريد العضوي: مبيد الأعشاب أترازين. بمجرد جمع عينة من التربة من الموقع محل الاهتمام ، انقلها إلى المختبر. قم بوزن 10 جم من التربة في طبق بيركس نظيف وجاف وواسع الفم. ضعي الطبق في الفرن حتى يجف لمدة 12 ساعة على الأقل. بمجرد أن تجف ، قم بطحن التربة إلى مسحوق موحد باستخدام هاون ومدقة. ضع 5 جم من التربة الأرضية في قارورة نظيفة وجافة سعة 100 مل مستديرة القاع. أضف 15 مل من الهكسان وقم بسد القارورة بشكل غير محكم. ضعه في حمام بالموجات فوق الصوتية وصوتنة لمدة 60 دقيقة. قم بإعداد قمع B?chner بورق ترشيح تحليلي. بمجرد اكتمال الصوتنة ، بلل الورق بالهكسان وابدأ الترشيح بالفراغ. اسكب العينة ببطء فوق ورق الترشيح. شطف المواد الصلبة المتبقية من القارورة مع الهكسان وأضفها إلى الفلتر. تبقى التربة المجردة على المرشح ، بينما يتجمع الهكسان والمواد العضوية المستخرجة في القارورة. إذا كان محلول الهكسان غائما ، فهناك ماء متبقي. لتجفيف المحلول ، أضف ملعقة صغيرة من المجفف ، مثل كلوريد الكالسيوم. حرك المحلول حتى يذوب المجفف ، وراقب المحلول. إذا كان المحلول لا يزال عكرا أو إذا كان كلوريد الكالسيوم قد تراكم ، فلا يزال هناك ماء في المحلول. كرر العملية حتى يصبح المحلول واضحا ويتدفق المجفف بحرية. بعد ذلك ، قم بإزالة كلوريد الكالسيوم عن طريق الترشيح بالجاذبية. إذا كان تركيز المركب محل الاهتمام أقل من حد القياس الكمي ، فيجب أن يتركز انقل المستخلص المصفى إلى قارورة دائرية القاع نظيفة وجافة ذات 3 رقبة. سدادة منتصف الرقبة ، وضع حاجز مطاطي على أحد الأعناق الأخرى. والثالث يترك مفتوحا. اخترق الحاجز وإرفاق الأنابيب بخط النيتروجين. ابدأ في تدفق النيتروجين عبر القارورة. يجب أن يتدفق الغاز في الفراغ فوق المحلول ، ولا يتدفق من خلاله. يتبخر الغاز المتدفق المذيب الزائد. اسمح للغاز بالتدفق حتى يكون هناك انخفاض في الحجم بنسبة 50٪. بمجرد استخراج المكونات العضوية للتربة وتركيزها ، يمكن تحليلها بواسطة كروماتوغرافيا الغاز. يمكن حساب تركيز الأترازين باستخدام تركيزات الأترازين القياسية. في هذه الحالة ، كان تركيز الأترازين التقريبي في موقع الحقول البنية المدروسة 2 مجم من الأترازين لكل 1 كجم من التربة. يستخدم استخراج السائل الصلب في مجموعة واسعة من المجالات. يمكن استخدام هذه التقنية لفهم نقل ثنائي الفينيل متعدد الكلور ، أو مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور ، من الأسماك. مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور هي هيدروكربونات مكلورة من صنع الإنسان تم حظرها من قبل وكالة حماية البيئة. لا تتحلل مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور بسهولة في البيئة؟وتميل إلى التراكم في الأسماك. في هذه التجربة ، تم تغذية الأسماك المفترسة التي تحتوي على مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور للأسماك المفترسة. ثم تم جمع الأسماك المفترسة والتضحية بها. تم طحن أنسجة الأسماك استعدادا للاستخراج. تم استخراج ثنائي الفينيل متعدد الكلور في أنسجة الأسماك إلى مرحلة عضوية باستخدام مستخرج Soxhlet. كثيرا ما يستخدم إعداد مستخرج Soxhlet ، المكون من قارورة مستديرة القاع ، ومكثف ، وجهاز Soxhlet ، لاستخراج المواد المذابة التي تكون ضعيفة الذوبان في المذيبات. يتيح استخراج Soxhlet استخدام كمية صغيرة من المذيبات مع عينة صلبة كبيرة. ثم تم اختبار المستخلص لمحتوى ثنائي الفينيل متعدد الكلور باستخدام قياس الطيف الكتلي. المواد النباتية الجافة ، التي تسمى lignocellullose ، هي أكثر المواد الخام وفرة التي يتم بحثها عن الوقود المشتق من الحيوية. ومع ذلك ، فإن الكربوهيدرات المستخدمة كوقود محاصرة داخل مصفوفة النبات الصلبة ، والتي تسمى اللجنين. عند إزالة الكربوهيدرات ، يتم التخلص من مصفوفة اللجنين عادة كنفايات. ومع ذلك ، في هذه التجربة ، تم فحص نفايات اللجنين كمصدر للوقود. تم استخدام الاستخراج الصلب السائل لفصل مكونات الكربوهيدرات عن اللجنوسليلوز ، تاركا اللجنين وراءه. ثم تم استخدام اللجنين لمزيد من تجارب التخمير. يمكن أيضا استخدام الاستخراج الصلب السائل لقياس محتوى الشمع في قشر الفاكهة. في هذه التجربة ، تم تحليل محتوى الشمع في قشر الطماطم. تم الانتهاء من إزالة الشمع الشامل لجلود الطماطم المجففة باستخدام جهاز Sohxlet ، من أجل إزالة محتوى الشمع بالكامل في القشرة. ثم تم تحليل قشر الطماطم مع إزالة الشمع باستخدام التحليل الطيفي بالرنين المغناطيسي النووي. ساعد هذا في توضيح تكوين وتدهور الفاكهة المحلية والهندسية. لقد شاهدت للتو مقدمة JoVE لاستخراج السائل الصلب. يجب أن يكون لديك الآن فهم أفضل لاستخراج المواد المذابة بين المرحلتين الصلبة والسائلة. شكرا للمشاهدة!

Education

JoVE Science Education

الكيمياء

Organic Chemistry

الكيمياء العضوية

solvent separation in solid samples

Solid samples can be prepared for chemical analysis by moving the target analyte into a liquid. This solid-liquid extraction step is used in many chemical analyses before spectroscopic or chromatographic identification and quantification. It helps separate the analyte from the rest of the sample matrix, which is the material surrounding it.

A simple approach is to mix the solid with a solvent that can dissolve the analyte. Agitation helps the analyte leave the solid and partition into the liquid phase. The liquid can then be separated from the solid by filtration.

Choosing the right solvent is important. The solvent should match the solubility of the target analyte. It should also be selected with cost, safety, and environmental concerns in mind.

Solvent Separation in Solid Samples

introduction to catalysis

Catalysis in Industry and Sustainability

Catalysis is a major part of modern technology. It helps chemical reactions happen by lowering activation energy, which is the energy needed to start a reaction. Catalysts can also affect selectivity, or which products form during a reaction. Catalysis has a large impact on industry and daily life. It is linked to about 35% of global GDP. It also supports the food supply for about 33% of the world’s population through fertilizers made by the Haber process. Because catalysts improve how...

assembly of a reflux system for heated chemical reactions

assembly-of-a-reflux-system-for-heated-chemical-reactions

Reflux Setup for Heating Reactants Safely

A reflux setup lets chemists heat reactants without losing material to evaporation. Many chemical experiments need elevated temperatures before a reaction starts. When the reactants or solvent have low boiling points, heating can cause them to escape as vapor. A reflux system prevents that loss by condensing the vapor that forms during heating. The condensed liquid then flows back into the reaction vessel. This keeps the reactants and solvent in the flask while the reaction is heated.

conducting reactions below room temperature

conducting-reactions-below-room-temperature

Cooling Baths for Low-Temperature Reactions

Low-temperature reactions are often run with cooling baths to keep the reaction flask below room temperature. Chemists use this setup when they want a reaction to stay within a specific temperature range. The reagents in the flask do not touch the cooling bath itself. Reaction rate depends on molecular collisions. At higher temperatures, atoms and molecules move faster, collide more often, and react more effectively. A common rule of thumb based on the Arrhenius equation says that raising the...

schlenk lines transfer of solvents

Air-Free Solvent Transfer by Vacuum

Schlenk lines and high vacuum lines are used to move solvents without exposing them to moisture or oxygen. They do this by keeping reactions under a slight overpressure of inert gas, usually nitrogen or argon, or by using vacuum. Vacuum transfer is a separate method for isolating solvents and other volatile reagents from drying agents or other nonvolatile materials. It lets users dispense clean solvent into a reaction vessel or storage vessel while the air-free environment is maintained. The...

degassing liquids with freeze-pump-thaw cycling

degassing-liquids-with-freeze-pump-thaw-cycling

Freeze-Pump-Thaw for Removing Dissolved Gases

Freeze-pump-thaw cycling is a method for removing dissolved gases from a liquid. Degassing means taking dissolved gases out of a liquid. These gases can include oxygen or carbon dioxide. Dissolved gases can cause problems in the lab. They can interfere with chemical reactions that use sensitive reagents. They can also affect spectroscopic measurements and cause unwanted bubble formation. Several methods can be used to degas liquids. These include heating, ultrasonic agitation, chemical...

preparing anhydrous reagents and equipment

preparing-anhydrous-reagents-and-equipment

Moisture-Free Setup for Organic Reactions

Many organic reactions must be set up without water. Moisture in the air can react with sensitive reagents before the reaction even starts. When that happens, the desired reaction may fail or give poor yields because the reactants have changed chemically. To prevent this, the reaction is run under an inert atmosphere. An inert atmosphere is a gas environment that does not react easily with the chemicals in the flask. Nitrogen gas is often used, and argon may be used for reactions that are even...

purifying compounds by recrystallization

Recrystallization for Solid Compound Purity

Recrystallization is a technique for purifying solid compounds. It uses the fact that solids are often more soluble in hot liquids than in cold liquids. An impure solid is dissolved in a hot liquid until the solution becomes saturated, meaning it holds as much dissolved material as it can at that temperature. The solution is then allowed to cool. As the temperature drops, the compound should form relatively pure crystals. Most impurities should stay in the solution and not become part of the...

separation of mixtures via precipitation

Solubility-Based Mixture Separation

Solubility-based separation removes a compound from a mixture by making it insoluble in water. Most samples of interest contain many different components, so sample preparation is an important step before analysis. It helps remove interferences that could affect the results. This separation method is useful in both academic and industrial settings. The process relies on the solubility properties of compounds in aqueous solutions. A compound’s solubility can depend on ionic strength, pH, and...

solid-liquid extraction

Solid samples can be prepared for chemical analysis by moving the target analyte into a liquid. This solid-liquid extraction step is used in many chemical analyses before spectroscopic or chromatographic identification and quantification. It helps separate the analyte from the rest of the sample matrix, which is the material surrounding it. A simple approach is to mix the solid with a solvent that can dissolve the analyte. Agitation helps the analyte leave the solid and partition into the...

rotary evaporation to remove solvent

Rotovap Use in Organic Chemistry

Rotary evaporation is a common lab method for drying and purifying samples in organic chemistry. It helps remove a solvent from a compound of interest when the compound has a higher boiling point. A rotary evaporator is often called a rotovap. The rotovap was invented in 1950 by the chemist Lyman C. Craig. It is widely used because it works quickly and can handle large volumes of solvent. For this reason, many laboratories prefer rotary evaporation when they need to remove low boiling point...

fractional distillation

Separating Liquids by Boiling Point

Fractional distillation separates liquid mixtures by using differences in boiling point. Chemists use this lab technique to purify organic liquids. When a mixture is carefully distilled, compounds with different boiling points split into individual parts. There are two main types of distillation: simple distillation and fractional distillation. Simple distillation is used when a liquid is relatively pure, when it contains no more than 10% liquid contaminants, or when it has a non-volatile...

growing crystals for x-ray diffraction analysis

growing-crystals-for-x-ray-diffraction-analysis

X-ray Crystal Growth for Structure Analysis

X-ray crystal growth is a key step in X-ray crystallography, the method used to determine the spatial arrangement of atoms in a crystalline solid. That structure reveals the three-dimensional shape of a molecule or complex. Since structure and function are closely linked, this information can help explain a compound's behavior and reactivity. X-ray crystallography is one of the most useful ways to solve a compound's three-dimensional structure. In some cases, it may be the only practical...

performing 1d thin layer chromatography

Thin Layer Chromatography for Mixture Separation

Thin layer chromatography separates mixtures of non-volatile compounds. It uses a TLC plate with a thin layer of adsorbent material as the stationary phase. The adsorbent layer is fixed to a solid support such as plastic, aluminum, or glass. The sample and a reference compound are first dissolved in a suitable solvent. They are then applied as small spots near the bottom edge of the TLC plate. This placement helps the compounds move with the developing solvent in a controlled way. To run the...

column chromatography

Purifying Compounds with a Chromatography Column

Column chromatography is a useful method for purifying compounds. It uses a stationary phase packed into a column and a mobile phase that flows through it. The separation works because different molecules have different polarities, so they move through the column at different rates. The most common stationary phases are silica gel, or SiO2, and alumina, or Al2O3. The mobile phase is usually an organic solvent. The solvent choice depends on the polarity of the molecules being purified. More...

nuclear magnetic resonance (nmr) spectroscopy

nuclear-magnetic-resonance-nmr-spectroscopy

Using NMR to Track Organic Reactions

Nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy helps organic chemists study molecules and check reaction results. It can show molecular structure, sample content, and sample purity. Because NMR is non-destructive, it is useful when the sample needs to be recovered after analysis. One of the most common methods is proton, or 1H, NMR. Protons in a molecule respond differently depending on their chemical environment. That difference makes it possible to infer the structure of the molecule from the...

organic chemistry

This collection features techniques routinely used in the organic chemistry lab, focusing on regulating temperature and atmosphere during chemical reactions and post-reaction refinement.

Learn how solid samples are extracted into a liquid solvent for analysis, including analyte solubility, agitation, filtration, and solvent choice.

Solvent Separation in Solid Samples | JoVE K12

new-york-state-science-learning-standards

New York State Science Learning Standards

High School

Physical Science

HS. Structure and Properties of Matter

HS-PS1-10.

HS. Chemical Reactions

HS-PS1-5.

HS. Waves and Electromagnetic Radiation

HS-PS4-5.

Life Science

Inheritance and Variation of Traits

HS-LS3-1.

Overview

Principles of Extraction

Extraction and Separation of Organics from Soil

Pre-concentration and Analysis

Applications

Summary

Nutrients in Aquatic Ecosystems

Source: Laboratories of Margaret Workman and Kimberly Frye - Depaul University
Nitrogen and phosphorus are essential plant nutrients found in aquatic ...

Matter and Its Interactions: Analyze patterns in air or water quality data to make claims about the causes and severity of a problem and the necessity to remediate or to recommend a treatment process. (P: 4, CC :2, CI: PS1)

9C.2.1.1.1

turbidity-and-total-solids-in-surface-water

Turbidity and Total Solids in Surface Water

Source: Laboratories of Margaret Workman and Kimberly Frye - Depaul University
Turbidity and total solids are related measurements addressing clarity of ...

Quality of Water

Water added to concrete aids in the hydration of cement, contributing to the strength and durability of concrete.
Generally, potable water, if available, ...

isolation-of-fecal-bacteria-from-water-samples-by-filtration

Isolation of Fecal Bacteria from Water Samples by Filtration

Source: Laboratories of Dr. Ian Pepper and Dr. Charles Gerba - The University of Arizona
Demonstrating Author: Luisa Ikner
The quality of water destined ...

Matter and Its Interactions: Ask questions about the impact of greenhouse gases on the Earth’s climate by analyzing their molecular structure and responses during energy absorption (P: 1, CC: 5, CI: PS1)

2 Looking at data and empirical evidence to understand phenomena or solve problems
 2.1 Analyzing and interpreting data 
  2.1.1 Students will be able to represent observations and data in order to recognize patterns in the data, the meaning of those patterns, and possible relationships between variables.  

Solvent Separation in Solid Samples

Description

Transcript

Tags

More videos by Standards