Tecniche di base di chimica organica

Vetreria in Chimica Organica

Ci sono pezzi standard di vetreria che vengono utilizzati nel laboratorio di chimica organica. I becher e i palloni di Erlenmeyer sono tipicamente utilizzati per una semplice miscelazione o per contenere solventi, ma non dovrebbero essere utilizzati per misurare il volume, a meno che non sia necessario solo un volume approssimativo. La vetreria può essere suddivisa nelle seguenti categorie:

1. Vetreria volumetrica - Questo include vetreria come cilindri graduati, pipette di vetro volumetriche e fiasche volumetriche. Lo scopo di questi articoli è quello di misurare o erogare un volume preciso di una sostanza. Un cilindro graduato viene generalmente utilizzato per misurare i volumi in un laboratorio organico. Il cilindro graduato ha una forma cilindrica lunga con marcature di volume sul lato. È essenziale utilizzare il cilindro graduato più piccolo possibile per il volume necessario al fine di ridurre al minimo l'errore. Ad esempio, un cilindro graduato da 25 ml è sufficiente per misurare 20 ml di reagente, ma non è accurato misurare un volume più piccolo, come 5 ml. Tuttavia, non utilizzare un cilindro graduato da 25 ml per misurare 100 ml misurando quattro volumi da 25 ml; è preferibile utilizzare il cilindro graduato da 100 mL.
2. Contenimento della reazione - Questi pezzi specializzati possono essere utilizzati per ospitare una reazione chimica organica. I palloni a fondo tondo sono un esempio di questa vetreria. A differenza dei matracci di Erlenmeyer, i palloni a fondo tondo offrono una maggiore superficie e quindi un riscaldamento o un raffreddamento più uniforme. I palloni a fondo tondo vengono utilizzati per eseguire reazioni ad alto calore o sotto vuoto perché la loro forma rotonda è più resistente alle fessurazioni. In questa categoria rientrano anche i cristalleria specializzata, nota come condensatori, che viene utilizzata per raccogliere i vapori gassosi e condensarli nuovamente nella fase liquida da raccogliere.
3. Filtrazione - Questi pezzi di vetro vengono utilizzati principalmente per aiutare a isolare i precipitati da una miscela di reazione. Per isolare i precipitati solidi, è necessario un apparato di filtrazione. La configurazione più semplice utilizza un imbuto di vetro attaccato a un pallone di Erlenmeyer. All'interno dell'imbuto c'è un pezzo di carta da filtro. La miscela di reazione contenente il solido viene versata nell'imbuto e la gravità tirerà il liquido verso il basso nel pallone, lasciando dietro di sé il solido. Questo è noto come filtrazione per gravità. Tuttavia, questa configurazione potrebbe richiedere un lungo periodo di tempo per filtrare il solido. Una configurazione di filtrazione sottovuoto sostituisce il pallone Erlenmeyer con un pallone sottovuoto con un braccio laterale e l'imbuto di vetro con un imbuto filtrante in porcellana noto come imbuto Büchner. Questo braccio laterale è collegato a una fonte di vuoto. Come in precedenza, la miscela di reazione viene versata nell'imbuto filtrante e la filtrazione viene aiutata dalla forza del vuoto.
4. Separazione - Questi flaconi o imbuti specializzati vengono utilizzati principalmente per le estrazioni in fase liquido-liquido, che è una tecnica che consente la separazione dei prodotti utilizzando solventi con diverse polarità o idrofobicità. Questi liquidi immiscibili formeranno una soluzione eterogenea che si separa in due fasi. Gli imbuti separatori sono dotati di una valvola nota come rubinetto di arresto nella parte inferiore, che consente la separazione delle fasi versandole in un nuovo contenitore.
5. Trasporto - Questo bicchierino consiste principalmente di bottiglie o fiale con un tappo corrispondente. Questa vetreria viene utilizzata principalmente per il trasporto sicuro di materiale potenzialmente pericoloso.
6. Uso generale - Questa categoria comprende oggetti in vetro come bicchieri, fiasche di Erlenmeyer, bacchette di vetro e qualsiasi altro pezzo vario.

Pesatura di reagenti organici

I reagenti organici possono presentarsi in più forme ed è importante praticare una buona tecnica di laboratorio quando si ottengono questi reagenti per l'uso negli esperimenti. Rivedere sempre la scheda di sicurezza di un reagente per determinare i potenziali pericoli quando si lavora con esso. I reagenti solidi devono essere dosati utilizzando barchette di pesata o carta per pesare e il tipo di bilancia appropriato.

Se è necessaria una misurazione precisa, utilizzare una bilancia analitica. Se si deve utilizzare una grande quantità di reagente, utilizzare una bilancia a carica dall'alto. Posizionare una barca per pesare o una carta per pesare sulla bilancia e premere il pulsante "tara". La funzione di tara annullerà la massa della carta di pesata. Utilizzare sempre le spatole per trasferire i reagenti solidi dall'alimentazione alla navicella di pesatura. Non riutilizzare mai la stessa spatola per reagenti diversi in quanto ciò può contaminare i reagenti di riserva. E non rimettere mai il reagente in eccesso nel flacone di riserva. Invece, scartalo nel modo appropriato come indicato.

Quando si trasferisce il solido nel recipiente appropriato, utilizzare un piccolo imbuto per versare con cura il solido all'interno. Se rimane del solido, utilizzare una piccola quantità di solvente da utilizzare sulla navicella di pesatura e trasferirla nel pallone.

I liquidi organici possono essere misurati utilizzando vetreria volumetrica, come un cilindro graduato. Calcolare il volume del liquido utilizzando la sua densità, quindi tarare il pallone di reazione sulla bilancia. Utilizzare una pipetta o un cilindro graduato per trasferire il volume direttamente nel pallone di reazione. Seguire le linee guida per il tipo specifico di vetreria. Non riutilizzare mai lo stesso pezzo di vetreria per più reagenti e non rimettere mai il reagente in eccesso nei flaconi di riserva liquida. Per liquidi, c

Reazioni organiche riscaldanti

A volte è necessario il calore per consentire una reazione chimica organica. Nell'ambiente generale di laboratorio, il calore viene comunemente applicato utilizzando un bruciatore Bunsen con una fiamma a gas diretta. Nei laboratori di chimica organica, una fiamma libera di un bruciatore Bunsen può creare una situazione pericolosa. I reagenti organici, in particolare i solventi, sono altamente combustibili e alcuni formano vapori con relativa facilità. Per questo motivo, i bruciatori Bunsen non vengono utilizzati nei laboratori di chimica organica.

Invece, bagni di riscaldamento, piastre riscaldanti o mantelli vengono utilizzati per fornire una fonte indiretta di calore. Le piastre riscaldanti con funzione di agitazione magnetica vengono utilizzate per riscaldare becher e matracci di Erlenmeyer. I mantelli riscaldanti sono progettati per riscaldare in sicurezza un pallone a fondo tondo con volumi variabili. I bagni d'acqua vengono utilizzati quando la temperatura della reazione non deve superare i 100 °C. Una reazione nella vetreria viene immersa in un bagno d'acqua riscaldato da una piastra riscaldante. La temperatura è modulata all'intervallo appropriato. Se la temperatura richiesta deve superare i 100 °C ma non i 250 °C, è possibile utilizzare un mantello in silicone. Se la temperatura deve superare i 250 °C, è possibile utilizzare un bagno di sabbia.

Molte reazioni richiedono di essere riscaldate a una certa temperatura per lunghi periodi di tempo affinché procedano. Tuttavia, se una reazione viene riscaldata per un lungo periodo di tempo, il solvente può evaporare, causando una perdita della soluzione di reazione. Invece, viene spesso utilizzata una configurazione a riflusso, che utilizza un pallone a fondo tondo contenente un solvente. Il punto di ebollizione del solvente si sovrappone alla temperatura ottimale della reazione. Il pallone a fondo tondo è fissato a un supporto e un condensatore è montato sul pallone. L'acqua fredda scorre attraverso il condensatore dal braccio inferiore a quello superiore mentre la miscela viene riscaldata e mescolata. Quando la miscela viene riscaldata, il solvente evapora e poi si condensa nuovamente nel pallone, preservando il volume di reazione.