有機化学の基礎技術

有機化学のガラス製品

有機化学研究室で使用される標準的なガラス製品があります。ビーカーと三角フラスコは通常、単純な混合や溶媒の保持に使用されますが、おおよその体積のみが必要な場合を除いて、体積の測定には使用しないでください。ガラス製品は、次のカテゴリに分類できます。

1. 容積式ガラス製品 – これには、メスシリンダー、容積式ガラスピペット、容積式フラスコなどのガラス製品が含まれます。これらのアイテムの目的は、物質の正確な量を測定または分配することです。メスシリンダーは、一般的に有機ラボで体積を測定するために使用されます。メスシリンダーは長い円筒形をしており、側面にボリュームマーキングがあります。誤差を最小限に抑えるためには、必要な体積に対して可能な限り最小のメスシリンダーを使用することが不可欠です。例えば、25 mLメスシリンダーは20 mLの試薬を測定するのに十分ですが、5 mLのような少量を測定するには正確ではありません。ただし、25 mLメスシリンダーを使用して、25 mLの容量を4回測定して100 mLを測定しないでください。100mLメスシリンダーを使用することをお勧めします。
2. 反応封じ込め – これらの特殊な部品は、有機化学反応を収容するために使用できます。丸底のフラスコは、このガラス製品の一例です。三角フラスコとは異なり、丸底フラスコは表面積が大きいため、より均一な加熱または冷却が可能です。丸底フラスコは、丸い形状が割れにくいため、高熱や真空下での反応に使用されます。このカテゴリには、コンデンサーと呼ばれる特殊なガラス製品もあり、ガス状の蒸気を収集し、それらを凝縮して液相に戻して収集するために使用されます。
3. ろ過 – これらのガラス製品は、主に反応混合物から沈殿物を分離するために使用されます。固体沈殿物を分離するためには、ろ過装置が必要です。最も簡単なセットアップは、三角フラスコに取り付けられたガラス漏斗を利用します。漏斗の中には濾紙があります。固体を含む反応混合物が漏斗に注がれ、重力によって液体がフラスコに引き下げられ、固体が残ります。これは重力ろ過として知られています。ただし、この設定では、ソリッドのフィルタリングに長時間かかる場合があります。真空ろ過装置は、三角フラスコをサイドアーム付き真空フラスコに置き換え、ガラス漏斗をビュヒナー漏斗として知られる磁器フィルター漏斗に置き換えます。このサイドアームは真空源に取り付けられています。以前と同様に、反応混合物はフィルター漏斗に注がれ、ろ過は真空からの力によって助けられます。
4. 分離 – これらの特殊なフラスコまたは漏斗は、主に液液相抽出に使用されます。これは、さまざまな極性または疎水性の溶媒を使用して製品を分離する技術です。これらの非混和性液体は、2つの相に分離する不均一な溶液を形成します。セパリーファンネルの底にはストップコックと呼ばれるバルブがあり、新しい容器に注ぐことで相を分離できます。
5. 輸送 - このガラス製品は、主にボトルまたはバイアルと対応するキャップで構成されています。このガラス製品は、主に潜在的に危険な物質を安全に輸送するために使用されます。
6. 一般的な使用 - このカテゴリは、ビーカー、三角フラスコ、ガラス棒、その他の雑多な部品などのガラス製品で構成されています。

有機試薬の計量

有機試薬にはさまざまな形態があり、実験で使用するためにこれらの試薬を入手する際には、優れたラボ技術を実践することが重要です。試薬の取り扱いには、必ずMSDSを見直して潜在的な危険性を判断してください。固体試薬は、計量ボートまたは計量紙と適切なタイプの天びんを使用して測定する必要があります。

正確な測定が必要な場合は、分析天びんを使用してください。試薬を大量に使用する場合は、トップローディング天びんを使用してください。天びんに計量ボートまたは計量紙を置き、「風袋」ボタンを押します。風袋引き機能は、計量用紙の質量をゼロにします。常にヘラを使用して、固体試薬を供給から計量ボートに移します。同じヘラを異なる試薬に再利用すると、ストック試薬が汚染される可能性があるため、絶対に使用しないでください。また、余分な試薬をストックボトルに戻さないでください。代わりに、指示に従って適切な方法で廃棄してください。

固体を適切な容器に移すときは、小さな漏斗を使用して、中に固体を慎重に注ぎます。固形物が残っている場合は、計量ボートで使用する少量の溶剤を使用し、フラスコに移します。

有機液体は、メスシリンダーなどの容積測定ガラス製品を使用して測定できます。液体の密度を使用して体積を計算し、次に天秤に反応フラスコを風袋引きします。ピペットまたはメスシリンダーを使用して、体積を直接反応フラスコに移します。特定の種類のガラス製品のガイドラインに従ってください。同じガラス器具を複数の試薬に再利用したり、余分な試薬を液体ストックボトルに戻したりしないでください。液体の場合、c

有機反応の加熱

有機化学反応を起こすためには、時には熱が必要になることもあります。一般的な実験室の設定では、通常、直接ガス炎のブンゼンバーナーを使用して熱が加えられます。有機化学研究室では、ブンゼンバーナーからの裸火が危険な状況を作り出す可能性があります。有機試薬、特に溶媒は可燃性が高く、比較的容易に蒸気を形成するものもあります。そのため、ブンゼンバーナーは有機化学の研究室では使用されていません。

代わりに、加熱浴、ホットプレート、またはマントルを使用して、間接的な熱源を提供します。磁気攪拌機能を備えたホットプレートは、ビーカーや三角フラスコの加熱に使用されます。加熱マントルは、さまざまな容量の丸底フラスコを安全に加熱するように設計されています。ウォーターバスは、反応の温度が100°Cを超える必要がない場合に使用されます。ガラス器具での反応を、ホットプレートで加熱された水浴に浸します。温度は適切な範囲に変調されます。必要な温度が100°Cを超える必要があり、250°Cを超える必要がない場合は、シリコンマントルを使用できます。温度が250°Cを超える必要がある場合は、砂浴を使用することができます。

多くの反応は、進行するために特定の温度に長時間加熱する必要があります。しかし、反応を長時間加熱すると溶媒が蒸発し、反応液が失われることがあります。代わりに、溶媒を含む丸底フラスコを使用する還流セットアップがよく使用されます。溶媒の沸点は、反応の最適温度と重なります。丸底フラスコはスタンドに固定され、フラスコにはコンデンサーが取り付けられています。冷水は、混合物が加熱および攪拌されている間、コンデンサーを通って下部アームから上部アームに流れます。混合物が加熱されると、溶媒は蒸発し、フラスコに凝縮して戻り、反応量を維持します。