Transferência de Solventes usando Linhas Schlenk

1. Utilização de linhas Schlenk

1 Start Up

1. Certifique-se de que todas as portas de trabalho no coletor estão fechadas, e que todas as juntas estão devidamente lubrificadas com graxa de vácuo alta.
2. Conecte a armadilha do solvente à linha de vácuo e veda a correia ligando a bomba de vácuo. NOTA: Cada bomba de vácuo tem seu próprio som "único" quando o ar está sendo bombeado ativamente para fora do sistema. É importante "conhecer" os sons regulares que o seu vácuo faz durante o bombeamento e enquanto estiver sob vácuo total.
3. Coloque dewars selados a vácuo ao redor da armadilha de solventes e encha os dewars com nitrogênio líquido (melhor) ou chorume de gelo/acetona seco(apenas para solventes de baixa pressão de vapor — risco de dano à bomba de vácuo) para proteger criogenicamente a bomba de vácuo.
4. Ligue o fluxo de gás inerte regulado e ajuste o fluxo observando a taxa em que o borbulhar. (Uma taxa de fluxo aproximada de 5 bolhas por 10 s é ideal)
5. Conecte o aparelho desejado a uma porta de coletores usando tubos de borracha grossas ou usando diretamente vidros de fita adesiva padrão.
6. Limpe o espaço para a cabeça (e potencialmente o aparelho) de ar residual e umidade realizando 3 ciclos de enchimento de gás a vácuo/inerte: (1) abra a porta de reação ao vácuo, espere o vácuo completo e, em seguida, feche a porta de reação ao vácuo; (2) abrir lentamente a porta de reação ao gás inerte e, em seguida, esperar até que o borbulhador comece a borbulhar novamente. Abrir rapidamente a porta para gás inerte pode resultar em ar sendo sugado para dentro do sistema através do borbulhador. Feche o porto de reação ao gás inerte. (3) Repita 3 vezes o total.

2 Desligar

1. Feche todos os múltiplos portos e desligue o fluxo de gás inerte.
2. Remova a armadilha desguerra de solvente. ATENÇÃO: se um líquido azul estiver presente na armadilha após a remoção, é possivelmente oxigênio líquido (B.P. -183 °C), que pode condensar a temperaturas de nitrogênio líquido (B.P. -196 °C) e pode formar misturas explosivas com compostos orgânicos ou causar uma rápida explosão de pressurização em um sistema fechado após o aquecimento. ⁷ No caso de presença de oxigênio líquido, substitua imediatamente a dewar para manter a armadilha fria, feche a faixa do capô da fumaça e informe outros da situação. Deixe a armadilha para cima e o sistema sob vácuo, e deixe-o lentamente aquecer e evaporar. A condensação do oxigênio líquido pode ser evitada garantindo que os coletores não vazem e limitando a exposição ao vácuo à atmosfera ambiente. Um evento semelhante pode ocorrer com argônio líquido (B. P. -186 °C), e deve-se tomar cuidado para não bombear volumes significativos de argônio através de uma armadilha LN_2.
3. Desligue a bomba de vácuo e desligue o sistema para a atmosfera ambiente, abrindo a saída de armadilha de solvente (se aplicável) ou uma porta no coletor de vácuo principal.
4. Remova as armadilhas de solventes e descarte quaisquer voláteis presos no recipiente de resíduos apropriado.

2. Secagem de Solventes/Reagentes de Hidrocarbonetos

ATENÇÃO: O metal de sódio reage violentamente com a água. Os radicais ketyl são perigosamente incompatíveis com alguns solventes, em particular solventes halogenados. As referências adequadas devem ser consultadas antes de escolher um dessecante apropriado para um determinado solvente. Siga as diretrizes em Purificação de Produtos Químicos laboratoriais. ^8-9

1 Preparação de um "Pote solvente" – 5 g Ph₂CO por litro de solvente. ¹⁰

1. Consulte a Figura 1 para obter vidros necessários. Em atmosfera inerte, meça aproximadamente 1 cm^5,6 Na metal (fio ou pedaço), corte-o em pedaços menores e coloque as peças em um frasco de fundo redondo de 500 mL com uma articulação de pescoço padrão 24/40.
2. Pesar aproximadamente 1,25 g de Ph₂CO e colocá-lo no frasco fundo redondo de 500 mL com o sódio.
3. Coloque uma barra de agitação pesada no frasco de fundo redondo de 500 mL, em seguida, sele o frasco usando um adaptador 180° 24/40 que foi lubrificado com uma quantidade mínima de graxa de vácuo alto trabalho pesado. Coloque um clipe keck sobre a articulação para garantir uma conexão robusta.
4. Remova o frasco do porta-luvas e evacue na linha de vácuo Schlenk/alta, conforme descrito na Seção 1.2.6. Sele o adaptador de 180° e remova o frasco da linha enquanto estiver sob vácuo.
5. Coloque um funil na parte superior da panela solvente(não use graxa!) e encha o funil com o solvente desejado. Usando uma agulha longa presa a uma linha de nitrogênio, bolha de nitrogênio através do solvente para desgas parcialmente.
6. Mantendo o nitrogênio borbulhando, abra lentamente o adaptador de 180° para introduzir solvente no pote de solvente. Quando o nível do solvente no funil se aproximar do adaptador de 180°, feche o adaptador e remova o funil.  NOTA: O solvente pode ser introduzido de outras formas, com diferentes graus de rigor sem ar. Comumente, os usuários podem optar por encher a panela enquanto estão abertos ao ar e desgas mais tarde, ou podem optar por encher a panela com solvente pré-seco diretamente retirado de um sistema de purificação de solventes.
7. Mexa o pote de solvente por várias horas, durante o qual a solução ficará roxa profunda indicando a formação do ketil de benzofenona de sódio radical. No caso de a panela não ficar roxa profunda, desgas a solução (Seção 2.2) e mexa novamente.

2 Congelamento da bomba-descongelamento para solvente de degas

ATENÇÃO: O nitrogênio líquido é comumente usado para "congelar" solventes para ciclos de congelamento da bomba.. É altamente recomendável não usar nitrogênio líquido a menos que seja absolutamente necessário e após consulta com os supervisores. O resfriamento de um sistema fechado a temperaturas líquidas de nitrogênio aumenta consideravelmente a chance de condensar oxigênio líquido se houver um vazamento no sistema. Além disso, o grande gradiente de temperatura aumenta a chance de quebra de vidro devido ao choque térmico. Em quase todos os casos, -78 °C é suficiente para resfriar um sistema de desgassing com perda mínima de solventes.

1. Inicie a linha Schlenk ou high vacuum (Seção 1.1) e conecte o pote de solvente ao coletor (Seção 1.1.6).
2. Use banho seco de resfriamento de gelo/acetona para esfriar o conteúdo da panela para -78 °C. Isso pode congelar o solvente dependendo do seu ponto de congelamento.  NOTA: Um equívoco comum do "congelamento-bomba-degelo" é que o solvente deve ser congelado para desgas-lo. Isso não é verdade; na verdade, é mais fácil desarmar um líquido frio do que um sólido congelado porque o gás ficará preso na matriz sólida.
3. Se o ponto de congelamento do solvente estiver acima de -78 °C e o solvente estiver congelado, abra o pote de solvente para aspirar, abrindo o adaptador de 180°, a fim de remover o espaço para a cabeça do gás na panela.  Aguarde que o sistema volte ao vácuo total e, em seguida, feche o pote de solvente para aspirar.
4. Deixe que o pote de solvente retorne à temperatura ambiente e observe se alguma bolha está se formando na mistura sólido/líquido. Se as bolhas estiverem presentes, o solvente não está totalmente desgaseado e as etapas 2.2.2-2.2.4 devem ser repetidas. Normalmente, três ciclos de "congelamento-bomba-degelo" são suficientes para desgasear.
5. Se o ponto de congelamento do solvente estiver abaixo de -78 °C e o solvente tiver uma baixa pressão de vapor a -78 °C, em vez de realizar as etapas 2.2.3 e 2.2.4, o pote de solvente pode ser aberto ao vácuo por aproximadamente 5 minutos (ou até parar borbulhante) para desgas o sistema. Após 5 minutos, feche o adaptador de 180°. Uma pequena quantidade de solvente pode ser perdida para a armadilha da bomba de vácuo.
6. Se o ponto de congelamento do solvente estiver abaixo de -78 °C e o solvente tiver maior pressão de vapor a -78 °C, duas opções estão disponíveis: realizar as etapas 2.2.3 e 2.2.4 e esfriar com nitrogênio líquido em vez do banho de -78 °C (menor perda de solvente, risco mais inerente) ou realizar o passo 2.2.5 para períodos mais curtos de tempo (perda mais solvente, mais seguro).

3. Transferência de vácuo de solventes/produtos químicos

1. Seque um frasco de 500 mL recebendo frasco Straus e uma ponte de transferência de vácuo em forma de U em um forno de secagem (125 °C) por pelo menos 1 h.
2. Conecte o frasco Straus e a panela de solvente à ponte em forma de U e unte todas as juntas levemente com graxa. Conecte a ponte em forma de U à linha de vácuo.  NOTA: Este sistema pesado deve ser suportado por tomadas de laboratório e clipes keck para evitar que ele caia fora da linha e quebre. O vácuo do coletor pode não ser suficiente para mantê-lo na linha.
3. Evacuar o sistema como descrito na etapa 1.1.6.
4. Desgas o pote de solvente como descrito na seção 2.2.
5. Feche a válvula superior da ponte U para fechar a configuração de transferência de vácuo a partir do vácuo dinâmico. O sistema deve agora estar sob vácuo estático com a válvula Straus aberta e o adaptador solvente 180° fechado.
6. Use uma tomada de laboratório para levantar um acetona/gelo seco de -78 °C para esfriar o frasco straus receptor.  ATENÇÃO: O resfriamento de um sistema fechado com nitrogênio líquido é perigoso, pois há uma chance significativa de condensar oxigênio líquido se houver um vazamento. Embora possa ser mais rápido para a transferência de vácuo a temperaturas de nitrogênio líquido, não vale a pena a troca em segurança. Essa prática é proibida em nossos laboratórios. Se um solvente não pode ser transferido a um -78 °C, é sugerido usar um vácuo melhor ou considerar a destilação térmica.
7. Ligue a agitação magnética para agitar a panela solvente, depois abra lentamente a torneira do adaptador de 180° na panela de solvente, de modo que o líquido na panela solvente não ferva rapidamente na articulação u.
8. Em breve, o solvente deve começar a condensar no frasco receptor. Aguarde até que o pote de solvente esteja quase seco ou a quantidade desejada de solvente tenha sido coletada. Feche a torneira no frasco straus receptor e a válvula no pote de solvente, que pode ser reabastecido ou usado novamente.
9. Se o pote de solvente congelar durante a transferência, feche a válvula de frasco Straus e deixe o pote de solvente aquecer à temperatura ambiente antes de continuar.
10. Se a transferência de vácuo for extremamente lenta ou diminuir, desgase o sistema seguindo os protocolos na seção 2.2.

4. Testando o solvente coletado em um porta-luvas de nitrogênio

1 Preparação da solução de ketyl

1. Pese 0,137 g de Ph₂CO e mais 0,028 g de na metal em um frasco de 20 mL.
2. Adicione 20 mL de THF ao frasco e uma pequena barra de rebuliço, depois tampe o frasco e mexa durante a noite. Isso deve gerar uma solução roxa profunda de 0,0337 M Na/Ph₂CO ketyl radical com um pequeno excesso de Na permanecendo na parte inferior do frasco.

2 Titulação do solvente coletado

1. Pipeta aproxima 4 mL do solvente a ser testado em um frasco de 4 mL.
2. Use uma pipeta Pasteur para soltar cuidadosamente uma única gota de solução de THF de CO Na/Ph₂roxo no frasco.
3. Mexa suavemente o frasco com uma ponta de pipeta limpa e analise a cor resultante. Solvente que é 10 ppm H₂O ou menos deve permanecer roxo pálido. (Nãoazul)
4. Se o solvente reagir com ph₂CO radical (por exemplo, solventes halogenados como diclorometano), teste o solvente com titulação de Karl Fischer ou, no caso de solventes deuterados, ^{espectrometria de 1,2,3}H NMR.