استخراج

استخراج روشی است برای جداسازی که مستلزم انتقال جسمی از یک فاز به فاز دیگر میباشد. در بعضی مواقع لازم است برای بازیابی یک جسم آلی از محلول آبی از راههایی غیر از تقطیر استفاده شود. یکی از این راهها تماس دادن محلول آبی با یک حلال غیر قابل امتزاج با آب است. اگر حلال خاصیت جداسازی را داشته باشد بیشتر مواد آلی از لایه آبی به حلال آلی (حلال غیر قابل امتزاج با آب) انتقال پیدا میکند. روش استخراج مایع – مایع در جدا کردن ترکیبهای آلی از مخلوط مصرف بسیار زیادی دارد. یکی از خواص حلال که برای استخراج به کار برده میشود این است که قابلیت حل شدن آن در آب و یا هرماده دیگری که جسم آلی را در خود حل کرده کم باشد و یا بهتر از آن اینکه اصلا حل نشود. همچنین باید فرار باشد تا براحتی بتوان آنرا از ترکیب یا ترکیبات آلی استخراج شده، تقطیر نمود. با توجه به مطالب فوق جسم استخراج شونده باید در حلال استخراج کننده به خوبی حل شود و قابلیت انحلال در این حلال خیلی بیشتر از آب باشد. ضمنا حلال استخراج کننده هیچ نوع واکنشی با آب یا مواد قابل استخراج نباید بدهد. مهمترین حلالی که در استخراج به کار گرفته میشود دی اتیل اتر است که توانائی حل کردن تعداد زیادی از ترکیبات را در خود دارد. دی اتیل اتر نسبت به اکثر ترکیبات بی اثر بوده و به راحتی به وسیله یک تقطیر ساده از مخلوط بازیابی میشود. اما اشکال مهم آن این است که آتشگیر بوده و خیلی زود در هوا محترق میشود.

از نظر کمی پخش یک جسم بین دو حلال غیر قابل امتزاج را بر حسب ضریب پخش (ضریب تفکیک) K بیان میکنند.

بدیهی است برای این که A در یکی از دو مایع غیر قابل اختلاط کاملا حل شود، باید مقدار K بینهایت یا صفر باشد. عملا هیچ یک از این دومقدار به دست نمی آید با این حال تا زمانی که مقدار K بزرگتر از 1 و حجم حلال S برابر یا بزرگتر از حلال S' باشد مقدارجسم در حلال S بیشتر خواهد بود.

یکی دیگر از نتایج قانون پخش (معادله بالا) این است که چنانچه برای جدا کردن جسم از محلول آن در S' باید جمعا حجم معینی از حلال S به کار رود، میتوان نشان داد که انجام چند استخراج متوالی با قسمتهایی از آن حجم بهتر از یک استخراج با تمام آن حجم است. مثلا در استخراج محلول آبی بوتیریک اسید، مقدار اسیدی که به کمک دو استخراج متوالی با قسمتهای 50 میلی لیتری اتر به دست می آید، بیشتر از اسیدی است که به کمک یک استخراج با 100 میلی لیتر اتر خارج میشود. با این حال سه استخراج متوالی با قسمتهای 33 میلی لیتری بهتر خواهد بود. با این حال حدی وجود دارد که بعد از آن دیگر استخراج اضافی بازده قابل ملاحظه ای نداد. ضمنا واضح است هرچه ضریب پخش بزرگتر باشد تعداد استخراج مکرری که برای جدا کردن کامل جسم لازم است کمتر میشود.

هنگام انتخاب حلال جهت استخراج یک جزء از محلول باید چند اصل کلی را به خاطر سپرد. (1) حلال استخراج با حلال محلول اصلی باید غیر قابل اختلاط باشند. (2) حلال انتخابی باید برای جزء مورد نظر مناسبترین ضریب پخش و برای ناخالصیها یا اجزای دیگر ضرایب نامناسبی داشته باشد. (3) حلال انتخابی باید مانند تبلور مجدد از نظر شیمیایی با اجزای مخلوط، واکنش نامناسبی ندهد. (4) پس از استخراج باید بتوان حلال را به آسانی از جسم حل شده جدا کرد. معمولا حلال را با تقطیر جدا میکنند.

هنگامی که یکی از حلالها آب باشد، ضرایب پخش اسیدها و بازهای آلی به مقدار زیادی تحت تاثیر pH قرار میگیرد. اسید آلی که در pH برابر با ۷ در آب نامحلول باشد ممکن است در محلول آبی رقیق سدیم هیدروکسید یا سدیم بی کربنات کاملا حل شود. در چنین حالی خروج پروتون از اسید، باز مزدوج مربوط را ایجاد میکند و این باز به علت خاصیت یونی خود در آب که حلالی قطبی است بیشتر حل میشود.

باز مزدوج اسید آلی

به همین روش باز آلی که در pH برابر با ۷ در آب نامحلول باشد، ممکن است در محیط اسیدی (pH کمتر از 7) مانند کلریدریک اسید کاملا حل شود. در این حالت افزایش حلالیت به علت پروتوندار شدن باز آلی به وسیله اسید آبی و ایجاد اسید مزدوج قطبی است که در آب بیشتر محلول است.

بنابراین اسیدها و بازهای آلی را میتوان به طور انتخابی از حلالهای آلی غیر قطبی مانند اتر، دی کلرومتان، بنزن و غیره به کمک استخراج با محلول آبی که pH مناسبی داشته باشد جدا کرد. با خنثی کردن محلول آبی میتوان اسید یا باز آلی اولیه را دوباره از آن به دست آورد. افزایش باز آبی به محلول اسیدی باعث ازاد شدن باز آلی میشود، در حالی که افزایش اسید آبی به محلول بازی، اسید آلی را آزاد میکند.

برای انجام استخراج محلول را در قیف جدا کننده میریزند (توجه کنید شیر بسته باشد) و به آن مقداری حلال استخراجی اضافه میکنند (قیف نباید بیش از سه چهارم پر شود). دهانه بالای قیف جدا کننده را با در لاستیکی یا سنباده ای که اکثر قیفها دارا هستند میبندند. هنگام تکان دادن قیف آنرا به نحو به خصوصی نگاه میدارند.

قیف و محتویات آنرا به شدت تکان میدهند تا دو مایع غیر قابل اختلاط تا حد ممکن با هم تماس پیدا کنند. منظور از این تکان آن است که سطح تماس دو حلال افزایش بیشتری یابد تا جسم در زمان نسبتا کمتری در بین آنها پخش شود و به حالت تعادل برسد. باید هر چند ثانیه قیف را برگرداند (شیر به طرف بالا) و با احتیاط شیر آنرا باز کرد تا گاز قیف خارج شود و فشاری که در آن ایجاد شده از بین برود. این عمل مخصوصا وقتی حلالی با نقطه جوش کم به کار میرود و یا یک محلول اسیدی با سدیم بی کربنات استخراج میشود (گاز CO₂ آزاد میشود) اهمیت پیدا میکند. در صورتی که این کار انجام نشود ممکن است در قیف و محتویات آن به شدت به بیرون بپرد. پس از تکان دادن کافی (حدود 2 دقیقه تکان شدید) برای آخرین بار گاز قیف را خارج میکنند و آنرا در روی حلقه ای قرار میدهند و میگذارند تا لایه ها از هم جدا شوند. پس از آن لایه پایینی را به دقت از راه شیر به داخل ظرفی ریخته و دو لایه مایع را از هم جدا میکنند.

قاعدتا لایه ها طوری جدا میشوند که حلال سنگینتر در قسمت پایین قرار میگیرد. بنابراین، آگاهی از دانسیته حلالهای مصرفی برای تشخیص لایه ها مفید است. با وجود این، این تشخیص بدون خطا نیست زیرا ممکن است ماهیت و غلظت جسم حل شده طوری باشد که دانسیته نسبی دو حلال را معکوس کند

بخش عملی

جداسازی اسید و باز آلی

مخلوطی شامل بنزوئیک اسید و پارا نیترو آنیلین به وزن 2 گرم را در حدود 100 میلی لیتر دی کلرو متان حل کنید. محلول حاصل را 2 بار و هر بار با 30 میلی لیتر اسید کلریدریک M6 استخراج کنید. فازهای آبی استخراج شده را در یک ظرف جمع آوری کنید. این فاز شامل کدام یک از ترکیبات فوق است؟ لایه آلی را 2 بار و هر بار با 30 میلی لیتر محلول سود M3 استخراج کنید و فازهای آبی را در یک ظرف جداگانه جمع آوری کنید. محلولهای آبی جدا شده را بسته به ماهیت آنها با اسید کلریدریک M6 و سود M3 خنثی کنید. رسوبات جمع آوری شده را پس از سرد کردن صاف کنید و با حد اقل آب مقطر سرد بشوئید.

استخراج

از نظر کمی پخش یک جسم بین دو حلال غیر قابل امتزاج را بر حسب ضریب پخش (ضریب تفکیک) K بیان میکنند.

باز مزدوج اسید آلی

الكل وانواع آن
ازنظر علم شيمي هرماده اي كه در فرمول شيميايي آن عامل هيدروكسيل (OH- ) وجود داشته باشد ،يك الكل محسوب مي شود .الكل ازمشتقات هيدرو كربن هاست كه درآن هر مولكول ،تركيبي ازچند اتم هيدروژن وكربن مي باشد .نهايت ،يك عامل (OH) جانشين يك اتم هيدروژن مي گردد.وبنابر تعداد عامل (OH) ،الكل را يك يا چند ظرفيت مي گويند .(1) الكل انواع زيادي دارد كه ذيلاًبه برخي ازآن ها اشاره مي كنيم :
الف )الكل متيليك
ساده ترين الكل ها ،الكل متيليك (2)است كه مبناي الكل هاي يك ظرفيتي مي باشد .الكل متيليك از تقطير چوب به دست مي آيد وازاين رو به آن عرق چوب نيز مي گويند .اين ماده مايعي است بي رنگ كه در66 درجه سانتي گراد مي جوشد ،باشعله كمي آبي رنگ مي سوزد وچون باآب مخلوط گردد،تقليل حجم يافته وتوليد حرارت مي كند.
الكل متيليك ،درصنايع رنگ سازي كاربرد دارد .به علاوه سمي است قوي كه با شرب 8تا 10گرم آن اختلالات هاضمه واغلب كوري دست داده وتلف مي كند.
پس ازالكل متيليك يا متانول بقيه الكل هاي يك ظرفيتي يا يك عاملي رابه الكل هاي نوع اول 7دوم و سوم طبقه بندي مي كنند..(4) اتانول كه موضوع بحث ماست ،درزمره الكل هاي نوع اول است .هم چنين الكل هاي دو ظرفيتي وسه ظرفيتي و... نيز وجود دارد كه كمي مي توان ازضد يخ به عنوان الكل دو ظرفيتي (يا الكل دو عاملي اشباع )وگليسيرين به عنوان الكل سه ظرفيتي (يا الكل سه عاملي اشباع)نام برد .(5)
ب)الكل اتيليك
اگر واژه الكل بدون هيچ پسوند يا پيشوند به كار رود ،مقصود الكل اتيليك يا اتانول (6)است كه معروف ترين انواع الكل ميباشد .در آينده خواهيم ديد كه الكل اتيليك درصنايع گوناگون ودر زندگي روز مره مردم ،كاربرد زيادي دارد.
چنان كه درمقدمه اشاره شد ،موضوع بحث مادر اين نوشتار منحصراً الكل اتيليك يا اتانول است .وهر كجا دراين رساله ،واژه الكل رابدون افزودن كلمه به كار بريم مقصودمان همين نوع الكل مي باشد .
اتانول به طور طبيعي وبه مقدار بسيار كم درنان (5%درصد )،مغز انسان وگياهان وجود دارد .علاوه برمخمر (7) وبعضي باكتري ها،بدن انسان نيز مقدار چشمگيري الكل توليد مي كند .دراكثر موارد ،تمام تبيين اوصاف الكل وآثار ظاهري الكل برجسم وروان آدمي مي پردازيم .

ويژگی هاي الكل وآثار آن
الكل اتيليك در 3/78 درجه سانتي گراد به جوش مي آيد ودر 114-درجه ذوب مي شود .الكل مطلق ,آب گونه اي است بي رنگ وزود آتش گير ،با بويي ويژه ،در برودت زياد ابتدا قوام آمده وسپس مانند شيشه منجمد مي گردد.(8)
الكل برخلاف پندار بعضي اثر تحريكي براعضاي بدن ندارد ،بلكه اثرآن تخدير يعني تضعيف فعاليت هاي بدن وكاستن ازدقت درانجام رفتارهاي گوناگون است .دركتاب هاي علمي نيز ،الكل را دررديف تخدير كننده ها هم چون اتروغيره ميآورند.يكي ازدانشمندان دراين زمينه مي گويد:«اين واقعيت كه افراد تحت تاثير الكل ،خجالتشان ازبين مي رود وزياد حرف مي زنند ،به علت اثر تحريكي الكل برمغز نيست ،بلكه به دليل ازبين رفتن كنترلي است كه مراكزعالي مغز درميانه روي واعتدال شخص ازخود انجام مي دهند .(9)
به هر حال ,تمامي مشروبات الكلي ,حاوي مقداري الكل مي باشند وهر گونه آثار تخديري كه ازمشروبات الكلي بروز مي كند مربوط به وجود اين ماده درآن هاست .ميزان اين تخدير كه مارازآن به مستي تعبير مي كنيم بستگي به درصد الكل موجود دراين گوشه مشروبات دارد . چنان چه شخص مقداري الكل بنوشد ,قريب 15آن فوراًبه وسيله جدار معده داخل درخون وبقيه درامعاءوارد مي گردد .مقداري هم ممكن است به وسيله ريتين يا با ادرار خارج شود .ولي قسمت اعظم آن در هر حال دربدن مي ماند ودرآن جامتدرجا اكسيد شده واحتياجي به هضم وگوارش ندارد .(10)
كبد انسان قادر است درهر ساعت ,8گرم الكل رااكسيد كند .مقادير زيادتر درجريان خون ظاهر شدهولي غلظت كم تر از 05/0% علامتي درشخص به وجود نميآورد .از غلظت به 1%درخون برسد ,اختلال تنفسي وقلبي ونهايتاً مرگ ايجاد مي شود هرچند مقدار كشنده آن برحسب افراد مي كند .
پيتر كوپر نيز دراين زمينه چنين مي نويسد:«الكل ازتمام راه ها جذب بدن مي شود ولي جذب آن از راه دهان ومعده بسيار كم است .روده كوچك 80%يا بيشتر مقدار خورده شده را جذب مي كند .كم تر از 10%بي تغيير ازراه ادرار وتنفس دفع مي شود .الكل دربافت ها به سرعت منتشر شده ودرحدود 8گرم درساعت اكسيد وبه گاز كربنيك وآب تبديل مي شود(11) بدين ترتيب مهم ترين اثر الكل 7تضعيف دستگاه اعصاب مركزي است .الكل درنتيجه تاثير برروي اعصاب ,واكنش دررگ هاايجاد نموده وخون را به سطح بدن جريان مي دهد واز اين طريق ,پوست راقرمز مي كند وابتداءدربدن ايجاد حرارت مي نمايد .اما اين اثر ديري نمي پايد ,چرا كه پس ازمدت كوتاهي ,بدن حرارت خود راتا دو برابر از دست مي دهد .
شخص كه الكل مي نوشد ابتدا فعاليت اوبيش ازحد معمول مي شود وبه ترتيبي كه ذكرشد ,درجه حرارت بدن بالا رفته وتنفس شديد مي شود .آن گاه مركز تكلم درمغز تحت تاثير الكل قرار گرفته وشخص پرچانگي مي كند .سپس مركز سمعي مغز متاثرشده وشخص صداهاي بي خود مي شنود .بعد مركز بينايي مغز دچار اختلال گشته وشخص تصاوير موهوم ميبيند وبالاخره مركز حفظ تعادل تحت تاثير الكل قرار گرفته وكسي كه مشروب الكلي نوشيده توازن اعمال فيزيكي راازدست مي دهد .(12)
بدين ترتيب با نوشيدن الكل ,خويشتن داري شخص كه به عنوان منشا حجب درانسان پايه گذاري شده است ,تقريباًازبين رفته وباعث بروز اعمال نا هنجار مي شود .
ازديدگاه متخصصين اعصاب وروان ,الكل ,عالي ترين اعمال توقفي رافلج مي كند وانسان رابه سيرت ومنش عاري ازملكات اخلاقي وبري ازدانش وبينش سوق مي دهد .استعمال الكل موجب دگرگوني در شخصيت انسان مي شود وانسان باشرم وحيا راافسارگسيخته وبي بندوبار مي نمايد.
اتانول (اتيل الكل ,دانه الكل ) ماده اي شفاف مي باشد ,ازويژگي ديگر اين مايع بي رنگ مي توان به بوي خوشايند ومطبوع آن اشاره كرد .اتانول درمحلولهاي رقيق خود داراي طعم نسبتاً ملايم وشيريني است ولي درمحلولهاي غليظ ,اين طعم بسيار تلخ وسوزان مي باشد.
اتانول با فرمول شيميايي CH3CH2OH يك الكل مي باشد كه اين گروه ازتركيبات شيميايي شامل يك گروه مولكول هيدروكسيل –OH,به علاوه اتم كربن است .
كلمه الكل ازلغت عربي ال –كهول مشتق شده است كه اين ماده (ال –كهول ) پودر نرم وخالص عنصر فلزي آنتيموان ميباشد كه از راه تقطير فلز آنتيموان بدست مي آيد ودر آرايش چشم به كار مي رود .
درابتدا ,الكل به هر پودر نرم وخالص اطلاق مي شده است ,اما بعداًشيمي دانان قرون وسطي اين اصطلاح رادرمورد مواد خالص تقطير شده به كار بردند كه اين امر موجب هدايت صحيح روند استفاده ازاين اصطلاح شد .
اتانول داراي نقطه ذوب 1/114- سانتي گراد ,نقطه جوش 5/78 سانتي گراد وچگالي 789% گرم برميلي ليتر (دردماي 20سانتيي گراد ) ميباشد .
پايين بودن نقطه انجماد اتانول باعث شده است كه اين مايع به عنوان يك ماده مفيد وسودمند دردما سنج ها براي دماهاي زير 40-سانتي گراد (دماي 40- سانتي گراد نقطه انجماد جيوه ميباشد )به كار رود ونيز كاربرد ديگر اين مايع درادياتور اتوميبل درهواي سرد ازاتانول استفاده مي شود .
درزمانهاي قديم , اتانول رااز راه تخمير قندها بدست مي آورند .
اكنون نوشيدنيها ي الكلي وبيش ازنيمي از الكلها صنعتي از طريق فرآيند فوق (تخمير قندها ) ساخته مي شود .قندهاي ساده , مواد خام مي باشند .
زيمار ( يك آنزيم از مواد مخمر ) تبديل كننده قندهاي ساده به اتانول ودي اكيد كربن است .
واكنش تخمير كه درمعادله روبرو به صورت ساده C 6 H1206 2CH3CH2OH+2CO2 بيان شده است درواقع داراي پيچيدگيهاي زيادي مي باشد كه از جمله اين پيچيدگيها مي توان به توليد وپرورش ناخالص مخمر ونيز مقادير مختلف ازمواد ديگر شامل گليسيرين واسيدهاي آلي حاصل ازاين واكنش اشاره كرد.
درتوليد نوشيدنيهايي ازقبيل ويسكي وبراندي ,ناخالصيهاي فوق الذكر باعث وسبب تهيه اين مواد مي شوند ودراصل چاشني مواد نوشيدني مذكور ,اين ناخالصيها ميباشند.
همچنين نشاسته هاي موجود درسيب زميني ,ذرت ,گندم وساير گياهان مي تواند درتوليد اتانول از طريق فرآيند تخمير ,استفاده شود .باين وجود ,نشاسته ها بايد ابتدا به قندهاي ساده تبديل (شكسته )شوند .
دياستار (مجموعه اي ازآنزيمها ي توليد شده درحين جوانه زدن دانه ها ,كه مشاسته رابه دكستروز تبديل مي كند.)آنزيمي است كه حين جوانه زدن گياه جو به وجود مي آيد ونشاسته رابه قند هاي ساده تر تبديل مي كند .بنابر اين عمل جوانه زدن جو كه پديده مالتي ناميده مي شود ,اولين گام دردرست كردن آبجو ازگياهان نشاسته اي مانند ذرت وگندم ميباشد .(مالت =جوانه خشك شده جو )
اتانول درچند سلسله تخمير كه در غلظتي تقريباًدرحدود 14%صورت مي گيرد ,به وجود مي آيد .اگر غلظت بالاي 14%باشد ,اتانول باعث تخريب آنزيم زيماز شده ودرنتيجه عمل تخمير متوقف مي شود .
اتانول حاصل ازتقطير ازمحلولهاي آبي به طور طبيعي غليظ ميباشد اما ميبينيم كه بخار حاصل ازمحلول آبي اتانول نيز داراي 95%اتانول و4%آب ميباشد بنابراين اتانول خالص رانمي توان ازتقطير بدست آورد .
اتانول تجاري داراي 95%اتانول و5%آب ميباشد كه ميتوان بااستفاده ازعوامل دهيدرات كننده ,اين 5%آب باقي مانده راهم ازبين برد ويك اتانول كاملاًخالص بدست آورد.
براي نوشيدنيهايي كه امروزه به طورمصنوعي ساخته مي شوند ,اتانول زيادي ,درنظر گرفته نمي شود .همچنين براي ساختن استالدئين از استيلن ويا اتيلن ازنفت خام نيز اتانول زيادي به كار نمي رود .اتانول ابتدا به استالدئيد وسپس به اسيد استيك ,اكسيد مي شود .اين مي تواندد همچنين به شكل ديگري هم دهيدرات شود .
بوتادي ان كه ساختن لاستيكهاي مصنوعي كاربرد ,ممكن است از اتانول گرفته شود ,همان طور كه مي توان كلروفرم وخيلي ديگر از تركيبات شيمي آلي رااز اتانول گرفت .
اتانول مي تواند درسوخت خودروها (مواد سوختني مصرفي دراتومبيل ها )استفاده شود به نحوي كه با تركيب اتانول بابنزين مي توان گازوئيل بدست آورد .
اتانول مي تواند به نسبت هاي مختلف باآب وساير حلالهاي آلي تركيب شود .همچنين اين ماده به عنوان حلال ميتواند درمواردي مثل ساختن عطر ,رنگ ,لاك الكل ومواد منفجره به كار رود .محلولهاي الكلي مواد ثابت ,تنتور ناميده مي شوند واگر اين مواد به جاي ويژگي ثابت خود داراي ويژگي فرّار (متغير)باشند به اين مواد دراصطلاح الكل گفته مي شود .
اكثر اتانولهاي صنعتي رانمي توان به عنوان نوشيدني الكلي به كاربرد .اتانول غير قابل شرب داراي مقادير كمي , حدود1تا 2%مواد سمي ونامطلوب ميباشد (البته اين مواد سمي رابراي جلوگيري ازاستفاده اتانول به عنوان مشروب الكلي به اتانول ميافزايند)
حمل ونقل همه اين مواد (مشروبات الكلي )مستلزم يك سري برخورد ها از طرف دولت ها مي شود كه دولت ها يك سري مالياتهاي غير مستقيم براين مواد مي بندند (اكنون اين ماليات حدود 20دلار براي هرگالن ميباشد)
اين عمل تقليب (غير قابل شرب كردن الكل )باعث بروز يك سري مشكلات براي اتانول دركاربرد هاي صنعتي مي شود .برخي صنايع توليد مشروبات الكلي ازاتانول ,تحت نظارت مركزي بسته هستند يعني به طور محدود فعاليت مي كنند.
هنگامي كه يك نوشيدني الكلي مصرف مي شود (نوشيده مي شود ),ازطريق معده عبور كرده وبه روده كوچك وارد مي شود .روده كوچك جايي است كه اتانول سريعاً جذب ورد سراسر بدن پخش مي شود .اتانول دربافت هاي بدن وارد شده وبه نسبت هاي مختلف باآب بافتها تركيب مي شود ,بنابر اين اتانول راميتوان بيشتر درخون ومغز يافت واين نسبت دربافتها ي ماهيچه اي وچربي كمتر ازخون ومغز است .اتانول به شدت توسط مايعات بدن رقيق مي شود .
براي مثال 1 اونس (واحد وزن برابر با 35/28 گرم ) ويسكي با درجه 100كه شامل 5%اونس محلول مايع اتانول ميباشد (تقريباً 15 ميلي ليتر ) ,به تعداد 5000برابر توسط 150پوند (واحد برابر با 454 گرم ) ازمايعات بدن رقيق مي شود ودر حدود 02% غلظت الكل خون رابالا مي برد

اتانول يك ماده سمي است بنابراين بدن شروع به دفع فوري اين ماده بلافاصله بعد از مصرف اين NADH بايست به NAD بازيافت شود كه منظور ازاين عمل اين است كه NADH به منظور دسترسي اتانول براي ادامه چرخه بايستي به NAD بازيافت شود .
اگر مقدار اتانول مصرفي زياد نباشد ,باز يافت مي تواند باانهدام اتانول ادامه يابد .سرعت انهدام اتانول در150پوند ازمايعات بدن ,تقريباً 5%اونس ازاتانول درهر ساعت است كه اين مقدار با 12 اونس آبجو , 4اونس مشروب ويا 1اونس ازمشروب الكلي خيلي غليظ برابري مي كند .
فعاليتهاي اتونال يك داروي كندساز است وبسته به دارو ,‌مي تواند به عنوان يك داروي آرام بخش ويا يك داروي بيهوش عمومي به كار رود .اين دارو (اتونال ) ازكار كرد معين مغز جلوگيري مي كند .در مقاديري كه اندازه اتونال به كاررفته خيلي كم است , به نظر مي رسد كه درنوشابه الكلي نقش بازدارنده اي درمغز ايفا مي كند .به هر حال همان طور كه غلظت ماده افزايش مي يابد , ازكار كرد صحيح مغز جلوگيري بيشتري به عمل مي آيد وازعلائم بارز اين مسموميت مي توان به موارد زير اشاره كرد : صحبتهاي نامفهوم (هذيان گفتن ) , راه رفتن نامنظم ( تلو تلو خوردن ) ,‌اختلال درفهم وحس وناتواني درپاسخ به واكنشهابه طور سريع.
درغلظتهاي بالا , اگر اتانول غليظ دربدن مصرف شود موجب بي هوشي كلي بدن مي شود كه شخص استفاده كننده ازاين ماده دچار خواب بسيار عميقي كه از مسموميت اتانول غليظ ناشي مي شود ,‌شده وبه هوش آوردن وي خيلي سخت است واگر هم بيدار شود قادر به حركت كردن بااختيار خود نيست .
ميزان الكل مغز براي اندازه گيري سخت ودشوار ميباشد وبه همين منظور ملاك اندازه گيري مسموميت ازطريق اندازه گيري مراحل الكل درخون مي باشد .اكثر مردم آسيب هاي رواني قابل اندازهگيري را درحدود %05/0 الكل خون نشان مي دهند .
درحدود %10/0 , يعني اگر غلظت ودرصد الكل %05/0به %10/0 افزاييش يابد , آسيب هاي رواني مي توانند درقالب آسيب هاي جسماني مانند تلوتلو خوردن , نشان داده شوند.
نامفهوم صحبت كردن به %4/0 افزايش يابد موجب بي هوشي كلي مي شود ودرموارد بالاي % 5 /0به موجب بي حسي مركز تنفس درمغز ويا ضربات قلب راكند كرده ودرنتيجه موجب مرگ مي شود .
به هر حال رسيدن به اين مرحله ازالكل خون توسط خوردن اين ماده بسيار بعيد است يعني معمولااستفاده كنندگان ازاين مواد دراين حد ازاين ماده استفاده منمي كنند .در150پوند ازمايعات بدن ,احتياج است كه اگر فردي به اندازه فوق ازاين ماده مصرف كرد , فوراًبه وي 1/5 گالن كه از لحاظ مقياس 100برابر مشروب الكلي مصرف شده است ,خورانده شود.
عوارض مصرف الكل ,‌غالباًمنشا ارتكاب اعمال شنيع وارتكاب جرايم مي گردد .طبق مطالعاتي كه موسسات جرم شناسي يه عمل آورده اند , اغلب جناياتي جنسي ودرحدود 70%جرايم ضرب وجرح و 80 وسايط نقليه دركشورهايي كه مجاز به نوشيدن الكل هستند براثر مستي رانندگان مزاحم است وروي همين اصل , استعمال مشروبات الكلي رااغلب قوانين ممنوع دانسته يا محدود موده اند.(13)
دركشورهاي سويس وفرانسه اگر ميزان الكل درخون بيش از 5/0 سانتي گرم درليتر خون باشد ,شخص مجاز به رانندگي نيست وتكرار كننده اين جرايم ازحق رانندگي براي شش ماه محروم مي شود.دردانمارك اين مقدار يك سانتي گرم وردانگلستان 8/0 ميباشد.(15)
اين است كه اسلام بانوشيدن هرنوع مشروبات الكلي , خريد وفروش وهر نوع بهره برداري ازآن ها به شدت برهورد كرده است .خمر درآيات قرآني ,‌پليدي ورفتار شيطاني تلقي گرديده , نوشيدن آن , گناه كبيره قلمداد وهم چون قمار بازي موجب برانگيختن بذر عدوات ودشمني دانسته شده است.(16)
براساس روايات اسلامي , كسي كه خمر مي نوشد ,تاچهل روز ,نماز او پذيرفته نمي شود .بلكه درتمامي اديان الهي , هنگامي كه كامل گشته اند ,تحريم خمر جزءبرنامه هاي قطعي آن ها بوده است .(17) نوشنده خمر درروز قيامت با صورت سياه وزبان بيرون آمده درحالي كه آب دهان او برسينه اش مي ريزد وفرياد العطش برآورد , محشور مي گردد .كسي كه جرعه اي شراب بنوشد , روح ايمان ازوي گرفته مي شود وروح ناپاك وپست جايگزين آن مي گردد.(18)
متاسفانه هم اكنون دركشورهاي لائيك وعمدتاً دركشور هاي غربي مقادير زيادي الكل به صورت مشروبات الكلي مصرف مي شود .تنها درسال 1955 درفرانسه مطابق گزارش رسمي وزارت دارايي اين كشور , تعداد 455054 مشروب فروشي داير بود ؛يعني براي هر86 نفر يك باب مشروب فروشي وجود داشته است .
اين درحالي است كه مصرف الكل سال به سال به طور مرتب دراين كشور ها يافته است .هم اكنون دانشمندان كتاب هاي متعدد درباره الكليسم ومسائل كيفري وناهنجاري هاي اجتماعي نوشته اند.
پروفسور سيگار دركتاب خود تحت عنوان «الكليسم ازگذرگاه اجتماعي »الكليسم را يكي ازمهم ترين علل شكست فرانسه درجنگ دانسته وآكادمي علوم فرانسه , نا مه اي به همين مضمون درمحكوميت مصرف نوشابه هاي الكلي صادر نموده است .
ازلحاظ علم ژنتيك نيز , اكثر فرزندان افراد الكلي ,مبتلا به روان پريشاني هاي شديد مي كردند وبه همان جهت , عقب ماندگي هاي مختلف شعئري درآنان ايجاد مي شود .(19)
كاربرد الكل
ازالكل , به عنوان پرمصرف ترين ماده شيميايي درفرآيند ساخت وسنتز , جداسازي وتوليد مي توان نام برد .
درصنعت , الكل راجهت تهيه لاك ,‌ورني ورنگ ورنگ هاي انيلين ودواجات به كارمي گيرند .الكل در آزمايشگاه ها به عنوان سوخت كاربرد دارد.ولي استفاده ازآن به اين منظور ,‌به صرفه نيست .
الكلي كه درصنعت به كار گرفته مي شود , ازلحاظ ماهيت , هيچ تفاوتي باالكل طبي ندارد وهر دو همان الكل اتيليك يا اتانول ميباشند ومنتها به دلايلي نظير گرفتن ماليات ازنوشابه هاي الكلي ويا جلوگيري از سوء استفاده ازآن ها , كارخانجات توليد كننده الكل ,‌مواد سمي ,‌بد بوكننده (‌هم جون متانول يا عرق چوب ) ومواد رنگين كننده (هم چون پريدين) به آن مي افزايند.(20)
الكل بهترين حلال آلي است ولذا درآزمايشگاه ها وصنايع داروسازي كاربرد بسيار زيادي دارد .در مواردي نيز الكل جهت ضدعفوني كردن ابزارهاي طبي وغير ه به به كار گرفته مي شود .به علاوه قطعات تشريحي رابه خوبي مي توان درالكل ازگنديدن وعفونت محافظت نمود .هم چنين الكل درساختن ادكلن ها ولوازم آرايشي نيز كاربرد فراوان دارد.
روش هاي تهيه الكل
الكل اتيليك يا اتانول اولين تركيب آلي است كه انسان تهيه نموده است , چرا كه قدمت صنعت الكل تقريباًبه اندازه قدمت صنعت نان است .
الكل مورد بحث ازراه هاي گوناگون تهيه مي شود كه ميتوان آن ها رابه دوروش كلي تقسيم نمود : روش طبيعي (تخمير )وروش صنعتي .ذيلاًاين روش ها را مورد مطالعه قرارمي دهيم :
الف –روش تخمير يا فرمانتاسيون (22)
درحقيقت پديده تخمير جز تجزيه قند نيست .نهايت قند به صورت گوناگون درطبيعت يافت مي شود : انگور ,‌كشمش ,خرما ,جو,برنج,سيب ميني ,ذرت ,ومانند اين ها به ميزان زيادي قند دربردارند ولذا اين گونه مواد مي تواند منابع اوليه جهت تهيه مايع الكلي باشد.
قارچ يا مخمر ها موجوداتي هستند كه قادرند به طريقي بي هوا زي رشد نمايند ؛يعني درمحيط واجد اكسيژن فراوان ,مخمرهاموادقندي راباتنفس هوازي به گاز كربنيك وآب تجزيه مي كنند .ودرغياب اكسيژن , مواد قندي راتخمير وگاز كربنيك واتانول يا الكل اتيل توليد مي كنند.
هم اكنون ثابت شده كه تخمير درواقع توسط يك آنزيم به نام «زيماز»كه توسط سلول هاي قارچ توليد شده عملي مي گردد.اين آنزيم ها يك نوع كاتاليزور آلي هستند كه باعث اجراي عمل وسرعت آن شده ولي خود دخالت مستقيم نمي كنند.(23)
نتيجه فرآيند تخمير مايعي استا كه عمدتاًمحتوي آب والكل است كه آن راخمر ميناميم .ولي مواد ديگري چون گليسيرين واسيد سوكسينيك نيز به مقدار كم درآن يافت مي شود .دركنار اين ماده اي هم به نام روغن فوزل درنتيجه تخمير به دست مي آيد .(24)

به‌ هر حال‌ مايع‌ بدست‌ آمده‌ درجه‌ الكلي‌ بسار پائيني‌ در حد تقريبي‌ 18 درصد دارد . براي‌ اين‌ كه‌ غلظت‌ الكل‌ در اين‌ مايع‌ را كه‌ از آن‌ به‌ درجه‌ الكلي‌ تعبير مي‌كنند ، افزايش‌ دهند ، از فرايند تقطير مجزا(25) استفاده‌ مي‌كنند . اساس‌ اين‌ عمل‌ ، تفاوت‌ دماي‌ جوش‌ الكل‌ و آب‌ است‌ . الكل‌ تقريباً در 78 درجه‌ سانتي‌ گراد مي‌جوشد. در حالي‌ كه‌ آب‌ براي‌ جوشيدن‌ بايد به‌ دماي‌ صد درجه‌ برسد . از اين‌ تفاوت‌ نقطه‌ جوش‌ استفاده‌ كرده‌ مايع‌ الكلي‌ را كه‌ همان‌ خمر است‌ در ديگهايي‌ ريخته‌ و حرارت‌ مي‌دند . الكل‌ كه‌ نقطه‌ جوش‌ پايين‌تري‌ دارد سريع‌تر بخار مي‌شود . بخار به‌ دست‌ آمده‌ را از لوله‌اي‌ كه‌ اطراف‌ آن‌ را هواي‌ سرد پوشانده‌ عبور مي‌دهند و به‌ حالت‌ مايع‌ در مي‌آورند .
هر چه‌ اين‌ عمل‌ را كه‌ « ركتيفيكاسيون‌ » ناميده‌ مي‌شود ـ بيشتر تكرار كنند ، الكل‌ درجه‌ خلوص‌ بيشتري‌ پيدا مي‌كند به‌ طوري‌ كه‌ بيشتر الكلهاي‌ كاربردي‌ در صنايع‌ مختلف‌ داراي‌ درجه‌ خلوص‌ 96 مي‌باشند . در حالي‌ كه‌ مشروبات‌ الكلي‌ درجه‌ الكلي‌ بسيار پايين‌تري‌ دارند ؛ مثلا آبجو 3 الي‌ 6 درصد ، شراب‌ 16 تا 20 درصد و عرق‌ و يا ويسكي‌ تا 40 درصد در بردارنده‌ ماده‌ سكرآور الكل‌ مي‌باشند .
ب‌ : روش‌ صنعتي‌
مواد اوليه‌ جهت‌ تهيه‌ الكل‌ به‌ روش‌ صنعتي‌ ، از منابع‌ طبيعي‌ نظير نفت‌ ، گاز طبيعي‌ ، ذغال‌ سنگ‌ و توده‌هاي‌ زيستي‌ به‌ دست‌ مي‌آيد . اين‌ مواد طي‌ فرايندهاي‌ گوناگون‌ و احياناً پيچيده‌ به‌ الكل‌ تبديل‌ مي‌شوند . (26) در اين‌ فرايندها ماده‌ اي‌ به‌ نام‌ استيلن‌ (CH CH) در مجاورت‌ جيوه‌ با آب‌ تركيب‌ شده‌ و ماده‌ ديگري‌ به‌ نام‌ استالدئيد يا اتانال‌ به‌ دست‌ مي‌آيد سپس‌ ماده‌ مزبور را با هيدروژن‌ تركيب‌ و اتانول‌ يا الكل‌ اتيل‌ به‌ دست‌ مي‌آورند .
هم‌ چنين‌ ماده‌ ديگري‌ به‌ نام‌ اتيلن‌ (CH2 CH2) را در مجاورت‌ اسيد سولفوريك‌ با آب‌ تركيب‌ و از آن‌ الكل‌ اتيل‌ تهيه‌ مي‌كنند . هر دو ماده‌ مزبور ( اتيلن‌ و استيلن‌ ) از فراورده‌هاي‌ نفتي‌ مي‌باشد . هم‌ اكنون‌ روش‌ تخمير در تهيه‌ الكل‌ كم‌ تر مقرون‌ به‌ صرفه‌ است‌ و بيشتر الكل‌ مورد نياز صنايع‌ به‌ طريق‌ شيميايي‌ و به‌ كمك‌ صنايع‌ نفت‌ توليد مي‌گردد. ولي‌ با اتمام‌ ذخاير نفتي‌ مسلماً اهميت‌ تخمير در ساخت‌ الكل‌ به‌ مراتب‌ بيشتر خواهد بود

الکلها ترکیباتی هستند که دارای گروه هیدروکسیل می‌باشند. فرمول کلی آنها ROH است که در آن R یک گروه آلکیل یا آلکیل استخلاف شده است.

دید کلی

اگر ، بعنوان یک شیمیدان آلی ، قرار بود ده ترکیب آلیفاتیک انتخاب کنید و سپس در جزیره‌ای رها شوید، شما قطعا الکلها را برمی‌گزیدید. شما می‌توانید از آنها تقریبا هر ترکیب آلی دیگر را بسازید، آلکیل هالیدها ، آلکنها ، اترها ، آلدئیدها ، کتونها ، اسیدها ، استرها و دهها ترکیب دیگر.

از آلکیل هالیدها ، می‌توانید واکنشگرهای گرینیار را بسازید و از واکنش این واکنشگرها با آلدئیدها و کتونها الکلهای پیچیده‌تری را بدست آورید و غیره. در آن جزیره دور افتاده ، از الکلهای خود ، نه فقط بعنوان ماده خام استفاده می‌کنید، بلکه آنها را به دفعات ، بعنوان حلال برای انجام واکنشها و برای متبلور کردن فراورده‌ها بکار می‌برید.

اهمیت الکلها

ما نمی‌توانیم در هیچ یک از بخشهای شیمی آلی خیلی جلو برویم، بدون اینکه به الکلها بربخوریم. الکلها در استخلاف هسته دوستی بعنوان سوبسترا و بعنوان هسته‌دوست شرکت می‌کنند. مهمترین و ساده‌ترین اثر کاتالیزوری متعلق به الکلهاست که در شیمی انواع ترکیبها ، در لوله آزمایش و در ارگانیسم زنده ، نقش کلیدی برعهده دارد.

الکلها به آلکیل هالیدها و سایر ترکیباتی که استخلاف هسته‌دوستی انجام می‌دهند، تبدیل می‌شوند، استخلافی که معرفی انواع گروههای عاملی در یک مولکول را امکان پذیر می‌سازد. الکلها امکان دسترسی ما به ترکیبهایی با حالتهای اکسایش بالاتر ، یعنی آلدئیدها ، کتونها و اسیدهای کربوکسیلیک را فراهم می‌سازند

ساختار الکلها

فرمول عمومی الکلها ، ROH است که در آن ، R یک گروه آلکیل یا آلکیل استخلاف شده است. این گروه می‌تواند نوع اول ، دوم یا سوم باشد، ممکن است زنجیرباز یا حلقه‌ای باشد، ممکن است دارای یک اتم هالوژن ، هیدروکسیل‌های بیشتر یا یکی از بسیاری گروههای دیگری باشد که فعلا برای ما ناآشنا است.

همه الکلها ، دارای گروه هیدروکسیل (^-OH) هستند که بعنوان گروه عاملی ، خواص مشخصه این خانواده از ترکیبها را تعیین می‌کند. تغییر و تنوع در ساختار R می‌تواند بر سرعت واکنشهای الکلها و حتی در موارد معدودی بر نوع واکنشها نیز تاثیر گذارد.

فنل

نکته‌ای در مورد تفاوت الکلها و فنلها

ترکیباتی که در آنها گروه هیدروکسیل مستقیما به یک حلقه آروماتیک متصل است، الکل نیستند، بلکه این ترکیبات ، فنل هستند و با الکلها آنچنان تفاوت فاحشی دارند که آنها را در مبحثی دیگر باید مورد بررسی قرار داد.

طبقه‌بندی الکلها

الکلها بسته به نوع کربن حامل گروه OH^- ، به سه دسته نوع اول ، نوع دوم یا نوع سوم طبقه‌بندی می‌شوند:

C(R)_3-OH ، C(R)_2H-OH ، CR(H)_2-OH .

یک واکنش اکسایش که مستقیما با دخالت اتمهای هیدروژن متصل به کربن حامل گروه OH^- انجام می‌شود، در طبقه از الکلها ، روندی کاملا متفاوت دارد.

اما ، معمولا ، الکلهای طبقات مختلف ، فقط از نظر سرعت یا مکانیسم واکنش و به هر طریقی هماهنگ با ساختارشان ، با هم تفاوت دارند. بعضی از استخلافها می‌توانند آنچنان بر واکنش پذیری یک الکل تاثیر گذارند که آن را با الکلهای طبقه‌های دیگر مشابه سازند.

منابع صنعتی الکلها

الکلها ، موادی این چنین مهم در شیمی آلیفاتیک ، نه تنها باید از نظر واکنشها بسیار گوناگون و تنوع پذیر باشند، بلکه به مقدار زیاد و با قیمت ارزان نیز باید قابل تهیه باشند. برای بدست آوردن الکلهای سبک که تکیه‌گاه سنتز آلی آلیفاتیک هستند، سه روش اصلی وجود دارد، روشهایی که می‌توانند همه منابع مواد آلی را مورد استفاده قرار دهند. یعنی نفت ، گاز طبیعی ، زغال سنگ و زیست توده. این سه روش عبارتند از:

آبدارکردن آلکنهای بدست آمده از کراکینگ نفت.
فرایند السک از آلکنها ، مونوکسید کربن و هیدروژن.
تخمیر کربوهیدراتها.

علاوه بر این سه روش اصلی ، روشهای دیگری نیز با کاربرد محدود وجود دارند. بعنوان مثال ، متانول از هیدروژن‌دار کردن کاتالیزوری مونوکسید کربن بدست می‌آید. مخلوط هیدروژن و مونوکسید کربن با نسبت ضروری ، از واکنش آب با متان ، آلکانهای دیگر ، یا زغال سنگ در دمای بالا بدست می‌آید.

خواص فیزیکی الکلها

دمای جوش

در میان هیدروکربنها ، به نظر می‌رسد که عوامل تعیین کننده دمای جوش ، عمدتا وزن مولکولی و شکل مولکول باشند. در الکلها ، با افزایش تعداد کربن ، دمای جوش بالا می‌رود و با شاخه‌دار کردن زنجیر ، دمای جوش پایین می‌آید، اما نکته غیر عادی در مورد الکلها این است که آنها در دمای بالا به جوش می‌آیند. این دمای جوش بسیار بالاتر از دمای جوش هیدروکربنها با وزن مولکولی یکسان است و حتی از دمای جوش بسیاری ترکیبها با قطعیت قابل ملاحظه بالاتر است.

دمای جوش بالای آنها ، به علت نیاز به انرژی بیشتر برای شکستن پیوندهای هیدروژنی است که مولکولها را در کنار هم نگه داشته‌اند.

حل شدن الکلها

رفتار الکلها بعنوان حل شده نیز توانایی آنها برای تشکیل پیوندهای هیدروژنی را منعکس می‌کند. برخلاف هیدروکربنها ، الکلهای سبک با آب امتزاج‌پذیرند. از آنجا که نیروهای بین مولکولی الکلها همانند نیروهای بین مولکولی آب است، دو نوع مولکول با یکدیگر قابل اختلاط هستند. انرژی لازم برای شکستن یک پیوند هیدروژنی بین دو مولکول آب یا دو مولکول الکل ، با تشکیل یک پیوند هیدروژنی بین یک مولکول آب و یک مولکول الکل تامین می‌شود.

ساختمان الکل اتیلیک

تاریخچه

نخستین بار، ابوبکر محمدبن زکریای رازی پزشک و شیمیدان ایرانی از تقطیر شراب در قرع و انبیق ، ماده‌ای بدست آورد که آن را الکحل نام نهاد؛ پس از مدتی ، "دکتر واندیک" آمریکایی واژه الکحل را به الکل (alcohol) تبدیل کرد.

ساختمان الکل اتیلیک

مشخصات کلی

امروزه این ماده ، به نام اتیلن الکل (الکل معمولی ، الکل اتیلیک ، روح الخمر ، الکل شراب ، اتانول ، نتیل کربینول ، جوهر شراب ، الکل کشمش ، ئیدروکسیل و...) مشهور است. الکل ، آب‌گونه‌ای است فرار ، بی‌رنگ ، با بوی ویژه و مزه سوزان ، رطوبت گیر و از آب سبکتر است. وزن ویژه یا جرم حجمی آن 0.795 تا 0.8 ، در فشار متعارفی ، نقطه جوش آن 78.53 تا 78.5 درجه سانتی‌گراد و نقطه انجماد آن ، 114درجه سانتی‌گراد است.

از این‌رو ، آن را در دماسنجهایی که برای سنجش سرما بکار می‌رود، استفاده می‌کنند. الکل جامد در 130درجه سانتی‌گراد گداخته می‌شود. قابلیت حل شدن اتیل الکل در آب بسیار زیاد است و به هر نسبت با آب مخلوط می‌شود. از آمیختن آب و الکل ، کمی گرما هم تولید می‌شود، الکل یکی از حلال‌های بسیار خوب است ، ید ، کافور ، عطرها ، عسل و ... را در خود ناپدید می‌کند.

الکل به غیر از آب ، در اغلب حلال‌های آلی محلول است. الکل خاصیت گندزدایی دارد و آلبومین‌ها را منعقد می‌کند.

تهیه الکل از راه تخمیر

مخمر

مخمر آبجو ، قارچی است که با جوانه زدن تکثیر می‌کند، اگر این قارچ در مجاور یک ماده قندی تخمیر شود، موادی از خود خارج می‌کند که خاصیت آنزیمی داشته و موجب دگرگونی قند می‌شود. در بین قندها ، گلوکز به فرمول C₆H₁₂O₆ است که در انگور وجود دارد، تخمیر شده، الکل می‌دهد (تهیه شراب).

تهیه الکل از گلوکز

آنزیمی که عمل تخمیر گلوکز بوسیله آن انجام می گیرد، زیماز یا الکلاز نامیده می‌شود. هر گاه مخمر آبجو را به گلوکز اضافه کنیم، الکل و دی‌اکسید کربن یا گاز کربونیک بدست می‌آید.

گاز کربونیک + الکل <------- گلوکز

این واکنش در حضور زیماز یا الکاز صورت می‌گیرد.

C₆H₁₂O₆ → 2C₂H₅OH + CO₂

تهیه الکل از مواد نشاسته دار

برای تهیه الکل از مواد نشاسته دار مانند برنج ، گندم ، ذرت ، سیب زمینی ، آنزیمی به نام مالتاز ، مالت را به مالتوز تبدیل می‌کند. سپس مالتوز بوسیله هیدرولیز (آبکافت) به گلوکز تبدیل می گردد و گلوکز هم تخمیر حاصل می‌کند، گاز کربونیک و الکل می‌دهد (برای تبدیل مالت به مالتوز ، محیط باید اسیدی باشد.)

گلوکز <------ آب + نشاسته

این واکنش در حضور اسیدسولفوریک 2% صورت می‌گیرد.

محلولهای الکلی که از تخمیر بدست می‌آید، از نظر مقدار الکل تفاوت دارند. در شرابها ، 10% و در آبجو 6% و در عرق بیش از 30% تا 50% است. در تخمیر الکلی لازم است که یکی از از فسفات‌ها در محیط عمل باشد تا تخمیر الکلی به آسانی و بسادگی انجام گیرد. بر حسب موادی که در محیط عمل وجود داشته باشند، مواد گوناگونی بدست می‌آید که سودمندترین آنها تبدیل گلوکز به گلسیرین است. مثلا در مجاورت بی‌سولفیت سدیم یا سولفیت هیدروژن سدیم به فرمول NaHSO₃ معادله واکنش تخمیر گلوکز چنین است:

گلیسیرین + استالدئید + دی اکسید کربن <------- گلوکز (قند انگور)

C₆H₁₂O₆ → CH₃CHO + C₃H₅(OH)₃ +CO₂

تهیه الکل از شراب

نخستین بار ابوبکر محمدبن زکریا رازی از تقطیر شراب در قرع و انبیق ، الکل را بدست آورد. در فرانسه اغلب الکل را از شراب بدست می‌آورند. علاوه بر این روش ، مقدار زیادی الکل صنعتی و نوشابه الکلی را از راه تخمیر بدست می‌آورند. عمل تخمیر بر روی هگزوزها (قند شش کربن‌دار) انجام می‌گیرد، ولی چون در این قندها ماده اولیه گرانبها است، اغلب از چند قندیها (پلی ساکاریدها) مانند نشاسته ، سلولز و ... به عنوان ماده اولیه بهره می‌گیرند. از دی ساکاریدها مانند ملاس کارخانه‌های قند و... هم به عنوان ماده اولیه می‌توان برای تهیه اتیل الکل بهره گرفت.

تهیه الکل از ساکاروز یا قند معمولی

ساکارز را آنزیمی به نام انورتاز (invertase) یا انورتین (invertine) هیدرولیز (آبکافت) می‌کند و به گلوکز و لولز تبدیل می‌نماید.

لولز + گلوکز <------ آب + ساکاروز

C₆H₁₂O₆ + H₂O → C₆H₁₂O₆ + C₆H₁₂O₆

این دو واکنش در حضور انورتاز انجام میگیرد.

C₆H₁₂O₆ → 2C₂H₅OH + CO₂

این واکنش در حضور انورتاز انجام میگیرد.

الکل صنعتی

تهیه الکل از راه سنتز

تهیه الکل از اتیلن

نخستین بار برتلو (Berthelot) شیمیدان فرانسوی ، الکل را از اثر آب بر اتیلن به کمک اسید سولفوریک بدست آورد.

سولفات هیدروژن اتیل <------ اسید سولفوریک + اتیلن

C₂H₄ → C₂H₅HSO₄

الکل + اسیدسولفوریک <----- آب + سولفات هیدروژن اتیل

C₂H₅HSO₄ + H₂ → H₂SO₄ + C₂H₅OH

تهیه الکل از استیلن

الکل را بیشتر در صنعت از اثر احیا کردن (هیدروژن افزایی) استالدئید بدست می‌آورند. برای تهیه استالدئید از استیلن بهره می‌گیرند:

استالدئید <----- آب + استیلن

در این واکنش از یون جیوه (II) استفاده شده است.

C₂H₂ + H₂O → CH₃CHO

الکل اتیلیک <------ هیدروژن + استالدئید

در این واکنش از نیکل احیا شده استفاده شده است.

تبلور مجدد

می دانیم که محلول های مایع شامل حلال مایع و یک یا چند ماده حل شدنی است. مثلا" محلول کات کبود شامل آب (حلال) و کات کبود CuSO4 (ماده ی حل شدنی) است. معمولا" مواد حل شدنی جامد به هر مقدار دلخواه در حلال مناسب خود حل نمی شوند و پس از حل شدن مقدار ی از آن محلول سیر شده یا اشباع به وجود می آورند. برای یک ماده ی حل شدنی خاص، مقداری که بتواند در یک دمای معینی در 100 گرم حلال حل شود مقدار ثابتی است که به آن قابلیت حل شدن آن ماده گویند. به عبارت دیگر قابلیت انحلال یک ماده ی جامد عبارت است از: مقدار آن ماده بر حسب گرم که در یک دمای معینی (معمولا" 25 درجه) در 100 گرم حلال (معمولا" آب) حل شده و محلول سیر شده بسازد. مثلا" قابلیت انحلال نیترات پتاسیم (KNO3 ) در º20 ، برابر 25 گرم است یعنی در دمای º20 ، 25 گرم نیترات پتاسیم (KNO3 ) در 100 گرم آب (حلال) حل شده و محلول سیر شده می سازد. بدیهی است که مواد مختلف قابلیت انحلال متفاوتی دارند بیشتر جامدات در حلال گرم نسبت به حلال سرد قابلیت بیشتری دارند. یعنی افزایش دما اغلب سبب افزایش قابلیت انحلال می شود.

اگر اجزاء یک مخلوط قابلیت حل شدن یکسانی نداشته باشند و قابلیت آنها با دما یکسان تغییر نکند و یا جزء ناخالص مخلوط کم باشد با استفاده از روش ((تبلور مجدد)) می توان ماده ی خالص را از مخلوط (ناخالصی ها) جدا کرد. در ایـن روش جسم نـاخـالـص را ابتــدا در حلال مناسـب (معمولا" آب) حل کرده و حرارت می دهند تا محلول اشباع داغ تولید شود.

^محلول ^{حلال + جامد}

سپس محلول داغ را به تدریج سرد می کنند. وقتی که محلول سرد می شود مواد حل شده در آن متناسب با کاهش قابلیت انحلال به صورت بلور در می آیند. اگر کاهش قابلیت انحلال ماده ی خالص شدنی بیشتر از سایر ناخـالصی ها باشد و یا میزان ناخالصی ها کم باشد با کـاهش تـدریجی دما ماده ی خالص به صورت بلورهای منظم در ظرف تشکیل می شوند و ناخالصی ها در محلول باقی می ماند. اگر محلول اشباع داغ سریعا" سرد شود ناخالصی ها نیز رسوب کرده و باعث کاهش بازده عمل می شود.ولی اگر محلول به آرامی سرد شود ابتدا بلور کوچکی از ماده خالص تشکیل می شود ودر صورتی که در دمای پایینتر دما تقریبا ثابت بماند با ایجاد تعادل بین محلول و بلور به تدریج بلور رشد کرده و متناسب با شکل ملکول رشد می کند. زمان لازم برای تبلور مجدد بشتگی به نوع حلال ، ناخالصیهای آن و نوع ماده ماده خالص شدنی داشته و بین 10 دقیقه تا 24 ساعت متغیر است.گاهی در صورتی که ناخالصی یک مخلوط کم باشد می توان از این روش استفاده کرد. مثلا می خواهیم مخلوطی که شامل 4 گرم ماده A و 1 گرم ماده B را از هم جدا کنیم . فرض کنیم که قابلبت انحلال هر دو در حلال داغ 5 گرم( در 100 گرم حلال ) و در حلال سرد 1 گرم (در 100 گرم حلال ) باشدبنا بر این اگر مخلوط را در 100 گرم حلال حرارت دهیم تمامی مخلوط حل می شود پس از سرد کردن ؛ 3 گرم ماده A متبلور خواهد شد و یک گرم ماده B در محلول باقی خواهد ماند.چرا؟ گاهی لازم است که فرایند تبلور را چند بار تکرار کرد تا تمامی خالصی حذف گردد

تبلور مجدد

^محلول ^{حلال + جامد}

روش کار: درآزمایشگاه برای تقطیر ساده از دستگاهی مطابق شکل (1)استفاده می شود. ماده ی تقطیر شدنی را در بالن ریخته تا حدود3/1 آن پر شود مقدار زیاد تر بازده عمل راکاهش می دهد. به آنچه که پس از عمل تقطیر در ته بالن باقی می ماند ته دیگ می گویند. لازم به ذکر است که در ضمن عمل تقطیر مرتبا" به غلظت محلول اضافه می شود. معمولا" وقتی مایعی را بدون بهم زدن حرارت می دهیم در بخشی از داخل مایع حرارت به حدی زیاد می شود که دمای آن از نقطه ی جوش بالا تر رفته ولی مایع نمی جوشد. در این حالت اصطلاحا" می گوییم که در نقطه ی جوش تاخیر صورت گرفته است. برای پیشگیری از این تاخیر می توان از چند عدد سنگ ریزه ی خشک استفاده کرد و آنها را در بالن انداخت. به این سنگ ریزه ها سنگ جوش می گویند.

بخــاراتـی که ازبـالـن تقطیر متـصاعد می شـود در حیـن عبور ازمبرد به تدریج سرد و متـراکم شده و به مایع تبدیل می شـود. به این مایع مقطره می گویند. لوله ی مبرد دارای دو جدار داخلی وخارجی است. جدار داخلی آن معمولا" مارپیچ بوده و بخارات ضمن عبور از آن سرد و متراکم شده و مایع می شود.جدار خارجی آن به صورت غلافی روی دیواره ی داخلی را پوشانده است و دارای دو مجرای ورودی و خروجی آب سرد می باشد. آب از پایین وارد و از بالا خارج می شود. پس از جوش آمدن محلول دمای شعله را طوری تنظیم می کنیم که در هر ثانیه حد اکثر یک قطره خارج شود.

تقطیر جزء به جزء

اگر موادی که با هم ممزوج شده اند نقطه ی جوش نزدیکی داشته باشند و یا شامل چند نوع مایع مختلف باشد معمولا" از تقطیر جزء به جزء استفاده می شود. در این روش مبرد به صورت عمودی روی بالن قرار می گیرد و بخارات ضمن صعود به ترتیب نقطه ی جوش تفکیک می شود. مایعاتی که نقطه ی جوش پایینی دارند ابتدا از مبرد خارج می شوند. در این روش تنظیم دمای شعله و دمای بخاراتی که متصاعد می شود بسیار مهم است. معمولا" مقطرات فواصل دمایی مختلف را جمع آوری کرده و سپس آنها را مجددا" تقطیر می کنند یا پس از هر مرحله مایع خالص تر به دست می آید

تقطیر

یکی از روش های اساسی برای جدا سازی مایعات فرار در آزمایشگاه تقطیر است. در این روش محلول ( ماده ناخالص ) با حرارت تبخیر شده و پس از سرد و متراکم شدن از هم جدا می شوند.برای تقطیر روش های متفاوتی وجود دارد که انتخاب هر روش به خواص مایع تقطیر شونده و ناخالصی های موجود در آن دارد.برخی از تکنیک های تقطیر عبارت است از:

تقطیر ساده، تقطیر جزء به جزء، تقطیر در فشار کم، تفطیر با بخار آب، تقطیر در مسیر کوتاه.

اساس عمل تقطیر بر این پایه استوار است که مواد مخلوط شده با هم به علت اختلاف نقطه ی جوش در حالت مایع و بخار درصد متفاوتی پیدا می کنند. مثلا" اگر دو مایع A و B که اختلاف جوش دارند و نقطه ی جوش A بیشتر از B است به نسبت 40 درصد A و 60 درصد B با هم ممزوج شوند و آنها را تبخیر کنیم درصد آنها در حالت بخار با درصد آنها در مایع فرق خواهد کرد.مثلا" به صورت 20 درصد A و80 درصد B می شود که اگر آنها را سردکنیم مخلوطی به دست می آید که نسبت به مخلوط اولیه خالص تر است و اگر این عمل را مرتبا" تکرار کنیم خالص تر شده در نهایت ماده خالص به دست می آید.وجود ناخالصی ها دریک مایع نقطه ی جوش را بالا می برد. لذا قبل از آن که محلول به جوش آید اجزاء فرار آن زود تر تبخیر شده و درصد آن جزء در بخار بالای محلول بیشتر می شود.

v تقطیر ساده

معمولا" اگر دو ماده ای که با هم ممزوج شده اند اختلاف فشار بخار زیادی داشته باشند از این روش می توان برای جدا سازی آنها استفاده کرد . مانند خالص سازی آب و نمک

بی شک مهم ترین بهره ای که از علوم تجربی خاصه ی شیمی نصیب انسان می شود این است که انسان با این ابزار به خوبی می تواند از منابع و امکانات طبیعی به نفع خود برای بهبود زندگی استفاده کند.پیشرفت های تکنولوژیکی در همه ی زمینه های صنعتی ،کشاورزی،پزشکی، ساختمان و…همه به سبب پیشرفت های علمی در به کارگیری از مواهب طبیعی در جهت اهداف زندگی بشر بوده است.

همه ی موادی که مورد مصرف ما است به طور مستقیم و غیرمستقیم از زمین به دست می آید.برخی از آنها مانند زغال سنگ ونمک و پنبه و چوب و پشم به طور طبیعی و خام در طبیعت وجود دارد و همان طور که به دست می آیدمصرف می کنیم.اما بیشتر مواد مورد نیاز بشری به صورت آماده در طبیعت وجود ندارند، آنها یا به صورت ترکیب با مواد دیگر و یا به صورت مخلوط است و یا حتی باید آنها را به شکل مصنوعی ساخت .مثلا آهن و اکثر فلزات به صورت ترکیب با عناصر دیگر است و برای به دست آوردن آنها باید از واکنش های شیمیایی خاص خود استفاده کرد،ویا نفت مخلوطی از چندین ماده مهم و ضروری است که باید آنها را از هم جدا کرد،یا برای تهیه انواع رنگ و پلاستیک و دارو و شوینده ها و ... باید به صورت مصنوعی و با استفاده از واکنش های شیمیایی معینی آنها را ساخت.

برای تهیه هر نوع ماده اولیه روش و روش های خاصی وجود دارد، به کلیه روش هایی که طی آن یک ماده را از مخلوط آن جدا می کنند روش های جداسازی گویند.

هر مخلوط شامل دو یا جند نوع ملکول است که بدون تاثیر خاصی کنار هم قرار دارند،از آنجا که هر نوع ملکول خواص مخصوص به خود را داردبا توجه به اختلاف خواص آنها می توان آنها را از هم جدا کرد. اختلافاتی مانند: اختلاف در قابلیت حل شدن،اختلاف درچگالی،اختلاف در نقطه جوش، اختلاف در خاصیت مغناطیسی،اختلاف در نفوذ گازها و .....

مهمترین روش های جدا سازی مواد در آزمایشگاه عبارتند از: تقطیر، تبلور، استخراج ، تصعید ، کروماتوگرافی.

امپراطور

عکس هایی از افتخار سینمای ایران "گلشیفته فراهانی"

مطمئن باشید اشتباه ندیدید این آقا کسی نیست جز لئوناردو دی کاپریو

موم

مومها به عنوان یک فرآورده جنبی در طول تصفیه روغن‌ها به دست می‌آیند که معمولاً مورد استعمالی در خود پالایشگاه‌ها ندارند. مومهای به دست آمده از منابع نفتی به سه دسته: پارافینی، میکروکریستالی و نیمه میکروکریستالی تقسیم می‌شوند.

کمیت و کیفیت موم‌های جدا شده از نفت خام بستگی به نوع منابع و میزان پالایش نفت تا قبل از جداسازی موم دارد. با این وجود، نفت خام برخی از منابع، فاقد موم و یا دارای مقدار کمی از آن می‌باشد. منابعی با غلظت‌های بالایی از موم در پیسیلوانیا، مناطق مرکزی امریکا، ونزوئلا، رومانی، روسیه و برمه وجود دارد.
ـ دسته‌اول یعنی موم‌های پارافینی که از تصفیه روغن‌های سبک به دست می‌آیند، شکل کریستالی بزرگ داشته، سفید، نسبتاً سفت، شفاف و جامد می‌باشند و از مخلوط هیدروکربورهای اشباع شده با تعداد اتم کربن بالا، تشکیل شده‌اند. اولین بار در سال 1809 میلادی فوش ، پارافین را از نفت و بعداً در سال 1830 میلادی رایش باخ آن را از گودرون چوب به دست آورد.

دسته دوم یعنی موم‌‌های میکروکریستالی که از تصفیه روغن‌های سنگین حاصل می‌شوند، شکل کریستالی ریز داشته، سخت‌تر از موم‌های پارافینی و حدود رنگ آنها از سفید تا قهوه‌ای می‌باشد. این دسته از موم‌ها شامل انواع دیگری از هیدروکربورها به غیر ازآلکان‌های نرمال می‌باشند. تعداد اتم‌های کربن آنها از 34 تا 70 عمدتاً از نوع پارافین‌های نفتنی می‌باشند.
ـ دسته سوم یعنی موم‌های نیمه میکروکریستالی که از اهمیت کمتری در صنعت برخوردار می‌باشند .

عضويت در مجله ساحر

گوشي رايگان

قالبهاي تخصصي وبلاگ

دانشگاه پیام نور ساری
همسران
جامع ترین وبلاگ جک
تبلیغات
اقاقیا
___________________________

براي تبادل لينك با ما ابتدا عنوان وبلاگ ما را با نام : هما سعادت در وبلاگ خود قرار دهيد سپس از طريق نظرات اطلاع دهيد تا ما هم شما را لينك نماييم