كيفية تحضير الأسيتون في المختبر: شرح مفصل للطرق والخطوات التجريبية

الأسيتون (Acetone) هو مذيب عضوي مهم يستخدم على نطاق واسع في الصناعات الكيميائية والصيدلانية ومستحضرات التجميل وغيرها من الصناعات. الطلب على تحضير الأسيتون أكثر شيوعًا في المختبر ، فماذا عن "كيفية تحضير الأسيتون في المختبر" ؟ ستعرض هذه المقالة بالتفصيل عدة طرق شائعة الاستخدام لإعداد الأسيتون في المختبر ، بالإضافة إلى المبادئ والخطوات التجريبية والاحتياطات لكل طريقة.

1. طرق تحضير الأسيتون الشائعة

في تحضير الأسيتون في المختبر ، تشمل العديد من الطرق الشائعة تفاعل أكسدة الكحول ، تفاعل الاختزال الكيميائي ، تفاعل هدرجة البروبيلين. هذه الأساليب لها خصائصها الخاصة وهي مناسبة للاحتياجات التجريبية المختلفة. سوف نقدم طريقة معملية شائعة لتحضير الأسيتون-تفاعل أكسدة إيزوفولسون.

2. نظام أكسدة إيزوفولسون لإعداد الأسيتون

مبدأ التجربة

Isopropanol هو أحد المركبات العضوية الشائعة المحتوية على الأكسجين ، والتي يمكن تحويلها إلى الأسيتون في ظل ظروف الأكسدة. يتطلب هذا التفاعل عادة محفزًا ومأكسدًا معينًا لأكسدة ذرات الهيدروجين في الأيزوفولسون إلى الماء من خلال تفاعل الأكسدة لتكوين الأسيتون.

الخطوات التجريبية

1. تحضير المواد الخام: خذ كمية معينة من الإيزوفولسون (مثل 100 مل) والمؤكسدات ، مثل محلول بيروكسيد الهيدروجين.
2. إعداد شروط رد الفعل: ضع المادة المتفاعلة في المفاعل ، اضبط درجة حرارة التفاعل إلى 70 درجة مئوية ، وأضف المحفز (مثل مسحوق النحاس أو ملح الكوبالت) تحت ظروف التهوية.
3. ردود الفعل المضي قدما: أثناء التفاعل ، حافظ على درجة حرارة ثابتة ، وإذا كان ذلك مناسبًا ، قم بإجراء تجزئة لجمع أجزاء الأسيتون.
4. تنقية وجمع: تنقية الأسيتون عن طريق التقطير البسيط ، وإزالة الماء والإيزوفولسون غير المتفاعل ، والحصول على الأسيتون النقي.

ملاحظات

عند إجراء هذا التفاعل ، انتبه إلى التحكم في درجة الحرارة وتجنب حدوث تفاعلات جانبية بسبب ارتفاع درجة الحرارة. يؤثر اختيار المؤكسدات والمحفز أيضًا على كفاءة التفاعل ، لذلك يجب اختيار الكواشف المناسبة وفقًا للاحتياجات الفعلية.

3. تحضير الأسيتون من البروبيلين عن طريق الهدرجة

مبدأ التجربة

البروبيلين (C3H6) هو مركب أوليفين ، والذي يمكن أن ينتج إيزوفالون عن طريق الهدرجة ، ثم يتم تحويله إلى الأسيتون من خلال مزيد من الأكسدة. هذه الطريقة مناسبة للمختبرات التي تحتاج إلى إنتاج أكبر من الأسيتون.

الخطوات التجريبية

1. تحضير البروبيلين: في التجربة ، من الضروري استخدام البروبيلين عالي النقاء ومدته إلى تفاعل الهيدروجين مع المحفز.
2. تفاعل إضافة الهدرجة: يتم إجراء تفاعل الهدرجة عند درجة حرارة وضغط معين باستخدام محفز مناسب (مثل محفز النيكل أو البلاتين).
3. التجزيء والتطهر: يتم تحويل الإيزوفولسون الناتج عن الهدرجة إلى الأسيتون عن طريق التجزئة ، وأخيراً يتم تنقيته.

ملاحظات

هذه الطريقة مناسبة لإعداد الأسيتون على نطاق واسع ، ولكن يجب الانتباه إلى اختيار المعدات ومعالجة الهيدروجين عند التشغيل على نطاق المختبر.

4. تحضير الأسيتون من الأسيتالديهيد من خلال تفاعل نزع الهيدروجين

مبدأ التجربة

يمكن أن ينتج Acetaldehyde الأسيتون من خلال تفاعل إزالة الهيدروجين ، وهو طريق تخليق مختبر بسيط. يستخدم هذا التفاعل عادة أكاسيد المعادن كمحفز للحصول على الأسيتون عن طريق إزالة الهيدروجين من جزيء الأسيتالديهيد.

الخطوات التجريبية

1. إعداد المواد الخام: خذ كمية مناسبة من الأسيتالديهيد.
2. ظروف رد الفعل: خلط الأسيتالديهيد مع محفز (مثل أكسيد النحاس) ، وتسخينه إلى درجة حرارة مناسبة.
3. ردود الفعل المضي قدما: أثناء التفاعل ، تتم إزالة الهيدروجين من جزيء الأسيتالديهيد لتشكيل الأسيتون.
4. تنقية: فصل الأسيتون والمنتجات الثانوية عن طريق التقطير التجزيئي.

ملاحظات

يعد استخدام المحفز والتحكم في درجة الحرارة لهذا التفاعل أمرًا بالغ الأهمية ، ويجب ضمان درجة الحرارة المناسبة والغلاف الجوي لزيادة العائد.

5-الموجز والتوصيات

كيفية تحضير الأسيتون في المختبر ؟ من خلال الطرق المذكورة أعلاه ، يمكننا أن نرى أن هناك العديد من الطرق لإعداد الأسيتون في المختبر ، ولكل طريقة مزايا وقيود فريدة. بالنسبة للإعداد المختبري على نطاق صغير ، فإن طريقة أكسيد إيزوفولسون هي طريقة بسيطة وسهلة التشغيل ؛ بالنسبة للتجارب التي تتطلب إنتاجية واسعة النطاق ، يمكن النظر في طريقة هدرجة البروبيلين. يجب تحديد اختيار كل طريقة وفقًا لظروف معدات المختبر وتكلفة المواد الخام ونقاء الأسيتون المطلوب.

بغض النظر عن الطريقة التي تختارها ، من الضروري ضمان سلامة عملية التفاعل والتحكم الصارم في درجة حرارة التفاعل والكواشف لتجنب حدوث تفاعلات خطيرة. تعد عملية التنقية أيضًا خطوة رئيسية لضمان جودة الأسيتون ، ويمكن استخدام كل من التقطير التجزيئي وتقنيات الاستخراج لتحسين نقاء الأسيتون.

آمل أن تتمكن هذه المقالة من الإجابة على سؤال "كيفية تحضير الأسيتون في المختبر" وتوفير مرجع ومساعدة لإعداد الأسيتون في المختبر.