Iii қисм. Моддаларни асосий тозалаш усуллари

III ҚИСМ. МОДДАЛАРНИ АСОСИЙ ТОЗАЛАШ УСУЛЛАРИ

Турли моддалар синтезининг муҳокамасини якунлаган ҳолда, синтезланган препаратларнинг асосий тозалаш методлари билан ҳам танишиб чиқилса, мақсадга мувофиқ бўлар эди. Афсуски, моддаларни ажратиш жараёнлари ҳақидаги назариялар, қайси бир метод берилган модда учун мукаммал эканлигини айтишга ҳали ожизлик қилади. Шу сабабли, ҳар қайси элемент ёки модда учун махсус тадқиқотлар ўтказишга тўғри келади. Яқин кунларгача муайян аниқ бир модда учун у ёки бу тозалаш методини қўллашга қаратилган қандайдир тавсияларни таклиф этиш имкониятлари мавжуд эмас эди. Тозалашнинг амалий методларини танлашда асосан «синовлар ва хатолар» усулига таяниларди. Равшанки, бундай ҳолларда муаммонинг ечими асосан тадқиқотчининг тажриба ва малакасига ҳамда унинг қандайдир «омади»га боғлиқ бўлиб қоларди.

Ҳозирги вақтга келиб, кўпгина экспериментал маълумотлар тўпланди, моддаларни ажратиш методларининг назарий асослари мукаммалаштирилди ва гарчанд, бундай маълумотлар ҳали етарлича бўлмаса ҳам, энг қулай тозалаш методини танлаш имкониятларига эга бўлиш учун шароитлар яратилди.
Моддаларни ажратишда қўлланиладиган деярли барча методлар асосида гетероген системалардаги мувозанат жараёнлари ётади. Бундай системаларга, биринчи, навбатда эритма–қаттиқ модда, эритма–буғ ва эритма–эритма мувозанатлари киради. Шунинг учун тегишли системалардаги жараёнларнинг термодинамика ва кинетикаси билан боғлиқ бўлган барча қонуниятлар тозалаш усулларига ҳам тегишлидир. Бу, албатта, тасодиифй ҳол эмас, чунки синтезнинг ўзи моддаларнинг тозаланишини ҳам кузда тўтади. Синтез ва тозалаш – бир-бирига боғлиқ бўлган ҳамда бир-бирини тўлдириб турадиган жараёнлардир.
Эритма–қаттиқ модда мувозанати қонунларига қайта кристаллаш, ион алмашиниш усуллари, шунингдек, кимёвий методлар (улар ҳақида кейинроқ тўхталиб ўтамиз) асосланади.
Конденсирланган фаза (суюқлик ёки қаттиқ модда)–буғ мувозанатига дистиллаш методи; суюқлик–суюқлик мувозанатига эктракцион методлар асосланади. Албатта, бундай методлар орасига кескин чегара қўйиб бўлмайди.
Тозалаш методларининг муҳокамасини эритма–қаттиқ модда мувозанатидан бошлаймиз. Таъкидлаб ўтганимиздек, улар асосида қайта кристаллаш, ион алмашиниш жараёнлари ва баъзи кимёвий методлар амалга оширилади.


1. КРИСТАЛЛАШ

Кристаллаш йўли билан моддаларнинг тозаланиши шунга асосланганки, кристалланган фазадаги қўшимчаларнинг миқдори унинг суюқликдаги концентрациясидан фарқ қилади. Концентрациялардаги бу фарқ ажратиладиган компонетларнинг кимёвий табиатини ифодалайди ва ажратиладиган моддалардаги молекулаларо таъсирланиш характери фарқ қиладиган ҳоллардагина тақсимланиш коэффициенти K = (бунда – тегишли қаттиқ ва суюқ фазадаги қўшимчалар концентрацияси) катта қийматларга эга бўлади. Агар бундай фарқ бўлмаса (масалан, агар иккита тузни ёки иккита металлни ажратишга тўғри келса), унда тақсимланиш коэффициенти ҳам кичик бўлади ва кристаллаш жараёнини кўп марта такрорлашга тўғри келади. Мувозанат тақсимланиш коэффициенти (K₀) ни ҳолат диаграммасидан аниқлаш мумкин. Асосий модданинг (уни эритувчи деб номлаймиз) суюқланиш ҳароратини пасайтирувчи қўшимчаларни сақлаган иккиламчи системанинг ҳолат диаграммаси 26, а-расмда кўрсатилган.

концентрацияли қўшимчаларни сақлаган эритма ликвидус чизиқ-ларидан юқори ҳароратда фақат суюқ ҳолатда мавжуд бўлади. Агар бу эритма T₁ ҳароратгача секин совутилса, у қотишни бошлайди. Ҳосил бўладиган биринчи кристалл концентрацияли қўшимчани сақлайди (s нуқта). Қўшимча концентрацияларининг ва s нуқталар нисбати тақсимланиш коэффициентини беради.