CHROMATOGRAFIA - metoda rozdzielania substancji polegająca na zróżnicowanym podziale składników mieszaniny pomiędzy dużą objętościowo fazę ruchomą (ciecz lub gaz) i fazę stacjonarną (ciecz lub ciało stałe).

Zależnie od rodzaju zjawisk odpowiedzialnych za podział chromatografowanych substancji wyróżnia się:

1. chromatografię rozdzielczą (podziałową) - o zachowaniu się mieszaniny poddanej rozdzieleniu decyduje współczynnik podziału poszczególnych składników pomiędzy dwie nie mieszające się ze sobą ciecze. Fazę stacjonarną stanowi rozpuszczalnik bardziej polarny zaadsorbowany w postaci cienkiej warstwy na odpowiednim nośniku, a fazą ruchomą jest układ o mniejszej polarności (w chromatografii z odwróconymi fazami układ faz jest odwrotny). Nośnikiem fazy stacjonarnej najczęściej jest żel krzemionkowy, celuloza, ziemia okrzemkowa, skrobia ziemniaczana, kauczuk.

2. chromatografię adsorpcyjną - podstawą rozdziału jest niejednakowa skłonność składników mieszaniny do adsorpcji fizycznej i chemicznej na powierzchni fazy stacjonarnej (ciało stałe). Jako fazę stacjonarną stosuje się tlenek glinu, żel krzemionkowy, węgiel aktywny, syntetyczne i naturalne krzemiany, tlenki, siarczany i fosforany wapnia i magnezu. Fazę ruchomą stanowi ciecz lub gaz.

3. chromatografię jonowymienną - wykorzystywane jest zjawisko różnych zdolności do wymiany jonów przez składniki mieszaniny z wymieniaczem jonowym. Fazę stacjonarną stanowi odpowiednio przygotowana żywica jonitowa.

4. sączenie molekularne - rozdzielanie polega na zróżnicowanej dyfuzji cząsteczek w pory fazy stacjonarnej. Cząsteczki na tyle duże, że ich dyfuzja jest wykluczona, szybko są wypłukiwane przez fazę ruchomą. Cząsteczki mniejsze zatrzymują się na materiale nośnym i są wypłukiwane w następnej kolejności.

Ze względu na sposób umieszczenia nośnika możemy wyróżnić:

1. chromatografię kolumnową - nośnik fazy stacjonarnej umieszczony jest w kolumnie chromatograficznej, którą stanowi rura szklana, przewężona w dolnej swej części, o stosunku wysokości fazy stacjonarnej (L) do kwadratu wewnętrznej średnicy kolumny (D²) wynoszącym co najmniej 20. Lepsze warunki rozdziału otrzymuje się gdy stosunek L/D² przyjmuje większe wartości (od 90 do 150). Faza ruchoma przemieszcza się pod wpływem siły grawitacyjnej.

2. chromatografię cienkowarstwową - faza stacjonarna naniesiona jest na odpowiednie podłoże (płytki szklane lub aluminiowe) w postaci cienkiej warstwy. Faza ruchoma przenoszona jest w wyniku działania sił kapilarnych.

3. chromatografię bibułową - fazą stacjonarną jest bibuła (100% celulozy) o izotropowym układzie włókien. Stosowana w rozdzielenie barwników chloroplastów, ekstrakt barwinków uzyskiwany przez roztarcie liści z odpowiednim rozpuszczalnikiem stanowi mieszaninę która należy rozdzielić. Bibuła chromatograficzne to faza nieruchoma a mieszanina rozpuszczalników to faza ruchoma. Na bibule nanosi się przesączony ekstrakt barwinków i całość suszy. Do szklanego naczynia wlewa się mieszaninę rozpuszczalników po wysyceniu wnętrza komory oparami rozpuszczalników umocowuje się w niej pasek bibuły. Mieszanina wsiąka w bibule i unosi się ku górze, a z nią przemieszczają się barwniki. Szybkość przemieszczania się barwników jest rożna. Barwnik najłatwiej rozpuszczalny przesuwa się najszybciej.
   Rodzaje adsorbentów:

adsorbenty polarne - wykazują zmienną aktywność w zależności od zawartości w nich wody i rozpuszczalników organicznych. Należą do nich przede wszystkim tlenek glinu, żel krzemionkowy oraz siarczany, fosforany i węglany magnezu i wapnia, celuloza. Adsorbują się na nich dobrze związki o charakterze polarnym.

adsorbenty niepolarne - wykazują zdolność do silnego wiązania rozpuszczalników węglowodorowych. Należą do nich węgiel aktywny, grafit, talk. Adsorpcja związków zależy od wielkości cząsteczek i od długości łańcuchów węglowych.

Adsorbenty stosowane w chromatografii powinny wykazywać odpowiednią selektywność i aktywność w stosunku do rozdzielanych substancji oraz nie mogą z nimi reagować.

Adsorbenty stosowane w chromatografii adsorpcyjnej winny charakteryzować się szczególnie rozwiniętą powierzchnią, gdyż substancja adsorbowana wiąże się z nią pod postacią warstewki monomolekularnej. Takie właściwości wykazują zwłaszcza tlenek glinu i węgiel aktywny.

Zastosowanie tlenku glinowego jako adsorbenta z reguły ogranicza się do związków o niezbyt wielkiej polarności. Związki silnie polarne (cukry, aminokwasy), związane z Al₂O₃ z trudem ulegają elucji.

Węgiel aktywny wykazuje szczególne powinowactwo do związków aromatycznych; ich elucja może być przeprowadzona przy użyciu rozpuszczalników o budowie aromatycznej.

Rozpuszczalniki można zestawić w szereg eluotropowy według ich wzrastających zdolności wymywania (eluowania) adsorbowanej substancji z powierzchni adsorbenta polarnego:

eter naftowy < cykloheksan < disiarczek węgla < tetrachlorek węgla < toluen < benzen < chlorek metylenu < chloroform < tetrahydrofuran < octan etylu < aceton < butanon < n-propanol < etanol < metanol < woda < kwas octowy < pirydyna

Zastosowanie niepolarnego adsorbenta (np. węgla aktywnego) wymaga użycia rozpuszczalników (wymienionych w powyższym szeregu eluotropowym) w odwrotnej kolejności, a więc elucję należy rozpoczynać rozpuszczalnikami najbardziej polarnymi. Najczęściej jednak stosuje się odpowiednio dobraną mieszaninę dwóch lub więcej rozpuszczalników.

Chromatografia cienkowarstwowa - służy jako niezwykle efektywna i wygodna metoda szybkiej analizy jakościowej oraz w preparatyce do rozdziału niewielkich ilości substancji. Przede wszystkim stosuje się ją do:

1. określania liczby składników w próbce (kontrola czystości związku),

2. wykrywania określonego związku w mieszaninie (kontrola przebiegu reakcji),

ustalenia warunków chromatografii kolumnowej.

Do zalet chromatografii cienkowarstwowej można zaliczyć:

1. krótki czas wykonania chromatogramu,

2. dobry rozdział związków,

3. wygodną obserwację we wszystkich stadiach rozdziału,

4. dużą szybkość przepływu rozpuszczalnika, co skraca czas rozwijania chromatogramu.

W chromatografii cienkowarstwowej adsorbent (zazwyczaj z dodatkiem gipsu) nakładany jest w postaci papki na odtłuszczoną płytkę za pomocą specjalnych urządzeń (powlekaczy). Grubość warstwy adsorbenta uzależniona jest od rodzaju przeznaczenia:

1. do analizy jakościowej używa się płytek o grubości nośnika ok. 0.25 mm

2. przy analizie ilościowej grubość warstwy wynosi ok. 2 mm.

Płytki do chromatografii cienkowarstwowej można przygotowywać samodzielnie. Jednakże dostępne w handlu gotowe produkty charakteryzują się dużo lepszą jakością (równomierność warstwy nośnika, aktywność adsorbenta) z czym wiąże się lepsza powtarzalność wyników analizy chromatograficznej.

Tok postępowania przy wykonywaniu chromatografii cienkowarstwowej jest następujący:

1. Przygotowanie płytki.

Należy zaznaczyć miękkim ołówkiem grafitowym (ostrożnie, by nic zdrapać adsorbenta) linię startu, która powinna znajdować się na węższym boku płytki w odległości 15 - 20 mm od krawędzi.

2. Naniesienie substancji na płytkę.

Za pomocą specjalnych mikropipet lub kapilar na linii startu nanosi się substancję w postaci ok. 0.5 - 3%-ego roztworu (w łatwo lotnym rozpuszczalniku). Zbyt duże ilości naniesionych substancji prowadzą do pogorszenia efektu rozdzielania, a mianowicie do tworzenia tzw. "ogonów". Średnica powstałej plamki powinna być jak najmniejsza (1.5 - 2 mm, maksymalnie 5 mm) i znajdować się około 15 mm od bocznej krawędzi płytki.

3. Rozwijanie chromatogramu.

Rozwijanie chromatogramu prowadzi się w specjalnych komorach chromatograficznych. W ostateczności można używać dużych słoi ze szczelną pokrywką. Do komory wlewamy rozpuszczalnik do wysokości ok. 0.5 cm zwracając przy tym uwagę aby poziom rozpuszczalnika znajdował się poniżej linii startowej na płytce. Wewnątrz komory ustawia się bibułę, która nasiąkając rozpuszczalnikiem utrzymuje nasycenie komory jego parami. Płytkę wstawiamy do komory linią startową do dołu i zakrywamy szczelnie pokrywą. Gdy rozpuszczalnik osiągnie wysokość ok. 1 cm od górnej krawędzi płytki, wyjmujemy ją z komory i pozostawiamy do wyschnięcia. Ołówkiem zaznaczamy linię, do której dotarł rozpuszczalnik ("czoło rozpuszczalnika").

4. Wywoływanie chromatogramu.

Wywoływanie chromatogramów przeprowadza się w przypadku związków barwnych w świetle widzialnym. Dla związków z grupami chromoforowymi stosuje się naświetlanie promieniowaniem ultrafioletowym. Związki bezbarwne wywołujemy przez wstawienie chromatogramu do pojemnika z jodem. Większość związków, z wyjątkiem nasyconych węglowodorów i chlorowcopochodnych, tworzy z parami jodu barwne kompleksy, ukazujące się na chromatogramie w postaci brunatnych lub fioletowych plam. Niekiedy można chromatogramy spryskiwać odpowiednimi roztworami substancji reagujących z rozdzielanymi związkami. W temperaturze pokojowej lub po ogrzaniu pojawiają się barwne produkty.

5. Identyfikacja substancji.

Substancje rozdzielane identyfikuje się na podstawie współczynnika R_f, który charakteryzuje szybkość przemieszczania się badanej substancji w stosunku do szybkości wędrowania rozpuszczalnika.

R_f =
=

Współczynnik ten w danych warunkach doświadczalnych oraz w danym układzie chromatograficznym jest wartością stałą i charakterystyczną dla danej substancji.

W praktyce rzadko udaje się odtworzyć wartości R_f, gdyż zależą one od niewielkich nawet zmian w następujących czynnikach:

1. wymiary ziaren adsorbenta.

2. skład rozpuszczalnika i stopień nasycenia atmosfery komory parami rozpuszczalnika,

3. aktywacja i warunki przechowywania płytek,

4. grubość warstwy adsorbenta,

5. temperatura otoczenia.

Wartości R_f jako kryterium tożsamości związku nie mogą być stosowane bezpośrednio, lecz w porównaniu z substancją wzorcową, naniesioną na tym samym chromatogramie.

Warunki chromatografii należy dobierać zawsze tak, aby wartości R_f były zawsze niższe od 1. Gdy wartość R_f wynosi 1, substancja wędruje razem z czołem rozpuszczalnika.

Sączenie molekularne po raz pierwszy zostało wprowadzone w roku 1959 przez P. Flodina. Podstawowym elementem tej metody jest wykorzystanie fizycznych i chemicznych właściwości odpowiednio spreparowanego polisacharydu znanego pod nazwą Sephadex."Sefadeksy" (sita molekularne) są dekstranami (roślinne polisacharydy glukozy), w których występują wiązania α-1,6-,α-1,3-, α1,4-glikozydowe. Cząsteczki te posiadają trójwymiarową strukturę sieci przestrzennej. Im więcej tworzy się "oczek" tej sieci, tym są one mniejsze. Jeśli przez kolumnę wypełnioną sefadeksem przepływa roztwór zawierający cząsteczki o różnej wielkości, to molekuły większe od największych przestrzeni sieci bez przeszkód wypływają z kolumny, omijając ziarna żelu. Cząsteczki o mniejszych rozmiarach przenikają do wnętrza sieci przestrzennej, tym głębiej, im mniejsze są ich wymiary w porównaniu ze średnicą „oczek” Usuwanie tych cząsteczek z wnętrza ziaren sefadeksu jest tym trudniejsze im mniejsze są te cząsteczki. Z tego względu elucja składników mieszaniny na sefadeksie przebiega w kolejności ich malejących rozmiarów cząsteczek, co pokrywa się z ich malejącymi masami cząsteczkowymi.

Cząsteczki sefadeksów zawierają liczne grupy hydroksylowe. Substancje te łatwo pęcznieją w wodzie i roztworach elektrolitów, ponieważ cząsteczki wody bez przeszkód wnikają w przestrzenie sieci molekularnej. Im mniejszy stopień usieciowania, tym więcej wody wchłania sefadeks. Na przykład 1 g sefadeksu G-10 wiąże 1 g wody (usieciowanie jest wyjątkowo gęste i przestrzenie małe). Natomiast 1 g sefadeksu G-200 wiąże 20g wody, co wskazuje na duże "oczka" sieci.

Tok postępowania przy wykonywaniu sączenia molekularnego jest następujący:

1. Przygotowanie żelu

Należy odważyć odpowiednią ilość żelu do żaroodpornego naczynia i dodać roztwór pełniący rolę eluenta. Całość trzeba ogrzewać do wrzenia przez pewien czas, celem usunięcia zaadsorbowanego powietrza i napęcznienia żelu, po czym pozostawić do swobodnego ochłodzenia.

2. Przygotowanie kolumny

Szklaną rurę należy umieścić pionowo w statywie i zamknąć dolny wylot przy pomocy polietylenowego wężyka i zaciskacza. Na dno kolumny układa się odrobinę waty, przy zamkniętym zaciskaczu wlewa niewielką porcję rozpuszczalnika, przez otwarcie zaciskacza wpuszcza się rozpuszczalnik do przewężenia kolumny, po czym zamyka zaciskacz. Długą bagietką należy wycisnąć powietrze z waty i następnie wlać jednorodną zawiesinę żelu do kolumny. Wierzch żelu zabezpieczyć trzeba krążkiem bibuły filtracyjnej, po czym upakować żel w kolumnie przez otwarcie zaciskacza i przepuszczenie przez kolumnę porcji rozpuszczalnika o objętości równej objętości złoża żelu.

3. Naniesienie próbki substancji

Próbkę substancji w postaci roztworu (wskazane jest sporządzenie roztworu w rozpuszczalniku przeznaczonym do elucji) należy nanieść na powierzchnię żelu za pomocą odpowiedniej pipety. Trzeba wykonywać to bardzo ostrożnie, tak by nie zburzyć wierzchniej warstwy żelu (substancja jest wtedy wymywana równomiernie). Otwierając wylot kolumny należy poczekać do całkowitego wniknięcia próbki w żel, zamknąć wylot i nanieść niewielką porcję rozpuszczalnika, spłukując resztki substancji z wewnętrznych ścianek kolumny, znów poczekać aż wniknie, po czym wprowadzić delikatnie kolejną porcję fazy ruchomej.

4. Zbieranie frakcji

Od momentu naniesienia substancji oczyszczanej do całkowitego jej wyeluowania należy zbierać wypływające frakcje w ściśle określonych objętościach do niewielkich naczyń (probówki, kolby stożkowe).

5. Wyznaczenie współczynnika podziału

K =

V_e - objętość elucyjna - ilość cm³ eluatu zbierana od naniesienia próbki do szczytu czyli frakcji zawierającej największy stężenie danego składnika

V₀ - objętość rozpuszczalnika w kolumnie - ilość cm³ eluatu zbierana od naniesienia próby do szczytu substancji nie zatrzymującej się na kolumnie

V_t - objętość całkowita kolumny - objętość żelu i rozpuszczalnika

Metoda sączenia molekularnego jest bardzo użyteczna do analizy ilościowej mieszanin związków naturalnych o dużej masie cząsteczkowej, takich jak białka, peptydy, enzymy, hormony, kwasy nukleinowe itp.

EKSTRAKCJA - proces przeprowadzenia substancji z jednej fazy stałej lub ciekłej, w której substancja ta jest zawieszona lub rozpuszczona do innej fazy ciekłej. Z tego względu wyróżniamy ekstrakcję:

1. ciała stałego cieczą,

2. cieczy cieczą.

We wszystkich przypadkach wykorzystuje się różnicę rozpuszczalności substancji wydzielanej i zanieczyszczających domieszek.

Ekstrakcja ciała stałego cieczą

W najprostszym przypadku przemywa się mieszaninę substancji stałych małymi porcjami rozpuszczalnika w celu wyodrębnienia łatwo rozpuszczalnego produktu. Jeżeli produkt jest trudno rozpuszczalny, sposób taki wymagałby zbyt dużych ilości rozpuszczalnika i należy używać specjalnych ekstraktorów.

Najłatwiejszym sposobem jest zmieszanie substancji w kolbie z wybranym rozpuszczalnikiem i ogrzewanie pod chłodnicą zwrotną, a następnie odsączenie roztworu od nierozpuszczalnych domieszek i krystalizacja.

Bardzo wydajne i skuteczne jest stosowanie ekstrakcji ciągłej, którą przeprowadza się w specjalnie do tego celu skonstruowanych ekstraktorach. Najbardziej znany jest aparat Soxhleta, składający się z kolby, ekstraktora i chłodnicy zwrotnej.

Mieszaninę ekstrahowaną umieszcza się w gilzie z bibuły, którą wykonuje się zwijając arkusik bibuły w rurkę i zaginając brzegi do wewnątrz. Na dno gilzy kładzie się trochę waty, wsypuje substancję, przykrywa odrobiną waty i zagina górne brzegi gilzy do wnętrza. Gilzę umieszcza się w ekstraktorze, do kolby wlewa rozpuszczalnik, łączy poszczególne części aparatu i ogrzewa kolbę destylacyjną. Pary wrzącego rozpuszczalnika spływają z chłodnicy do gilzy, w której zachodzi proces ekstrakcji. Po wypełnieniu całej przestrzeni, w której znajduje się gilza, ekstrakt przelewa się samoczynnie przez rurkę syfonową do kolby. Proces ten powtarza się wielokrotnie w sposób ciągły, aż do wyekstrahowania z mieszaniny substancji oczyszczanej; nadmiar rozpuszczalnika należy oddestylować. Pozostałość poddaje się krystalizacji lub ekstrakcji innym rozpuszczalnikiem.

Ekstrakcja roztworów cieczą

Ekstrakcja cieczy cieczą jest możliwa, ponieważ substancja wymywana rozdziela się między obie fazy w określonym stosunku, opisywanym przez prawo Nernsta:

C_A/C_B = K = constans

Stosunek stężeń C substancji rozpuszczonej w dwóch nie mieszających się ze sobą i znajdujących się w stanie równowagi ciekłych fazach jest w określonej temperaturze wielkością stałą.

Współczynnik podziału K może być mniejszy lub większy od jedności. W pierwszym przypadku substancja jest gorzej rozpuszczalna w rozpuszczalniku "A" niż w "B". W drugim przypadku jest odwrotnie. Im mniejszy jest współczynnik podziału K, tym lepsza jest wydajność ekstrakcji w procesie wyodrębniania substancji z roztworu "A" za pomocą rozpuszczalnika ,,B". Pamiętać należy o tym, że lepsze rezultaty uzyskuje się przy kilkakrotnej ekstrakcji małymi porcjami niż całą objętością rozpuszczalnika.

Dla właściwego przebiegu i wyniku ekstrakcji ważny jest trafny wybór rozpuszczalnika. W przypadku ekstrakcji roztworu lub zawiesiny wodnej rozpuszczalnik organiczny powinien spełniać następujące warunki:

1. nie może mieszać się z wodą,

2. powinien lepiej rozpuszczać substancję ekstrahowaną niż woda,

3. nie powinien wykazywać tendencji do tworzenia emulsji z roztworem lub zawiesiną

Do najczęściej stosowanych rozpuszczalników należą eter dietylowy, benzen, chloroform, chlorek metylenu, tetrachlorek węgla, octan etylu.

Technika przeprowadzenia ekstrakcji cieczą z roztworów jest następująca:

1. Wybór i sprawdzenie szczelności rozdzielacza.

Objętość rozdzielacza powinna być dwukrotnie większa od objętości ekstrahowanego roztworu. Należy sprawdzić szczelność wszystkich elementów szlifowych rozdzielacza.

2. Przeniesienie roztworu do rozdzielacza.

Rozdzielacz umieszcza się w łapie lub pierścieniu metalowym, przymocowanym do statywu. Przenosi się roztwór oczyszczanej substancji do rozdzielacza i dodaje odpowiedniego rozpuszczalnika organicznego w ilości około 1/3 objętości cieczy ekstrahowanej. Należy zwrócić baczną uwagę na to, czy kran rozdzielacza znajduje się w pozycji poziomej (zamkniętej).

3. Wytrząsanie mieszaniny ekstrakcyjnej.

Po zamknięciu rozdzielacza korkiem wyjmuje się go z pierścienia. Przytrzymując jedną ręką kran, a drugą korek rozdzielacza w położeniu pionowym wytrząsa się delikatnie przez kilka sekund. Ustawia się rozdzielacz skośnie ku górze (zawsze w kierunku neutralnym) i wyrównuje ciśnienie wewnątrz rozdzielacza poprzez otwarcie kranu. Czynność tę powtarza się kilkakrotnie, dopiero po całkowitym wyrównaniu ciśnienia energicznie wytrząsa się zawartość rozdzielacza w ciągu 1 - 2 minut, po czym ponownie wyrównuje się ciśnienie.

4. Rozdzielanie faz w rozdzielaczu.

Rozdzielacz zawiesza się w pierścieniu metalowym lub łapie, otwiera korek i pozostawia do rozdzielania warstw. Warstwę dolną zlewa się przez nóżkę rozdzielacza poprzez otwarcie kranu, natomiast warstwę górną wylewa się otworem górnym rozdzielacza.

Rozpuszczalność większości substancji organicznych w wodzie znacznie zmniejsza się w obecności soli nieorganicznych. Nasycenie roztworu solą kuchenną lub siarczanem amonu ułatwia ekstrakcję zmniejszając jednocześnie straty rozpuszczalnika organicznego, ponieważ jego rozpuszczalność również się zmniejsza.

Destylacja - jest jedną z metod oczyszczania substancji. Stosuje się ją w celu oddzielenia substancji lotnych od mniej lotnych zanieczyszczeń lub do rozdzielenia mieszaniny kilku cieczy różniących się temperaturami wrzenia.

Proces destylacji polega na przeprowadzeniu cieczy w stan pary, a następnie skropleniu w celu ponownego przeprowadzenia w ciecz. Substancję oczyszczoną ogrzewa się w kolbie destylacyjnej. Temperatura cieczy rośnie i jednocześnie wzrasta ciśnienie par nad cieczą, aż do osiągnięcia stanu wrzenia, tj. do momentu, gdy prężność par osiągnie wartość równą ciśnieniu nad ogrzewaną cieczą. Wtedy temperatura przyjmuje stałą wartość i nie zmienia się, mimo intensywnego ogrzewania, dopóki nie przedestyluje składnik wrzący w tej temperaturze. Całe dostarczone ciepło zostanie więc zużyte na przemianę cieczy w parę. Para przechodzi dalej do chłodnicy, gdzie zostaje oziębiona i skrapla się, spływając do odbieralnika.

Można wyróżnić cztery zasadnicze rodzaje destylacji:

1. destylacja prosta - pod ciśnieniem atmosferycznym;

2. destylacja próżniowa - pod obniżonym ciśnieniem;

3. destylacja z parą wodną;

4. destylacja frakcyjna z kolumną destylacyjną.

PAROWANIE, WRZENIE I PRZEGRZANIE CIECZY

Cząsteczki cieczy i cząsteczki gazu znajdują się w ustawicznym ruchu i zderzając się ze sobą wymieniają wzajemnie energię. Na powierzchni cieczy pewne cząsteczki, posiadające dużą energię mogą przejść do wolnej przestrzeni, tworząc fazę gazową danej substancji. Proces ten, zwiększający się ze wzrostem temperatury, nazywamy parowaniem.

Gdy prężność par zrówna się z ciśnieniem zewnętrznym, wywieranym na powierzchnię cieczy, wówczas ciecz paruje nie tylko na powierzchni, ale i w całej objętości, o czym świadczą powstające wewnątrz pęcherze - następuje zatem wrzenie cieczy. Temperaturę, w której zachodzi ten proces nazywamy temperaturą wrzenia.

W czasie destylacji może wystąpić niekorzystne zjawisko zwane przegrzaniem cieczy. Jest ono spowodowane znacznym opóźnieniem w ustaleniu się równowagi między fazą ciekłą a gazową. Ciecz może być przegrzana do znacznie wyższej temperatury od jej normalnej temperatury wrzenia i mimo to nie będzie wrzeć. Aby uniknąć przegrzania cieczy, należy wrzucić do naczynia środki ułatwiające powstawanie drobnych pęcherzyków - tzw. "zarodków" fazy gazowej. Tymi środkami mogą być np.: nie powlekany fajans, pumeks, lub jednostronnie zatopione kapilary. W czasie ogrzewania cieczy wydobywają się z nich pęcherzyki powietrza, które są zaczątkiem dużych pęcherzy pary, ułatwiając w ten sposób wrzenie cieczy. Kawałki potłuczonej porcelany nie mogą być stosowane ze względu na brak porów i rysowanie szkła.

Uwaga I Nie należy do rozgrzanej cieczy wrzucać kawałków pumeksu czy innych ciał porowatych ze względu na 'niebezpieczeństwo gwałtownego wyrzucenia zawartości z naczynia, co może niekiedy powodować groźne poparzenia, a nawet pożar.

DESTYLACJA PROSTA

Ten rodzaj destylacji stosuje się do substancji, których temperatura wrzenia nie przekracza na ogół 200°C i do takich cieczy, które w charakterystycznych dla nich temperaturach wrzenia, nie ulegają rozkładowi.

Stosuje się ją do rozdzielenia mieszanin, w których tylko jeden składnik jest lotny lub temperatury wrzenia składników różnią się w sposób zasadniczy (co najmniej 80°C), bądź do odparowania rozpuszczalnika z roztworu.

Podczas destylacji prostej dzieli się destylat najczęściej na trzy frakcje: przedgon (zawierający łatwopalne zanieczyszczenia), frakcję główną (koncentrat oczyszczanego związku) oraz tzw. pogon (zawierający niewielką ilość zanieczyszczeń o wyższej temperaturze wrzenia). Pozostałość w kolbie destylacyjnej zawiera nielotne lub trudno lotne zanieczyszczenia.

Typowe zestawy aparatury do wykonania destylacji prostej składają się z następujących elementów: kolba, nasadka destylacyjna, termometr, chłodnica, przedłużacz i odbieralnik. Wielkość i rodzaj aparatury muszą być dobrane w zależności od ilości substancji, przewidywanej temperatury wrzenia oraz właściwości fizykochemicznych substancji. Kolba destylacyjna nie może być wypełniona bardziej niż do 2/3 jej nominalnej objętości. Większe wypełnienie kolby może spowodować zanieczyszczenie destylatu przez przerzucenie cieczy z kolby do odbieralnika związane z gwałtownym wrzeniem lub

pienieniem się substancji, a niekiedy nawet rozerwanie aparatury.

Do cieczy o niskich temperaturach wrzenia (poniżej 150°C) używa się kolb destylacyjnych z wysoko osadzoną rurką kondensacyjną. Substancje o wysokich temperaturach wrzenia (powyżej 150°C) destyluje się z kolb o nisko osadzonej rurce kondensacyjnej.

Do destylacji należy używać sprawdzonego i dopasowanego termometru. Kulka z cieczą termometryczną musi być całkowicie omywana przez pary substancji (nieprzestrzeganie tego stanowi źródło poważnych błędów w odczytywaniu temperatury wrzenia), a termometr musi mieć zakres dopasowany do przewidywanej temperatury wrzenia. Ciecz w kolbie należy zabezpieczyć przed przegrzaniem. W tym celu najeży wrzucić do kolby tzw. kamyczki wrzenne (z reguły kawałki wyprażonego fajansu o rozmiarach ok. 5 mm). Rodzaj i długość chłodnicy powinny być dobrane do temperatury wrzenia cieczy. Dla cieczy o temperaturze wrzenia do 30°C najlepiej jest używać chłodnicy o płaszczu chłodzonym mieszaniną chłodzącą (np. aceton - stały CO₂), od 30°C do 150°C chłodnicy z płaszczem wodnym, a powyżej 150°C stosuje się zwykle chłodnice powietrzne, ze względu na duże naprężenia, na jakie jest narażone szkło ogrzane do tych temperatur. Aparatura powinna być dobrana wielkością do ilości substancji. Użycie zbyt dużej aparatury powoduje znaczne straty ze

względu na dużą powierzchnię szkła zwilżonego warstewką cieczy i utratę ciepła przez dużą powierzchnię aparatury. W przypadku destylacji cieczy higroskopijnej stosuje się rurkę ze środkiem wiążącym wilgoć, którą dołącza się do przedłużacza. Jeżeli destyluje się ciecz, która w czasie ogrzewania wydziela niebezpieczne gazy lub pary, należy zastosować odpowiedni absorbent, lub w ostateczności podłączyć aparaturę do pompki wodnej przez T-rurkę. Aparatura do destylacji musi być dobrze zestawiona i szczelna, a jej wnętrze musi być bezwzględnie połączone z atmosferą.

Wykonanie destylacji:

Po zestawieniu odpowiedniej aparatury napełnia się kolbę destylacyjną cieczą (kamyczki wrzenne!), po czym rozpoczyna ogrzewanie, obserwując jednocześnie zachowanie cieczy. Po pewnym czasie pojawiają się pierwsze krople destylatu. Wówczas reguluje się tempo destylacji tak, aby ciecz łagodnie wrzała, a szybkość destylacji nie przekraczała od 1 do 3 kropli na sekundę. Po niedługim czasie temperatura przestaje się podnosić i ustala się w granicach 1-2 stopni. Wówczas zmienia się odbieralnik zawierający przedgon i zbiera frakcje główną w nowym odbieralniku, dopóki termometr wskazuje stałą temperaturę. W momencie gdy temperatura zaczyna wzrastać, zmienia się ponownie odbieralnik, zbierając tak zwany pogon zawierający z reguły wyżej wrzące zanieczyszczenia. Kiedy w kolbie destylacyjnej pozostanie 1 - 3 cm³ cieczy, przerywa się ogrzewanie, odłącza się odbieralnik

i rozmontowuje aparaturę. Należy pamiętać, że destylacji nie prowadzi się do "sucha", ponieważ można doprowadzić do niekontrolowanego rozkładu pozostałości w kolbie destylacyjnej.

DESTYLACJA PRÓŻNIOWA

Destylację pod zmniejszonym ciśnieniem, stosuje się do oczyszczania substancji wrzących powyżej 200°C oraz takich, które w podwyższonej temperaturze ulegają rozkładowi. Wiadomym jest, że ciecz wrze wtedy, gdy prężność pary nasyconej zrówna się z ciśnieniem zewnętrznym. Im wyższe jest ciśnienie otaczającego gazu, tym wyższa musi być prężność pary. A zatem, aby nastąpiło wrzenie, ciecz należy ogrzać do wyższej temperatury. Analogicznie, pod zmniejszonym ciśnieniem zewnętrznym, w niższej temperaturze nastąpi zrównanie prężności i wrzenie cieczy.

Zasadnicze elementy aparatury do destylacji pod zmniejszonym ciśnieniem są takie same, jak do destylacji pod ciśnieniem normalnym. Obowiązują również podobne zasady prowadzenia procesu. Wszelkie różnice wynikają z wytworzenia w aparaturze ciśnienia mniejszego niż normalne. Podczas zestawienia aparatury do wykonania destylacji pod zmniejszonym ciśnieniem należy kierować się następującymi uwagami:

1. Do destylacji próżniowej należy używać wyłącznic kolb okrągłodennych lub naczyń wykonanych specjalnie do prac pod zmniejszonym ciśnieniem. Płyn w kolbie powinien sięgać w przybliżeniu 1/2 jej objętości. Dla płynów pieniących się stosuje się kolby większe i napełnia je do 1/3 objętości kolby.

2. Na kolbę nakłada się nasadkę Claisena z boczną szyjką, która zmniejsza możliwość przerzucenia cieczy z kolby do chłodnicy. W bocznej szyi nasadki umieszcza się termometr, a drugą zamyka rurką kapilarną sięgającą prawie do dna kolby.

3. Na rurkę kapilarną nakłada się kawałek węża gumowego ze ściskaczem śrubowym, do regulacji dopływu powietrza. Przechodzące przez kapilarę pęcherzyki powietrza lub gazu obojętnego zapewniają równomierne wrzenie cieczy podczas destylacji, zapobiegając jej przegrzaniu.

4. Odbieralniki są to najczęściej kolby okrągłodenne, których ilość dobieramy zależnie od ilości destylowanej cieczy oraz ilości spodziewanych frakcji. Odbieralnik połączony jest z chłodnicą za pomocą przedłużacza.

5. Przedłużacz łączy się z pompą próżniową przez łącznik trójdrożny T -rurka), którego jeden koniec połączony jest z zestawem destylacyjnym, drugi z manometrem, a trzeci z flaszką Wulffa podłączoną do pompy. Najprostszą pompą próżniową jest pompa wodna (szklana lub metalowa). Działanie pompy wodnej polega na porywaniu powietrza z zestawu destylacyjnego przez szybki strumień wody wypływającej z dyszy. Zaletą pomp wodnych szklanych jest ich odporność na działanie par o charakterze kwaśnym lub zasadowym. Uciążliwą wadą zaś zarówno pomp szklanych jak i metalowych jest możliwość wciągania wody do układu próżniowego w przypadku obniżenia się ciśnienia wody w sieci wodociągowej. W tym celu między pompą próżniową a zestaw próżniowy należy włączyć zestaw zabezpieczający, to jest butelkę Wulffa lub kolbę ssawkową.

6. Aparatura musi być szczelna. Duże nieszczelności uniemożliwiają wykonanie destylacji, drobne nieszczelności natomiast są przyczyną poważnych kłopotów podczas prowadzenia procesu, polegających na niekontrolowanych zmianach ciśnienia w aparaturze w związku z czym substancja chwilami destyluje bardzo energicznie i ciecz jest przerzucana do odbieralnika, albo nie destyluje wcale.

Wykonanie destylacji:

Po zmontowaniu aparatury należy sprawdzić szczelność aparatury. W tym celu włącza się pompę próżniową, zaciska ściskacz śrubowy osadzony za pomocą węża gumowego na kapilarze i po ustaleniu poziomu rtęci w manometrze, odczytuje ciśnienie. Gdy po pewnym czasie uzyskuje się żądaną i stałą próżnię, likwiduje się próżnię i wprowadza do kolby substancję która ma być destylowana. Kolbę zamyka się rurką kapilarną i włącza pompę. Po osiągnięciu stałego ciśnienia, odkręca się ściskacz tak, aby przez rurkę kapilarną przechodziła odpowiednia ilość pęcherzyków powietrza. Następnie podłącza się chłodnicę do instalacji wodnej i włącza ogrzewanie kolby. Nie wolno ogrzewać substancji przed obniżeniem ciśnienia w aparaturze, gdyż na skutek przegrzania mogłoby nastąpić przerzucenie cieczy do odbieralnika lub rozerwanie aparatury.

Po zakończeniu destylacji należy oziębić aparaturę, a dopiero potem wyłączyć pompę i wpuścić do aparatury powietrze przez kapilarę znajdującą się w kolbie. Manometr zapowietrza się na końcu przez powolne otwarcie jego kranu; szybkie zapowietrzenie powoduje dużą różnicę ciśnień, rtęć gwałtownie uderzając o ścianki manometru może je rozbić.

Uwaga! Prace pod zmniejszonym ciśnieniem kryją zawsze niebezpieczeństwo pęknięcia aparatury i drobnej eksplozji. Konieczne zatem jest używanie okularów ochronnych.

DESTYLACJA Z PARĄ WODNĄ

Tą drogą można oczyścić substancje stałe lub ciekłe pod warunkiem, że substancja destylowana nie miesza się i nie reaguje z wodą i jest lotna z parą wodną, tzn. wykazuje w temperaturze bliskiej 100°C dość znaczną prężność par. Proces ten polega na przemianie substancji zawieszonej w wodzie w stan gazowy przy pomocy strumienia pary wodnej.

W destylacji z parą wodną wykorzystuje się fakt, że całkowite ciśnienie pary nasyconej nad układem nic mieszających się składników jest równe sumie ciśnień cząstkowych poszczególnych składników. Taka mieszanina osiągnie temperaturę wrzenia wtedy, gdy suma ciśnień cząstkowych poszczególnych składników zrównoważy ciśnienie atmosferyczne (ciśnienie zewnętrzne stosowane przy tej destylacji). Zatem temperatura wrzenia mieszaniny będzie zawsze niższa od temperatury wrzenia składnika najbardziej lotnego.

Aparatura do destylacji z parą wodną składa się z kociołka blaszanego lub kolby kulistej do wytwarzania pary wodnej, kolby kulistej w której umieszcza się ciecz do destylacji, nasadki destylacyjnej oraz chłodnicy, przedłużacza i odbieralnika. Parę wodną wytwarza się w kociołku, w którym montuje się dwie rurki. Jedna sięgająca do dna zapobiega wciąganiu zawartości kolby destylacyjnej do kociołka, gdyby ciśnienie w nim nagle się obliżyło. Drugą łączy się z kolbą destylacyjną poprzez rurkę sięgającą prawie do jej dna.

W destylacji wodnej uproszczonej (bez kociołków), woda spływając kroplami z wkraplacza wytwarza parę wodną bezpośrednio w kolbie destylacyjnej. Gdy wodę w kociołku ogrzewamy, wentyl jest otwarty, a gdy woda wrze, wentyl zamykamy przy pomocy ściskacza, wprowadzając parę do kolby destylacyjnej. Kolbę destylacyjną montuje się ukośnie, zapobiega to przerzuceniu cieczy z kolb do chłodnicy .Przewód gumowy łączący kociołek z nasadką powinien być jak najkrótszy aby przechodząca para nie ulegała po drodze kondensacji. Po ukończeniu destylacji należy najpierw zdjąć ściskacz z wentyla, a następnie dopiero odłączyć grzanie.

Wykonanie destylacji: Kociołek napełnia się wodą do 2/3 pojemnośc, kolbę destylacyjną mieszaniną destylowanej substancji i wody, której objętość nie powinna przekraczać 1/3 pojemności kolby. Wodę w kociołku doprowadza się do wrzenia, a para wodna, która przedostaje się do kolby porywa cząsteczki substancji do chłodnicy, gdzie następuje skroplenie. W celu niedopuszczenia do kondensowania się dużej ilości pary wodnej w kolbie, należy ją lekko ogrzewać. W odbieralniku gromadzi się mieszanina substancji lotnej z parą wodną i woda. Destylację prowadzi się do momentu gdy skrapla się czysta woda. W razie krystalizacji substancji organicznej w chłodnicy należy zamknąć dopływ wody chłodzącej, co spowoduje ogrzanie i stopienie substancji , która bez przeszkór spłynie do odbieralnika. Dopływ wody uregulować tak, aby substancja nie zestaliła się w chłodnicy. Po zakończeniu destylacji należy najpierw wyłączyć ogrzewanie kociołka i natychmiast odłączyć go od kolby przez ściąganie węża gumowego z rurki doprowadzającej parę do kolby destylacyjnej. Zapobiega to wessaniu cieczy z kolby do kociołka.

Krystalizacja - jest procesem wydzielania fazy stałej z roztworu rozpuszczonej w nim substancji stałej lub zachodzącym podczas krzepnięcia substancji znajdującej się w stanie stopionym. Oczyszczanie substancji stałych przez krystalizację polega na wykorzystaniu ich rozpuszczalności w odpowiednim rozpuszczalniku lub mieszaninie rozpuszczalników.

Kolejność postępowania podczas krystalizacji jest następująca:

1. Przygotowanie nasyconego roztworu substancji w odpowiednio dobranym rozpuszczalniku, poprzez rozpuszczenie tej substancji w minimalnej ilości rozpuszczalnika w jego temperaturze wrzenia.

Substancję stałą umieszcza się w kolbie kulistej lub stożkowej o odpowiedniej pojemności, zaopatrzonej w chłodnicę zwrotną i dodaje małą ilość rozpuszczalnika. Całość doprowadza się do wrzenia, dodając porcjami rozpuszczalnik, aż do całkowitego rozpuszczenia substancji oczyszczanej. Ogrzewanie prowadzimy na płaszczach elektrycznych lub w przypadku łatwopalnych rozpuszczalników na łaźniach wodnych.

2. Usunięcie zanieczyszczeń mechanicznych i związków nierozpuszczalnych przez przesączenie gorącego roztworu.

Sączy się zwykle przez sączek fałdowany, umieszczony w lejku o krótkiej szerokiej nóżce, ogrzewany specjalnie przystosowanym płaszczem grzejnym (zmniejszenie do minimum możliwości zatkania nóżki i lejka przez wydzielające się kryształy). W celu usunięcia domieszek barwnych i smolistych, utrudniających krystalizację i mogących zanieczyszczać powstające kryształy, do roztworu dodaje się substancji adsorbujących.

3. Oziębienie roztworu w celu wykrystalizowania rozpuszczonej substancji.

Oziębianie prowadzimy powoli i spokojnie. Samodzielne ochłodzenie roztworu do temperatury pokojowej pozwala otrzymać duże, dobrze ukształtowane kryształy. W przypadku zbyt powolnej krystalizacji można ją przyspieszyć poprzez: pocieranie ścianek naczynia szklaną pałeczką, "zaszczepienie roztworu" czyli wprowadzenie kryształka substancji krystalizowanej, oziębienie mieszaniną oziębiającą lub w chłodni (kryształy są wtedy drobniejsze i gorzej ukształtowane).

4. Oddzielenie kryształów od ługu pokrystalicznego poprzez sączenie.

Stosuje się sączenie pod zmniejszonym ciśnieniem na lejku Büchnera, umieszczonym w kolbie ssawkowej Bunsena połączonej z pompą ssącą (wodną) przez butlę Wulffa (spełniającej rolę naczynia zabezpieczającego przed przedostaniem się wody do kolby ssawkowej w przypadku obniżenia ciśnienia wody wodociągowej).

5. Przemycie kryształów i wysuszenie.

Przemywanie prowadzimy na lejku użytym do sączenia jak najmniejszą ilością rozpuszczalnika użytego do krystalizacji. Po dokładnym odsączeniu resztek ługu pokrystalicznego, osad zdejmuje się z lejka i osusza znanymi metodami.

Po wysuszeniu substancji krystalicznej należy sprawdzić jej czystość poprzez pomiar temperatury topnienia lub metodami chromatograficznymi. Krystalizację powtarza się, aż do osiągnięcia stałej temperatury topnienia związku.

W ługach pokrystalicznych jest jeszcze obecna taka ilość substancji, że nie można jej pominąć. Należy wtedy oddestylować część rozpuszczalnika i spowodować krystalizację. Otrzymane kryształy są mniej czyste i wymagają rekrystalizacji.

Rozpuszczalnik używany do krystalizacji powinien spełniać następujące warunki:

1. nie może reagować z substancją krystalizowaną,

2. powinien dobrze rozpuszczać substancję krystalizowaną w temperaturze wrzenia, źle w temperaturze pokojowej,

3. powinien rozpuszczać zanieczyszczenia bardzo dobrze albo rozpuszczać je w bardzo nieznacznym stopniu,

4. temperatura wrzenia rozpuszczalnika powinna być niższa od temperatury topnienia substancji krystalizowanej,

5. powinien być łatwy do usunięcia z powierzchni kryształów, a więc mieć względnie niską temperaturę wrzenia.

Przy doborze rozpuszczalnika należy brać pod uwagę zarówno właściwości chemiczne substancji oczyszczanej i rozpuszczalnika, jak również lotność i toksyczność samego rozpuszczalnika. Następujące uogólnienia mogą być pomocne przy doborze odpowiedniego rozpuszczalnika do krystalizacji:

1. "Similia similibus solvuntur", co znaczy "podobne rozpuszczają się w podobnych". Zgodnie z tą regułą związki o dużej polarności dobrze rozpuszczają się w rozpuszczalnikach polarnych i przeciwnie, rozpuszczalniki niepolarne dobrze rozpuszczają substancje o niskiej polarności.

2. Między konstytucją związku oczyszczanego a strukturą rozpuszczalnika istnieje duża i bardzo istotna zależność. Związki zawierające grupy hydroksylowe (cukry,polialkohole, kwasy karboksylowe) rozpuszczają się w wodzie, natomiast węglowodory i ich chlorowcopochodne rozpuszczają się w benzenie lub eterze naftowym.

3. Powiększenie długości łańcucha węglowodorowego w wyższych alkoholach znacznie zmniejsza rozpuszczalność w wodzie, zwiększając jednocześnie rozpuszczalność w alkoholach i węglowodorach.

Szereg polarności rozpuszczalników.

ROZPUSZCZALNIK	tw. °C	UWAGI
woda	100	stosować możliwie najczęściej
metanol	64,5	palny, toksyczny
etanol	78	palny
aceton	56	palny
octan etylu	78	palny
chloroform	61	niepalny, pary toksyczne
eter dietylowy	35	palny, w miarę możności unikać
benzen	80	palny, pary bardzo toksyczne
tetrachlorek węgla	77	niepalny, pary toksyczne

W praktyce dobór rozpuszczalnika musi być oparty na próbach doświadczalnych. W tym celu do kilku probówek odważa się niewielką ilość substancji (0.1 g) i dodaje po 0.5 - I cm³ różnych rozpuszczalników i ogrzewa do całkowitego rozpuszczenia substancji. Najodpowiedniejszym będzie ten rozpuszczalnik, z którego po oziębieniu wydzieli się najwięcej ładnie uformowanych kryształów oraz w którym rozpuszczalność substancji w temperaturze pokojowej nie jest zbyt duża (może to powodować nadmierne straty substancji krystalizowanej pozostającej w ługach pokrystalicznych). Z kolei zbyt mała rozpuszczalność substancji krystalizowanej utrudnia oczyszczanie, gdyż zmusza do używania dużych objętości rozpuszczalnika.

Sublimacja - polega na przemianie substancji stałej w parę i kolejnej kondensacji pary w postaci stałej z pominięciem stanu ciekłego.

Proces ten jako metoda oczyszczania substancji organicznych daje dość dobre wyniki. Można często uzyskać lepszą wydajność niż w procesie krystalizacji, szczególnie gdy trzeba oddzielić sublimującą substancję od nielotnych składników mieszaniny.

Oczyszczona przez sublimację substancja jest wolna od zanieczyszczeń mechanicznych, które towarzyszą ostatecznemu produktowi nawet po starannie wykonanej krystalizacji (włókna bibuły filtracyjnej, drobne zanieczyszczenia ze ścianek krystalizatorów itp.). Przewagę sublimacji nad krystalizacją widać również wtedy, gdy mamy do czynienia z niepożądanym udziałem rozpuszczalnika, użytego do krystalizacji, w budowie sieci krystalicznej (np. tworzenie hydratów). Sublimacja umożliwia także oczyszczenie dowolnie małej ilości substancji.

Sublimacja może być jednak stosowana tylko w przypadku oczyszczania substancji o bardzo dużej prężności pary poniżej temperatury topnienia, np. kamforę, chinony, naftalen, kwas benzoesowy.

Urządzenia do sublimacji są różnorodne w zależności od właściwości fizycznych sublimowanej substancji. Z tego względu możemy wyróżnić sublimację:

1. pod ciśnieniem normalnym,

2. pod ciśnieniem zmniejszonym,

3. z gazem obojętnym,

4. mikrosublimację,

Najprostsze urządzenie do sublimacji składa się z:

1. naczynia (zlewki) - na dnie umieszcza się substancję oczyszczaną i delikatnie ogrzewa,

2. kolby kulistej wypełnionej wodą - pełni rolę chłodnicy, umieszcza się ją u wylotu "sublimatora". Pary substancji sublimowanej stykając się z chłodnymi ściankami kolby, przechodzą bezpośrednio w postać krystaliczną.

Oziębianie

Najprostszym środkiem chłodzącym jest woda, której temperatura waha się w granicach 4 - 15°C w zależności od pory roku.

0°C uzyskuje się za pomocą lodu

- 5 do - 18°C stosując 1 część NaCl i 3 części drobno zmielonego lodu

- 40 do - 50°C używając 5 części uwodnionego CaCl₂ i 4 części drobno zmielonego lodu

do - 72°C biorąc CO₂ (suchy lód) i alkohol etylowy

do -77°C poprzez suchy lód i eter, bądź też suchy lód i mieszaninę chloroformu i acetonu

do - 180°C stosując ciekłe powietrze

do - 190°C stosując ciekły azot

Suszenie

Suszeniem nazywamy proces usuwania niewielkich ilości obcej cieczy lub jej par ze stałej, ciekłej lub gazowej substancji. Przy wyborze środka suszącego i sposobu suszenia decydujące znaczenie ma:

1. stan skupienia substancji

2. ilość usuwanej wody lub rozpuszczalnika

3. właściwości chemiczne substancji oczyszczającej.

Substancja oczyszczana nie może wchodzić w reakcję ze środkiem suszącym. Np. stęż. H₂SO₄ nie nadaje się do osuszania związków nienasyconych, alkoholi, substancji zasadowych; stałego KOH nie stosuje się zaś do osuszania aldehydów i substancji kwaśnych.

Suszenie cieczy odbywa się przez pozostawienie jej nad warstwą środka suszącego. Uniwersalnymi środkami suszącymi są: Na₂SO₄, MgSO₄, CaSO₄.

CIECZE	ŚRODKI SUSZĄCE
węglowodory nasycone	P2O5, H2SO4, Na
węglowodory nienasycone	CaCl2
chlorowcoalkile	P2O5, H2SO4, CaCl2, K2CO3
alkohole	CaO, BaO, CuSO4
etery	CaCl2, CuSO4, Na, Na2SO4
ketony	MgSO4, K2CO3 (krótko)
estry	CaSO4, Na2SO4
aminy	KOH, NaOH, K2CO3

Suszenie ciał stałych odbywa się przeważnie w eksykatorach zwykłych i próżniowych, w których znajdują się środki pochłaniające wilgoć i pary związków organicznych. Pary wody i niższych alkoholi pochłaniają: stęż. H₂SO₄, bezwodny CaCl₂, KOH, NaOH, P₂O₅; pary rozpuszczalników o charakterze kwasowym np. kwasu octowego absorbują KOH, NaOH; pary rozpuszczalników zasadowych np. pirydyny stęż. H₂SO₄. W celu uwolnienia od resztek rozpuszczalnika obojętnego np. benzenu, chloroformu, umieszcza się w eksykatorze dodatkowo wióry stałej parafiny.

---