Acid–base extraction
அமில-காரம் பிரித்தெடுத்தல் என்பது திரவ-திரவ பிரித்தெடுத்தல்களின் ஒரு துணைப்பிரிவாகும், மேலும் இது மற்ற அமில அல்லது அடிப்படை சேர்மங்களிலிருந்து இரசாயன இனங்களைப் பிரிப்பதை உள்ளடக்கியது. இது பொதுவாக கச்சா சேர்மங்களை சுத்திகரிக்க ஒரு இரசாயன தொகுப்பைத் தொடர்ந்து வேலை செய்யும் போது செய்யப்படுகிறது, இதன் விளைவாக தயாரிப்பு பெரும்பாலும் அமில அல்லது அடிப்படை அசுத்தங்கள் இல்லாமல் இருக்கும். ஒரு பிரிப்பு புனல் பொதுவாக ஒரு அமில-காரம் பிரித்தெடுத்தல் செய்ய பயன்படுத்தப்படுகிறது. அமில-காரம் பிரித்தெடுத்தல் என்பது ஒரு சேர்மத்தின் அமிலம் அல்லது கார வடிவத்தில் கரையக்கூடிய தன்மையில் உள்ள வேறுபாட்டைப் பயன்படுத்தி பிரிப்பைத் தூண்டுகிறது. பொதுவாக, விரும்பிய கலவை அதன் சார்ஜ் செய்யப்பட்ட அமிலம் அல்லது கார வடிவமாக மாற்றப்படுகிறது, இதனால் அது நீர்க் கரைசலில் கரையக்கூடியது, இதனால் நீர் அல்லாத (கரிம) அடுக்கிலிருந்து பிரித்தெடுக்கப்படுகிறது. அமில-காரம் பிரித்தெடுத்தல் என்பது குரோமடோகிராஃபி போன்ற மிகவும் சிக்கலான முறைகளுக்கு ஒரு எளிய மாற்றாகும். இந்த எளிய முறையைப் பயன்படுத்தி வேதியியல் ரீதியாக ஒத்த அமிலங்கள் அல்லது காரங்களை பிரிக்க முடியாது என்பதை நினைவில் கொள்க. பின்னணி கோட்பாடு அமில-காரம் பிரித்தெடுத்தல் உப்புகள் தண்ணீரில் அதிக கரையக்கூடிய அயனி சேர்மங்கள் என்ற அடிப்படைக் கொள்கையின் அடிப்படையில் செயல்படுகிறது, அதே நேரத்தில் நடுநிலை மூலக்கூறுகள் பொதுவாக தண்ணீரில் கரையக்கூடிய தன்மையைக் கொண்டிருக்கவில்லை. ஒரு கரிம கரைப்பானில் கரைந்த அமில மற்றும் அடிப்படை சேர்மங்களின் கலவையைக் கவனியுங்கள். நீர் அமிலத்தைச் சேர்ப்பது அமிலக் கூறு சார்ஜ் செய்யப்படாமல் இருக்கும், அதே நேரத்தில் அடிப்படை கூறு உப்பை உருவாக்க புரோட்டோனேற்றப்படும். சார்ஜ் செய்யப்படாத அமில கூறு கரிம கரைப்பானில் கரைந்திருக்கும், அதே நேரத்தில் அதிக சார்ஜ் செய்யப்பட்ட அடிப்படை உப்பு நீரிய கரைப்பானுக்கு இடம்பெயரும். அமில மற்றும் அடிப்படை கூறுகள் இப்போது இரண்டு வெவ்வேறு அடுக்குகளாக இருப்பதால், அவற்றை எளிதாக பிரிக்க முடியும். மாற்றாக, நீரிய அடித்தளத்தைச் சேர்ப்பது அமிலக் கூறு சிதைந்து உப்பை உருவாக்கும், அதே நேரத்தில் அடிப்படை கூறு சார்ஜ் செய்யப்படாமல் இருக்கும். இந்த வழக்கில், சார்ஜ் செய்யப்படாத காரம் கரிம அடுக்கில் இருக்கும், அதே நேரத்தில் அதிக சார்ஜ் செய்யப்பட்ட அமில உப்பு நீர் அடுக்குக்கு இடம்பெயரும். கரிம அமில கூறு ஒப்பீட்டளவில் பலவீனமாக இருந்தால் மற்றும் ~ 5 pKa மதிப்பைக் கொண்டிருந்தால் (கார்பாக்சிலிக் அமிலம் போன்றவை), கூடுதல் அமிலத்தைச் சேர்ப்பது கரைசலின் pH ஐக் குறைப்பதன் மூலம் பிரிப்பை மேலும் மேம்படுத்தும். இது கரிம அமிலக் கூறுகளின் சுய அயனியாக்கத்தை குறைக்கிறது மற்றும் நீர் அடுக்குக்குள் நுழையும் போக்கைக் கட்டுப்படுத்துகிறது. இந்த கொள்கை ஒரு கரிம அடித்தளத்திற்கு ஒப்பீட்டளவில் பலவீனமான அடித்தளமாக இருக்கும்போது பொருந்தும். அமில-கார பிரித்தெடுத்தல்கள் பொதுவாக அமிலங்களை காரங்களிலிருந்து பிரிக்கப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன என்றாலும், அவை இரண்டு அமிலங்கள் அல்லது இரண்டு காரங்களை ஒருவருக்கொருவர் பிரிக்கப் பயன்படுத்தப்படலாம். இருப்பினும், அமிலங்கள் மற்றும் காரங்கள் வலிமையில் பெரிதும் வேறுபட வேண்டும், எ. கா. ஒரு வலுவான அமிலம் மற்றும் ஒரு மிகவும் பலவீனமான அமிலம். எனவே, இரண்டு அமிலங்களும் முடிந்தவரை பெரிய pKa (அல்லது pKb) வேறுபாட்டைக் கொண்டிருக்க வேண்டும். எடுத்துக்காட்டாக, பின்வருவனவற்றைப் பிரிக்கலாம்ஃ கார்பாக்சிலிக் அமிலங்கள் (சுமார் 4 முதல் 5 வரை) போன்ற வலுவான அமிலங்களிலிருந்து பினோல்கள் (சுமார் 10 பி. கே. ஏ) போன்ற மிகவும் பலவீனமான அமிலங்கள். மிகவும் பலவீனமான தளங்கள் (pKb சுற்றி 13-14) வலுவான தளங்களிலிருந்து (pKb சுமார் 3 முதல் 4 வரை). சுவடு உலோக செறிவை தீர்மானிக்க மண்ணை சுத்திகரிப்பதில் இது அடிக்கடி பயன்படுத்தப்படுகிறது. இரண்டு அமிலங்கள் அல்லது இரண்டு காரங்களைப் பிரிக்கும் போது, pH பொதுவாக pKa (அல்லது pKb) மாறிலிகளுக்கு இடையில் தோராயமாக ஒரு மதிப்புடன் சரிசெய்யப்படுகிறது. இந்த இடைநிலை pH இல் பிரிப்பு ஏற்படுகிறது, ஏனெனில் ஒரு கூறு முழுமையாக அயனியாக்கப்பட்டது, மற்றொன்று அதன் நடுநிலை வடிவத்தில் உள்ளது. பெரும்பாலும், அமிலங்கள் அல்லது காரங்களைப் பிரித்தெடுக்கப் பயன்படுத்தப்படும் கரைசல்கள் pH ஐக் கட்டுப்படுத்தவும் பயன்படுத்தப்படலாம். இரண்டு அமிலங்களைப் பிரிக்கும் போது, கலவை முதலில் பலவீனமான காரத்துடன் கழுவப்படுகிறது (எ. கா. சோடியம் பைகார்பனேட்) பலவீனமான அமிலத்தைப் பிரித்தெடுக்க, பின்னர் ஒரு வலுவான காரத்துடன் கழுவப்படுகிறது (எ. கா. சோடியம் ஹைட்ராக்சைடு) வலுவான அமிலத்தை பிரித்தெடுக்கும். அடிப்படை கூறுகளை பிரிக்க, பலவீனமான அமிலம் (எ. கா. நீர்த்த அசிட்டிக் அமிலம்) முதலில் பலவீனமான காரத்தைப் பிரித்தெடுக்கப் பயன்படுத்தப்படுகிறது, பின்னர் அதிக செறிவூட்டப்பட்ட அமிலம் (எ. கா. ஹைட்ரோகுளோரிக் அமிலம் அல்லது நைட்ரிக் அமிலம்) வலுவான அமில pH மதிப்புகளை உருவாக்க பயன்படுத்தப்படுகிறது. நுட்பம் ஒரு அமில மற்றும்/அல்லது அடிப்படை சேர்மத்தைக் கொண்ட கலவையில் அமில-காரம் பிரித்தெடுக்கும் போது பின்வரும் செயல்முறை பொதுவாக பின்பற்றப்படுகிறதுஃ சேர்மங்களின் கலவை டைகுளோரோமீத்தேன் அல்லது டைஎத்தில் ஈதர் போன்ற பொருத்தமான கரிம கரைப்பானில் கரைக்கப்படுகிறது. கரைசல் ஒரு பிரிப்பு புனலில் சேர்க்கப்படுகிறது. விரும்பிய கலவை காரமாக இருந்தால், கரைசல் நீரிய அமிலத்தால் கழுவப்படும் (எ. கா. 5 சதவீதம் எச். சி. எல்); இது அமிலத்தன்மை கொண்டதாக இருந்தால், கரைசல் நீர் அடித்தளத்துடன் கழுவப்படுகிறது (எ. கா. 5 சதவீதம் NaOH). பின்னங்கள் பின்னர் அசைக்கப்பட்டு இரண்டு கட்டங்களும் பிரிக்கப்படுகின்றன. குறிப்பாக நடுநிலையாக்கத்தின் போது (சோடியம் பைகார்பனேட் போன்றவை) கார்பன் டை ஆக்சைடு வாயுவை உருவாக்கும் நீரிய கரைசல்களைக் கொண்டிருக்கும்போது, அழுத்தம் அதிகரிப்பதைத் தணிக்க பிரிப்பு புனல் அடிக்கடி துளையிடப்பட வேண்டும். வட்டி பகுப்பாய்வு கொண்ட பின்னம் பின்னர் சேகரிக்கப்படுகிறது. பொதுவாக, இது நீர் அடுக்கு, ஏனெனில் அமிலம் அல்லது காரத்தைச் சேர்ப்பதால் அனலைட் சார்ஜ் செய்யப்பட்டு நீர் அடுக்கில் மிகவும் கரையக்கூடியது. நீர் அடுக்கின் அடையாளம் கரிம கரைப்பானின் அடர்த்தியைப் பொறுத்தது. 1 கிராம்/மில்லி விட அதிக அடர்த்தி கொண்ட கரிம கரைப்பான்கள் (எ. கா. டைகுளோரோமீத்தேன்) நீர்த்த அடுக்கு மேலே மிதக்க காரணமாகிறது, அதே நேரத்தில் 1 கிராம்/மில்லி (எ. கா. ஈதர்) நீர் அடுக்கு கீழே மூழ்குவதற்கு காரணமாகிறது. கரிம பின்னம் மீண்டும் பிரிப்பு புனலில் சேர்க்கப்படுகிறது, மேலும் பிரித்தெடுத்தலின் விளைச்சலை அதிகரிக்க 2 முதல் 4 படிகள் இரண்டு முறை மீண்டும் மீண்டும் செய்யப்படுகின்றன. இறுதியாக கழுவும்போது, ஒரு உப்புக் கரைசல் கரிம அடுக்கிலிருந்து மீதமுள்ள நீர்க் கரைசலை வெளியேற்றுகிறது. மீதமுள்ள கரிம அடுக்கில் ஆர்வமுள்ள பகுப்பாய்வுகள் எதுவும் இல்லை என்றால், அது நிராகரிக்கப்படுகிறது; இல்லையெனில், கரைப்பான் பொருத்தமான உலர்த்தும் முகவர் (நீரற்ற சோடியம் சல்பேட் போன்றவை) மீது உலர்த்தப்பட்டு, வடிகட்டப்பட்டு, பின்னர் குறைந்த அழுத்தத்தின் கீழ் ஆவியாக்கப்பட்டு தூய கலவையை உற்பத்தி செய்கிறது. நீர் அடுக்கில் ஆர்வத்தின் பகுப்பாய்வு இருந்தால், அது எதிர் pH உடன் சரிசெய்யப்படுகிறது (எ. கா. அமிலத்திற்கு அடிப்படை). எதிர் pH இன் நீரிய கரைசலைப் பயன்படுத்தி இந்த பின்னத்துடன் 1 முதல் 4 படிகள் மீண்டும் மீண்டும் செய்யப்படுகின்றன (எ. கா. NaOH முதல் HCl வரை). நீரிய கரைப்பானை விட சுழற்சி ஆவியாதல் மூலம் கரிம கரைப்பானை அகற்றுவது மிகவும் எளிதானது என்பதால் இந்த வட்ட செயல்முறை செய்யப்படுகிறது. வேதியியல் தொகுப்பில் பொதுவான பயன்பாடுகள் அமில-காரம் பிரித்தெடுத்தல் அமில மற்றும் அடிப்படை தொடக்க பொருட்கள் அல்லது அசுத்தங்களை அகற்ற ஒரு இரசாயன தொகுப்பைத் தொடர்ந்து ஒரு வேலை-அப் செயல்முறையின் முதல் கட்டமாக அடிக்கடி பயன்படுத்தப்படுகிறது. ஒருங்கிணைக்கப்பட்ட தயாரிப்பு இன்னும் முற்றிலும் தூய்மையாக இல்லாவிட்டால், மறு படிகமாக்கல் போன்ற மிகவும் சிக்கலான சுத்திகரிப்பு நுட்பங்களுக்கு அமில-கார பிரித்தெடுத்தல் பொதுவாக ஒரு முன்னோடியாகும். கரிம தொகுப்பு பெரும்பாலும் வேலை-அப் நடைமுறைகளின் போது அமில-கார பிரித்தெடுத்தல்களைப் பயன்படுத்துகிறது. எடுத்துக்காட்டாக, ஒரு ஃபிஷர் எஸ்டரிஃபிகேஷனைக் கவனியுங்கள்-ஒரு கார்பாக்சிலிக் அமிலம் ஒரு ஆல்கஹாலுடன் ஒடுக்கப்பட்டு ஒரு எஸ்டரை உருவாக்குகிறது. எதிர்வினைக்கு பிந்தைய கலவையில் பெரும்பாலும் விரும்பிய எஸ்டருடன் கூடுதலாக சிறிய அளவு மீதமுள்ள அமிலம் மற்றும் ஆல்கஹால் இருக்கும். அமில-காரம் பிரித்தெடுத்தல் எஸ்டரிடமிருந்து அமில தொடக்க பொருட்களை எளிதில் பிரிக்க பயன்படுத்தப்படலாம். கச்சா தயாரிப்பு கலவையை பலவீனமான அடித்தளத்துடன் கழுவுவதன் மூலம் (எ. கா. சோடியம் பைகார்பனேட்), கார்பாக்சிலிக் அமிலம் மற்றும் ஆல்கஹால் ஆகியவை நீர் அடுக்குடன் கழுவப்பட்டு, கரிம அடுக்கில் சுத்திகரிக்கப்பட்ட எஸ்டரை விட்டுச்செல்லும். பிரித்தெடுப்பதற்கு பயன்படுத்தப்படும் அடித்தளத்தின் தேர்வு ஒரு வலுவான அடித்தளமாக முக்கியமானது என்பதை நினைவில் கொள்க (எ. கா. சோடியம் ஹைட்ராக்சைடு) எஸ்டரை நீராற்பகுப்பு செய்யும். அமில-காரம் பிரித்தெடுப்பதற்கான மற்றொரு பொதுவான உதாரணம் பெப்டைட் இணைப்பைத் தொடர்ந்து நிகழ்கிறது, அங்கு அமைடு தயாரிப்பு எஞ்சிய கார்பாக்சிலிக் அமிலம் மற்றும் அமீனிலிருந்து பிரிக்கப்பட வேண்டும். கரிம அடுக்கை பலவீனமான காரத்துடன் (சோடியம் பைகார்பனேட்) கழுவுவதன் மூலம் கார்பாக்சிலிக் அமிலத்தை அகற்றலாம், அதே நேரத்தில் அமினை பலவீனமான அமிலத்துடன் (10 சதவீதம் ஹைட்ரோகுளோரிக் அமிலம்) கழுவுவதன் மூலம் அகற்றலாம். இந்த இரண்டு பிரித்தெடுத்தல்களையும் தொடர்ந்து, அமைடு கரிம அடுக்கில் இருக்கும் மற்றும் கணிசமாக சுத்திகரிக்கப்பட்டுள்ளது. சிக்கல் தீர்க்கும் பின்வரும் சிக்கல்கள் பொதுவாக அமில-காரம் பிரித்தெடுக்கும் போது காணப்படுகின்றன மற்றும் பொதுவாக எளிய தீர்வுகளைக் கொண்டுள்ளன பிரிப்பு புனலில் ஒரு அடுக்கு மட்டுமே காணப்படுகிறது. இது தண்ணீருடன் குறிப்பிடத்தக்க தவறான தன்மை கொண்ட ஒரு கரிம கரைப்பானைப் பயன்படுத்துவதன் காரணமாகும் (எ. கா. அசிட்டோனிட்ரில்). பயன்படுத்தப்படும் கரிம கரைப்பான் கட்டப் பிரிப்பைக் கவனிக்கவும், அமில-காரம் பிரித்தெடுக்கவும் நீரில் கரையாததாக இருக்க வேண்டும். பிரிப்பு புனலில் மூன்று அடுக்குகள் உருவாகின்றன. பெரும்பாலும் இது போதுமான கலப்பின் விளைவாகும், மேலும் லேசான கிளறினால் சிக்கல் தீர்க்கப்படும். கரிம அடுக்குக்கும் நீர் அடுக்குக்கும் இடையிலான எல்லை கவனிக்கப்படுவதில்லை. இரண்டு அடுக்குகளுக்கு இடையில் மிதக்கும் என்பதால் எல்லையை அடையாளம் காண பனி பயன்படுத்தப்படலாம். ஒரு குழம்பு உருவாகிறது மற்றும் ஒரு அடுக்கு மற்றொன்றில் சிறிய நீர்த்துளிகளாக தொங்குகிறது. சிறிய நீர்த்துளிகளை ஒருவருக்கொருவர் மெதுவாக "தள்ள" ஒரு கண்ணாடி கிளறிங் கம்பியைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம் இதைத் தீர்க்க முடியும், இதன் விளைவாக இறுதியில் பிரிக்கப்பட்டு இரண்டு அடுக்குகளும் தோன்றும். குழம்பை உடைக்க ஒரு சிறிய அளவு உப்பு கரைசலைச் சேர்ப்பதும் பயன்படுத்தப்படலாம்; இந்த செயல்முறை "உப்பு வெளியேற்றம்" என்று அழைக்கப்படுகிறது. கரைசல்களை தீவிரமாக கலப்பதற்குப் பதிலாக மெதுவாக கலப்பதன் மூலம் குழம்புகளைத் தடுக்கலாம். நீர்/கரிம அடுக்குகளின் தொடர்புடைய நிலைகள் தெரியவில்லை. பிரிப்பு புனலில் ஒரு சிறிய அளவு தண்ணீரைச் சேர்க்கலாம். இந்த நீர்த்துளிகள் எந்த அடுக்குக்குள் சென்றாலும் அது நீர் அடுக்கு என்று அடையாளம் காணப்படுகிறது. வரம்புகள் அமில-கார பிரித்தெடுத்தல் சேர்மங்களை அவற்றின் சார்ஜ் செய்யப்பட்ட மற்றும் அவற்றின் சார்ஜ் செய்யப்படாத வடிவத்திற்கு இடையில் கரைவதில் பெரிய வித்தியாசத்துடன் பிரிப்பதில் திறமையானது. எனவே, இந்த செயல்முறை பின்வருவனவற்றிற்கு வேலை செய்யாதுஃ ஒரே மூலக்கூறில் உள்ள அமில மற்றும் அடிப்படை செயல்பாட்டுக் குழுக்களுடன் கூடிய ஸ்விட்டேரியன்ஸ். உதாரணமாக, கிளைசின் பெரும்பாலான pH மதிப்புகளில் தண்ணீரில் கரையக்கூடியது, எனவே கரிம ஊடகங்களில் பிரித்தெடுப்பது கடினம். லிபோஃபிலிக் சேர்மங்கள். டெட்ராபியூட்டிலமோனியம் உப்புகள் அல்லது கொழுப்பு அமிலங்கள் போன்ற சேர்மங்கள் அவற்றின் சார்ஜ் செய்யப்பட்ட வடிவத்தில் நீர் கட்டத்தில் எளிதில் கரையாது. அடிப்படை அமின்கள். அம்மோனியா, மெத்திலமைன் அல்லது ட்ரைஎத்தனோலமைன் போன்ற அமின்கள் பெரும்பாலான pH இல் தண்ணீரில் தவறாக அல்லது கணிசமாக கரையக்கூடியவை மற்றும் கரிம ஊடகங்களில் பிரித்தெடுக்க முடியாது. ஹைட்ரோஃபிலிக் கனிம அமிலங்கள். அசிட்டிக் அமிலம் போன்ற அமிலங்கள் தண்ணீரில் காலவரையின்றி கலக்கக்கூடியவை மற்றும் கரிம கரைப்பான்களில் மட்டுப்படுத்தப்பட்ட கரைதிறனைக் கொண்டுள்ளன. அமில-காரம் பிரித்தெடுப்பதற்கான மாற்றுகளில் பின்வருவன அடங்கும்ஃ சிலிக்கா ஜெல் அல்லது அலுமினாவின் பிளக் மூலம் கலவையை வடிகட்டுதல்-தயாரிப்பு ஒரு சார்ஜ் செய்யப்பட்ட உப்பாக இருந்தால், அது சிலிக்கா ஜெல் அல்லது அலுமினாவுடன் வலுவாக உறிஞ்சப்படும். அயனி பரிமாற்ற நிறமாற்றவியல் அமிலங்கள், காரங்கள் அல்லது வலுவான மற்றும் பலவீனமான அமிலங்கள் மற்றும் காரங்களின் கலவைகளை வெவ்வேறு pH இல் நெடுவரிசை ஊடகத்துடன் அவற்றின் மாறுபட்ட தொடர்புகளால் பிரிக்கலாம். நடுநிலை சேர்மங்களை அவற்றின் முன்முனை மதிப்புகளின் விகிதத்தின்படி பிரிக்க நெடுவரிசை குரோமடோகிராஃபியைப் பயன்படுத்துதல். ஜெல் எலக்ட்ரோபோரேசிஸ், இது பெரிய உயிரணு மூலக்கூறுகளை அவற்றின் சார்ஜ் மற்றும் அளவின் அடிப்படையில் பிரிக்கிறது. மேலும் காண்கஃ குரோமடோகிராபி பிரித்தெடுத்தல் மல்டிஃபாசிக் திரவ பிரிப்பு புனல் குறிப்புகள் வெளிப்புற இணைப்புகள் அமில அடிப்படை பிரித்தெடுத்தல் பிரித்தெடுத்தல் (வேதியியல்) ஆய்வக நுட்பங்கள் சமநிலை வேதியியல்