ayrıştırma ve saflaştırma -...

3/30/12

1

Ayrıştırma ve Saflaştırma

Ayrıştırma

Saflaştırma

ECZ330 - İlaç Analizleri ve Ayırma Teknikleri - Dr.Erol ŞENER

Ayrıştırma ve Saflaştırma Yöntemlerinin Sınıflandırılması


Yöntemin temeli Ayrıştırma Tekniği boyut süzme

diyaliz boyut eleme kromatografisi

kütle ve yoğunluk santrifüj kompleks durumu maskeleme fiziksel durum (faz) değişimi distilasyon

süblimleşme kristallendirme

kimyasal durum değişimi çöktürme iyon değiştirme uçuculaştırma elektrodeposition

fazlar arasında dağılım ekstraksiyon kromatografi

3/30/12

2

Ayrıştırma ve Saflaştırma Yöntemleri


Boyut Süzme, filtrasyon en temel ayırım tekniğidir. Farklı büyüklükteki katı partiküller yada sıvı faz ile katı fazın birbirinden ayrıştırılması için kullanılmaktadır. Süzme yer çekimi, basınç yada vakum gibi kuvvetler kullanılarak karışımın gözenekli (porlu) süzgeçlerden geçirilmesi ile gerçekleşir. Süzme yolu ile ayrıştırma porların çapı ve partikküllerin büyüklüklerine göre süzgeç ortamına takılması yada geçmesi ile olur.



Boyut Süzme Filtre kağıtları, fiberglas filtreler, membranlar ve kartuş tipi filtreler. Gözenek sayısı ve gözenek çapı Kağıt filtreler 2-3 mikrometreye kadar küçük por çaplarda olabiliyor. Kimyasal ve mekanik dayanıklılığı düşük. Fiber glass filtreler mekanik ve kimyasal dayanıklıkları yüksek borosilikat yapıda. Mikron altı çaplara kadar küçük olabiliyor por çapları. Mebran filtreler, selüloz türevleri ve plastik materyeller olabiliyor. Yüzey filtreleri 0.02 mikron por çapına kadar inebiliyor.

Kağıt filtre

Fiberglas filtre

Membran filtre

3/30/12

3



Boyut



Boyut Diyaliz, bir diğer boyuta göre ayırım tekniğidir. Yarı geçirgen membranlar kullanılarak bileşenler karışımdan ayrılabilmektedir. Diyaliz membranları genel olarak mebran filtreler gibi selüloz türevleridir por çapları 1-5 nanometreyi bulmaktadır. Genelde proteğin hormon enzim gibi buyuk molekülleri saflaştırmak için kullanılmakta. Böbrek diyalizi olarak üre, ürik asit, kreatinin gibi metabolik atıkların kandan uzaklaştırılması amacı ile kullanılır. Organizmanın fizyolojisini bozmadan örnek toplamak için mikrodiyaliz halinde kullanılır. HPLC analizlerinde hareketli fazı degaze etmek için vakum degasser olarak kullanılır.

3/30/12

4



Boyut Diyaliz –Mikrodiyaliz-



Boyut Boyut eleme (size-exclusion)kromatografisi- Çapraz bağlarla oluşturulmuş porlu bir polimer sabit fazın doldurulduğu bir kolon kullanılır hareketli faz karışım bileşenlerini sabit fazdan geçirir. Küçük moleküller tüm ufak porlara girip çıktıkları büyük moleküllerde porlara giremeden direk devam ettikleri için farklı zamanlada kolonu terk ederler. Böylelikle büyük moleküller erken küçük moleküller geç çıkarlar kolondan. Polimer analizlerinde ve proteğin analizlerinde kullanılır.

3/30/12

5



Kütle ve Yoğunluk Eğer karışımdaki bileşenlerin kütle yada yoğunluk farkları var ise santrifüj ederek yada bazen sadece süspande edip yer çekiminde çökmesi beklenerek ayrıştırılması mumkun olabilmektedir. Farklı kütle ve farklı yoğunlluktaki bileşenler farklı çökme(sedimentasyon) hızları gösterirler. Eğer süspansiyondaki partiküllerin yoğunluğu eşit ise kütlelerine göre çökerler. Büyük kütlelü olan önce çöker. Eğer kütleleri eşit ise yoğunluklarına göre çökerler. Yoğunluğu büyük olan önce çöker. Biyokimyada sıklıkla kullanılan bir yöntem



Kompleks oluşturma Karışımlardaki bileşenlerin girişimini özellikle girişim yapmalarını önlemek ve ayırştırmak için kullanılan eski ve yaygın tekniklerden biridir. Çoğunlukla metal elementlerin analizi ve ayrıştırılmasında kullanılır. Kompleks yapıcı ajan analiz edilecek bileşen dışındaki karışım bileşenleri ile inaktif reaksiyon vermeyen çoğunlukla suda çözünen kompleksler oluşturur. Bu kompleksler analiz edilecek bileşen ile girişim yapmaz böylelikle analiz gerçekleşebilir. EDTA titrasyonları ve altın eldesi en populer örneklerdir.

4Au + 8NaCN + O2 + 2H2O → 4NaAu(CN)2 + 4NaOH 2Ag + 2CN– + O2 + 2H2O → 2Ag(CN)2 + H2O2 + 2OH–

Gümüş ve altın eldesi

3/30/12

6



Fiziksel durum (faz) değiştirme Karışımdaki bileşenler birbirleri ile karışabilen sıvılar oduğu zaman bu sıvıların farklı kaynama noktalarından faydalanarak ayrılmaları mümkün olabilmektedir.

Uçucu bileşen - uçucu olmayan ortam Uçucu bileşen – uçucu bileşenler



Fiziksel durum (faz) değiştirme Karışımdaki bileşenler birbirleri ile karışabilen sıvılar oduğu zaman bu sıvıların farklı kaynama noktalarından faydalanarak ayrılmaları mümkün olabilmektedir. İdeal çözeltiye yakın olunan durumlarda. RAULT yasasına göre karışım çözeltilerin toplam ve kısmı buhar basınçları.

Rault yasasından sapmalar?

P toplam= Px+Py Px=xmolkesri. P0x Py=ymolkesri. P0y PT=xmk. P0x + ymk. P0y

3/30/12

7



Fiziksel durum (faz) değiştirme

AZEOTROP çözeltiler, Raut yasasında ki sapmalardan brinin neden olduğu durumdur. Bazen sıvı karışımları bir karışım oranından sonra saf bileşenmiş gibi beraber buharlaşmaya başlar. Çözeltilerin azeotrop karışımları, her iki bileşenin saf hallerinin kaynama derecesinden düşük bir kaynama derecesine sahiptir. Örnek, Etil alkol – su (%96 - %4) karışımı kaynama derecesi 78.17 0C Etil Alkol: 78.3 0C Su: 100 0C



Fiziksel durum (faz) değiştirme Karışımdaki bileşenler birbirleri ile karışabilen sıvılar oduğu zaman bu sıvıların farklı kaynama noktalarından faydalanarak ayrılmaları mümkün olabilmektedir.

3/30/12

8



Fiziksel durum (faz) değiştirme Süblimleştirme, katı fazdan direk gaz faza geçme anlamındadır. katı karışımlar içinde süblimleşmeye uygun bileşenler için kullanılan bir ayırım tekniğidir.

Kuru buz süblimleşmesi



Fiziksel durum (faz) değiştirme Kristallendirme, daha çok bir saflaştırma için kullanılan bir tekniktir. Az çözücü, Sıcak uygulama, Aşı kristali oluşturma vb.

3/30/12

9



EKSTIRAKSİYON

Ayırım tekniklerinin en önemlisidir. Bileşenlerin, birbirleriyle karışmayan iki faz arasında dağılmasını temel alır. Bir çözücü içerisinde çözülmüş bir bileşen, çözücü başka bir fazla temas ettiğinde iki faz arasında dağılır.

Bileşen faz1 Bileşen faz2

Bu dağılım sonucu oluşan dengenin denge sabiti aşağıdaki şekildedir

KD = Bileşen faz1

Bileşen faz2

KD dağılım sabiti yada dağılma katsayısı olarak adlandırılmaktadır. Eğer dağılma katsayısı büyük ise bileşen faz 1 den faz 2 ye hareket eder. Ancak KD küçük ise bileşen faz 1 de kalır. Eğer iki bileşenin çözünmüş olduğu bir faz, ikinci faz ile temas ettiğinde KD değeri bileşenlerden birini tercih edecek bir değer ise bu iki bileşen ekstraksiyon ile birbirlerinden ayrılabilmektedir.



Sıvı-sıvı ekstraksiyonu genellikle ayırım huniler denen cam malzemelerde yapılmaktadır. Birbirleriyle karışmaya iki faz huninin içine konur ve temas yüzeylerini arttırmak için çalkalanır. İşlem tamamlandığında fazların birbirlerinden ayrılması için beklenir. Daha yoğun olan faz alt kısımda toplanır. Alttaki musluk kullanılarak yoğun faz diğer fazdan ayrılır. Sıvı-sıvı ekstraksiyon aynı zamanda örneğin bulunduğu kapta da gerçekleştirilebilir. Ekstraksiyon çözücüsü (ikinci faz) örneğin içerisine daldırılıp tekrar çekilebilir. Örneğin pestisit içeren bir su örneğinin içerisine bir mikro şırınganın ucunda asılı duran hegzan damlası daldırılıp bir süre bekletilirse pestisitler sudan hegzan damlasına geçerek ekstre edilebilirler.

Sıvı-Sıvı Ekstraksiyonları

3/30/12

10



Katı faz ekstraksiyonlarında bileşenlerin olduğu çözücü katı adsorban partiküllerin olduğu bir kartuştan geçirilir. Sıvı örnekler için bu kartuşlar disk yada kolon şeklinde olabilmektedir. Adsorban partiküllerin seçimi ayrılacak bileşenlere ve örneklerin matrislerine göre seçilebilmektedir. Silika (düşük polaritedeki bileşenleri, yağda çözünen vitaminler ve steroidler gibi, organik matrislerden tutar), alumina (hidrofilik yapıda bileşenleri organik matrislerden tutar), siyanopropil (birçok farklı bileşeni, pestisit, hidrofobik peptit gibi, organik ve sulu matrislerden tutar), oktodesil-C18-(hidrofobik bileşenleri sulu matrislerden tutar), oktil-C8-(özellikleri C18’e benzer) sıklıkla katı fazlardır. Katı faz mikroekstraksiyon ve gaz-katı ekstraksiyon teknikleride kullanılmaktadır.

Katı Faz Ektraksiyonları

ayrıştırma ve saflaştırma -...

Documents