Galvenās ķīmiskā sintēzē izmantotās metodes.

Question 1

Kas ir kristalizācija? (3)

Answer 1

1. Kristalizācija (pārkristalizācija) ir cietu vielu attīrīšanas metode.
2. Metodes pamatā ir vielas un piemaisījumu atšķirīga šķīdība aukstā un karstā šķīdinātājā.
3. Atdzesējot karstu piesātinātu šķīdumu, izšķīdusī viela pāriet kristāliskā stāvoklī.

Question 2

Kas ir karsēšana?

Answer 2

Sildīšanai vai karsēšanai izmanto dažādas vannas un elektriskās plītiņas. Uz elektriskās plītiņas tieši silda tikai ūdens šķīdumus!!

Question 3

Pastāsti sīkāk par to, kādos veidos var karsēt vielas? (3)

Answer 3

1. Ūdens vanna
   * Lēnai sildīšanai
   * Karsēšanai līdz 100 °C
   * Var izmantot viegli uzliesmojošām vielām
2. Smilšu vanna
   * Ļoti lēni sasilda vielas
   * Izmanto dažādās temperatūrās, pat virs 250 °C
   * Ilgstoši un vienmērīgi uzsilda trauku
   * Var izmantot viegli uzliesmojošām vielām
3. Glicerīna vai eļļas vanna
   * Izmanto vielu karsēšanai virs 100 °C
   * Nevar izmantot atklātu liesmu eļļas vannas karsēšanai. Iespējams pārkarsēt eļļu.

Question 4

Kas ir būtiski jācerās, kad grib dzesēt vielu?

Answer 4

Izvēloties dzesēšanas apstākļus, jāzina, cik ātra ir reakcija un cik lielā mērā ir sagaidāma sasilšana, kā arī temperatūra, kāda ir jānodrošina.

Question 5

Ko ir jaizmanto, lai dzesēšana būtu iespējama? (6)

Answer 5

1. Krāna ūdeni – temperatūrai ap 20 °C
2. Ledus ūdeni – temperatūrai ap 20 °C (strauja reakcija)
3. Sasmalcinātu ledu – temperatūrai 0 °C līdz 5 °C
4. Sasmalcinātu ledus un NaCl maisījumu (3:1) – temperatūrai -10 °C līdz -5 °C
5. Sasmalcinātu ledus un kristāliska CaCl2 maisījumu (3:5 vai 4:5) – temperatūrai ap -40 °C
6. Sauso ledu – temperatūrai no -50 °C līdz -70 °C

Question 6

Ko ir svarīgi atcerēties, šķīdinot un atškaidot vielas? Kā var palielināt cietas vielas šķīdību, kā var gāzes šķīdību palielināt? (5)

Answer 6

1. Vielu šķīdība ir atkarīga no vielas īpašībām, šķīdinātāja
   un šķīšanas apstākļiem.
2. Cietas vielas šķīdību var palielināt šķīdumu karsējot.
3. Gāzu šķīdību var palielināt pazeminot šķīduma
   temperatūru vai palielinot spiedienu.
4. Salejot šķīdumus kopā, lielāka blīvuma šķīdumi
   jāpievieno mazāka blīvuma šķīdumiem.
5. Gatavojot skābes šķīdumus, skābi jālej ūdenī.

Question 7

Kā var veikt sasmalcināšanu? Ar ko veic sasmalcināšanu manuāli?

Answer 7

1. Smalcināšanu var veikt manuāli vai mehāniski.
2. Manuāli sasmalcināšanu veic piestā, izmantojot piestalu.
3. Ja nepieciešams smalcināt vairāk kā 100 g vielas, vēlams izmantot mehānisku smalcināšanu.

Question 8

Kas ir dekantēšana?

Answer 8

Šķidruma noliešana no nogulsnēm.

Question 9

Kas ir sedimentācija?

Answer 9

Cietu daļiņu izdalīšanās no šķīduma nogulšņu veidā.

Question 10

Kāpēc tiek izmantota centrifugēšana? Ko ir jāievēro, kad centrifugē?

Answer 10

1. Lai maisījumus mehāniski sadalītu dažāda blīvuma sastāvdaļās, tiek izmantota centrifūga.
2. Centrifugējot šķīdumus, jāievēro svara balanss centrifūgā.

Question 11

Kas ir filtrācija? Kāda veida filtrus izmanto? Ar kādu piltuvi veic filtrēšanu pazeminātā spiedienā? (3)

Answer 11

1. Cietu vielu daļiņu atdalīšana no šķīduma, ļaujot
   šķīdumam izsūkties caur porainu materiālu – filtru.
2. Visbiežāk izmanto papīra filtrus. Pastāv arī bezpelnu filtrpapīri.
3. Filtrēšanu pazeminātā spiedienā veic izmantojot Bihnera piltuvi.

Question 12

Kādi faktori ietekmē filtrēšanu? (4)

Answer 12

1. Šķīduma viskozitāte.
2. Spiediens.
3. Cietās vielas daļiņu izmērs.
4. Filtrpapīra poru izmērs.

Question 13

Kā var pāatrināt filtrēšanas procesu

Answer 13

1. Lai paātrinātu filtrēšanas procesu un
   palielinātu virsmas laukumu, caur kuru var
   sūkties šķidrums, filtrpapīrs tiek salocīts. To
   sauc par kroku filtru.

Question 14

Kas ir jāievēro filtrējot? (3)

Answer 14

1. Filtra līmenim piltuvē jāatrodas zemāk par piltuves malām.
2. Pirms filtrēšanas filtru saslapina ar šķīdinātāju.
3. Šķidrumu uz filtra jālej gar stikla nūjiņu, šķidruma līmenim jāatrodas 3-5 mm zem filtra malas.

Question 15

Kas ir adsorbcija? Kur to izmanto? Kāda var būt adsorbcija? Kā var adsorbcijas veidu noteikt? (5)

Answer 15

1. Adsorbcijas procesu izmanto vielu attīrīšanai.
2. Gāzes vai šķidruma daļiņas uzkrājas uz cietas vielas
   (adsorbenta) virsmas.
3. Adsorbcija var būt fiziska vai ķīmiska.
4. Adsorbcijas veidu var noteikt pēc procesa siltuma un atgriezeniskuma.
5. Aktīvā ogle ir plaša spektra adsorbents, kas neizraisa
   attīrītās vides ķīmiskā sastāva izmaiņas.

Question 16

Kur izmanto iztvaicēšanu? Kāda iekārta palīdz ar to? Kādos apstākļos parasti veic iztvaicēšanu? Kur maisijumus silda? (4)

Answer 16

1. Iztvaicēšanu lieto vielas atdalīšanai no šķīdinātāja vai koncentrētu šķīdumu iegūšanai.
2. Speciāla iekārta – rotācijas ietvaicētājs.
3. Ietvaicēšanu parasti veic pie samazināta spiediena, jo tādējādi samazinās šķīdinātāja viršanas temperatūra un tas vieglāk iztvaiko.
4. Maisījumu silda ūdens vannā, jo organiskie
   šķīdinātāji ir viegli uzliesmojoši.

Question 17

Kā žāvē gāzveida vielas? (2)

Answer 17

1. Gāzveida vielas – žāvē ļaujot tām plūst caur skalotni, kurā atrodas
   koncentrēta H2SO4.
   * Piemēri
   – N2, HCl, Cl2, Br2, SO2, CO, CH4.
2. Var lietot arī ar cietām žāvējošām vielām (bezūdens CaCl2, ciets NaOH, silikagels u.c.) pildītas kolonnas.

Question 18

Kā žāvē šķidras vielas?

Answer 18

1. Šķidras vielas – uzlej žāvējošām vielām, ļauj stāvēt, periodiski sakratot.
   * Bezūdens CaCl2 – ogļūdeņražu, ēteru, acetona žāvēšanai.
   * NaOH vai KOH – ogļūdeņražu, ēteru, amīnu žāvēšanai.
   * Na2SO4, CaSO4, MgSO4 – ogļūdeņražu, ēteru un esteru žāvēšanai.

Question 19

Kā žāvē cietas vielas?

Answer 19

Cietas vielas – izber plānā slānī uz filtrpapīra. Ja viela ir termostabila, var žāvēt žāvēšanas skapī.

Question 20

Kas ir eksikators? (4)

Answer 20

1. Eksikators - ierīce preparātu pasargāšanai no mitruma
   uzņemšanas (lieto arī žāvēšanai vai pilnīgai atūdeņošanai) laboratorijas apstākļos.
2. Eksikatori ir biezsienu stikla trauki, kas noslēdzami ar labi pieguļošu vāku.
3. To apakšā var ievietot mitrumu uzsūcošas vielas (piemēram,
   CaCl2, konc. H2SO4, silikagels u.c.).
4. Iespējams žāvēšanu veikt vakuuma apstākļos.

Question 21

Kas ir sublimācija? Kur to izmanto? (5)

Answer 21

1. Sublimācija - cietas vielas tieša pāreja gāzveida agregātstāvoklī, apejot šķidro fāzi.
2. Cietu vielu attīrīšanas metode.
3. Sublimāciju var izmantot I2, NH4Cl, As2O3 attīrīšanai.
4. Izmanto, lai vielu attīrītu no piemaisījumiem, kuri nesublimējas vai
   kuru gaistamība atšķiras no vielas gaistamības.
5. Sublimācijai izmanto speciālas iekārtas, kas nodrošina dzesēšanu.

Question 22

Kas ir destilācija? Nosauc destilācijas procesu! Kā sauc iegūto škidrumu? (6)

Answer 22

1. Destilējot var atdalīt vielas ar zemāku viršanas temperatūru no vielām, kurām ir augstāka viršanas temperatūra.
2. Sildot destilācijas kolbā esošo šķidrumu, iztvaiko tā
   sastāvdaļa, kurai ir zemāka viršanas temperatūra.
3. Tvaiki nokļūst dzesētājā, kur tie atkal pārvēršanas par šķidrumu.
4. Destilācijas kolbā paliek grūti gaistošie/ negaistošie piemaisījumi.
5. Destilācijas procesā radušos kondensātu savāc uztvērējkolbā, kas ir savienota ar dzesinātāju, izmantojot alonžu.
6. Destilācijā iegūto šķidrumu sauc par destilātu.

Question 23

Kas ir jāievēro, veicot destilāciju? (4)

Answer 23

1. Destilācijas kolbu drīkst piepildīt ne vairāk kā 2/3 no kolbas tilpuma.
2. Lai nodrošinātu vienmērīgu vārīšanos, jāizmanto vārķermeņi vai magnētiskā maisītāja ampulas.
3. Ieteicamais kondensāta veidošanās ātrums – 1 piliens sekundē.
4. Destilāciju var veikt līdz palikuši 10-15% no sākotnējā šķidruma daudzuma.

Question 24

Kā iedala destilāciju? (4)

Answer 24

1. Vienkāršā destilācija
2. Frakcionētā destilācija
3. Vakuuma destilācija
4. Destilācija ar ūdens tvaiku

Question 25

Kas ir vienkāršā destilācija? Nosauc arī piemēru! (4)

Answer 25

1. Izmanto, lai iegūtu šķīdinātāju no šķīduma.
2. Vielu viršanas temperatūrai ir jābūt zemākai par 200 °C un savstarpēji jāatšķiras vismaz par 80 °C.
3. Destilācijā iegūst tikai vienu produktu.
4. Piemērs – sālsūdens destilācija.

Question 26

Kas ir frakcionētā destilācija? Nosauc arī piemēru! (5)

Answer 26

1. Izmanto šķidru daudzkomponenšu maisījumu atdalīšanai, ja vielu viršanas temperatūras atšķiras vismaz par 25°C.
2. Katra frakcija tiek uztverta atsevišķā uztvērējtraukā.
3. Var veikt parastā vai pazeminātā spiedienā.
4. Tvaika ceļa pagarināšanai izmanto frakcionēšanas kolonnu vai
   deflegmatoru.
5. Piemērs– etanola ūdens šķīduma destilēšana.

Question 27

Kas ir vakuuma destilācija? Nosauc arī piemēru! (3)

Answer 27

1. Izmanto šķidru daudzkomponenšu maisījumu sastāvdaļu atdalīšanai, ja vielu viršanas temperatūra atmosfēras spiedienā ir augsta un šādā temperatūrā tās destilācijas laikā var sadalīties.
2. Destilāciju veic pazeminātā spiedienā.
3. Piemēri– naftas pārstrāde, dažādi šķīdumi, kam viršanas temp. ir virs 150°C.

Question 28

Kas ir destilācija ar ūdens tvaiku? Nosauc arī piemēru! (3)

Answer 28

1. Izmanto gadījumos, kad vielu maisījums destilācijas kolbā satur vielu, kura destilējas kopā ar ūdens tvaiku.
2. Atsevišķā kolbā iegūst ūdens tvaiku, tad to laiž cauri destilācijas kolbai un visbeidzot ūdens tvaiku un nepieciešamo vielu kondensējot dzesinātājā.
3. Piemērs – ēterisko eļļu izdalīšana no ārstniecības augu daļām.

Question 29

Kas ir azeotropi maisījumi?

Answer 29

Divu vai vairāku šķidrumu viendabīgs maisījums, kas
destilācijas procesā nesadalās frakcijās. Destilējot maisījuma sastāvs paliek nemainīgs un piemērs šim ir etanols ar ūdeni, kas satur 95,6% etanola.

Question 30

Kas ir ekstrakcija? (8)

Answer 30

1. Ekstrakcija ir vielas izdalīšana no vielu maisījuma, izmantojot
   šķīdinātāju.
2. Var izmantot gan vielu atdalīšanai, gan attīrīšanai.
3. Ekstrakcijā izmantoto šķīdinātāju vai šķīdinātāju maisījumu sauc par ekstrahentu.
4. Plaši izmantoti ekstrahenti ir heksāns, benzols u.c. organiski
   šķīdinātāji.
5. Ekstrakcijas rezultātā cietas vai šķidras vielas var izdalīt no šķidriem
   vielu maisījumiem.
6. Veic atdalāmajā jeb dalāmajā piltuvē
   7 Dalāmajā piltuvē veidojas 2 slāņi, starp kuriem notiek vielu
   sadalīšanās.
7. Šķīdinātājs ar mazāko blīvumu nostāsies augšējā slānī.

Question 31

Kas ir jāievēro ar ekstrakciju? (2)

Answer 31

1. Ūdens šķīdums, kura sastāvā ir izdalāmā viela un piemaisījumi, nedrīkst sajaukties ar šķīdinātāju, ar kuru ekstrahē.
2. Attīrāmajai vielai šķīdinātājā jāšķīst labāk nekā piemaisījumiem.

Question 32

Nosauc dažas vienkāršas metodes vielu identificēšanai! (3)

Answer 32

1. Kušanas temperatūra
2. Viršanas temperatūra
3. Pierādīšanas reakcijas

Question 33

Nosauc dažas instrumentālās metodes vielu identificēšanai! (6)

Answer 33

1. UV/VIS spektrofotometrija.
2. Infrasarkanā (IS) spektroskopija.
3. Kodolu magnētiskā rezonanse (KMR).
4. Hromatogrāfija.
5. Masspektrometrija.
6. Rentgendifraktometrija.