تبلور مجدد یا نوبلور کردن چیست؟

تبلور مجدد یا نوبلور کردن (Recrystallization) یکی از تکنیک‌های اصلی برای خالص‌سازی مواد جامد در آزمایشگاه شیمی است. ترکیب آلی خالص ترکیبی است که هیچ ناخالصی قابل تشخیصی در آن وجود نداشته باشد. به ندرت یک ترکیب خالص با خلوص بالای 99.99٪ وجود دارد. با این وجود، شیمیست‌ها تمایل دارند با ترکیباتی کار کنند که تا حد امکان خالص باشند.

بلورها نمونه‌های زیبایی از طبیعت هستند. بسیاری از کریستال‌ها الگوهای هندسی منظمی را تشکیل می‌دهند و سطوح شفافی دارند که نور را منعکس می‌کند و باعث درخشش آن‌ها می‌شود. ظاهر ماکروسکوپی یک کریستال نتیجه مستقیم ساختار میکروسکوپی آن است، جایی که یک واحد منظم و تکرار شونده یک شبکه کریستالی سه بعدی را تشکیل می‌دهد. یکنواختی و تکرار، ساختار کریستال را از جامد آمورف (بی‌شکل) متمایز می‌کند. به همین دلیل، بین رسوب (تشکیل سریع یک جامد)، و تبلور (رشد آهسته یک جامد با ساختار میکروسکوپی منظم) تفاوت وجود دارد. جامدات رسوبی نسبت به کریستال‌ها خلوص کمتری دارند، به همین دلیل است که تبلور مورد توجه شیمیدانان آلی (و زمین شناسان!) است.

در فرایند نوبلور یک ماده کریستالی (یا رسوب) در یک حلال داغ حل می‌شود و سپس با نوبلور شدن در یک حلالِ سرد شده، دوباره به حالت جامد باز می‌گردد. موفقیت این تکنیکِ خالص‌سازی به افزایش محلولیت بلورها در حلال داغ و کاهش محلولیت آنها در هنگام سرد شدن محلول بستگی دارد. غلظت ناخالصی‌های موجود در مواد بلوری معمولاً در نسبت به ماده اصلی در حال خالص‌سازی کمتر است. بنابراین، زمانیکه که مخلوط سرد می‌شود، ناخالصی‌ها در محلول باقی می‌مانند و ماده‌ی با غلظت بیشتر متبلور می‌شود.

انتخاب حلال مناسب برای تبلور مجدد:

یکی از مراحل مهم در تکنیک نوبلور کردن، انتخاب حلال مناسب است. اگرچه انتخاب مناسب حلال تبلور مجدد یک فرآیند آزمون و خطا است، اما رابطه‌ای بین ساختار حلال و محلولیت ماده جامد ناخالص وجود دارد. این رابطه به سادگی به این صورت توصیف می شود “شبیه، شبیه را حل می‌کند“. به عبارت دیگر حلالی که ساختار و قطبیت مشابه با حل شونده دارد، آن را بیشتر از حلالی که ساختار و قطبیت متفاوت دارد در خود حل خواهد کرد. در تبلور مجدد، قطبیت حلال و ترکیبِ در حال تبلورِ مجدد باید مشابه باشد.

در مواردی که با انجام تست‌های مختلف به این نتیجه برسیم که که هیچ حلالی جوابگوی تبلور مجدد موفقیت‌آمیز نیست، باید از مخلوط دو حلال‌ امتزاج‌پذیر (یعنی دو حلالی که کاملاً در همدیگر حل می‌شوند) استفاده کنیم. یکی از این دو حلال انتخابی باید ماده ناخالص را بخوبی در خود حل کند و حل شونده در حلال دوم محلولیت کمی داشته باشد.

خلاصه مراحل تبلور مجدد:

• حلال مناسب را انتخاب کنید.
• ماده جامد ناخالص را در کمترین مقدار حلال داغ حل کنید.
• در صورت وجود ناخالصیِ رنگی از مقدار کمی زغال فعال (چارکول) استفاده کنید.
• در صورت وجود ناخالصی جامدِ نامحلول مثل گرد و غبار، محلول داغ را سریع صاف کنید.
• محلول را به آرامی سرد کنید تا بلورها تشکیل شوند. بعد از رسیدن به دمای اتاق برای خنک شدن محلول و تشکیل کامل بلورها می‌توان از حمام آب یخ استفاده کرد.
• بلورها را با روش صاف کردن تحت خلاء صاف کنید.
• بلورها را در هوای آزاد یا در داخل دسیکاتور خشک کنید.

نکته ایمنی مهمی که در این آزمایش وجود دارد این است که چون اکثر حلال‌های آلی آتشگیر هستند، پیشنهاد می‌شود برای حرارت دادن از حمام بخار یا حمام آب داغ استفاده شود نه هات پلیت یا چراغ بونزن.

جمع‌بندی:

تکنیک‌های مختلفی برای خالص‌سازی مواد شیمیایی در آزمایشگاه وجود دارد. تبلور مجدد یا نوبلور کردن یکی از روش‌های خالص‌سازی مواد جامدِ ناخالص است. بطور خلاصه در این روش، یک جامد ناخالص به طور کامل در حداقل مقدار حلال داغ و در حال جوش حل می‌شود و محلول داغ به آرامی خنک می‌شود. کریستال‌های در حال رشد با خلوص بالا تشکیل می‌شوند و ناخالصی‌ها در محلول باقی می‌مانند. در نهایت، جامد متبلور شده فیلتر می‌شود. مرحله اساسی در این تکنیک انتخاب حلال مناسب است و می‌توان گفت انجام موفقیت‌آمیز یک تبلور مجدد وابسته به این مرحله است.

لطفاً نظر ارزشمند خود را درباره این مقاله در بخش دیدگاه بنویسید.