ენერგიის ალტერნატიული წყაროების...

NOP http://www.oc-praktikum.de

ენერგიის ალტერნატიული წყაროების გამოყენება ქიმიური რეაქციების და პროცესების ჩასატარებლად:

მიკროტალღური ტექნოლოგია

მიკროტალღები წარმოადგენენ ენერგიის ალტერნატიულ წყაროს ქიმიური

რეაქციებისა და პროცესებისათვის. დიელექტრიკის გაცხელებისას სარეაქციო

ნარევი ცხელდება ჰომოგენურად, რეაქტორის კედლებთან კონტაქტის გარეშე.

რეაქციის ხანგრძლივობა მნიშვნელოვნად მცირდება ტრადიციულ (თერმულ)

გამათბობლებთან შედარებით, ხოლო გამოსავლიანობა და სელექტიურობა

საკამოდ მაღალი რჩება. უარყოფით მხარეს წარმოადგენს ის, რომ ქიმიური

რეაქციები და პროცესები მიკროტალღურ პირობებში დამოკიდებულნი არიან

გამოყენებულ ხელსაწყოებზე და ნივთიერებეზე.

შესავალი

მრავალი ორგანული რეაქციები და პროცესები მიმდინარეობს მხოლოდ ენერგიის

მიწოდებისას. ხშირად იყენებენ თერმულ ენერგიას. მოცემულ თავში აღწერილია

მიკროტალღების გამოყენება, როგორც ენერგიის ალტერნატიული წყაროსი.

ზოგადად მიიჩნევა, რომ სარეაქციო ნარევის გაცხელებისთვის საჭირო ენერგია Qth

გამოითვლება განტოლება 1 საშუალებით. შეიძლება გამოთვლილი იქნას

გამოყენებული ელექტროენერგიაც Qel (განტოლება 2 და 3).

Qth = ΔT * cP * m (1)

P = U * I (2)

Qel = P * t (3)

ეფექტურობას h1 საზღვრავენ განტოლებით 4

1 = Qth / Qel (4)

1

http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.0/de/deed.en


ეს გვიჩვენებს რა რაოდენობით ელექტროენერგია გადაიქცა რეაქციისათვის

საჭირო თერმულ ენერგიად. ენერგიის მრავალჯერადი გარდაქმნა და გადატანა

ფაზებს შორის იწვევს ეფექტურობის შემცირებას და მოხმარებული ენერგიის

ზრდას. როდესაც მიღწეულია რეაქციისათვის საჭირო ენერგია, მყარდება

წონასწორობა მიწოდებულ და გამოყენებულ ენერგიებს შორის. ეს წონასწორობა

დამოკიდებულია მხოლოდ რეაქციის ენთალპიაზე. ენთალპიის მაჩვენებელი

უმნიშვნელო ზეგავლენას ახდენს რეაქციის მასშტაბებზე (დაახლოებით 0.1 მოლი

პროდუქტი). უმრავლესობა ქიმიური რეაქციებისათვის ეს წონასწორობა მიიღწევა

უკუმაცივრით დუღებისას, ე.ი. მიწოდებული სითბური ენერგიის ნაწილი

მუდმივად გადაეცემა მაცივარში გამდინარე წყალს. ამიტომ ამგვარი სისტემების

ენერგიის ბალანსში აუცილებლად გათვალისწინებული უნდა იყოს

გაცივებისათვის საჭირო ენერგია.

ენერგიის მიწოდების ალტერნატიული შესაძლებლობები

სიაში მოყვანილია ენერგიის მიწოდების ალტერნატიული შესაძლებლობები:

ქიმიური რეაქციები რენტგენის ან გამა გამოსხივების ზემოქმედებით

პლაზმური ქიმია

ფოტოქიმია

ქიმია მიკროტალღებით დასხივებისას

მექანოქიმია

ულტრაბგერითი ზემოქმედება

ელექტრომაგნიტური სპექტრის (EMS = ემს, ნახატი 1) სხვადასხვა უბანზე

სიხშირეებს შორის განსხვავებას აქვთ დიდი მნიშვნელობა ქიმიურ

რეაქციებისათვის ენერგიის მიწოდებისას.

2



სურ. 1: ელექტრომაგნიტური სპექტრი

ფოტოქიმია

ხილული სინათლე

1 A 10 ნმ 1 მკმ 100 მკმ 1 სმ 1 მ 100 მ 10 კმ ტალღის სიგრძე

3 x 1018 3 x 1016 3 x 1014 3 x 1012 3 x 1010 3 x 108 3 x 106 3 x 104

სიხშირე (ჰც )

მიკროტალღები რადიოტალღები

1სმ 10 სმ 1 მ 10 მ 100 მ ტალღის სიგრძე

3 x 1010 3 x 109 3 x 108 3 x 107 3 x 106

სიხშირე (ჰც)

2.45 გჰც 913 მჰც

სარეაქციო ნარევის დასხივება რეაქციის ინიცირებისათვის უი/ხილული სხივებით

(150–800 ნმ) უკვე დიდი ხანია ცნობილი. ფოტოქიმია არის ორგანული ქიმიის

დამოუკიდებელი სფერო [2]. ფოტორეაქციები წარმოადგენენ სიცოცხლის

საფუძველს (ფოტოსინთეზი). უი/ხილული სხივებით დასხივებით ინიცირებული

რეაქციებს ტექნიკაში იყენებენ ფართომაშტაბიანი პროცესების

განსახორციელებლად (სულფოქლორირება, ფოტონიტრირება, ფოტოქლორირება).

ფოტონის ენერგია შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც სინთეზის, ასევე

დაშლის რეაქციებისათვის. ისევე როგორც ქიმიის სხვა სფეროებში, გარდაქმნის

შედეგები დამოკიდებულია რეაქციის პირობებზე. აღნიშნულ სფეროს უფრო

დეტალურად შეიძლება გაეცნოთ ფოტოქიმიის სახელმძღვანელოებში [მაგ. 3].

3



რეაქციები და პროცესები მიკროტალღური დასხივებისას:

განვითარების ისტორია

მიკროტალღურ ტექნოლოგიებს საფუძველი მეორე მსოფლიო ომამდე ჩაეყარა.

1970 წლიდან მიკროტალღებს კვების მრეწველობაში იყენებენ. ხოლო ოთხმოციანი

წლებიდან – ლაბორატორიულ პროცესებში. პირველი ქიმიური რეაქციები

მიკროტალღების გამოყენებით ჩატარდა 1986 წელს [4, 5].

საინტერესოა, რომ მიკროტალღების გამოყენებამ კვების მრეწველობაში (ხარშვა,

გათბობა, გაშრობა) განსაზღვრა მათი გამოყენება ქიმიურ რეაქციებში [6].

მიკროტალღური ღუმელები, შემუშავებული კვების მრეწველობისათვის,

შეესაბამებიან უსაფრთხოების გარკვეულ სტანდარტებს, თუმცა არ აკმაყოფილებენ

კარგი ქიმიური პრაქტიკის მოთხოვნებს GLP (GLP= კარგი ლაბორატორიული

პრაქტიკა).

ქიმიურ ლაბორატორიაში მიმდინარე პროცესი, რომელშიც მიკროტალღები

აქტიურად გამოიყენება არის სხვადასხვა არიდან ორგანული დამაბინძურებლების

ექსტრაქცია ანუ მიკროტალღური ექსტრაქცია, ასევე ბუნებრივი ნაერთების

გამოყოფა და მიღება (მტე, MAE = მიკროტალღური ექსტრაქცია). მიკროტალღური

ექსტრაქცია წარმოადგენს კლასიკური სოქსლეტის აპარატით ექსტრაქციის

ალტერნატივას. ამ უკანასკნელს ესაჭიროება დიდი დრო და ბევრი გამხსნელი.

მტე–ის უპირატესობა მდგომარეობს იმაში, რომ მაღალი ტემპერატურის მიღწევა

შეიძლება წნევის შემცირების ხარჯზე [7].

რეაქციები და პროცესები მიკროტალღური დასხივებისას:

საფუძვლები

მიკროტალღური გამოსხივების ფიზიკური საფუძვლები საკმაოდ მარტივია და

მათ მოკლედ განვიხილავთ.

4



ტალღის სიგრძე 0 (ხშირად გამოყენებადი: 12.24 სმ) განტოლება (5)შეესაბამება

სიხშირეს (შესაბამისობა: 2.45 გჰც). სიხშირე არის რხევათა რიცხვი მაგნიტურ ან

ელექტრულ ველში წამში [8].

0 c

f (5)

პროცესი, რომლის დროსაც მატერია შთანთქავს მიკროტალღურ ენერგიას,

ეწოდება დიელექტრიკული გაცხელება [9]. ამასთან, მატერიის მნიშვნელოვან

თვისებას წარმოადგენს მასში შემაველი დიპოლური მოლეკულების ფარდობითი

გადაადგილება და მათი უნარი ორიენტირდნენ შესაბამისი მიმართულებით

მატერიაზე ელექტრული ველის მოქმედებისას. თუ ელექტრული ველის ძალა და

მიმართულება იცვლება დროთა განმავლობაში, მაშინ შესაბამისად იცვლება

დიპოლების ორიენტაციაც. მოლეკულებს, რომლებსაც გააჩნიათ მუდმივი

დიპოლური მომენტი, ნაწილობრივი ან სრული შემობრუნების ხარჯზე

განლაგდებიან ველის მიმართულებით. აირებში და სითხეებში მოლეკულები

შეიძლება შემობრუნდნენ 106 ჰც სიხშირით [10]. მაგრამ მათ არ შეუძლიათ

ზუსტად შეესაბამებოდნენ ელექტრული ველის სწრაფ ცვლილებას. მაღალი

სიხშირის მქონე ტალღებით დასხივებისას (108 ჰც და მეტი), მელეკულა ვერ

ახერხებს ორიენტირებას ველის ცვლილებასთან ერთად. ადგილი აქვს ფაზის

წანაცვლებას და შედეგად დიელექრტიკში დაკარგვას. აგზნებულ მოლეკულაში

დიელექტრიკული მუდმივა (დიელექტრიკული შეღწევადობა) და ზომა (მასა)

წარმოადგენენ მთავარ მახასიათებელ ფაქტორს. ველის ენერგია გადაეცემა არეში.

ელექტრული ენერგია გარდაიქმნება კინეტიკურად ანუ სითბურ ენერგიად. ამ

პროცესს ხშირად აღწერენ ხახუნის მოდელით. არსებობს უამრავი პოლარული

ნივთიერება, რომლებშიც მიკროტალღებთან კონტაქტისას ადგილი აქვს გაბნევას

[10].

მიკროტალღების ზემოქმედებით პოლარული გამხსნელის (მაგ. წყლის)

გაცხელების მექანიზმის გამარტივებული სქემა მოცემულია სურათზე 2.

5



მიკროტალღების ელექტრული ველის სწრაფი ცვლილება აიძულებს წყლის

მოლეკულას შემოტრიალდეს. ამის გამო პოლარული არის შიგნით წარმოიქმნება

„შინაგანი ხახუნი“, რასაც მივყავართ სარეაქციო არის თანაბარ გაცხელებამდე.

მაგრამ ზღვრულ ფაზებს შორის არეკვლისა და გარდატეხის გამო ადგილი აქვს ე.წ.

„ცხელი წერტილების“ წარმოქმნას და ე.წ. „გადაცხელებას“. ეს საკითხი ფართოდაა

განხილული ლიტერატურაში [11].

სურ. 2: ენერგიის გადატანა წყლის მოლეკულების მიერ მიკროტალღების

ზემოქმედების დროს

გარემოს მიერ მიკროტალღური ენერგიის შთანთქმა დამოკიდებულია

გასაცხელებელი ნივთიერების დიელექტრიკულ შეღწევადობაზე, ანუ რამდენად

ძლიერად ეწინააღმდეგება გარემო მასში მიკროტალღების გავლას [10]. ამ უნარის

საზომს წარმოადგენს ფარდობითი დიელექტრიკული მუდმივა r, რომელსაც

გააჩნია განსაზღვრული მნიშვნელობა ყველა ნივთიერებისათვის და წარმოადგენს

მის მახასიათებელს. r დაკავშირებულია ელექტრულ მოცულობასთან C შემდეგი

განტოლებით:

6

OHH O

HH OH H

+

+

+

-

-

-

Time

+ +

+ +

+ +

Change ofpolarization of the electricfield



0C

Cr (6)

ელექტრომაგნიტური ველისთვის r მოცულობა მოიცავს ir´´ წარმოსახვით ნაწილს

განტოლება (7)–ის შესაბამისად (i2 = -1):

r r r ' ' 'i (7)

დიელექტრიკის დანაკარგის კოეფიციენტს er´´ (მას აგრეთვე უწოდებენ დინამიკურ

დიელექტრიკულ მუდმივას) საზღვრავენ ნიმუშის მიერ ჭეშმარიტად

შთანთქმული ენერგიისა და მიკროტალღური გამოსხივების ენერგიის

შედარებით.. er´´ დამოკიდებულია ელექტროგამტარობაზე და სიხშირეზე.

განტოლება (8):

rf

' '2

(8)

სარეაქციო სისტემაში შთანთქმის ხარისხი განისაზღვრება r´ და r´´ სიდიდეებით

და ეწოდება გაბნევის კოეფიციენტი D = tan d , განისაზღვრება განტოლებით (9):

'

''tan D

r

r

(9)

tan ~ 1

x(10)

გაბნევის კოეფიციენტი ახასიათებს გარემოს უნარს გარდაქმნას

ელექტრომაგნიტური ენერგია სითბოთ მოცემული სიხშირისა და

ტემპერატურისათვის. მისი განმარტება შეიძლება აგრეთვე როგორც მატერიაში

მიკროტალღების შეღწევის სიღმე, რომელიც x–ის უკუპროპორციულია

(განტოლება 10). განსაზღვრების მიხედვით შეღწევადობის სიღრმე არის ის

სიღრმე, რომელშიც ჯერ კიდევ არის თვდაპირველად გამოსხივებული

მიკროტალღების ენერგიის 37% (1/e). რადგან ორივე სიდიდე, შეღწევადობის

სიღრმე და გაბნევის კოეფიციენტი, დამოკიდებული არიან ტემპერატურაზე, ის

გათვალისწინებული უნდა იყოს რეაქტორების აგებისას. ენერგიის შთანთქმის

გზებიდან გამომდინარე (იონური შეღწევადობა თუ დიპოლური ბრუნვა), გაბნევის

კოეფიციენტიც დამოკიდებულია სხვადასხვა ფაქტორებზე და პირდაპირ

7



პროპორციულია იონთა კონცენტრაციის, იონთა ზომის, მიკროტალღური

სიხშირის და გარემოს სიბლანტისა. წყლის და უმეტესობა ორგანული გამხსნელის

შთანთქმის კოეფიციენტი მცირდება ტემპერატურის გაზრდისას, ანუ წყლის მიერ

მიკროტალღური ენერგიის შთანთქმა მცირდება ტემპერატურის გაზრდისას.

დიელექტრიკული კოეფიციენტის მნიშვნელობა განსაზღვრულია რიგი ორგანული

და არაორგანული ნივთიერებიებისათვის, როგორებიცაა მაგ. პლასტმასი, კერამიკა,

მინა, ცვილი, საკვები პროდუქტები ([12]). ხშირად მოხმარებადი ორგანული

გამხსნელებისათვის განსაზღვრულია აგრეტვე დიელექტრიკული კოეფიციენტის

დამოკიდებულება ტემპერატურაზე [12]. მიუხედავად ამისა, ამ კოეფიციენტის

მნიშვნელობა მრავალი ნივთიერებისათვის ჯერ კიდევ უცნობია.

სურ. 3: მიკროტალღური გამოსხივების ზემოქმედება მატერიაზე

Absorption Transmission Reflexion

მატერიაზე ელექტრომაგნიტური ზემოქმედება ხასიათდება სამი სიდიდით:

შთანთქმა, გატარება და არეკვლა (სურ. 3, [13]). ნივთიერებები, რომლებსაც

ახასიათებთ მაღალი დიელექტრიკულობა, ძლიერად შთანთქავენ მიკროტალრებს

და ამიტომ მაგრად ცხელდებიან. ეს ნიშნავს, რომ er´´ და ასევე tan d დიდია და

გარემოში შეღწევადობის სიღრმე პატარა. ამ შემთხვევაში ადგილი აქვს სისტემის

მიერ ენერგიის შთანთქმის ოპტიმალურ პროცესს.

მიკროტალღური ხელსაწყოების გამოყენება, განსაკუთრებით ქიმიის სფეროში,

სულ რამდენიმე წელიწადში იმდენად განვითარდა, რომ მისი მეშვეობით

8



შესაძლებელი გახდა ქიმიური რეაქციების ჩატარება. ამ ტექნოლოგიების მრავალი

უპირატესობა სხვა მეთოდებთან შედარებით საშულებას იძლევა მათი დანერგვისა

სამრეწველო მასშტაბით. განხილვისას გასათვალისწინებელია ის ფაქტი, რომ

მიკროტალღებით რეაქციის ინიცირება, შედარებით ნაკლებ ენერგიას მოითხოვს,

ვიდრე კლასიკური მეთოდებით. ცხრილში 2 მოყვანილია ბმის ენერგიები და

შესაბამისი სიხშირეები .

ცხრილი 2: ზოგიერთი კოვალენტური ბმის და სხვადასხვა სიხშირის მიკროტალღების ფოტონების ენერგიის შედარება [14, 15]

მიკროტალრების მეშვეობით რეაქციების განხორციელება და ნივთიერებების გასუფთავების ტექნიკური შესაძლებლობები

მწარმოებლების დიდი რაოდენობა (მაგ. Hitachi, Panasonic, Sharp, Siemens)

აწარმოებენ და ავრცელებენ მსოფლიოში საყოფაცხოვრებო მიკროტალღურ

ღუმელებს, რომლებიც ერთმანეთისაგან განსხვავდებიან ზომით, სიმძლავრით,

სხვადასხვა დამატებითი ფუნქციებით, მაგრამ ყველა მათგანი წარმოადგენს

დახურულ სივრცეს, რომელსაც კვეთს მიკროტალღები (სურათი1).

საყოფაცხოვრებო მიკროტალღური ღუმელები უმეტესად მუშაობენ 2.45 გჰც

სიხშირეზე. მიზეზი იმისა, თუ რატომ იქნა არჩეული ტალღის ეს სიგრძე,

მდგომარეობს იმაში, რომ ამ სიხშირის მქონე მაგნიტრონები იაფია და შესაბამისად

ენერგია [eV]

C-C – ბმა 3.61

C=C – ბმა 6.35

C-O – ბმა 3.74

C=O – ბმა 7.71

C-H – ბმა 4.28

O-H – ბმა 4.80

წყალბადური ბმა 0.04 – 0.44

მიკროტალღა f = 300 მჰც 1.2 x 10-6

მიკროტალღა f = 2.45 გჰც 1.0 x 10-5

მიკროტალღა f = 300 მჰც 1.2 x 10-3

9



ხელსაყრელია წარმოებისათის. საყოფაცხოვერებო მიკროტალღურ ღუმელებში

მიკროტალღური გამოსხივების ჰომოგენურობა არ არის მაღალი, მაგრამ

საკმარისია იმისათვის, რომ შეასურლოს დაკისრებული ფუნქცია, ე.ი. გაათბოს

საკვები. ველის განაწილება ერთი ტიპის ხელსაწყოსათვის დამოკიდებულია

სერიის ნომერზე.

სურ 1: საყოფაცხოვრებო მიკროტალღური ღუმელის მაგალითი

სინტეზში პირველი ექსპერიმენტები სწორედ საყოფაცხოვრებო ღუმელში იქნა

ჩატარებული. ეს ხელსაწყოები იდეალურები იყვნენ ელექტრომაგნიტური

გამოსხივებსთან მუშაობისას უსაფრთხოების თვალსაზრისით, მაგრამ ნაკლებად

შესაფერისები იყვნენ ქიმიური რეაქციების განხორციელებისათვის.

ექსპერიმენტული პარამეტრების რეგულირება ამ ღუმელებში შეზღუდულია

შემავალი სიმძლავრით და დასხივების დროთი. პრობლემებთანაა

დაკავშირებული წნევისა და ტემპერატურის გაზომვა და შესაბამისად, შედარება

მსგავს რეაქციებთან გართულებულია. რეაქციის დარეგულირება ხდება მხოლოს

შემავალი სიმძლავრის მეშვეობით, რაიმე ტემპერატურული შეზღუდვების გარეშე.

უსაფრთხოების მოსაზრებიდან გამომდინარე საყოფაცხოვრებო მიკროტალღური

ღუმელების გამოყენება არ შეიძლება ქიმიურ ლაბორატორიებში და

საგანმანათლებლო მიზნით.

10



აქტიურად ვითარდება მიკროტალღების გამოყენების სხვა მიმართულება – უკევე

15 წელია მათ გამოიყენებენ დაშლის რეაქციებისათვის, უპირველეს ყოვლისა

ნიმუშის მომზადებისათვის ელემენტური ანალიზისთვის (AAS, ICP-MS). ამ

სფეროში მთელი რიგი სტანდარტული მეთოდიკებისა მოწოდებულია აშშ გარემოს

დაცვის სააგენტოს (Environmental Protection Agency) მიერ [16].

ამ მიზნით აგებული იქნა მიკროტალღური მოწყობილობები, რომლების

შეესაბამებოდნენ ელექტრომაგნიტურ გამოსხივებასთან და მაღალ

ტემპერატურაზე და წნევაზე აგრესიულ ქიმიურ ნივთიერებებთნ მუშაობის

უსაფრთხოების საჭირო სტანდარტებს. ეს სისტემები ამავდროულად მუშაობენ

2.45 გჰც სიხშირეზე და იმართებიან სპეციალურად შემუშავებული

კომპიუტერული პროგრამით.

ორგანულ ქიმიაში გამოყენებული მიკროტალღური სისტემები ორი

მიმართულებით ვითარდება:

ერთი მიმართულება მოიცავს მცირე ზომის და ასევე ძლაიან სპეციფიკური

სისტემების და აპარატურის შექმნას. მცირე ზომის ხელსაწყოების დანიშნულებაა

რეაქციის ჩატარება მცირე რაოდენობით ნივთიერებებზე (მმოლი), ძალიან მცირე

დროის (რამდენიმე წუთი) განმავლობაში და დიდი რაოდენობით ენერგიის

მიწოდებით. ამ ხელსაწყოებს გააჩნიათ პატარა მოცულობები მიკროტალღებით

დასხივებისათვის (დაახლოებით 1 ) ან ხვრელი რეაქტორისათვით უშუალოდ

ტალღის მომწოდებელთან. რეაქტორად გამოიყენება პატარა დაბეჭდილი

ჭურჭელი, რომელსაც აქვს გაზურ ქრომატოგრაფიაში გამოყენებული ჭურჭლის

ფორმა (GC-Vials ). ორგანიკოს–ქიმიკოსები ამ ხელსაწყოს იყენებენ იმ შემტხვევაში,

თუ საჭიროა იმის ცოდნა მიდის რეაქცია თუ არა. მაგრამ თუ საჭიროა რეაქციის

პირობების, კინეტიკური პარამეტრების უფრო ზუსტი ცოდნა ან რეაქციის

მასშტაბის გაზრდა 0.1 მოლამდე (ანუ 100–ჯერ), მაშინ ასეთი ხელსაწყო

გამოუსადეგერია. სასწავლო მიზნებისათვის ამგვარი სისტემები წარმოადგენენ

11



ერთგვარ „შავ ყუთს“ და აქვთ მხოლოდ შეზღუდული გამოყენება. ამ ტიპის

ხელსაწყოებს აწარმოებს ფირმა Personal Chemistry (S) ხაზი EMRYS ავტომატიზაცის

სხვადასხვა ხარისხით, ფირმა Prolabo (F) ხაზი „Synthewave“ მონორეჟიმული

სისტემით (ეხლა აღარ იწარმოება) და ფირმა CEM (US)–ის ხაზი „Discovery“.

ცხრილში 3 მოცემულია ორგანულ სინთეზში გამოყენებული ზოგიერთი

მიკროტალღური სისტემები.

გარდა ზემოთ ჩამოთვლილი სისტემებისა გაყიდვაშია აგრეთვე სხვა მოდულური

სისტემები (ფირმა MLS GmbH / Milestone srl–ის სისტემა ETHOS der Fa.). სისტემას

ერთ საბაზო ხელსაწოში, კონკრეტული მოთხოვნებიდან გამომდინარე შეუძლია

მოქნილად არეგულიროს რეაქციის პირობები და ამისთვის გამოიყენოს

სხვადასხვა რეაქტორი. ამასთანავე შესაძლებელია ერთდროულად იქნას

გამოყენებული მიკროტალღების უპირატესობა და დარეგულირდეს რეაქციის

პარამეტრბი. ასეთ მოდულურ სისტემებში რეაქცია შეიძლება ჩატარდეს

სხვადასხვა მასშტაბით – მილიმოლებიდან მოლებამდე. გარდა ამისა,

შესაძლებელია გათვალისწინებული იქნას პერიოდული რეაქციიდან გადასვლა

უწყვეტ სისტემამდე, რომელიც უკვე განხორციელებული იქნა რამდენიმე

რეაქციაში [17, 18]. ფირმა მომხმარებელს სთავაზობს ხელსაწყოების განსხვავებულ

ფორმებს, მათ შორის სისტემებს დამწყებთათვის, რომელსაც გააჩნის

გამარტივებული გამზომი მოწყობილობა (ფირმა PRAKTIKA). მაქსიმალური

სიმძლავრე არის 1000 ვტ (სისტემა PRAKTIKA-ში 800 ვტ), რომლის რეგულირებაც

შესაძლებელია 10 ვტ სიდიდის ნაბიჯებით.

12



ცხრილი3: სინთეზისათვის ხელმისაწვდომი მიკროტალღური სისტემების

შედარება

საყოფაცხოვრებო მიკროტალღური ღუმელიR-220A ფირმა

Sharp

Emrys TM

Creator ფირმა Personal Chemistry

Discovery TM

ფირმა CEMETHOS TM MRფირმა MLS /Milestone

დასხივების საშუალება

მულტირეჟიმით მონორეჟიმით მონორეჟიმით მონორეჟიმით

მაქსიმალური სიმძლავრე

800 ვტ პულსირებული

300 ვტ არაპულსირებული

300 ვტ , არაპულსირებული

1000 ვტ პულსირებულიან არაპულსირებული

ღუმელის მოცულობა

15.7 ლ ~ 1 ლ ~ 1 ლ 42.8 ლ

ენერგიის სიმკვრივე ცარიელი ღუმელის შიგნით

~50 ვტ/ლ ~ 300 ვტ/ლ ~ 300 ვტ/ლ ~ 23 ვტ/ლ

რეაქციის მასშტაბი

max. 100 გ for dry reactions

< 20 გ < 50 გ 3000 გ–მდე დამოკიდებული

ა რეაქტორზე

აღნიშნულ ხელსაწყოებში გამოიყენება ტემპერატურის გაზომვის სხვადასხვა

ხერხები, ენერგიის მიწოდების რეგულირების მრავალრიცხოვანი პარამეტრები და

სპეციალურად შექმნილი რეაქტორები ქიმიურ რეაქტივებთან უსაფრთხოდ

მოპყრობისათვის. ქიმიურ სინთეზში შესაძლებელია ყველა სახის ჩვეულებრივი

ლაბორატორიული მინის რეაქტორების გამოყენება. საჭიროა თვიდან იქნას

აცილებული მიკროტალღური მოწყობილობის შიგნით ნებისმიერი მეტალის

ნაწილის გამოყენება. გამონაკლისები განხილული იქნება ქვემოთ.ექსპერიმენტის

პირობები დამოკიდებულია მიკროტალღური მოწყობილობის ტექნიკურ

13



მაჩვენებლებზე. იმისათვის, რომ ორგანულ პრაქტიკუმში შევიმუშოთ ზუსტი

ინსტრუქცია მიკროტალღურ ღუმელში რეაქციების ჩატარებისა, საჭიროა ნიმუშად

ავირჩიოთ რომელიმე მიკროტალღური სისტემა. აღნიშნულ სახელმძღვანელოში

ყველა ექსპერიმენტი ჩატარებული იქნა ხელსაწყოზე ETHOS, მწარმოებელი ფირმა

MLS GmbH, Leutkirch, გერმანია. აღნიშნული ხელსაწყო აკმაყოფილებს

ლაბორატორიული ექსპერიმენტის უსაფრთხოების და ტექნიკურ ყველა

მოთხოვნილებებს. მოცემულ ტექსტში საუბარია მხოლოდ ამ ხელსაწყოსა და მის

აქსესუარებზე. პრინციპში, აღნიშნულ სახელმძღვანელოში მოყვანილი ყველა

ექსპერიმენტის ჩატარება შეიძლება სხვა ფირმის ხელსაწყოებზეც. მაგრამ

ამისათვის საჭიროა თავიდან იქნეს შერჩეული სიმძლავრე, ტემპერატურა

ტექნიკური ინსტრუქციები და უსაფრთხოების წესები.

სურათზე 2 ნაჩვენებია ძირითადი ხელსაწყო (ფირმაMLS GmbH Leutkirch/Allgäu

მიერ წარმოებული ETHOS) რომელიც აღჭურვილია დუღილისთვის განკუთვნილი

მოწყობილობით და უკუმაცივრით. ერთადერთი განსხვავება ჩვეულებრივი

მოწყობილობისაგან მდგომარეობს შუშისგან დამზადებულ შემაერთებელში,

როემლიც ერთმანეთთან აერთებს რეაქტორში მდებარე კოლბას და

მიკროტალღების ველის გარეთ მდებარე უკუმაცივარს. აღნიშნული აპარატურა

შეიძლება აღიჭურვოს შლიფიანი საწვეთი ძაბრით, წყლის დამაცილებელი

მოწყობილობით ან მინის სარეველათი.

14



სურათი 2: მიკროტალღური სისტემა ETHOS MR დუღებისათვის განკუთვნილი მოწყობილობით და ნუკუმაცივრით (ტემპერატურის გაზომვა წარმოებს ოპტიკურბოჭკოვანი სენსორებით)

ცხრილში 4 მოცემულია აღნიშნული ხელსაწყოს მეშვეობით ჩატარებული

ექსპერიმენტების მსვლელობა. შედარებისათვის მოყვანილია კლასიკური

მეთოდებით ჩატარებული მსგავსი რეაქციებიც.

„ჩვეულებრივი“ უკუმაცივრის გამოყენებით მომუშავე აპარატურის გარდა,

შექმნილი იქნა სპეციალური რეაქტორები, რომლებშიც გამოყენებულია ჰაერის

მაცივარი. არსებობს როგორც ერთ- ასევე მრავალფურქციური როტორების მქონე

ხელსაწყოები, რომლის დახმარებით ჯგუფური სამუშაოების ჩატარებაა

შესაძლეებლი. სურათზე 3 მოცემულია ერთ, რვა და თხუთმეტროტორიანი

რეაქტორები ( თიტოეული რეაქტორის მოცულობაა 20 მლ). ტემპერატურის

გაზომვა შესაძლებელია როგორც ოპტიკურბოჭკოვანი ასევე იწ სენსორებით.

ჰაერით გაცივება მიიღწევა მიკროტალღური სივრცის და ჰაერისთვის

განკუთვნილი სპეციალური ხვრელების საშუალებით.

15



სურათი 3: ETHOS და PRAKTIKA ტიპის მიკროტალღური სისტემები ჰაერის მაცივრის მქონე რეაქტორებით

სურათი 3a: ცალკეული რეაქტორი სურათი 3b: 8-როტორიანი რეაქტორი, უკუმაცივრით და ტემპერატურის

ოპტიკურბოჭკოვანი გამზომით

სურათი 3c: 15როტორიანი რეაქტორი ჯგუფური ან პარალელური სინთეზისათვის

აღნიშნული სისტემების საშუალებით შესაძლებელია 1-10 მმოლი მასშტაბით

ექსპერიმენტების ჩატარება, რომლებსაც სჭირდებათ დუღება უკუმაცივარეზე

დუღებით. უპირატესობა ამ მეთოდისა მდგომარეობს მიკროტალღური სისტემის

16



შინაგან ვენტილაციაში და რეაქტორის გაცივებისათვის საჭირო ჰაერის

სპეციალურ მიმწოდებელში. თუმცა ჰაერით გაცივებას ესაჭიროება გარკვეული

გამოცდილება მიკორტალღურ გამოსხივების სფეროში და რეაქციის რეგულაციაში

და შესაბამისად ეს აპარატურა გამოიყენება მხოლოდ სწავლების ბოლო ეტაპზე.

რეაქციაში გამოყენებული გამხსნელის დუღილის ტემპერატურაზე მაღალი

ტემპერატურის მისაღწევად გამოიყენება წნევის ქვეშ მომუშავე ზოგიერთი

მარტივი რეაქტორი, რომლებიც მუშაობენ წნევის ქვეშ. თავდაპირველად ისინი

შექმნილი იყვენენ ძირითადად დაშლის რეაქციებისათვის, მაგრამ გამოიყენებიან

ორგანულ სინთეზშიც.

სურათი 4: ETHOS და PRAKTIKA ტიპის მაღალი წნევის მიკროტალღური სისტემა

სურათი 4a:მაღალი წნევის 6-განყოფილებიანი სურათი 4b: მაღალი წნევის 36-სისტემა განყოფილებიანი სისტემა

სურათი 4c: 50 მლ-იანი რეაქტორის შემცველი მიკროტალღური ავტოკლავი (მექნიკური ან მაგნიტური მორევით, სარეაქციო ან ინერტული აირის მიწოდებით, შინაგანი გაცივება)

17



სურათზე 4 ნაჩვენების ცალკეული რეაქტორები და მბრუნავი მოწყობილობა,

რომლებშიც ინტეგრირებულია რამდენიმე რეაქტორის შემცველი სისტემები. მათი

გამოყენება შეიძლება რეაქციის ოპტიმიზაციისათვის მორეაგირე ნივთიერებათა

მოლური თანაფარდობის ცვლილების გზით და ასევე სტუდენტებისათვის

ლაბორატორიულ პრაქტიკუმში ჯგუფური რეაქციების ჩატარების მიზნით.

პლასტმასის ან მინის რეაქტორების გამოყენება შესაძლებელია 50 მლ მოცულობის

მქონე რეაქციებისათვის, 280 °C ტემპერატურამდე და 40 ბარი წნევის დროს. წნევის

და ტემპერატურის გაზომვა ხდება სპეციალურ ჭურჭელში. აღნიშნულ რეაქტორში

ჩატარებული ექსპერიმენტების პირობები და მონაცემები ნაჩვენებია ცხრილში 5.

შესადარებლად მოყვენილია აგრეთვე მსგავსი რეაქციები ჩატარებული კლასიკური

მეთოდებით.

ექსპერიმენტის გადატანისას ჩვეულებრივი უკუმაცივრით დუღილის

ხელსაწყოდან წნევის ქვეშ მომუშავე სისტემაში, საჭიროა ზუსტად ვიცოდეთ

როგორ მიმდინარეობს რეაქცია და მასთან დაკავშირებული ფიზიკური

პარამეტრები.

ქიმიური რეაქციების გარდა, მიკროტალღური დასხივებით უპრობლემოდ

შეიძლება ჩავატაროთ ნარევების თერმული დაყოფა და ასევე მათი კომბინაცია

ქიმიურ რეაქციებთან. ამის მაგალითს წარმოადგენს ექსტრაქცია, გამოხდის

18



სხვდასხვა ტიპი (რექტიფიკაცია, რეაქტივების გასუფთავება გამოხდის

საშუალებით, გამოხდა წყლის ორთქლით), გაშრობა, გადაკრისტალება. ამ

მიზნებისათვის სპეციალური რეაქტორებია შექმნილია (სურათი 5).

სურათი 5: სისტემა ცხლადექსტრაქციისა და გაფილტვრისათვის

მეთოდის უპირატესობას წარმოადგენს დროის ეკონომია, ტემპერატურის უფრო

ზუსტი რეგულაცია და ენერგიის კონტროლირებადი მიწოდება.

ცხრილში 6 მოცემულია მიკროტალღურ ველში ნივთიერებების ტერმული

დაყოფის მაგალითები. მაგალითები აჩვენებს, რომ მიკროტალღების გამოყენება

ლაბორატორიაში არ შემოიფარგლება მხოლოდ ქიმიური რეაქციების ჩატარებით,

არამედ მოიცავს პროცესებს, რომლებასც სჭირდებათ მაღალი ტემპერატურა.

შესაბამისად ამისათვის საჭიროა ტექნიკურად კარგად აღჭურვილი

მიკროტალღური სისტემები, ხოლო საყოფაცხოვრებო ღუმელები ამ

მიზნებისათვის გამოუსადეგარია.

19



პრაქტიკული ინსტრუქციები მიკროტალღოვან ველში რეაქციების

ჩატარებისათვის

მიკროტალღურ ველში ჩატრებული რეაქციების შესახებ ლაიტერატურის

შესწავლამ აჩვენა, რომ აღწერილი რეაქციის პირობები მხოლოდ ზოგიერთ

შემთხვევაშია ისე აღწერილი, რომ მისი გამეორება შესაძლებელი იქნა

გართულების გარეშე იგივე ან სხვა სისტემებში. ხშირად გამოტოვებულია ისეთი

მნიშვნელოვანი პარამეტრები, როგორიცაა მორეაგირე ნივთიერებათა რაოდენობა,

მაქსიმალური ტემპერატურა, სიმძლავრე.

იგივე მონაცემები საჭიროა სხვა პროცესებისთვისაც, მაგ. სარეაქციო ნარევის

დამუშავებისათვის. რეაქციებში, რომელსაც ენერგია ჩვეულებრივად მიეწოდება,

პროცესები სტანდარტიზირებულია, ხოლო მიკროტალღების დახმარებით

ჩატარებული რეაქციებისათვის ან ნარევების გასუფთავებისათვის უდიდესი

მნიშვნელობა აქვს რეაქციის პირობებს და გამოყენებულ ნივთიერებებს. ყოველივე

ამის გათვალისწინებაა საჭირო ექსპერიმენტის აღწერის დროს.

ცხრილი 4: კლასიკური მეთოდებით და მიკროტალღური გამოსხივებით ჩატარებული სინთეზების შედარება (ხელსაწყოები უკუმაცივრით დუღების აპარატით)

რეაქცია მიკროტალღების გამოყენებით

რეაქცია მიკროტალღების

გამოყენებით (ლიტერატურული

მონაცემები)

ჩვეულებრივი რეაქცია, ლიტერატურული

მონაცემები და საკუთარი ექსპერიმენტის ზოგიერთი

მონაცემი ტოლუოლის ნიტრირება ● T: ყინულის აბაზანა +

max. 60 °C● t: 0.5 სთ + 1 წთ ● რაოდენობა: 100

მმოლი ● მოლური

თანაფარდობა: 1 : 1.5● აქტივატორი:

● T: ყინულის აბაზანა + ოთახის ტემპერატურა

● T: 0.5 + 2 სთ ● რაოდენობა: 100 მმოლი ● მოლური

თანაფარდობა : 1 : 1.5● აქტივატორი:

გოგირდმჟავა

20



გოგირდმჟავა ● გამოსავალი : 88%

● გამოსავალი : 75% [1]

3-ნიტრობენზალდეჰიდის აცეტილირება გლიკოლით ● T: 130 °C ● t: 50 წთ ● რაოდენობა: 100


თანაფარდობა : 1 : 1.5● კატალიზატორი.: p-

ტოლუოლსულფომჟავა

● გამოსავალი : 91%

● T: დუღება უკუმაცივრით ჰექსანზე

● t: 2 – 3 სთ ● რაოდენობა: 100 მმოლი ● მოლური თანაფარდობა

: 1 : 1.1● კატალიზატორი.: p-

ტოლუოლსულფომჟავა ● გამოსავლიანობა : 92%

[2]

აცილირება ფრილელ-კრაფტსით: ფლუორესცინის სინთეზი :● T: 220 °C● t: 30 წთ ● რაოდენობა: 135


თანაფარდობა: ექვიმოლური

● კატალიზატორი.: - ● გამოსავალი: 82 %

● T: 170 °C● t: 10 სთ ● რაოდენობა: 135 მმოლი ● მოლური თანაფარდობა:

ექვიმოლური ● გამოსავალი : 73% [3]

● T: 180 – 210 °C● t : 1-2 სთ ● ტაოდენობა: 0.1 მოლი ● მოლური თანაფარდობა:

ექვიმოლური ● კატალიზატორი.: ZnCl2

(50 მმოლი )● გამოსავალი:

რაოდენობრივი [4]სპილენძი ფტალოციანინის სინთეზი : ● T: 200 °C● t: 30 წთ ● რაოდენობა: 4.5


● T: უცნობია ● t: 4.5 – 7 წთ ● რაოდენობა : 0.05

მოლი ● მოლური

თანაფარდობა : 18.4

● T: 200 °C● t: 30 წთ ● რაოდენობა: 4.5 მმოლი ● მოლური

თანაფარდობა : 18.4 : 3.6 : 1

21



თანაფარდობა : 18.4 : 3.6 : 1

● კატალიზატორი : (NH4)2MoO4


: 3.6 : 1● კატალიზატორი :

(NH4)2MoO4

● გამოსავალი : 86% (საყოფაცხოვრებო მიკროტალღური ღუმელი)[ 5]

● კატალიზატორი : (NH4)2MoO4

● გამოსავალი: < 10% [6]

კნევენაგელის (Knoevenagel) კონდენსაცია :● T1: 110 °C / 20 წთ ● T2: 140 °C / 5 წთ ● რაოდენობა: 0,25

მოლი ● მოლური

თნაფარდობა: ექვიმოლური

● catalyst: AcOH/პიპერიდინი (15/30 მმოლი )

● რეაქცია ერთ ჭურჭელში


● T: 110 °C● t: 2 – 6 სთ ● რაოდენობა: 0,5 მოლი /

150 მლ ბენზოლი● მოლური თნაფარდობა:

ექვიმოლური ● catalyst:

AcOH/პიპერიდინი (30/60 მმოლი )

● დინის და სტარკის ხელსაწყო

● გამოსავალი : 75 % [6,7]

აცეტილსალიცილ მჟავა :● T: 140 °C● t. 60 წმ ● რაოდენობა: 0.2-

1.0 მოლი ● მოლური

თნაფარდობა : 1 : 1.2

● catalyst: -● გამოსავალი :

92%

● T: 120 – 130 °C● t: 90 წმ ● რაოდენობა:

15-150 მმოლი ● მოლური

თნაფარდობა : 1 : >1

● catalyst: -● გამოსავალი:

მონაცემები არ არსებობს [8]

● T: 140 °C● t: 2 სთ ● რაოდენობა: 1 მოლ ● მოლური

თნაფარდობა : 1 : 1.2

● catalyst: H2SO4


ბენზოინის კონდენსაცია შარდოვანასთან :● T: 150 °C● t: 11 წთ ● რაოდენობა: 94

მმოლი

● T: უცნობი ● t: 3 – 5 წთ ● რაოდენობა: 10

მმოლი

● T: 180 °C● t: 60 წთ ● რაოდენობა: 4.7 მმოლი ● მოლური თანაფარდობა

: 1 : 3.6

22



● მოლური თნაფარდობა : 1 : 3.5


● რაოდენობა : 1 : 3.5● გამოსავლიანობა :

65% (საყოფაცხოვრებო მიკროტალღური ღუმელი ) [10]

● გამოსავალი : 70% [6,11]

გამოყენებული ლიტერატურა ცხრილი 4-სთვის :

[1] S. Hünig, G. Märkl, J. Sauer; Integriertes organisches Praktikum; Verlag Chemie, Weinheim 1979

[2] Integriertes Organisch-Chemisches Praktikum, Regensburg, 2000, Versuch-Nr. 4.1.1.3

[3] J. O. Metzger, personal communication, Oldenburg 2000

[4] W. Gattermann, „Die Praxis des organischen Chemikers“, Verlag de Gruyter, Berlin - New York 1982, 584-595

[5] A. Shaabani, J. Chem. Res. (S), 1998, 672-673

[6] Testreaktionen, FSU Jena, ITUC, Jena 2002

[7] Autorenkollektiv, „Organikum: organisch-chemisches Grundpraktikum“, 20., bearb. und erw. Aufl., korr. Nachdruck, Wiley-VCH, Weinheim 1999, 502

[8] A. K. Bose, B. K. Banik, N. Lavlinskaia, M. Jayaraman, M. S. Manhas, CHEMTECH, 1997, 18-24

[9] Lit. [7] 444-445

[10] J.-C. Feng, Qu.-H. Meng, Y. Liu, L. Dai, Org. Prep. Proc. Int. 1997, 29, 687-689

[11] B. K. Yong, S. K. Chung, K. L.Chang, J. Heterocyclic Chem. 1994, 31, 1653-1656

ცხრილი 5: წნევის ქვეშ მიმდინარე მიკროტალღური გამოსხივების დახმარებით ჩატარებული რეაქციების შედარება ჩვეულებრივ რეაქციებთან

რეაქცია მიკროტალღების გამოყენებით

ჩვეულებრივი რეაქცია, ლიტერატურული მონაცემები და

საკუთარი ექსპერიმენტის ზოგიერთი მონაცემი

ბიგინელის რეაქცია :● T: 110 °C● t: 20 წთ ● რაოდენობა: 0.1 მოლი ● 3% შარდოვანა ● მოლური თანაფარდობა : 1.03 : 1 : 1● კატალიზატორი : HCl/EtOH 25 მლ ● გამოსავალი : 75%

● T: 80 – 90 °C● t: 4 – 8 სთ ● რაოდენობა: 0.01 – 1 მოლი ● შარდოვანის სიჭარბე ● მოლური თნაფარდობა: სხვადასხვა ● კატალიზატორი : HCl/EtOH● გამოსავალი : 78%

● T: 25 °C● t: 12 სთ

23



● რაოდენობა: 0.05 მოლი ● 50% სიჭარბე შარდოვანის ● მოლური ტანაფარდობა : 1.5 : 1 : 1● კატალიზატორი : HCl/EtOH 5 მლ ● გამოსავალი : 70% [2]

გლუკოზის გლიკოზიდირება მეთანოლით ფიშერის მიხედვით :● T: 140 °C● t: 40 წთ ● რაოდენობა: 27 მმოლი ● მოლური თანაფარდობა : 1 : 37● კატალიზატორი:

აცეტილქლორიდი ● გამოსავლი: რაოდენობრივი [3]

● T: 70 – 75%● t: 8 – 24 სთ ● რაოდენობა: 0.01 - 10 მოლი ● მოლური თანაფარდობა: სხვადასხვა ● კატალიზატორი: სხვადასხვა მჟავები ● გამოსავალი : 80% [2,4]

ε-კაპროლაქტამის პოლიკონდენსაცია :● T: 200 °C● p: 50 ბარი ● t: 45 წთ ● რაოდენობა: 25 მმოლი ● H2O: 10 – 25 მმოლი ● გამოსავალი : 80%

● T: 250 °C● p: >1 ბარი (ამპულა) ● t: 4 სთ ● რაოდენობა: 25 მმოლი ● კატალიზატორი: HCl (1 წვეთი) ● გამოსავალი: არ არის

განსაზღვრული [5]

ლიტერატურა ცხრილისთვის 5:

[1] P. Biginelli, Gazz. Chim. Ital. 1893, 23, 360-416

[2] Testversuche, FSU Jena, ITUC, Jena 2001-2002

[3] M. Nüchter, B. Ondruschka, W. Lautenschläger, Synth. Commun. 2001, 31, 1277-1283

[4] K. Hill, W. von Rybinski, G. Stoll (eds.), “Alkyl Polyglycosides”, VCH, Weinheim 1997, 1-22

[5] Autorenkollektiv, „Organikum: organisch-chemisches Grundpraktikum“, 20., bearb. und erw. Aufl., korr. Nachdruck, Wiley-VCH, Weinheim 1999, 625

ცხრილი 6: მიკროტალღების მეშვეობით ნივთიერებათა დაყოფის პოცესი

პროცესები მიკროტალღების გამოყენებით

გამოყენება

ნივთიერებების დაცილება რეაქტორი: მინის გამოსახდელი ხელსაწყო დეფლეგმატორითT: 150 °C-მდე, ვაკუუმი 100 მბარამდე

რადენობა 2 ლ სარეაქციო ნარევი

- უმაღლესი კარბონმჟავების კონვერსია

24



ძმარმჟავას ანჰიდრიდთან უმაღლესკარბონმჟავას ანჰიდრიდებამდე

- მესამეული სპირტების ესტერიფიკაცია კარბონმჟავას ანჰიდრიდებით

გამოხდა წყლის ორთქლით რეაქტორი: მინის გამოსახდელი ხელსაწყოდრო: 30 წთ 250 მლ დისტილატისათვის

არ საჭიროებს ორთლის დამატებით წყაროს (ფენოლის ნიტრირება)

● ეთერზეთების გამოყოფა (ლავანდის, კანაფის)

რექტიფიკაცია რეაქტორი: მინის ხელსაწყო დეფლეგმატორით გადადენისათვის T: 150 °C-მდე, ვაკუუმი 100 მბარამდე რაოდენობა სარეაქციო ნარევი 2 ლიტრამდე ● კარბონმჟავების ანჰიდრიდების

გასუფთავება ექსტრაქცია I რეაქტორი: 6-განყოფილებიანი მაღალი

წნევის რეაქტორი [1]T = 120 °C, t < 20 წთ ნიმუშის მომზადება ნიადაგში არომატული ნივთიერებების განსაზღვრისათვის

ექსტრაქცია II რეაქტორი: სისტემა ცხლადექსტრაქცია-გაფლტრისათვის ცხლად ექსტრაქცია მცენარეებიდან ბუნებრივი ნაერთების გამოსყოფად

გადაკრისტალება ან ცხელი ექსტრაქცია ნორმალურ წნევაზე

რეაქტორი: ხელსაწყო უკუმაცივრით დუღებისათვის

ლიტერატურა ცხრილისთვის 6 :

[1] a) U. Nüchter, B. Ondruschka, H. G. Struppe, M. Nüchter, Chem. Technik 1998, 50, 249-252,

b) C. Struppe, M. Nüchter, B. Ondruschka, Chem. Technik 1999, 51, 127-129

ლიტერატურა:

[1] Autorenkollektiv, “Organikum: organisch-chemisches Grundpraktikum”, 20., bearb. und erw. Aufl., korr. Nachdruck, Wiley-VCH, Weinheim 1999, 13-17

25



[2] a) http://www.chemie.uni-hamburg.de/oc/marga/pages/englisch_0006pag.html b) http://www.chemlin.net/chemistry/photochemistry.htm

[3] a) H. G. O. Becker, “Einführung in die Photochemie”, Thieme –Verlag Stuttgart 1983

b) M. Klessinger, “Lichtabsorption und Photochemie organischer Moleküle”, 1. Aufl., VCH, Weinheim, New York 1989

c) J. Mattay, A. Griesbeck (Eds.) “Photochemical Key Steps in Organic Synthesis”, VCH, Weinheim, New York 1994

d) D. Wöhrle, M. W. Tausch, W.-D. Stohrer “Photochemie. Konzepte, Methoden, Experimente”, Wiley-VCH 1998

რეაქციები და პროცესები მიკროტალღების გამოყენებით:

[4] R. Gedye, F. Smith, K. Westaway, H. Ali, L. Baldisera, L. Laberge, J. Rousell, Tetrahedron Lett. 1986, 27, 279-283

[5] R. J. Giguere, T. L. Bray, S. M. Duncan, G. Majetich, Tetrahedron Lett. 1986, 27, 4945-4949

[6] https://www.pueschner.com/basics/phys_basics_en.php

[7] a) K. Ganzler, I. Szinai, A. Salgó, J. Chromatogr. 1990, 520, 257-262, b) V. Lopez-Avila, R. Young, J. Benedicto, P. Ho, R. Kim, W. F. Beckert, Anal. Chem. 1995, 67, 2096-2102

[8] D. M. P. Mingos, D. R. Baghurst “Applications of Microwave Dielectric Heating Effects to Synthetic Problems in Chemistry” in: Microwave Enhanced Chemistry (Eds.: H. M. Kingston, St. J. Haswell) ACS, Washington (DC) 1997, 3-53

[9] D. M. P. Mingos, D. R. Baghurst Chem. Soc. Rev. 1991, 20, 1-47

[10] C. Gabriel, S. Gabriel, E. H. Grant, B. S. J. Halstead, D. M. P. Mingos, Chem. Soc. Rev.1998, 27, 213

[11] D. R. Baghurst, D. M. P. Mingos J. Chem.. Soc., Chem. Commun. 1992, 674-677

[12] D. R. Lide, in: CRC Handbook of Chemistry and Physics, 76th ed.; CRC press: Boca Raton, Ann Arbor, London, Tokyo 1992, Sec. 6, 193-215

[13] W. Lautenschläger, I. Flöter, G. Schwedt, LaborPraxis – Juli/August 1998, 42-44

[14] P. W. Atkins “Physical Chemistry”, Oxford University Press, 1990, 938

[15] D. A. C. Stuerga, P. Gaillard, J. Microwave Power and Electromagn. Energy 1996, 31, 87-113

[16] EPA Method 3015: MICROWAVE ASSISTED ACID DIGESTION OF AQUEOUS SAMPLES AND EXTRACTS

EPA Method 3051: MICROWAVE ASSISTED ACID DIGESTION OF SEDIMENTS, SLUDGES, SOILS, AND OILS

EPA Method 3052: MICROWAVE ASSISTED ACID DIGESTION OF SILICEOUS AND ORGANICALLY BASED MATRICES

26

http://www.chemie.uni-hamburg.de/oc/marga/pages/englisch_0006pag.html

http://www.epa.gov/sw-846/pdfs/3052.pdf

http://www.epa.gov/sw-846/pdfs/3052.pdf

http://www.epa.gov/SW-846/pdfs/3051a.pdf

https://www.pueschner.com/basics/phys_basics_en.php

http://www.chemlin.net/chemistry/photochemistry.htm



[17] M. Nüchter, B. Ondruschka, A. Jungnickel, U. Müller, J. Phys. Org. Chem. 2000, 13, 579-586

[18] M. Nüchter, U. Müller, B. Ondruschka, A. Tied, W. Lautenschläger, Chem. Ing. Tech. 2002, 74, 910-920

რჩეული მიმოხილვები და წიგნები თემაზე „რეაქციები და პროცესები

მიკროტალღების გამოყენებით“

1) მიმოხილვითი სტატია

a) R. N. Gedye, F. E. Smith, K. Ch. Westaway, Can. J. Chem. 1988, 66, 17-34

b) R. A. Abramovitch, Org. Prep. Proc. Int. 1991, 23, 685-711

c) A. G. Whittaker, D. M. P. Mingos J. Microwave Power and Electromagn. Energy 1994,

29, 195-219

d) S. Caddick, Tetrahedron 1995, 51, 10403-10432

e) Ch. R. Strauss, R. W. Trainor, Aust. J. Chem. 1995, 48, 1665-1692

f) K. C. Westaway, R. N. Gedye, J. Microwave Power and Electromagn. Energy 1995, 30,

219-229

g) A. K. Bose, B. K. Banik, N. Lavlinskaja, M. Jayaraman, M. S. Manhas, CHEMTECH

1997, 18, 479-488

h) S. A. Galema, Chem. Soc. Rev. 1997, 26, 233-238

i) R. N. Gedye, J. B. Wei, Can. J. Chem. 1998, 76, 525-537

j) Ch. R. Strauss, Aust. J. Chem. 1999, 52, 83-96

k) R. J. Varma, Green Chem. 1999, 1, 43-55

l) N. Elander, J. R. Jones, S.-Y. Lu, S. Stone-Elander, Chem. Soc. Rev. 2000, 29, 239-249

m)L. Perreux, A. Loupy, Tetrahedron 2001, 57, 9199-9223

n) P. Lidström, J. Tieney, B. Wathey, J. Westmann, Tetrahedron 2001, 57, 9225-9283

2. წიგნები

a) R. van Eldik , C. D. Hubbard (Eds.), “Chemistry Under Extreme or Non-classical

Conditions”, John Wiley & Sons and Spektrum Akademischer Verlag Co-Publication:

New York and Heidelberg, 1997;

27



b) H. M. Kingston, St. J. Haswell (Eds.), “Microwave Enhanced Chemistry”, ACS,

Washington (DC) 1997

c) A. Loupy (Ed.), “Microwaves in Organic Synthesis” Wiley-VCH, Weinheim, New York

2002

d) B. L. Hayes “Microwave Synthesis”, CEM Publishing, Matthews (NC) 2002

28


ენერგიის ალტერნატიული წყაროების...

Documents

Transcript of ენერგიის ალტერნატიული წყაროების...