m nitroaniline
बेंजीन से m-नाइट्रोएनिलिन का निर्माण | Benzene से Nitrobenzene, फिर m-Dinitrobenzene, और अंत में Na₂S से चयनात्मक अपचयन द्वारा m-Nitroaniline बनाना सीखें। इस video में पूरी lab practical हिंदी में step-by-step समझाई गई है — उपकरण, रसायन, विधि, सावधानियां और अवलोकन सहित। B.Sc, M.Sc और competitive exam के students के लिए बेहद उपयोगी।
बेंजीन से m-नाइट्रोएनिलिन का निर्माण
उद्देश्य (Aim)
बेंजीन से m-नाइट्रोएनिलिन बनाना, जिसमें नाइट्रोबेंजीन एक मध्यवर्ती (intermediate) के रूप में उपयोग होता है।
अभिक्रिया मार्ग (Reaction Route)
बेंजीन → नाइट्रोबेंजीन → m-डाइनाइट्रोबेंजीन → m-नाइट्रोएनिलिन- चरण 1: बेंजीन का नाइट्रेशन → नाइट्रोबेंजीन
- चरण 2: नाइट्रोबेंजीन का पुनः नाइट्रेशन → m-डाइनाइट्रोबेंजीन
- चरण 3: m-डाइनाइट्रोबेंजीन का चयनात्मक अपचयन → m-नाइट्रोएनिलिन
सिद्धांत (Theory)
चरण 1 — नाइट्रेशन (Nitration)
बेंजीन, सान्द्र HNO₃ और सान्द्र H₂SO₄ के मिश्रण (मिश्रित अम्ल) के साथ अभिक्रिया करता है। H₂SO₄, HNO₃ को प्रोटॉन देकर नाइट्रोनियम आयन (NO₂⁺) बनाता है, जो इलेक्ट्रोफाइल की तरह कार्य करता है। यह अभिक्रिया इलेक्ट्रोफिलिक एरोमैटिक प्रतिस्थापन (EAS) है।
C₆H₆ + HNO₃ ——(सान्द्र H₂SO₄, 55-60°C)——→ C₆H₅NO₂ + H₂O
बेंजीन नाइट्रोबेंजीनचरण 2 — पुनः नाइट्रेशन
नाइट्रोबेंजीन में —NO₂ समूह मेटा-निर्देशक होता है, इसलिए दूसरा नाइट्रो समूह मेटा स्थान पर जुड़ता है और m-डाइनाइट्रोबेंजीन बनता है।
C₆H₅NO₂ + HNO₃ ——(सान्द्र H₂SO₄, 95-100°C)——→ m-C₆H₄(NO₂)₂ + H₂O
नाइट्रोबेंजीन m-डाइनाइट्रोबेंजीनचरण 3 — चयनात्मक अपचयन (Selective Reduction)
m-डाइनाइट्रोबेंजीन का Na₂S (सोडियम सल्फाइड) से चयनात्मक अपचयन किया जाता है, जिससे केवल एक —NO₂ समूह अपचयित होकर —NH₂ बनता है।
m-C₆H₄(NO₂)₂ + Na₂S + H₂O ——→ m-O₂N-C₆H₄-NH₂ + S + NaOH
m-डाइनाइट्रोबेंजीन m-नाइट्रोएनिलिनआवश्यक उपकरण (Apparatus)
| उपकरण | मात्रा |
|---|---|
| गोल तली का फ्लास्क (250 mL) | 2 |
| रिफ्लक्स कंडेनसर | 1 |
| पृथक्करण कीप (Separating funnel) | 1 |
| बीकर (250 mL) | 2 |
| थर्मामीटर | 1 |
| जल ऊष्मक (Water bath) | 1 |
| बुकनर कीप + फिल्टर फ्लास्क | 1 |
| बर्फ ट्रे | 1 |
आवश्यक रसायन (Chemicals)
| रसायन | उपयोग |
|---|---|
| बेंजीन | प्रारंभिक पदार्थ |
| सान्द्र HNO₃ | नाइट्रेटिंग कारक |
| सान्द्र H₂SO₄ | उत्प्रेरक |
| Na₂S (सोडियम सल्फाइड) | चयनात्मक अपचयन |
| NaOH (40%) | क्षारीकरण |
| एथेनॉल | पुनःक्रिस्टलीकरण |
| बर्फ | ठंडा करने के लिए |
प्रयोग विधि (Procedure)
✅ चरण 1 — नाइट्रोबेंजीन बनाना
- 250 mL के गोल तली फ्लास्क में 10 mL सान्द्र H₂SO₄ लें।
- धीरे-धीरे 7 mL सान्द्र HNO₃ मिलाएं — यह मिश्रित अम्ल बनाता है।
- मिश्रण को बर्फ में रखकर 10°C से नीचे ठंडा करें।
- इसमें 8 mL बेंजीन बूंद-बूंद करके मिलाएं, तापमान 55-60°C से अधिक न होने दें।
- सभी बेंजीन मिलाने के बाद मिश्रण को 55-60°C पर 30 मिनट तक गर्म करें।
- मिश्रण को ठंडे पानी में डालें — नाइट्रोबेंजीन नीचे की परत के रूप में अलग हो जाएगी।
- पृथक्करण कीप से निचली परत अलग करें।
- NaOH घोल से धोएं, फिर आसुत जल से धोएं।
- निर्जल CaCl₂ से सुखाएं → पीले रंग का नाइट्रोबेंजीन प्राप्त होगा।
✅ चरण 2 — m-डाइनाइट्रोबेंजीन बनाना
- एक साफ फ्लास्क में 10 mL सान्द्र H₂SO₄ लें।
- 7 mL सान्द्र HNO₃ मिलाकर मिश्रित अम्ल बनाएं।
- इसमें 8 mL नाइट्रोबेंजीन बूंद-बूंद मिलाएं।
- मिश्रण को 95-100°C पर 30-40 मिनट तक गर्म करें।
- ठंडे पानी में डालें — m-डाइनाइट्रोबेंजीन ठोस रूप में अवक्षेपित होगा।
- छानकर (filter) अलग करें, पानी से धोएं।
- एथेनॉल से पुनःक्रिस्टलीकरण करें।
- हल्के पीले क्रिस्टल प्राप्त होंगे — यह m-डाइनाइट्रोबेंजीन है।
✅ चरण 3 — m-नाइट्रोएनिलिन बनाना (चयनात्मक अपचयन)
- 250 mL फ्लास्क में 5g m-डाइनाइट्रोबेंजीन लें।
- इसमें Na₂S घोल (9g Na₂S + 30 mL पानी) मिलाएं।
- मिश्रण को रिफ्लक्स कंडेनसर लगाकर 90-95°C पर 1 घंटे तक गर्म करें।
- गर्म मिश्रण को छानें — गंधक (sulfur) फिल्टर पर रह जाएगा।
- छनित द्रव (filtrate) को ठंडा करें।
- m-नाइट्रोएनिलिन के पीले क्रिस्टल अवक्षेपित होंगे।
- छानकर अलग करें और एथेनॉल-पानी मिश्रण से पुनःक्रिस्टलीकरण करें।
अवलोकन (Observations)
| चरण | उत्पाद | रंग | अवस्था |
|---|---|---|---|
| चरण 1 | नाइट्रोबेंजीन | हल्का पीला | तरल |
| चरण 2 | m-डाइनाइट्रोबेंजीन | पीला | ठोस क्रिस्टल |
| चरण 3 | m-नाइट्रोएनिलिन | चमकीला पीला | ठोस क्रिस्टल |
भौतिक गुण (Physical Properties) — m-नाइट्रोएनिलिन
| गुण | मान |
|---|---|
| अणु सूत्र | C₆H₆N₂O₂ |
| अणु भार | 138 g/mol |
| गलनांक | 114°C |
| रंग | चमकीला पीला |
| घुलनशीलता | एथेनॉल, एसीटोन में घुलनशील |
सावधानियां (Precautions)
- सान्द्र अम्लों को हमेशा धीरे-धीरे और सावधानी से मिलाएं।
- तापमान को नियंत्रण में रखें — अधिक तापमान पर ऑक्सीकरण होगा।
- सभी अभिक्रियाएं फ्यूम हुड में करें।
- दस्ताने और चश्मा अवश्य पहनें।
- बेंजीन कैंसरकारक है — इसे सांस में न लें।
- Na₂S से H₂S गैस बन सकती है — सावधान रहें।
परिणाम (Result)
बेंजीन से तीन चरणों में सफलतापूर्वक m-नाइट्रोएनिलिन तैयार किया गया। प्राप्त उत्पाद का गलनांक 114°C है जो शुद्ध m-नाइट्रोएनिलिन के गलनांक से मेल खाता है।