GIÁO TRÌNH THÍ NGHIỆM HÓA HỮU CƠ (9 BÀI THÍ NGHIỆM)
LINK BOX: https://app.box.com/s/92p1axj7gz5gxi7g8r2xekuwo4azkey2 LINK DOCS.GOOGLE: https://drive.google.com/file/d/1KM8Dns7Ae0op46VM6rWIyddLSRsflM6d/view?usp=sharing
LINK BOX:
https://app.box.com/s/92p1axj7gz5gxi7g8r2xekuwo4azkey2
LINK DOCS.GOOGLE:
https://drive.google.com/file/d/1KM8Dns7Ae0op46VM6rWIyddLSRsflM6d/view?usp=sharing
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
Chương I:<br />
1. Qui tắc làm việc trong phòng thí nghiệm<br />
1.1. Trước khi làm thí nghiệm<br />
ĐẠI CƯƠNG<br />
Sinh viên phải chuẩn bị trước đề cương thí nghiệm ở nhà (theo hướng dẫn),<br />
thông qua kiểm tra của giáo viên ở phòng thí nghiệm rồi mới được làm thí nghiệm đó.<br />
1.2. Trong khi làm thí nghiệm<br />
Mỗi sinh viên phải làm việc tại một chỗ quy định do giáo viên phân công, làm<br />
bài thí nghiệm đã được giáo viên thông qua dưới sự giám sát của giáo viên. Không<br />
được làm việc một mình trong phòng thí nghiệm.Cấm người ngoài đến thăm sinh viên<br />
đang làm việc trong phòng thí nghiệm. Không được ăn uống, hút thuốc, tiếp khách<br />
trong phòng thí nghiệm.<br />
Phải giữ trật tự, nghiêm túc, chính xác, trung thực và khoa học; phải tuân thủ<br />
theo các quy tắc bảo hiểm và giữ chỗ làm việc gọn gàng, sạch sẽ. Không được vứt<br />
giấy lọc, các chất rắn, axít, kiềm, chất dễ cháy, chất dễ bay hơi vào bể nước của<br />
phòng thí nghiệm mà phải chỗ quy định của phòng thí nghiệm.Dung môi bẩn phải đổ<br />
vào bình đựng dung môi bẩn để tinh chế lại.<br />
Phải giữ dụng cụ thí nghiệm sạch sẽ, tránh làm đổ vỡ; nếu làm đổ vỡ phải báo<br />
cáo với giáo viên(hư hỏng không có lý do phải bồi thường).Không làm thí nghiệm với<br />
dụng cụ bẩn. Không được tự tiện mang dụng cụ hóa chất ra khỏi phòng thí nghiệm,<br />
hay di chuyển dụng cụ hóa chất từ bài này sang bài khác, không được sử dụng dụng<br />
cụ máy móc không thuộc phạm vi bài thí nghiệm cũng như chưa hiểu tính năng và<br />
cách sử dụng.<br />
Khi làm thí nghiệm phải mặc áo choàng (áo blouse ống tay dài), khăn mặt và<br />
khăn lau bàn ở chỗ làm việc. Không nên đi dép xăng đan hay quần ngắn trong phòng<br />
thí nghiệm.<br />
1.3. Làm xong thí nghiệm<br />
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST><br />
daykemquynhonbusiness@gmail.com<br />
Sinh viên phải báo cáo kết quả với giáo viên, ghi lại kết quả để báo cáo trong<br />
bài tường trình.Làm không có kết quả phải làm lại.<br />
Phải dọn sạch sẽ chỗ làm việc, rửa ngay dụng cụ thí nghiệm trả lại cho phòng<br />
thí nghiệm.<br />
1
Kiểm tra điện nước báo cáo với giáo viên rồi mới được ra về.<br />
2. Qui tắc làm việc với chất độc, chất dễ cháy, dễ nổ<br />
Đa số các chất hữu cơ đều độc.Khi tiếp xúc với hóa chất cần biết đầy đủ tính độc,<br />
khả năng dễ nổ, dễ cháy của các hóa chất sử dụng, và biết dầy đủ quy tắc chống độc,<br />
chống cháy nổ.<br />
- Khi làm việc với các hóa chất độc như KCN, NaCN, HCN, dimetylsunfat,<br />
dimetylamin, Cl 2 , N 2 N 4 , cloranhydrit, các axít đơn giản cũng như khi tiến hành phản<br />
ứng có thoát ra khí độc đều phải đeo mặt nạ chống độc hay đeo kính bảo hộ. Phải làm<br />
trong tủ hút dưới sự chỉ dẫn của giáo viên hoặc nhân viên phòng thí nghiệm.<br />
- Khi làm việc với các kim loại kiềm Na, K: Các kim loại này cần phải được giữ trong<br />
dầu hỏa, phải dùng kẹp để lấy kim loại ra không được dùng tay. Tránh Na, K gặp<br />
CCl 4 hay nước (phải hủy kim loại Na, K dư bằng một lượng nhỏ ancol butylic hoặc<br />
amylic)<br />
- Thủy ngân phải được giữ trong bình có nút kín: đặt các thiết bị chứa thủy ngân trong<br />
khây men hay khây nhựa, thu hồi thủy ngân rơi vãi bằng hỗn hống Đồng.<br />
- Khi làm việc với các khí độc như Br 2 ,... phải làm việc trong tủ hút, và bảo quản các<br />
hóa chất trong các lọ kín.<br />
- Khi làm việc với axít sunfuric đậm đặc, hay Oleum, phải rót cẩn thận qua phễu và<br />
thao tác trong tủ hút, khi pha loãng axít sunfuric đặc phải cho từ từ từng lượng nhỏ<br />
axít vào nước không làm ngược lại, không được pha loãng oleum, không dùng axít<br />
sunfurric trong bình hút ẩm.<br />
- Khi làm việc với các chất dễ cháy nổ phải để xa ngọn lửa. VD: Benzen, ete, axeton,<br />
etyl axetat, ete dầu hỏa,...<br />
- Ete được giữ trong bình nút chặt có mao quản hay ống chứa Canxi Clorua. Không<br />
chưng cất ete etylic, tetrahydrofuran, dioxan khi chưa loại bỏ hết peoxit.<br />
- Tất cả các hóa chất ở chỗ làm việc phải chứa trong lọ có nhãn rõ ràng. Không làm thí<br />
nghiệm với hóa chất không có nhãn rõ ràng.<br />
3. Phương pháp cấp cứu sơ bộ<br />
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST><br />
daykemquynhonbusiness@gmail.com<br />
Khi bị bỏng nhiệt bôi ngay dung dịch KMnO 4 (hoặc làm nguội ngay bằng nước<br />
hoặc rượu).Sau đó bôi glyxerol, vazơlin hay Sunfidin vào chỗ bỏng.<br />
2
Khi bị bỏng axít: rửa chỗ bỏng nhiều lần bằng nước rồi bằng dung dịch<br />
Natribicacbonat hay kiềm 3% rồi bôi mỡ vazơlin.<br />
Khi bị bỏng kiềm đặc: rửa chỗ bỏng nhiều lần bằng nước rồi bằng dung dịch axít<br />
axetic hay axít borit 1 %.<br />
Khi bị bỏng brom: Rửa chỗ bỏng nhiều lần bằng ancol etylic rồi bằng dung dịch<br />
thiosunfat 10%, sau đó bôi vazơlin vào chỗ bỏng.<br />
Khi bị bỏng phenol: Rửa dung dịch nhiều lần bằng glyxerol cho tới khi màu da trở<br />
lại bình thường, sau đó băng vết thương bằng bông tẩm glyxerol.<br />
Khi rơi chất hữu cơ lên da: Trong đa số trường hợp phải rửa bằng nước nếu không<br />
hiệu quả phải rửa bằng dung môi hữu cơ (ancol etylic). Nên rửa nhanh bằng một<br />
lượng lớn chất hữu cơ tránh chất hữu cơ tạo thành dung dịch trên da.<br />
Khi thở phải nhiều khí clo hay brom : Ngửi bằng dung dịch amoniac loãng hay<br />
ancol etylic rồi đi ra chỗ thoáng.<br />
Khi bị đầu độc bởi hóa chất: cần uống một lượng tương đối nhiều nước, nếu là axít<br />
thì uống một lượng nhỏ natribicacbonat 2%, nếu là kiềm thì uống một cốc axít axetic<br />
hay axít limonic 2%.<br />
Khi nhiễm độc khí nặng cần đưa ra chỗ thoáng tránh nguồn độc, nếu nạn nhân<br />
ngừng thở phải hô hấp nhân tạo đến khi nạn nhân tỉnh lại ( không làm hô hấp nhân tạo<br />
với các nạn nhân nhiễm độc nặng khí Clo).<br />
Khi bị thương do thủy tinh: Gắp hết các mảnh thủy tinh vỡ ra khỏi vết thương, rửa<br />
bằng nước sạch và cồn Iốt 3%, băng vết thương lại nếu vết thương nặng thì cần cột<br />
garô rồi đưa đến bệnh viện.<br />
4. Xử lý đám cháy:<br />
Khi có đám cháy: trường hợp cháy chất lỏng cần tắt bếp điện hay đèn phủ đám<br />
cháy bằng khăn ướt, cát, hoặc bằng bình chứa khí CO 2 . Nếu chất gây cháy tan trong<br />
nước thì dập bằng nước (VD: ancol,...), nếu đám cháy không tan trong nước thì dùng<br />
cát hay bình khí CO 2 .<br />
Khi áo quần cháy không chạy mà dội ngay nước vào chỗ cháy, hay nằm lăn ra áp<br />
chỗ cháy vào sàn nhà dùng khăn ướt áp lên chỗ cháy.<br />
Khi áo choàng cháy cởi bỏ ngay ra.<br />
Khi có đám cháy lớn cần báo động(hô cháy), gọi ngay trực nhật hay cơ quan<br />
phòng cháy chữa cháy.<br />
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST><br />
daykemquynhonbusiness@gmail.com<br />
3
5. Dụng cụ thủy tinh và cách sử dụng<br />
Khi làm thí nghiệm hữu cơ, không những phải nắm vững lý thuyết phản ứng, tính<br />
chất của các chất đầu và sản phẩm hình thành, quá trình diễn biến của phản ứng, cách<br />
tiến hành phản ứng làm cần phải cẩn thận lựa chọn dụng cụ thích hợp cho phản ứng.<br />
Nhất là đối với các dụng cụ thủy tinh như bình cầu, ống sinh hàn, các dụng cụ thủy<br />
tinh mỏng.Cẩn thận các dụng cụ thủy tinh đã nứt.<br />
Các dụng cụ thủy tinh chủ yếu làm bằng loại thủy tinh bosilicat hay molipden có<br />
hệ số dãn nở tương đối nhỏ, rất bền đối với axít và kiềm, bền với sự thay đổi nhiệt độ.<br />
Loại thủy tinh pyrex có độ bền nhiệt cao hơn, hệ số dãn nở nhỏ, và chịu được giớihạn<br />
thay đổi nhiệt độ đến 250 0 C, nhưng lại kém bền với kiềm.<br />
Thủy tinh thạch anh có nhiệt độ mềm hóa 1400 0 C. có hệ số dãn nở nhiệt rất nhỏ,<br />
rất bền với nhiệt trong suốt với tia tử ngoại.<br />
Trong thí nghiệm hữu cơ thường dùng các loại dụng cụ thủy tinh sau:<br />
- Bình cầu: thường dùng để thực hiện phản ứng, chưng cất ở nhiệt độ thường,<br />
chưng cất lôi cuốn hơi nước hoặc đun nóng phản ứng đến nhiệt độ sôi.<br />
Bình cầu đáy bằng dùng để chuẩn bị hóa chất hoặc cho phản ứng dưới 100 0 C<br />
(Tuyệt đối không dùng bình cầu đáy bằng để làm việc dưới áp suất thấp)<br />
1 2 3 4<br />
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST><br />
daykemquynhonbusiness@gmail.com<br />
5 6 7 8<br />
Hình 1.1. Các loại bình cầu<br />
Bình cầu ba cổ (1), Bình cầu 2 cổ (2), Bình cầu đáy tròn cổ dài (4&6), Bình cầu<br />
đáy tròn cổ ngắn (3,5&8), Bình cầu quả lê (7)<br />
4
- Bình lọc: (Bunsen) Dùng để chứa dịch lọc và tạo môi trường áp suất thấp, phễu lọc áp<br />
suất thấp chỉ cần cắm m vào bình chứa dịch lọc thông thường.<br />
Hình 1.2.<br />
Phễu lọc áp suất thấp.<br />
- Bình nón: : (Elenmeyer, eclen) dùng để kết tinh chất, chuẩn bị hóa chất, chứa hóa chất<br />
chuẩn độ, tiến n hành các phản ứng đơn giản.<br />
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST><br />
daykemquynhonbusiness@gmail.com<br />
1 2<br />
Hình 1.3.<br />
Bình nón thường (1) ,Bình nón có nút nhám (2)<br />
5
- Cốc thủy tinh: (Becher) dùng để tiến hành các phản ứng đơn giản nhiệt độ thấp hơn<br />
100 0 C, hoặc dùng làm dụng cụ hỗ trợ.<br />
1 2<br />
Hình 1.4. Các loại cốc thủy tinh<br />
- Ống sinh hàn: Dùng để làm lạnh hay ngưng tụ hơi khi tiến hành phản ứng hay khi tiến<br />
hành chưng cất.<br />
Lắp ống sinh hàn thẳng đứng hơi xuôi gọi là ống sinh hàn ngược.<br />
Nếu ngưng tụ ra khỏi bình phản ứng thì gọi đó là ống sinh hàn xuôi.<br />
Khi ngưng tụ hơi các chất lỏng trở lại bình phản ứng thì dùng ống sinh hàn thẳng, bầu<br />
hay xoắn.<br />
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST><br />
daykemquynhonbusiness@gmail.com<br />
1 2 3<br />
Hình 1.5. Sinh hàn thẳng (1,2), Sinh hàn bầu (3)<br />
6
Loại i sinh hàn này có thể làm sinh hàn không khí và cả sinh hàn nước n hoặc các<br />
dung môi khác. . Sinh hàn không khí chỉ dùng khi ngưng tụ các chất có nhiệt độ bay<br />
hơi trên 150 0 C dưới i áp suất thường.<br />
Sinh hàn thẳng thường được làm sinh hàn xuôi trong chưng cất, c và có thể làm<br />
sinh hàn ngược c tuy nhiên hiệu quả không cao, sinh hàn bầu chỉ được đ dùng làm sinh<br />
hàn ngược.<br />
1<br />
2 3<br />
Hình 1.6.Sinh hàn xoắn<br />
- Phễu nhỏ giọt,phễu chiết:<br />
Phễu nhỏ giọt (phễu brom)dùng để cho hóa chất vào bình<br />
phản ứng, thường có chia độ. Còn phễu chiết dùng để tách biệt t hai chất lỏng không<br />
hòa tan vào nhau.<br />
Chú ý : Nút và khóa không chuẩn, chỉ dùng riêng cho từng phễu, , khóa phễu phải có<br />
vòng cao su để giữ khóa. Trước khi dùng phễu phải kiểm tra độ kín của c phễu.<br />
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST><br />
daykemquynhonbusiness@gmail.com<br />
1 2 3<br />
Hình1.7. Phễu nhỏ giọt (1&2), Phễu chiếtt (3)<br />
7
- Ống Canxi clorua: dùng để bảo vệ phản ứng tránh hơi nước thâm nhập.<br />
Các loại dụng cụ thủy tinh khác<br />
- Các loại ống nối<br />
Hình 1.8. Các loại ống nối<br />
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST><br />
daykemquynhonbusiness@gmail.com<br />
Hình 1.9.Các loại phễu lọc; phễu lọc nóng (a), phễu lọc lạnh(b&c)<br />
8
Hình 1.10.Cách lắp khóa kệp vào giá đỡ<br />
6. Cách lắp ráp các hệ thống<br />
phản ứng hữu cơ và chưng cất<br />
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST><br />
daykemquynhonbusiness@gmail.com<br />
Hình 1.11. Hệ thống phản ứng hữu cơ nhám<br />
9
Hình 1.12. Hệ thốngchưng cất dưới áp suất thấp<br />
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST><br />
daykemquynhonbusiness@gmail.com<br />
Hình 1.13. Hệ thốngchưng cất thường<br />
10
1<br />
7<br />
Hình 1.14. Dụng cụ loại nước hệ cất thủy phần<br />
2<br />
3<br />
4<br />
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST><br />
daykemquynhonbusiness@gmail.com<br />
Hình 1.15. Hệ thốngchưng cất lôi cuốn hơi nước<br />
Bình sinh hơi (1), Bình cất (2), Ống nối (3), Ống sinh hàn (4), Ống sừng bò có<br />
nhám (5), Bình hứng (6), Ống bảo hiểm (7).<br />
7. Cách bảo quản hóa chất<br />
Trong phòng thí nghiệm các chất thường được chứa trong các bình thủy tinh có nút.<br />
Ta cần chú ý các điểm sau<br />
6<br />
5<br />
11
- Tất cả các bình đựng hóa chất phải có nhãn rõ ràng, nhãn phải được bảo vệ bằng băng<br />
keo trong hoặc tráng parapin ra ngoài. Nhãn phải ghi rõ tên hóa chất công thức phân<br />
tử, các hằng số hóa lý ngày tổng hợp. Ghi bằng bút chì hoặc in, không ghi nhãn bằng<br />
bút mực hay ghi trực tiếp lên thủy tinh.<br />
- Chất rắn, chất lỏng có độ nhớt cao thường chứa trong các bình có cổ rộng; thường các<br />
chất lỏng chứa trong bình cổ hẹp.<br />
- Những chất có thể tác dụng với thủy tinh phải chứa trong bình chất dẻo, hoặc trong<br />
thủy tinh tráng bên trong bằng chất dẻo hoặc parapin.<br />
- Kim loại kiềm giữ trong dầu hỏa còn phốtpho giữ trong nước.<br />
- Những chất nhạy với ánh sáng phải chứa trong lọ có màu.<br />
- Những chất dễ tách ra những khí độc hay nhưng chất có mùi khó chịu phải để trong tủ<br />
hốt (tủ hút).<br />
- Những chất độc, chất dễ cháy nổ phải giữ trong tủ riêng và chỉ được dùng một lượng<br />
nhỏ ở chỗ làm việc.<br />
- Di chuyển hóa chất phải dùng các thùng gỗ chuyên chở hóa chất.<br />
- Cấm không được chứa hóa chất trong những bình thuờng dùng cho thực phẩm và giải<br />
khát.<br />
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST><br />
daykemquynhonbusiness@gmail.com<br />
12
Chương II<br />
THIẾT BỊ VÀ KĨ NĂNG<br />
1. Thiết bị đun nóng<br />
Đun nóng là một kĩ thuật quan trọng để lựa chọn nhiệt độ sao cho thích hợp với phản<br />
ứng, để chưng cất,tinh chế chất rắn,... Đại đa số các phản ứng hữu cơ đều xảy ra chậm<br />
nên cần đun nóng để tăng tốc độ phản ứng, cũng như tăng hiệu suất. Tăng nhiệt độ lên<br />
10 0 C tốc độ phản ứng tăng lên 2- 3 lần.<br />
Trong phòng thí nghiệm có thể dùng các dụng cụ như: đèn cồn, đèn khí, các loại bếp<br />
điện, lò điện, bếp cách chất rắn hay lỏng. Ngoài ra còn có thể dùng đèn hồng ngoại.<br />
Các loại đèn cồn, đèn khí, hay bếp điện trần dùng để cô cạn hay bay hơi chất lỏng, tuy<br />
nhiên không dùng để đun nóng chất lỏng dễ bay hơi hay chất lỏng dễ cháy.<br />
Nếu dùng các bếp trần để đun cần phải có lưới amiăng.<br />
Khi muốn nhiệt độ ổn định thì cần dùng các bếp cách chất lỏng: ở nhiệt độ thấp hơn<br />
100 0 C dùng bếp cách nước, ở nhiệt độ cao hơn có thể dùng bếp cách cát (nhưng khó<br />
có thể giữ nhiệt độ ổn định và kiểm tra nhiệt độ), hay bếp cách dầu.<br />
Ở nhiệt độ cao hơn 200 0 C dùng bếp cách parapin hay glyxerol.<br />
Ở nhiệt độ 250- 300 0 C dùng bếp cách dầu.<br />
Ngoài ra có thể dùng các bếp cách hỗn hợp các muối để thu được nhiệt độ cao hơn.<br />
Khi đun chất lỏng cần phải chú ý:<br />
- Phải cắm nhiệt kế để đo nhiệt độ chất lỏng cách thủy để không đun quá nhiệt độ<br />
bay hơi của chất lỏng (đối với các chất lỏng không phải là nước)<br />
- Mức chất lỏng bên ngoài phải cao hơn mức chất lỏng bên trong bình phản ứng.<br />
- Nhiệt độ của bếp phải cao hơn nhiệt độ phản ứng 20- 30 0 C<br />
2. Các thiết bị làm lạnh<br />
Các phản ứng tỏa nhiều nhiệt hay kết tinh chất rắn cần phương pháp làm lạnh.<br />
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST><br />
daykemquynhonbusiness@gmail.com<br />
Có nhiều cách làm lạnh khác nhau, làm lạnh bằnh nước thường hoặc bằng nước đá,<br />
nếu cần nhiệt độ thấp hơn có thể dùng hỗn hợp nước đá và các loạimuối khác nhau,<br />
cần nhiệt độ lạnh sâu thì dùng các chất khí lỏng.<br />
3. Thiết bị làm khô và chất làm khô<br />
Cách làm khô chất rắn: làm bay hơi nước bằng nhiệt, hoặc đối với chất dễ phân hủy vì<br />
nhiệt thì dùng bay hơi ở áp suất thấp, hay làm khô trong các bình hút ẩm có chứa các<br />
chất hút ẩm mạnh.<br />
13
Cách làm khô chất khí: thường được cho qua cột hấp thụ chứa các chất làm khô, hoặc<br />
cho đi đi qua các chất lỏng hấp thụ nước gọi là các bình lọc khí, hoặc có thể làm khô<br />
bằng cách làm lạnh để dung môihay nước đóng băng lại.<br />
Các chất hay được dùng làm khô: CaO, NaOH, H 2 SO 4 đặc, CaSO 4 ,Silicagel,... Các<br />
chất khí khác nhau cần lựa chọn một chất làm khô thích hợp để không gây ra phản<br />
ứng giữa chất cần thu với chất làm khô.<br />
4. Các thiết bị lọc và phương pháp lọc<br />
4.1. Lọc dưới áp suất thường<br />
Thường lọc trên phễu thủy tinh. Kỹ thuật quan trọng trong lọc kết tủa là cách chọn<br />
giấy lọc thích hợp với kích thước kết tủa thường có các loại sau:<br />
- Giấy lọc giải trắng: đương kính lỗ xốp 3nm, độ mịn trung bình<br />
- Giấy lọc giải xanh: đường kính lỗ xốp 1- 2,5nm, rất mịn dùng lọc các huyền phù hạt<br />
rất nhỏ.<br />
- Giấy lọc giải vàng: loại giấy lọc không chứa các chất béo,hay những chất tan trong<br />
dung môi hữu cơ , dùng trong hóa học phân tích và lọc các dung dịch thuốc chữa<br />
bệnh.<br />
Các cách gấp giấy lọc<br />
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST><br />
daykemquynhonbusiness@gmail.com<br />
Hình 2.1. Cách gấp giấy lọc xếp và lọc<br />
14
4.2. Lọc dưới áp suất thấp<br />
Hình 2.2. Cách lọc bằng giấp lọc gấp nép<br />
Trong các trường hợp cần lọc nhanh người ta lọc dưới áp suất thấp hay chân không.<br />
Dụng cụ để lọc áp suất thấp là phễu Buchner, hay phễu xốp gắn vào bình hứng<br />
(bunsen).<br />
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST><br />
daykemquynhonbusiness@gmail.com<br />
Hình 2.3. Hệ thống lọc dưới áp suất thấp<br />
15
Chương IIIPHƯƠNG PHÁP TÁCH BIỆT VÀ TINH CHẾ CÁC CHẤT<br />
1. Phương pháp kết tinh lại<br />
Quá trình tinh chế một chất rắn thường dùng là phương pháp kết tinh lại. Phương<br />
pháp dựa trên sự khác nhau về độ tan của chất trong dung môi ở các nhiệt độ khác<br />
nhau, cũng như về độ tan của chất chính và chất phụ trong cùng một nhiệt độ. Quá<br />
chung là chuyển chất rắn thành dung dịch bão hòa bằng cách hòa tan trong dung môi<br />
nóng và tách ra trạng thái rắn khi làm lạnh gọi là kết tinh lại dung dịch.<br />
Quá trình gồm các giai đoạn<br />
Rắn → Hòa tan → Rắn<br />
- Chuẩn bị dungdịch kết tinh trong dung môi thích hợp<br />
- Lọc dung dịch nóng lọc bỏ các chất không tan<br />
- Khử màu bằng than hoạt tính nếu cần<br />
- Làm lạnh dung dịch và gây mầm kết tinh<br />
- Làm khô tinh thể<br />
1.1. Lựa chọn dung môi<br />
Dung môi dùng trong kết tinh phải thỏa mãn điều kiện:<br />
- Dung môi dùng trong kết tinh phải hòa tan tốt các chất cần tinh chế khi đun nóng<br />
nhưng ít tan hay không tan khi làm lạnh.<br />
- Dung môi không tương tác hóa học với các chất cần tinh chế ở nhiệt độ thường và<br />
nhiệt độ sôi, không hay ít hòa tan các chất phụ.<br />
- Có thể tách tinh thể ra dễ dàng, dễ bay hơi ra khỏi tinh thể khi làm khô hay rửa.<br />
- Dung môi hòa tan được tìm bằng con đường thực nghiệm cần chú ý các nguyên tắc<br />
sau: Chất rắn thường dễ hòa tan trong nhưng dung môi có tính chất hóa học gần giống<br />
nó (chất phân cực tan trong phân cực không phân cực tan trong không phân cực)<br />
1.2. Chuẩn bị dung dịch kết tinh<br />
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST><br />
daykemquynhonbusiness@gmail.com<br />
Cho một lượng chất đã cân trước vào bình cầu hay bình nón cho thêm đá bọt và lắp<br />
sinh hàn hồi lưu rồi cho một lượng dung môi ít hơn lượng cần thiết hòa tan đã tính<br />
toán, đun sôi.<br />
16
Nếu chất chưa tan hết cho dần dung môi qua ống sinh hàn cho đến khi chất tan hoàn<br />
toàn, chỉ còn lại chất phụ không tan, chú ý không dùng quá nhiều dung môi sẽ mất<br />
nhiều sản phẩm hơn và tốn thời gian cô cạn lại dung môi, dung dịch đạt 2-5% thì đủ<br />
cho quá trình kết tinh lại.<br />
Nếu sau khi hòa tan còn chất rắn không tan thì cần lọc nóng để tách chất không tan ra.<br />
1.3. Khử màu và lọc nóng<br />
Nếu chất cần thu không có màu sau khi hòa tan dung dịch lại mang màu thì có thể<br />
thêm than hoạt tính đun sôi để khử màu, sau khi đun sôi ta lọc lại và tiến hành kết tinh<br />
1.4. Kết tinh<br />
Đậy bình chứa dung dịch nóng bằng nút không chặt lắmhay giấy lọc, để nguội hay<br />
làm lạnh trong nước lạnh, kết tủa sẽ tách ra.<br />
Kích thước tinh thể phụ thuộc vào tốc độ làm lạnh: làm lạnh quá nhanh thu được tinh<br />
thể nhỏ, làm lạnh chậm thu được tinh thể lớn, tuy nhiên cần làm lạnh sao cho đạt<br />
được tinh thể trung bình vì tinh thể quá lớn ngậm nhiều nước gây khó khăn cho tinh<br />
chế.<br />
Nếu chất khó kết tinh thì phá vỡ sự quá bão hòa bằng cách cọ nhẹ vào thành bình,<br />
hoặc cho một ít tinh thể cần kết tinh để tạo mầm.<br />
1.5. Tách tinh thể<br />
Tách tinh thể bằng cách lọc trên phễubuchner dưới áp suất thấp, rửa kết tủa bằng một<br />
lượng tối thiểu dung môi tinh khiết đã làm lạnh. Trong một số trường hợp có thể dùng<br />
cách gạn, với các chất háo nước hay dễ bay hơi phải dùng cách riêng.<br />
1.6. Làm khô tinh thể<br />
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST><br />
daykemquynhonbusiness@gmail.com<br />
Làm khô trong không khí hoặc bằng tủ sấy ở nhiệt độ thích hợp, thường làm khô nước<br />
trong không khí sau đó mới sấy.<br />
Hóa chất:<br />
Bài thực hành số 1:Kết tinh axít benzoic bằng nước<br />
- Axít benzoic bẩn 5g<br />
- Than hoạt tính 1g<br />
17
Dụng cụ:<br />
o Bình nón 250mL<br />
o Phễu lọc nóng<br />
o Phễu Buchner<br />
o Cốc 250mL<br />
1 cái<br />
1 cái<br />
1 cái<br />
1 cái<br />
Cách tiến hành:Cho 5g axít benzoic vào bình nón chứa 100mL nước. Đun nóng<br />
đến sôi, axít benzoic sẽ hòa tan, còn một phần axít benzoic sẽ tạo thành váng dầu do<br />
không đủ nước. Lắc hay khuấy mạnh hỗn hợp, thêm từng lượng nhỏ nước đến khi<br />
thấy vàn dầu hòa tan hết vào dung dịch, nếu thấy dung dịch có màu thì làm lạnh bình<br />
thêm 0,2- 0,5g than hoạt tính và đun sôi trong 5- 10 phút để loại chất có màu, sau đó<br />
lọc nóng nhanh trên phễu buchner. Đậy cẩn thận bình dung dịch lọc (bằng giấy lọc<br />
hoặc kính ), để nguội ở nhiệt độ phòng (có thể làm lạnh bằng nước),sau đó làm lạnh<br />
bằng nước đá (đồng thời khuấy). Sau 15 phút quá trình kết tinh kết thúc (khi không<br />
còn tinh thể nào xuất hiện). Lọc và thu nhận tinh thể trên phễu buchner, rửa bầng<br />
nước cất lạnh 2- 3 lần (mỗi lần cỡ 5mL), ép kết tủa trên phễu bằng nút thủy tinh, lấy<br />
kết tủa cho vào chén sứ và đậy bằng giấy lọc có các lỗnhỏ, làm khô trong không khí<br />
rồi sấy trong tủ sấy ở 80- 90 0 C.<br />
Tính hiệu suất và xác định nhiệt độ nóng chảy.<br />
2. Phương pháp thăng hoa<br />
Phương pháp thăng hoa là quá trình chuyển chất rắn thành hơi rồi ngưng tụ lại thành<br />
chất rắn không qua trạng thái lỏng.<br />
Rắn → Hơi → Rắn<br />
Sự thăng hoa thường xảy ra ở nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi.<br />
Phương pháp thăng hoa có ưu điểm hơn các phương pháp khác là thu được chất tinh<br />
khiết hơn, và có thể tinh chế chất trong hàm lượng chất bẩn cao, nhưng chỉ dùng được<br />
khi chất bẩn có nhiệt độ bay hơi khác xa so với chất cần tinh chế. Tuy nhiên quá trình<br />
tinh chế bằng thăng hoa có nhiều hạn chế là quá trình chậm.<br />
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST><br />
daykemquynhonbusiness@gmail.com<br />
Tốc độ thăng hoa tỷ lệ thuận với áp suất bay hơi của chất nhiệt độ xác định, với bề<br />
mặt chất bay hơi, và tỷ lệ nghịch với áp suất trong bình.<br />
18
Hóa chất: - Axít benzoic 3g<br />
Dụng Cụ:<br />
o Bát sứ<br />
o Phễu lọc<br />
o Đền cồn<br />
o Kiềng sắt<br />
Bài thực hành số 2: Thăng hoa axít benzoic<br />
: 1 cái<br />
:1 cái<br />
:1 cái<br />
:1 cái<br />
Cách tiến hành: Cho 3g axít benzoic bẩn vào bát sứ, đậy một tờ giấy lọc có nhiều lỗ<br />
thủng, úp phễu có bọc giấy lọc tẩm ướt bên ngoài, nút cuốn phễu bằng bông và úp lên<br />
bát sứ. Đun nòng từ từ bát sứ sẽ thấy axít benzoic ngưng tụ trên thành phễu. Khi thấy<br />
phần lớn chất đã thăng hoa thì dừng đun.Lấy axít trên thành phễu và một ít trên giấy<br />
lọc và xác định nhiệt độ nóng chảy.<br />
3. Phương pháp chiết<br />
Phương pháp chiết là phương pháp thu lấy chất từ hỗn hợp nhiều chất bằng dung<br />
môi dùng để tách biệt, cô và tinh chế cấu tử có trong hỗn hợp thành nhiều cấu tử<br />
riêng.<br />
Có thể chiết từ hỗn hợp dung dịch hay chất rắn.<br />
Chiết các chất lỏng: chiết chất hữu cơ từ dung dịch (phần lớn là nước) là khuấy trộn<br />
dung dịch cần chiết với dung môi thích hợp không trộn lẫn vào nhau, có khả năng hòa<br />
tan chất cần chiết cao hơn dung môi cũ.<br />
Dung môi phải chọn là dung môi có khả năng hòa tan lượng chất tan lớn hơn dung<br />
môi cũ, dễ tách khi tinh chế lại thành chất tinh khiết không trộn lẫn với dung môi<br />
chứa chất cần chiết, ít có khả năng tạo nhủ tương và ít độc. Thường dùng các dung<br />
môi: ete etylic, ete dầu hỏa, xăng, benzen, colorofom...<br />
Dụng cụ để chiết là phễu chiết, trước khi chiết cần kiểm tra lại khóa bằng dung môi<br />
dùng để chiết.Cho dung dịch chiết vào phễu sao cho thể tích chiếm 2/3 thể tích phễu,<br />
còn dung môi chiết chiếm 1/3 đến 1/2 thể tích dung dịch cần chiết. Đậy nút, một tay<br />
giữ nút và phễu, một tay giữ khóa phễu, lắc nhẹ và cẩn thận, đảo ngược nhiều lần. Khi<br />
áp suất trong bình tăng để ngược khóa phễu lên trên mở khóa cho cân bằng áp suất<br />
với bên ngoài rồi cài khóa tiếp tục lắc. Lặp đi lặp lại trong nhiều lần quá trình đó cho<br />
đến khi áp suất không thay đổi thì mới lắc mạnh trong 1- 2 phút.<br />
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST><br />
daykemquynhonbusiness@gmail.com<br />
19
Lắc xong để phễu trên giá, để yên cho dung dịch tách thành hai lớp thỉnh thoảng mở<br />
nút.Mở nút phễu, từ từ mở khóa cho chất lỏng lớp dưới chảy xuống, còn lớp trên lấy<br />
ra bằng cách đổ qua miệng phễu.<br />
4. Phương pháp chưng cất<br />
Chưng cất là phương pháp thường dùng để tách biệt và tinh chế những chất có nhiệt<br />
độ sôi khác nhau bằng cách đun sôi chất lỏng thành hơi rồi ngưng tụ lại thành những<br />
chất lỏng tinh khiết.<br />
cơ sở lý thuyết của chưng cất là dựa trên định luật Raun (Raoult). Có nhiều phương<br />
pháp chưng cất, tùy thuộc vào tính chất của hỗn hợp chất lỏng sẽ sử dụng phương<br />
pháp tách thích hợp.<br />
Chưng cất đơn giản:Phương pháp chưng cất đơn giản dưới áp suất thường dùng để<br />
tách biệt chất đủ bền khi bị đun nóng và thực tế không bị phân tích ở nhiệt độ sôi.<br />
Thường với những chất lỏng có nhiệt độ sôi từ 40 0 C - 150 0 C lý tưởng nhất cho chưng<br />
cất, còn với các chất có nhiệt độ sôi thấp hơn 40 0 C thì khi chưng cất ở điều kiện<br />
thường thì sẽ mất đi nhiều sản phẩm khi chưng cất. Nếu một chất có nhiệt độ sôi trên<br />
150 0 C thì phải chưng cất trong chân không.<br />
Chú ý: khi cắm nhiệt kếđể chỉ nhiệt độ sôi của hơi chất lỏng sao cho phần trên của<br />
bầu thủy tinh chứa thủy ngân nằm dưới miệng ống nhánh 0,5cm.<br />
Chất lỏng trong bình cầu chỉ chứa đến 2/3 diện tích bình. Nếu chất lỏng sôi ở nhiệt<br />
độ thấp hơn 80 0 C thì dùng ống sinh hàn nước và ngâm bình hứng vào chậu nước lạnh<br />
hay nước đá, nếu cao hơn 150 0 C thì dùng ống sinh hàn không khí, còn trong giới hạn<br />
200- 300 0 C thì hứng trực tiếp tại nhánh bình cất.<br />
Sao khi đã lắp hệ thống cần kiểm tra độ kín của hệ thống rồi mới đun nóng, khi đun<br />
trên ngọn lửa đèn trần thì cần dùng lưới amiăng.<br />
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST><br />
daykemquynhonbusiness@gmail.com<br />
Tốc độ cất thích hợp thường là 1- 2 giọt trong 1 giây.<br />
Nếu chất lỏng có nguồn gây ra bọt không khí nhỏ hay chất khơi mào tạo hơi thì sự<br />
sôi sẽ điều hòa và êm. Nếu trong chất lỏng không có không khí (không có khí hòa tan<br />
vào chất lỏng) thành bình nhẵn và sạch thì khi đun sôi chất lỏng thì hay xảy ra hiện<br />
tượng quá lửa (là hiện tượng khi chất lỏng có nhiệt độ cao hơn nhiệt độ sôi mà vần<br />
chưa thấy hiện tượng sôi) khi đun có thể xảy ra hiện tượng nổ văng chất lỏng ra ngoài<br />
gây nguy hiểm, và trào từ bình chiết sang bình hứng. Có thể nhận ra hiện tượng này<br />
20
khi thấy các hạt chất lỏng chuyển động trên bề mặt chất lỏng từ thành bình này đến<br />
thành bình khác.<br />
Để ngăn ngừa hiện tượng đó người ta thường thêm vào bình chưng cất những viên<br />
đá bọt hay những ống mao quản khàn kín một đầu khi bắt đầu đun nóng. Không thêm<br />
đá bọt vào khi dung dịch đã nóng hoặc đang sôi vì dung dịch sẽ trào ra ngoài gây<br />
nguy hiểm. Khi việc chưng cất bị gián đoạn thì cần thêm đá bọt mới vì đá bọt sau khi<br />
đun nóng và làm nguội sẽ mất tác dụng do các lỗ hổng chứa đầy dung dịch.<br />
Chưng cất lôi cuốn hơi nước: Áp suất của chất lỏng hoà tan vào nhau được xác định<br />
theo áp suất hơi của các cấu tử riêng theo định luật Raun:<br />
P = P A + P B<br />
Áp suất hơi của hỗn hợp chất lỏng hòa tan vào nhau tạo thành hỗn hợp đẳng phí,<br />
nằm giữa áp suất hơi của các cấu tử riêng, còn nhiệt độ của hỗn hợp nằm giữa nhiệt<br />
độ sôi của hai cấu tử. Ngược lại nếu thực tế hai chất lỏng không hòa tan vào nhau thì<br />
cũng không ảnh huởng đến áp suất hơi bảo hòa của hỗn hợp.<br />
Trong trường hợp quan trọng nhất là chưng cất với hơi nước gọi là chưng cất lôi<br />
cuốn hơi nước. Chưng cất lôi cuốn hơi nước dùng để tách biệt hỗn hợp chất, trong đó<br />
có một chất dễ bay hơi với nước, để tinh chế chất khỏi chất phụ dạng nhựa, để phân<br />
tách hoàn toàn chất dễ bay hơi mà không chưng cất được dưới áp suất thấp. Chưng cất<br />
lôi cuốn hơi nước có thể tiến hành trong áp suất thường hoặc áp suất thấp.<br />
Bài thực hành số 3: Chưng cất lôi cuốn hơi nước anilin<br />
Hóa chất<br />
• Anilin bẩn<br />
• NaOH rắn<br />
Dụng cụ<br />
• Bộ dụng cụ chưng cất lôi cuốn hơi nước<br />
• Phễu chiết<br />
• Bộ chưng cất phân đoạn<br />
• Bếp điện<br />
Cách tiến hành:<br />
Cho vào bình cầu hai cổ một lượng dung dịch anilin bẩn. Lắp ống dẫn hơi vào bình<br />
cầu sâu đến tận đáy bình và nối với bình hơi nước qua nhánh ba thông.Lắp ống dẫn<br />
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST><br />
daykemquynhonbusiness@gmail.com<br />
21
hơi nối với sinh hàn ống nối và bình hứng. Đun nóng bình hơi nước quan sát dòng hơi<br />
cuốn anilin qua bình ngưng.<br />
Sau khi không thấy anilin chảy theo hơi nước ngưng lại trong ống sinh hàn hay bình<br />
hứng thì dừng cất. Dùng phễu chiết lấy anilin làm khô bằng NaOH rắn rồi chưng cất<br />
anilin ở áp suất thường.<br />
Chưng cất phân đoạn dùng để tách biệt hỗn hợp chất lỏng hòa tan vào nhau.<br />
Các cấu tử của hỗn hợp hòa tan vào nhau làm giảm áp suất hơi của mỗi cấu tử trong<br />
hỗn hợp. Áp suất hơi chung của hệ nhiệt độ sôi không cố địnhmà thay đổi phụ thuộc<br />
vào thành phần của hỗn hợp chất lỏng.<br />
Hơi của hệ lỏng hai cấu tử sẽ giàu cấu tử nào khi thêm vào hệ sẽ làm tăng áp suất<br />
hơi chung của hệ, nghĩa là giảm nhiệt độ sôi của hệ. Thông thường chúng ta thường<br />
gặp trường hợp đường cong áp suất hơi không có cực tiểu, cục đại và không tạo thành<br />
dung dịch đẳng phí .Hỗn hợp loại này có áp suất hơi trung gian giữa áp suất hơi của<br />
hai cấu tử tinh khiết. Hơi tách ra sẽ giàu cấu tử nào có điểm sôi thấp hơn so với hỗn<br />
hợp ban đầu.<br />
Vì thế có thể áp dụng phương pháp chưng cất nhiều lần như chưng cất thường để thu<br />
được cấu tử riêng, thường gọi là chưng cất “thuận dòng”. Để tăng hiệu suất chưng cất<br />
và giảm số lần chưng cất người ta thường dùng cột chưng cất phân đoạn.<br />
Bản chất của cột cất phân đoạn là ngưng tụ từng phần hỗn hợp hơi và cho bay hơi<br />
từng phần chất ngưng tụ lại một cách liên tục. Hơi bay lên cột phân đoạn càng cao sẽ<br />
càng giàu cấu tử có điểm sôi thấp, còn chất lỏng chảy lại vào bình sẽ có nhiệt độ sôi<br />
cao.<br />
Trong hệ thống ngược dòng, có xảy ra sự trao đổi nhiệt liên tục làm cho hơi giàu cấu<br />
tử có điểm sôi thấp, còn chất lỏng chảy xuống giàu chất có điểm sôi cao.Nếu số mắt<br />
đĩa càng nhiều sự tách biệt chất lỏng hoàn toàn hơn nhưng tốc độ cất càng nhỏ, bởi vì<br />
mỗi mắt đĩa có tác dụng như một lần cất bình thường. Nhiệt độ chất bay hơi được xác<br />
định bằng nhiệt kế trên đầu cột cất phân đoạn.<br />
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST><br />
daykemquynhonbusiness@gmail.com<br />
Hóa chất<br />
Bài thực hành số 4: Chưng cất phân đoạn hỗn hợp benzen- toluen<br />
• Hỗn hợp benzen- toluen<br />
22
Dụng cụ<br />
• Bộ chưng chất phân đoạn<br />
• Bếp cách cát<br />
Cách tiến hành: Cho hỗn hợp benzen và toluen cùng vài viên đá bọt vào bình cầu nút<br />
nhám đến 2/3 thể tích bình. Đặt trên bếp cách cát hay bếp cách dầu và cặp vào giá, lắp<br />
cột phân đoạn vào miệng bình. Sau đó lắp nhiệt kế, ống sinh hàn, ống nối và bình<br />
hứng. Đun bếp các cát sao cho tốc độ ngưng tụ ở bình hứng là 20- 30 giọt trong 1<br />
phút. Thay đổi bình hứng và thu lấy chất lỏng thành 3 phầnở nhiệt độ khác nhau 80-<br />
90, 90-100, 100-110. Cất cho đến khi còn lại 1mL chất lỏng không cất đến khô.<br />
Trong phần đầu chủ yếu là benzen, phần thứ 3 chủ yếu là toluen. Đo hoặc cân sản<br />
phẩm thu được tính phần trăm sản phẩm so với lượng ban đầu.<br />
Sau đó lắp lại dụng cụ như trên, chưng cất phần 1 cho đến khi đạt nhiệt độ 90 0 C, thêm<br />
phần 2 chưng cất đến 100 0 C, thêm phần 3 và chưng cất ở nhiệt độ100-110 0 C. Cân hay<br />
đo mỗi phần chất lỏngtính phần trăm và so sánh với kết quả lần trước. Có thể cất lại<br />
lần 3,4... và so sánh.<br />
Từ chất lỏng thu được trên muốn thu được chất lỏng tinh khiết hơn thìphải cất lại<br />
phần 1 ở nhiệt độ hẹp hơn 80-82 0 C, và phần 3 ở nhiệt độ 108-110 0 C.<br />
Chưng cất dưới áp suất thấp:Phương pháp chưng cất chân không thường dùng để<br />
chưng cất những chất có nhiệt độ sôi cao hay bị phân hủy ở nhiệt độ sôi.<br />
Khi chưng cất ở chân không phải đảm bảo các yêu cầu oan toàn khi làm việc đối với<br />
chân không (trong các tài liệu).<br />
4. Phương pháp sắc kí<br />
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST><br />
daykemquynhonbusiness@gmail.com<br />
Phương pháp sắc kí được dùng rộng rãi hiện nay để tách biệt một lượng nhỏ chất gần<br />
giống nhau về thành phần và tính chất, để tinh chế các chất có nhiệt độ sôi cao và<br />
không bền với nhiệt, để tách biệt các hợp chất thiên nhiên như các chất màu tự nhiên,<br />
các aminoaxít, để xác định tính đồng nhất và tinh khiết của chất.<br />
Dựa vào tương tác hóa lý giữa chất hấp thụ và chất có trong dung dịch người ta chia<br />
ra các loại sắc kí: Phân bố, hấp thụ và trao đổi ion.<br />
Sắc kí hấp thụ dựa trên sự hấp thụ của chất tan trên bề mặt pha rắn, dựa trên sự khác<br />
nhau của các cấu tử về khả năng hấp thụ. Trên bề mặt chất hấp thụ rắn có những trung<br />
23
tâm hoạt động hay có trường tự do có khả năng giữ lại những phân tử chất lạ. sắckí<br />
hấp thụ gồm sắc kí cột và sắc kí lớp mỏng.<br />
4.1. Sắc kí cột<br />
Sắc kí cột là sắc kí rắn – lỏng và là kĩ thuật mạng trong tổng<br />
hợp hóa hữu cơ.Trong công nghiệp và nghiên cứu, nó thường<br />
dùng để phân tách các cấu tử của hỗn hợp.<br />
Trong phòng thí nghiệm thường dùng các cột thủy tinh có<br />
đường kính 0,5- 10cm và cao 100- 150cm.<br />
ở phần dưới lót một ít bông hay bông thủy tinh đế giữ chất hấp<br />
thụ ở miệng trên nắp phễu nhỏ giọt.<br />
Chất hấp thụ thường dùng là nhôm oxít (dung để tách các chất<br />
trung tính và kiềm), than hoạt tính để hấp thụ các chất từ dung<br />
dịch nước và rượu, silicagel để tách các chất tính axít.<br />
Kĩ thuật thực nghiệm: chất hấp thụ và dung môi chiết xác định<br />
cho TCL và khi cột đã chất đầy chất hấp thụ. Lượng chất hấp<br />
thụ chuẩn bị cho cột thay đổi phụ thuộc vào sự khác nhau về hệ<br />
số phân táchvà tính phân cực của các cấu tử riêng trong hệ sắc kí. Đối với sự phân<br />
tách đơn giản, có thể dùng một lượng nhỏ 10g chất hấp thụ cho 1g hỗn hợp nhưng khi<br />
các cấu tử có tính phân cực tương tự nhau, tỉ lệ có thể tăng lên đến 100- 200 lần, tỉ lệ<br />
25:1 thích hợp cho điểm xuất phát, qui tắc chung thích hợp là để tỉ lệ chiều cao với<br />
đường kính cột khoảng 8:1.<br />
Cột bằng thủy tinh nối với khóa có điều chỉnh dòng chảy của dung môi qua cột. Dùng<br />
1 đũa thủy tinh dài hay mảnh kim loại, nút bông chặt ở đầu nhỏ của cột để bảo vệ<br />
không cho chất hấp thụ đi ra ngoài. Một lớp cát trắng 1cm gần chất hấp thụ (hình).<br />
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST><br />
daykemquynhonbusiness@gmail.com<br />
Phương pháp nhồi cột rất quan trọng cho sự hành thành của sắc kí vì giai đoạn này<br />
xác định hệ số tách. Có hai cách: Cách 1 là phương pháp nhồi khô dọc theo cột đến 1<br />
nữa cột rồi cho dung môi như là chất chiết. Cách 2 là phương pháp nhồi cột ướt: cho<br />
chất hấp thụ vào dung môi cùng lúc vào cột thường dùng silicagel làm chất hấp thụ.<br />
Chú ý khi nhồi cột không để bên trong cột còn có bọt không khí, mức dung môi<br />
không bao giờ được dưới mức chất hấp thụ.<br />
Sau khinhồi cột xong, phủ một lớp cát trên chất hấp thụ.Dùng cát là để cho mẫu<br />
chảy xuống trên toàn bộ tiếp diện chất hấp thụ; ngăn ngừa phá hủy vật liệu nhồi khi<br />
thêm dung môi chiết.<br />
24
Hỗn hợp chất rắn được hòa tan một lượng nhỏ dung môi chiết trước khi cho vào cột,<br />
chất lỏng cho trực tiếp vào cột.<br />
Bài thực hành số 5: Phân giải fluoren và fluorenon bằng sắc kí cột<br />
Hóa chất dụng cụ: nhôm oxít, ete dầu hỏa, etanol 95%, fluoren, fluorenon. Một buret<br />
25cm hay cột sắc kí đường kính 1,6cm dài 13cm, vải thủy tinh, dụng cụ chưng cất,<br />
bình tam giác.<br />
Cách tiến hành:<br />
Chuẩn bị cột sắc kí: Kẹp buret hay cột sắc kí vào giá, đậy trên khóa bằng một lớp<br />
vải thủy tinh, thêm 15- 16mL ete dầu hỏa vào cột. Đặt phễu thủy tinh vào cột và cho<br />
vào cột 5g nhôm oxít vào cột và thỉnh thoảng dùng nệm cao su nén cột. Sau khi kết<br />
thúc rửa lại thành cột bằng một ít dung môi để bột dính trên thành cột rơi xuống, phủ<br />
lên trên bằng một 1cm cát sạch. Mở khóa cho dung môi chảy ra còn một lớp mỏng<br />
trên oxít nhôm.<br />
Chuẩn bị hỗ hợp fluoren, fluorenon với tỉ lệ 1:1 hòa tan 0,5g hỗn hợp trong 5mL<br />
diclometan.Dùng pipet cho dung dịch chiết vào trên cột. Không cho phép dung môi<br />
chảy thấp hơn lớp oxít. Thêm khoảng 1- 2mL ete dầu hỏa vào cột và chất lỏng ở đầu<br />
mức nhôm oxít.<br />
Cho vào cột khoảng 20mL ete dầu hỏa mới, mở khóa và thu dịch chiết trong bình tam<br />
giác, tiếp theo quá trình này là lấy dịch chiết khoảng 5mL một và thử cho đến khi<br />
chiết hết chất trắng, sau đó thấy dải vàng bắt đầu chuyển động xuống.<br />
Khi tất cả chất trắng chiết hết khoảng 15- 20mL, thay đổi bình hứng, chiết bằng 5mL<br />
ete dầu hỏa và thay thế dung môi chiết bằng diclometan phân cực hơn. Dải vàng<br />
chuyển xuống cột, khi thấy tới đáy cột thì thay bình hứng thu lấy phần chiết thứ ba<br />
này bằng diclometan thu được dịch chiết có màu, khoảng 10mL.<br />
Ghi chú fluoren màu trắng, fluorenon màu vàng.<br />
4.2. Sắc kí giấy<br />
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST><br />
daykemquynhonbusiness@gmail.com<br />
Sắc kí giấy cũng dùng để phân tách chất với một lượng nhỏ chất.<br />
Sắc kí giấy là sắc kí phân bố chất mang là xenlulozo tinh khiết ở dạng giấy sắc kí đặc<br />
biệt có độ tinh khiết cao và tỷ khối đồng nhất.<br />
Pha tĩnhlà nước hoặc có thể là dung môi khác, pha động thườnglà ancol butylic,<br />
amylic, phenol, axít iso butylic.<br />
25
Thực nghiệm: cắt một giải giấy sắc kí phù hợp với kích thước bình sắc kí, cách đầu<br />
giấy 3 cm vạch một đường chuẩn bằng bút chì, chấm hai điểm chuẩn trên đường<br />
chuẩn cách mép 2cm. Dùng mao quản cho một giọt chất phân tích vào giữa làm khô.<br />
Treo giải giấy vào bình sắc kí đã chứa 1 lớp dung môi ở đáy dày 2cm sao cho<br />
giấykhông chạm vào dung môi và thành bình. Để qua đêm để bão hòa khí quyển của<br />
bình bằng dung môi.<br />
Ngày hôm sau cho giấy nhúng vào 0,5cm dung môi và để qua 11-18 giờ. Sau đó lấy<br />
giải giấy ra và đánh dấu giới hạn trên của khoảng cách chuyển động của dung môi và<br />
làm khô sắc kí đồ.<br />
Tìm vết bằng ánh sáng tử ngoại hoặc hiện hình bằng chất chỉ thị tạo màu với cấu tử.<br />
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST><br />
daykemquynhonbusiness@gmail.com<br />
26
CHƯƠNG 4:PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH TÍNH CHẤT VẬT LÝ<br />
Hợp chất hữu cơ dặc trưng bằng hằng số vật lý xác định. Các hằng số này là những<br />
giá trị đo được dưới những điều kiện xác định về nhiệt độ, áp suất.<br />
Trong hóa học hữu cơ thường dùng các hằng số vật lý như nhiệt độ nóng chảy, nhiệt<br />
độ sôi, chỉ số khúc xạ, tỉ khối, độ phân cực, tính tan,...<br />
1. Phương pháp xác định nhiệt độ nóng chảy<br />
Nhiệt độ nóng chảy hay điểm nóng chảy của chất tinh khiết là một hằng số cho nên<br />
điểm nóng chảy đặc trưng cho chất tinh khiết.<br />
Nhiệt độ nóng chảy của một chất là nhiệt độ tại đó chất rắn chuyển từ trạng thái rắn<br />
sang trạng thái lỏng. Điểm chảy nằm trong giới hạn 1- 2 0 C là chấp nhận được.<br />
Trong phòng thí nghiệm, thường xác định điểm nóng chảy của chất bằng ống mao<br />
quản hàn kín một đầu, tiếp diện 1mm, dài 40- 50mm.<br />
Cách chuẩn bị mẫu trong ống mao quản: người ta lấy mẫu bằng cách chúc đầu hở của<br />
ống mao quản vào chất đã nghiền nhỏ trong mặt kính đồng hồ, dỗ chất rắn xuống đấy<br />
ống mao quản bằng cách cho mao quản rơi tự do trong một ống dài, hoặc có thể dội<br />
trên vật cứng. làm như vậy cho đến khi đạt chiều cao cột chất rắn 2- 3mm. Nếu chất<br />
thăng hoa thì cần hàn kín đầu lại.<br />
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST><br />
daykemquynhonbusiness@gmail.com<br />
Hình 4.1: Cách lấy mẫu vào mao quản<br />
27
Cách đo đơn giản: Buộc ống mao quản vào nhiệt kế sao cho ống mao quản bằng với<br />
đầu thủy ngân của nhiệt kế và cho vào ống thiele hoặc bình cầu có chứa dung môi có<br />
nhiệt độ thích hợp. Các chất lỏng dùng để đo thường dùng: axít sufnuric đặc, glyxerol,<br />
dầu parafin, dầu silicon...<br />
Đun nhẹ từ từ đặc biệt là khi gần đến điểm chảy đun thật chậm sao cho mỗi phút tăng<br />
chừng 2 0 C.<br />
Nhiệt độ tại đó chất rắn bắt đầu hóa lỏng và nhiệt độ tại đó chất rắn biến mất là hai<br />
điểm nhiệt độ cần ghi lại. trị số điểm chảy là trung bình cộng của hai điểm đó.<br />
Có thể thay các dụng cụ thủy tinh bằng các thiết bị máy đo điểm chảy hiện đại, có<br />
các tấm kim loại dẫn nhiệt thay cho dung môi, khi đó ta có thể xác định nhiệt độ<br />
chính xác hơn và có khoảng giới hạn đo cao hơn.<br />
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST><br />
daykemquynhonbusiness@gmail.com<br />
Hình 4.2: Cách xác định nhiệt độ nóng chảy bằng ống thiele<br />
28
2. Phương pháp xác định tỷ khối<br />
Khối lượng riêng của chất:<br />
(g/ cm3 )<br />
Trong phòng thí nghiệm thường xác định tỉ khối<br />
tương đối d của chất so với chất khác ở cùng điều<br />
kiện. Thường xác định tỉ khối d so với nước ở 4 0 C:<br />
=<br />
ấ<br />
đ<br />
ướ<br />
Nguời ta có thể dùng tỉ khối kế hay phù kế để đo tỉ khối:<br />
nhúng tỉ khối kế vào chất lỏng và độ chia trêntỉ khối kế<br />
là tỉ khối của chất lỏng.<br />
Chính xác hơn là dung bình đo tỉ khối (picnometer).<br />
Cânbình đo tỉ khối rổng (m b ), và bình chứa nước (m n ), và bình chứa chất lỏng (m c ) ở<br />
cùng nhiệt độ, thường là 20 0 C bằng cách ngâm bình trong bình điều nhiệt.<br />
Tỉ khối tương đối là tỉ lệ giữa khối lượng chất lỏng và nước ở cùng nhiệt độ<br />
Với<br />
= − <br />
− <br />
m b : là khối lượng bình<br />
m c : khối lượng chất và bình<br />
m n : khối lượng nước và bình<br />
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST><br />
daykemquynhonbusiness@gmail.com<br />
Thường qui về điề kiện chuẩn của nước ở 4 0 C.<br />
= − . 0,99823<br />
− . 0,99997<br />
Với 0,99823 và 0,99997 là khối lượng riêng của nước ở 20 0 C và 4 0 C.<br />
3. Phương pháp xác định chỉ số khúc xạ<br />
Chỉ số khúc xạ là một độ lớn không đổi, là tỉ lệ của sin góc tới α trên bề mặt phân chia<br />
môi hai trường và sin góc khúc xạ β.<br />
29
Chỉ số khúc xạ tùy thuộc vào nhiệt độ, chiều dài bước sóng ánh sáng tới nên chỉ số<br />
khúc xạ thường được ghi thêm nhiệt độ và bước sóng.<br />
Vd: : ý nghĩa là đo ở nhiệt độ 25 0 C và dùng quang phổ ngọn lửa vàng của Natri.<br />
D= 598 A 0 .<br />
Dụng cụ để đo chỉ số khúc xạ là khúc xạ kế Abbe, dùng ánh sáng thường hoặc ánh<br />
sáng có độ khuyếch tán 10 -3 .<br />
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST><br />
daykemquynhonbusiness@gmail.com<br />
30
<strong>BÀI</strong> <strong>THÍ</strong> <strong>NGHIỆM</strong> SỐ 1<br />
PHẢN ỨNG HALOGEN <strong>HÓA</strong><br />
TỔNG HỢP ETYLBROMUA<br />
1. Phản ứng:<br />
KBr + H 2 SO 4 (đặc) HBr + KH SO 4<br />
C 2 H 5 OH + HBr C 2 H 5 Br + H 2 O<br />
2. Hóa chất:<br />
C 2 H 5 OH: 96%<br />
KBr: Khan<br />
H 2 SO 4(đặc): d = 1,84 g/cm 3<br />
3. Dụng cụ:<br />
Bình cầu đáy tròn 250mL<br />
Ống nối<br />
Sinh hàn thẳng<br />
Bình tam giác 125mL<br />
Ống sừng bò<br />
Nhiệt kế 100 0 C<br />
Bếp đun bình cầu<br />
4. Tiến hành:<br />
1 cái<br />
1 cái<br />
1 cái<br />
1 cái<br />
1 cái<br />
1 cái<br />
1 cái<br />
Cho vào bình cầu đáy tròn (250mL ), 17mL C 2 H 5 OH, làm lạnh bình cầu trong nước<br />
đá lạnh, thêm 10mL nước cất, thêm từ từ 17mL H 2 SO 4(đặc) . Khi hỗn hợp lạnh vừa lắc<br />
vừa thêm từ từ 15g KBr.<br />
Lắp bình cầu, ống nối, nhiệt kế, ống sinh hàn, ống sừng bò. Đầu cuối ống sừng bò cho<br />
vào bình tam giác đượclàm lạnh trong cốc thủy tinh bằng nước đá để thu sản<br />
phẩm.Cho một ít nước cất vào trong bình tam giác để chođầu cuối ống sừng bò phải<br />
vừa chạm mặt nước chứa trong bình tam giác.<br />
Đun trên bếp điện hỗn hợp (Nhớ cho nước chảy qua sinh hàn), đun sôi và khống chế<br />
nhiệt độ ởnhiệt kế khoảng 60- 70 0 C,phản ứng kết thúc khi không còn giọt dầu nào rơi<br />
xuống bình hứng. Nếu hỗn hợp sôi sủi bọt mạnh hoặc nhiệt độ tang cao thì cần ngừng<br />
đun một lúc.<br />
Tinh chế sản phẩm: Chuyển lượng sản phẩm thu được vào phễu chiết, chiết và tách<br />
phần etylbromua (phần dưới) cho vào bình tam giác nhỏ đang làm lạnh bằng nước đá.<br />
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST><br />
daykemquynhonbusiness@gmail.com<br />
31
Thông thường etylbromua vẫn còn chứa một lượng nhỏ ete etylic (sản phẩm phụ) vì<br />
vậy cần làm lạnh và thêm từng giọt 2mL H 2 SO 4(đặc) cho đến khi tách thành hai lớp,<br />
lắc đều và cho hỗn hợp vào phễu chiết lại một lần nữa (lúc này etylbromua ở phần<br />
trên), loại bỏ phần dưới thao tác tiến hành làm lạnh như lần chiết đầu tiên.<br />
Chú ý: không đậy nút nhám bình tam giác.<br />
Cho sản phẩm thu được ban đầu vào hệ thống chiết ban đầu tiến hành tinh chế sản<br />
phẩm ở 35- 40 0 C. nhiệt độ sôi Etylbromua là 38,4 0 C. (Qui trình tinh chế lại chỉ tiến<br />
hành với lượng lớn sản phẩm thu hồi, trong nội dung bài thí nghiệm chỉ dừng lại ở<br />
tinh chế lần 1).<br />
Đo lượng sản phẩm bằng ống đong. Ghi chép và báo cáo kết quả.<br />
Ghi chú:<br />
<br />
d = 1,4586<br />
n =<br />
<br />
1,4239<br />
<br />
Etylbromua chưa tinh chế có màu vàng do lẫn tạp chất Br 2 .<br />
Câu hỏi:<br />
Câu1: Tại sao phải thêm nước vào hỗn hợp phản ứng?<br />
Câu2: Tính hiệu suất sản phẩm theo C 2 H 5 OH hay theo KBr.<br />
Câu3: Các phản ứng phụ nào xảy ra.<br />
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST><br />
daykemquynhonbusiness@gmail.com<br />
32
1<br />
2<br />
3<br />
5<br />
4<br />
Hình 1.1: Hệ thống chưng cất etyl bromua<br />
Nhiệt kế (1), Ống nối (2), Bình cầu (3), Bếp điện (4), Ống sinh hàn (5), Ống sừng<br />
bò (6), Cốc thủy tinh (7), Bình tam giác (8),<br />
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST><br />
daykemquynhonbusiness@gmail.com<br />
7<br />
8<br />
6<br />
33
Cách chiết sản phẩm<br />
H 2 O<br />
C 2 H 5 Br<br />
Chiết lần 1 Chiết lần 2<br />
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST><br />
daykemquynhonbusiness@gmail.com<br />
C 2 H 5 Br<br />
H 2 SO 4<br />
Cách cân bằng áp suất khi tiến hành kĩ thuật chiết<br />
34
1. Phản ứng:<br />
COOH<br />
<strong>BÀI</strong> <strong>THÍ</strong> <strong>NGHIỆM</strong> SỐ 2<br />
PHẢN ỨNG AXYL <strong>HÓA</strong><br />
TỔNG HỢP ASPIRIN (AXÍT AXETYL SALIXYLIC)<br />
COOH<br />
OH<br />
+<br />
(CH 3 CO) 2 O<br />
H 2 SO 4<br />
OCOCH 3<br />
+<br />
CH 3 COOH<br />
2. Hóa chất:<br />
Axít Salixylic<br />
2,5 g<br />
(CH 3 CO) 2 O<br />
3,5mL<br />
H 2 SO 4 đ<br />
1mL<br />
3. Dụng cụ:<br />
Bình nón 250mL<br />
1 cái<br />
Cốc 100mL<br />
1 cái<br />
Bếp cách thủy điều nhiệt<br />
1 cái<br />
Ống đong 20mL<br />
1 cái<br />
4. Tiến hành:<br />
Cho vào bình tam giác 250mL 2,5g axít salicylic, 3,5mL anhydrite acetic (CH 3 CO) 2 O,<br />
2 giọt axít sulfuric đặc. Khuấy đều hỗn hợp. Đun trong bếp cách thủy ở nhiệt độ 70 0 C<br />
và khuấy đều trong 15 phút. Axít salicylic tan và aspirin được tạo thành kết tinh<br />
nhanh.Lấy bình phản ứng ra khỏi bếp cách thủy, để nguội.Thêm40 mL nước cất. Lọc<br />
hút trên phễu buchner. Rửa 2 lần với nước cất.Thu được aspirin thô.<br />
Tinh chế aspirin bằng cách kết tinh lại như sau: Cho sản phẩm thô vào cốc thủy tinh,<br />
thêm 8mL ethanol 96 % rồi đặt vào bếp cách thủy, đun nóng đến 70 0 C, khuấy nhẹ đến<br />
khi aspirin thô tan hết. Thêm 40mL nước cất nóng 70 0 C.<br />
Đểnguội rồi làm lạnh dung dịch trong nước đá, aspirin sẽ kết tinh. Lọc hút trên phễu<br />
buchner. Rửa kết tủa bằng nước cất đến khi dịch lọc không cho màu tím với FeCl 3<br />
1%.<br />
Sấy khô sản phẩm ở 60 0 C trong 60 phút. Cân sản phẩm. Tính hiệu suất.Xác định nhiệt<br />
độ nóng chảy của sản phẩm. Aspirin có điểm chảy là 132- 135 0 C<br />
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST><br />
daykemquynhonbusiness@gmail.com<br />
35
Câu hỏi:<br />
Câu1: Trình bày cơ chế phản ứng.<br />
Câu 2: Tại sao dùng ancol etylic trong quá trình kết tinh lại?<br />
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST><br />
daykemquynhonbusiness@gmail.com<br />
36
1. Phản ứng:<br />
<strong>BÀI</strong> <strong>THÍ</strong> <strong>NGHIỆM</strong> SỐ 3<br />
PHẢN ỨNG THỦY PHÂN<br />
ĐIỀU CHẾ XÀ PHÒNG<br />
H 2 C<br />
HC<br />
H 2 C<br />
OCOR 1<br />
3<br />
OCOR 2 + NaOH<br />
OCOR 3<br />
t 0<br />
H 2 C<br />
HC<br />
H 2 C<br />
OH<br />
OH<br />
OH<br />
+<br />
R 1 COONa<br />
R 2 COONa<br />
R 3 COONa<br />
2. Hóa chất:<br />
Dầu hoặc mỡ<br />
8mL<br />
NaOH 33%<br />
C 2 H 5 OH 96%<br />
Dung dịch NaCl<br />
bão hòa<br />
3. Dụng cụ<br />
Bình Cầu 250mL<br />
1 cái<br />
Sinh hàn không khí<br />
1 cái<br />
Bếp cách thủy<br />
1 cái<br />
Cốc 250mL<br />
1 cái<br />
4. Tiến hành:<br />
Cho 8 mL dầu (hoặc mỡ) vào bình cầu 250mL.Thêm vào đó 8mL ancol etylic. Lắp<br />
ống sinh hàn không khí và đun nhẹ cho đến 80 0 C đến khi hỗnđồng nhất, sau đó rót<br />
từng lượng nhỏ dung 10 mL dung dịch NaOH 33%(chia làm 3- 4 lần mỗi lần rót cách<br />
nhau 10 phút), lắc đều cho đến khi thu được một dung dịch đồng thể, trong suốt. Cho<br />
toàn bộ hỗn hợp này vào 100mL NaCl bão hòa nóng. Để nguội, muối natri của các<br />
axít béo (tức xà phòng) khó tan trong dung dịch NaCl bão hòa (vì có Na + đồng dạng)<br />
sẽ tách lớp, còn glixerol sẽ ở lại trong nước. Làm lạnh hỗn hợp trong nước đá, ta thu<br />
được bánh xà phòng cứng trên nằm trên dung dịch muối ăn, xuyên lỗ để cho dung<br />
dịch chảy ra ngoài và lấy bánh xà phòng ra khỏi cốc, làm khô, cân khối lượng.<br />
Xà phòng khi thu được ở dạng thô còn chứa nhiều tạp chất nên cần tinh chế lại khi sử<br />
dụng<br />
Trong sản xuất người ta thường thêm chất độn, chất tạo bọt, chất thơm và chất màu.<br />
Nếu dùng KOH thay cho NaOH ta sẽ thu được xà phòng mềm.<br />
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST><br />
daykemquynhonbusiness@gmail.com<br />
37
Thí nghiệm định tính:<br />
Định tính glycerol tạo thành: Cho vào ống nghiệm 2 giọt CuSO 4 10% + 5 giọt NaOH<br />
10% + 1mL dung dịch thu được từ bài tổng hợp, lắc đều ống nghiệm<br />
Tính hoạt động của xà phòng: Hòa tan một ít xà phòng thu được trong 10mL nước cất<br />
lọc thu nước xà phòng và làm các thí nghiệm:<br />
- Cho vào ống nghiệm 1mL nước xà phòng + 5 giọt CaCl 2 bão hòa<br />
- Cho vào ống nghiệm 1mL nước xà phòng + 5 giọt FeCl 3 bão hòa<br />
- Cho vào ống nghiệm 1mL nước xà phòng + 5 giọt MgCl 2 bão hòa<br />
Quan sát ghi lại hiện tượng và giải thích.<br />
3<br />
60.00<br />
2<br />
1<br />
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST><br />
daykemquynhonbusiness@gmail.com<br />
Điều chế xà phòng<br />
Sinh hàn (1), Bình cầu đáy tròn (2), Bếp cách thủy (3)<br />
Câu hỏi:<br />
Câu 1: Ancol etylic cho vào trong giai đoạn đầu của phản ứng với mục đích gì?<br />
Câu 2: Tại sao cho NaOH từng lượng nhỏ vào bình phản ứng?<br />
38
<strong>BÀI</strong> <strong>THÍ</strong> <strong>NGHIỆM</strong> SỐ 4<br />
PHẢN ỨNG OXI <strong>HÓA</strong><br />
TỔNG HỢP AXÍT BENZOIC<br />
1. Phản ứng<br />
CH 3<br />
COOK<br />
COOK<br />
2 KMnO 4<br />
2 MnO 2 KOH H 2 O<br />
HCl<br />
COOH<br />
2. Hóa chất<br />
Toluen<br />
3mL<br />
Thuốc tím KMnO 4 4,5g<br />
HCl<br />
3. Dụng cụ<br />
Bình cầu đáy tròn 250mL<br />
Sinh hàn hồi lưu<br />
Bếp điện<br />
Cốc 250mL<br />
KCl<br />
1cái<br />
1 cái<br />
1 cái<br />
1 cái<br />
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST><br />
daykemquynhonbusiness@gmail.com<br />
4. Tiến hành:<br />
Cho vào bình cầu đáy tròn có lắp ống sinh hàn hồi lưu 3mL toluen, 35 mL nước cất,<br />
4,5g KMnO 4 và 2-3 viên đá bọt, đun sôi liên tục đến khi mất màu tím (khoảng 90<br />
phút), nếu hổn hợp còn màu tím khử màu bằng ancol etylic hoặc axít oxalic. Để nguội<br />
dung dịch, lọc bỏ kết tủa MnO 2 trên phễubuchner, và rửa lại bằng 15mLnước cất nóng<br />
39
Cho dịch lọc vào cốc 250mLcho 2-3 viên đá bọt, đun cạn đến còn khoảng 30- 40mL.<br />
Axít hóa dung dịch bằng HCl(1;1)đến môi trường axít ( thử bằng giấy pH). Axít<br />
benzoic sẽ kết tinh lại, lọc kết tủa trên phễubuchner rửa lại vài lần bằng nước cất và<br />
ép kiệt nước và để khô tự nhiên.<br />
Điểm nóng chảy: 120- 121 0 C.<br />
Câu hỏi:<br />
Hệ thống đun hồi lưu điều chế axít benzoic<br />
Ống sinh hàn nước (1), Bình cầu đáy tròn (2), Bếp đun bình cầu (3)<br />
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST><br />
daykemquynhonbusiness@gmail.com<br />
Câu 1: Tại sao phải rửa kết tủa bằng nước sôi?<br />
Câu 2:Sau khi phản ứng xong MnO 2 sẽ bám lên đáy bình cầu và không rửa sạch được<br />
bằng nước mà cần phải dùng hóa chất để rửa. Theo anh (chị) đó là hóa chất gì? (viết<br />
phản ứng)<br />
1<br />
2<br />
3<br />
<strong>BÀI</strong> <strong>THÍ</strong> <strong>NGHIỆM</strong> SỐ 5<br />
40
1. Phản ứng:<br />
TỔNG HỢP DẦU CHUỐI – ESTE ISOAMYL AXETAT<br />
H 3 C<br />
H<br />
C<br />
CH3<br />
H 2<br />
C<br />
H 2<br />
C<br />
OH<br />
H 2 SO 4 H H 2 H 2<br />
+ CH 3 COOH<br />
H 3 C C C C OC CH 3 +<br />
CH3 O<br />
H 2 O<br />
2. Hóa chất:<br />
Axít axetic băng<br />
Ancol isoamylic<br />
NaHCO 3 5%<br />
H 2 SO 4 đ<br />
3. Dụng cụ:<br />
Bình cầu 250mL<br />
1 cái<br />
Ống sinh hàn<br />
1 cái<br />
Cốc 250mL<br />
1 cái<br />
Bếp điện<br />
1 cái<br />
4. Tiến hành:<br />
Cho vào bình cầu đáy tròn 20mLaxít axetic, 10mL ancol iso amylic làm lạnh bằng<br />
nước đá vàthen từ từ 10giọt H 2 SO 4(đặc ) thêm vào bình cầu 2- 3 viên đá bọt.<br />
Lắp ống sinh hàn hồi lưu và từ từ gia nhiệt cho đến sôi, đun sôi trong thời gian 90<br />
phút, sau đó làm nguội bình phản ứng rồi cho hỗn hợp phản ứng vào cốc có chứa<br />
nước đá tán nhỏ khuấy đều đến khi phân lớp, cho hỗn hợp vào phễu chiết, chiết lấy<br />
phần este và rửa lại phần este vài lần bằng dung dịch NaHCO 3 5 %.<br />
Câu hỏi:<br />
Câu 1: Phản ứng điều chế dầu chuối có tỉ lệ mol ancol và axít là 1:1 nhưng trong thực<br />
nghiệm lại dung số mol axítlớn hơn số mol ancol, giải thich mục đích của việc làm<br />
trên.<br />
Câu 2: Từ mục đích trên anh (chị) hãy trình bày một phươngán thay thế.<br />
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST><br />
daykemquynhonbusiness@gmail.com<br />
41
1<br />
Hệ thống đun hồi lưu tổng hợp dầu chuối<br />
Ống sinh hàn (1), Bình cầu đáy tròn (2), Bếp đun bình cầu (3)<br />
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST><br />
daykemquynhonbusiness@gmail.com<br />
2<br />
3<br />
<strong>BÀI</strong> <strong>THÍ</strong> <strong>NGHIỆM</strong> SỐ 6<br />
42
1. Phản ứng<br />
PHẢN ỨNG TỔNG HỢP NITRO <strong>HÓA</strong><br />
TỔNG HỢP AXÍTPITRIC<br />
OH<br />
+<br />
OH<br />
SO 3 H<br />
SO 3 H<br />
H 2 SO 4<br />
HNO 3<br />
O 2 N<br />
2. Hóa chất<br />
C 6 H 5 OH 12,5g<br />
H 2 SO 4 đ 34mL (d = 1,84)<br />
HNO 3 đ 25mL (d = 1,4)<br />
3. Dụng cụ<br />
Bình cầu 1 cổ 250mL<br />
1 cái<br />
Sinh hàn không khí<br />
1 cái<br />
Nồi cách thủy<br />
1 cái<br />
Chậu thủy tinh<br />
1 cái<br />
4. Tiến hành:<br />
Cho 12,5g phenol và 34mL H 2 SO 4 vào bình cầu 250mL (cho nhẹ từng ít một và lắc<br />
đều) và làm lạnh hỗn hợp trong chậu nước đến nhiệt độ phòng. Lắp sinh hàn không<br />
khí rồi đun nóng hỗn hợp từ 30- 40 phút (nhớ lắc thường xuyên) cho đến khi nhận<br />
được axít phenol sunfonic trong suốt thì kết thúc giai đoạn này. Đưa hỗn hợp phản<br />
ứng ra và cho vào đó 50 mL nước cất và khuấy đều.Ngâm bình trong chậu nước lạnh<br />
để giảm nhiệt độ phản ứng xuống nhiệt độ phòng.Sau đó vừa lắc vừa cho từ từ 25mL<br />
HNO 3 đặc. Đặt bình trong nồi cách thủy, lắp sinh hàn không khí có hệ thống hấp thụ<br />
NO 2 và đun thêm 60 phút.<br />
Đưa hỗn hợp phản ứng ra làm nguội, axít pitric bắt đầu kết tinh, thêm vào 100mL<br />
nước cất và khuấy đều. Lọc tinh thể trên phễu buchner (phễu lọc áp suất thấp), rửa lại<br />
bằng nước cất và làm khô trong không khí.<br />
<strong>BÀI</strong> <strong>THÍ</strong> <strong>NGHIỆM</strong> SỐ 7<br />
OH<br />
NO 2<br />
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST><br />
daykemquynhonbusiness@gmail.com<br />
NO 2<br />
43
1. Phản ứng<br />
PHẢN ỨNG SUNFO <strong>HÓA</strong><br />
TỔNG HỢP AXÍT SUNFANILIC<br />
NH 2 NH 2<br />
+ H 2 SO 4<br />
+ H 2 O<br />
SO 3 H<br />
2. Hóa chất<br />
C 6 H 5 NH 2<br />
9,1mL<br />
H 2 SO 4<br />
6,3mL<br />
3. Dụng cụ<br />
Bình cầu 1 cổ<br />
250mL 1 cái<br />
Sinh hàn hồi lưu<br />
1 cái<br />
Cốc 250mL<br />
1 cái<br />
4. Tiến hành:<br />
Cho vào bình cầu đáy tròn 9,1mL Anilin và thêm từ từ 16,3mL H 2 SO 4 đặc đồng thời<br />
lắc đều. Lắp sinh hàn hồi lưu. Đun cách dầu hỗn hợp phản ứng ở 180- 190 0C,<br />
khoảng 3 đến 4 giờ phản ứng hoàn thành. Nếu hòa một giọt vào 4mL dung dịch<br />
NaOH 10% thấy tan hẳn. Để nguội rồi từ từ đổ hỗn hợp vào 80mL nước cất (để trong<br />
chậu nước lạnh).Lọc lấy tinh thể axít sunfonilic trong nước nóng. Nếu dung dịch có<br />
màu thì thêm một ít than hoạt tính, đun trong 5 phút rồi lọc lấy dung dịch để nguội,<br />
các tinh thể kết tinh có thành phần P-H 2 NC 6 H 4 SO 3 H.2H 2 O.<br />
Lọc tinh thể, ép khô, dùng giấy lọc thấm khô thêm.Nước kết tinh sẽ mất dần khi để<br />
ngoài không khí.<br />
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST><br />
daykemquynhonbusiness@gmail.com<br />
<strong>BÀI</strong> <strong>THÍ</strong> <strong>NGHIỆM</strong> SỐ 8<br />
44
1. Phản ứng<br />
PHẢN ỨNG AXYL <strong>HÓA</strong> NHÓM HYDROXYL<br />
VÀ NHÓM AMINO<br />
TỔNG HỢP ETYLAXETAT<br />
H 2 SO 4<br />
C 2 H 5 OH + CH 3 COOH CH 3 COOC 2 H 5 + H 2 O<br />
Phản ứng phụ<br />
H 2 SO 4<br />
2C 2 H 5 OH C 2 H 5 OC 2 H 5 + H 2 O<br />
2. Hóa chất:<br />
C 2 H 5 OH 95%<br />
22,5mL<br />
CH 3 COOH<br />
20,0mL<br />
H 2 SO 4 đặc (d = 1,84)<br />
CaCl 2 khan<br />
Na 2 CO 3 dung dịch 10%<br />
Na 2 SO 4 khan<br />
3. Dụng cụ:<br />
Bình Uyếc<br />
1 cái<br />
Phễu nhỏ giọt<br />
1 cái<br />
Phễu chiết<br />
1 cái<br />
Sinh hàn<br />
1 cái<br />
Nhiệt kế 200 0 C<br />
1 cái<br />
Sừng bò<br />
1 cái<br />
Bình tam giác 100mL 1 cái<br />
Nồi cách dầu<br />
1 cái<br />
4. Tiến hành:<br />
Cho vào bình Uyếc 25mL C 2 H 5 OH 95% và 20mL H 2 SO 4 đặc.Đun cách dầu<br />
hỗn hợp đến 140 0 C.Đổ vào phễu nhỏ giọt gồm 40mLaxít axetic và 40mL<br />
C 2 H 5 OH.Nhỏ từ từ từng giọt hỗn hợp vào bình phản ứng và đều chỉnh thế nào để cho<br />
tốc độ nhỏ xuống bằng tốc độ etyl axetat được cất ra.Trong suốt thời gian phản ứng<br />
luôn luôn giữ nhiệt độ ở 140 0 C. Khi phản ứng xong (khoảng 2 giờ) cho este vào phễu<br />
chiết, trong hòa bằng Na 2 CO 3 dung dịch 10% đến khi thử trung tính với giấy quì.<br />
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST><br />
daykemquynhonbusiness@gmail.com<br />
45
Tách lấy lớp este nằm ở trên và lắc với 8g CaCl 2 pha trong 8g nước cất để loại<br />
C 2 H 5 OH còn dư và tách lấy este ở phần trên làm khô bằng Na 2 SO 4 khan. Cất phân<br />
đoạn và thu lấy este ở 75- 78 0 C.<br />
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST><br />
daykemquynhonbusiness@gmail.com<br />
<strong>BÀI</strong> <strong>THÍ</strong> <strong>NGHIỆM</strong> SỐ 9<br />
46
1. Phản ứng:<br />
PHẢN ỨNG DIAZO <strong>HÓA</strong> ĐIỀU CHẾ PHẨM MÀU<br />
TỔNG HỢP NAPHTOL DA CAM<br />
NH 2<br />
N<br />
N Cl<br />
NaNO 2 2HCl<br />
SO 3 Na<br />
SO 3 Na<br />
2NaCl<br />
2H 2 O<br />
ONa<br />
N N Cl<br />
ONa<br />
SO 3 Na N N<br />
SO 3 Na<br />
2. Hóa chất:<br />
Axít sunfanilic<br />
2,5 g<br />
NaNO 2<br />
1,0 g<br />
β- Naphtol 1,8g<br />
HCl (1; 1)<br />
NaOH rắn, nước đá, ancol etylic, NaCl tinh thể<br />
3. Dụng cụ:<br />
Cốc thủy tinh 250mL<br />
2 cái<br />
Nhiệt kế 100 0 C<br />
1 cái<br />
Đũa khuấy<br />
1cái<br />
Giấy lọc<br />
1cái<br />
4. Tiến hành:<br />
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST><br />
daykemquynhonbusiness@gmail.com<br />
Chuẩn bị hóa chất phản ứng:<br />
47
Hòa tan 2,5g axít sunfanilic tinh thể vào 7mL dung dịch NaOH 2N trong cốc thủy tinh<br />
250mL (đun nhẹ trong bếp cách thủy cho tan hết). Làm lạnh dung dịch thu được bằng<br />
đá muối. Có thể thêm đá vụn vào trong dung dịch để giữ nhiệt độ 0- 5 0 C (cho nhiệt<br />
kế vào theo dõi).<br />
Hòa tan 1g NaNO 2 vào 8mL nước cất trong một cốc khác.<br />
Cho từ từ ¾ dung dịch NaNO 2 vào dung dịch trên và thêm vào đấy 1,5mL HCl đặc<br />
(khuấy từ từ), khuấy đều và giữ nhiệt độ ở 0- 5 0 C trong thời gian phản ứng (giai đoạn<br />
này phải tiến hành ở ngoài hành lang hoặc trong tủ hút). Đợi cho vài phút phản ứng<br />
xảy ra, rồi thêm từ từ 1,5mL HCl nữa. Sau đó cho hết lượng dung dịch NaNO 2 còn lại<br />
sao cho vừa vặn đủ tới khi thử với giấy tẩm KI và hồ tinh bột thấy có màu xanh (mỗi<br />
lần thêm dung dịch NaNO 2 đợi vài phút sau đó lấy 1 giọt dung dịch ra tẩm lên giấy<br />
thử). Lúc đó kết tủa trắng của muối diazoni tách ra dưới dạng lưỡng cực.<br />
Hòa tan 1g NaOH vào 20mL nước trong một cốc khác thêm vào đó 1,8 g β- Naphtol<br />
khuấy cho tan hết, rồi vừa khuấy vừa đổ từ từ dung dịch này vào hỗn hợp Diazo lạnh<br />
ở trên (chú ý không để nhiệt độ lên quá 5 0 C). Tiếp tục khuấy thêm 15 phút nữa.Sau đó<br />
thêm 10 mL NaCl bão hòa nóng khuấy đều.Để nguội ngâm, cốc trong chậu nước đá<br />
khoảng 15 phút. Lọc kết tử trên phễu Buchner, rửa bằng nước cất lạnh, hút khô để bay<br />
hơi nước trong không khí.<br />
Kết tinh lại sản phẩm thô:<br />
Cho sản phần vào cốc 50 mL thêm nước cất nóng từ từ vào cốc khuấy đều đến khi<br />
phẩm màu thô tan hết (ghi lại thể tích nước cất đã dùng).đổ thêm lượng ancol etylic<br />
bằng 70-80% so với lượng nước cất nóng vào để sản phẩm kết tinh, làm nguội, làm<br />
lạnh sản phẩm sẽ kết tinh. Lọc lấy sản phẩm tinh khiết dưới dạng tinh thể màu da cam<br />
óng ánh.<br />
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST><br />
daykemquynhonbusiness@gmail.com<br />
48