GIÁO TRÌNH THÍ NGHIỆM HÓA HỮU CƠ (9 BÀI THÍ NGHIỆM)

Chương I:

ĐẠI CƯƠNG

1. Qui tắc làm việc trong phòng thí nghiệm 1.1. Trước khi làm thí nghiệm Sinh viên phải chuẩn bị trước đề cương thí nghiệm ở nhà (theo hướng dẫn), thông qua kiểm tra của giáo viên ở phòng thí nghiệm rồi mới được làm thí nghiệm đó.

1.2. Trong khi làm thí nghiệm

D ẠY da K yk ÈM em Q qu UY yn N ho H nb ƠN us O in F es F s@ ICI gm AL ai ST l.c &G om T

Mỗi sinh viên phải làm việc tại một chỗ quy định do giáo viên phân công, làm bài thí nghiệm đã được giáo viên thông qua dưới sự giám sát của giáo viên. Không được làm việc một mình trong phòng thí nghiệm.Cấm người ngoài đến thăm sinh viên đang làm việc trong phòng thí nghiệm. Không được ăn uống, hút thuốc, tiếp khách trong phòng thí nghiệm.

Phải giữ trật tự, nghiêm túc, chính xác, trung thực và khoa học; phải tuân thủ theo các quy tắc bảo hiểm và giữ chỗ làm việc gọn gàng, sạch sẽ. Không được vứt giấy lọc, các chất rắn, axít, kiềm, chất dễ cháy, chất dễ bay hơi vào bể nước của phòng thí nghiệm mà phải chỗ quy định của phòng thí nghiệm.Dung môi bẩn phải đổ vào bình đựng dung môi bẩn để tinh chế lại.

Phải giữ dụng cụ thí nghiệm sạch sẽ, tránh làm đổ vỡ; nếu làm đổ vỡ phải báo cáo với giáo viên(hư hỏng không có lý do phải bồi thường).Không làm thí nghiệm với dụng cụ bẩn. Không được tự tiện mang dụng cụ hóa chất ra khỏi phòng thí nghiệm, hay di chuyển dụng cụ hóa chất từ bài này sang bài khác, không được sử dụng dụng cụ máy móc không thuộc phạm vi bài thí nghiệm cũng như chưa hiểu tính năng và cách sử dụng.

Khi làm thí nghiệm phải mặc áo choàng (áo blouse ống tay dài), khăn mặt và khăn lau bàn ở chỗ làm việc. Không nên đi dép xăng đan hay quần ngắn trong phòng thí nghiệm.

1.3. Làm xong thí nghiệm Sinh viên phải báo cáo kết quả với giáo viên, ghi lại kết quả để báo cáo trong bài tường trình.Làm không có kết quả phải làm lại.

Phải dọn sạch sẽ chỗ làm việc, rửa ngay dụng cụ thí nghiệm trả lại cho phòng thí nghiệm.

1

Kiểm tra điện nước báo cáo với giáo viên rồi mới được ra về.

2. Qui tắc làm việc với chất độc, chất dễ cháy, dễ nổ Đa số các chất hữu cơ đều độc.Khi tiếp xúc với hóa chất cần biết đầy đủ tính độc, khả năng dễ nổ, dễ cháy của các hóa chất sử dụng, và biết dầy đủ quy tắc chống độc, chống cháy nổ.

D ẠY da K yk ÈM em Q qu UY yn N ho H nb ƠN us O in F es F s@ ICI gm AL ai ST l.c &G om T

- Khi làm việc với các hóa chất độc như KCN, NaCN, HCN, dimetylsunfat, dimetylamin, Cl2, N2N4, cloranhydrit, các axít đơn giản cũng như khi tiến hành phản ứng có thoát ra khí độc đều phải đeo mặt nạ chống độc hay đeo kính bảo hộ. Phải làm trong tủ hút dưới sự chỉ dẫn của giáo viên hoặc nhân viên phòng thí nghiệm.

- Khi làm việc với các kim loại kiềm Na, K: Các kim loại này cần phải được giữ trong dầu hỏa, phải dùng kẹp để lấy kim loại ra không được dùng tay. Tránh Na, K gặp CCl4 hay nước (phải hủy kim loại Na, K dư bằng một lượng nhỏ ancol butylic hoặc amylic) - Thủy ngân phải được giữ trong bình có nút kín: đặt các thiết bị chứa thủy ngân trong khây men hay khây nhựa, thu hồi thủy ngân rơi vãi bằng hỗn hống Đồng.

- Khi làm việc với các khí độc như Br2,... phải làm việc trong tủ hút, và bảo quản các hóa chất trong các lọ kín.

- Khi làm việc với axít sunfuric đậm đặc, hay Oleum, phải rót cẩn thận qua phễu và thao tác trong tủ hút, khi pha loãng axít sunfuric đặc phải cho từ từ từng lượng nhỏ axít vào nước không làm ngược lại, không được pha loãng oleum, không dùng axít sunfurric trong bình hút ẩm.

- Khi làm việc với các chất dễ cháy nổ phải để xa ngọn lửa. VD: Benzen, ete, axeton, etyl axetat, ete dầu hỏa,...

- Ete được giữ trong bình nút chặt có mao quản hay ống chứa Canxi Clorua. Không chưng cất ete etylic, tetrahydrofuran, dioxan khi chưa loại bỏ hết peoxit.

- Tất cả các hóa chất ở chỗ làm việc phải chứa trong lọ có nhãn rõ ràng. Không làm thí nghiệm với hóa chất không có nhãn rõ ràng.

3. Phương pháp cấp cứu sơ bộ Khi bị bỏng nhiệt bôi ngay dung dịch KMnO4 (hoặc làm nguội ngay bằng nước hoặc rượu).Sau đó bôi glyxerol, vazơlin hay Sunfidin vào chỗ bỏng.

2

D ẠY da K yk ÈM em Q qu UY yn N ho H nb ƠN us O in F es F s@ ICI gm AL ai ST l.c &G om T

Khi bị bỏng axít: rửa chỗ bỏng nhiều lần bằng nước rồi bằng dung dịch Natribicacbonat hay kiềm 3% rồi bôi mỡ vazơlin.

Khi bị bỏng kiềm đặc: rửa chỗ bỏng nhiều lần bằng nước rồi bằng dung dịch axít axetic hay axít borit 1 %.

Khi bị bỏng brom: Rửa chỗ bỏng nhiều lần bằng ancol etylic rồi bằng dung dịch thiosunfat 10%, sau đó bôi vazơlin vào chỗ bỏng.

Khi bị bỏng phenol: Rửa dung dịch nhiều lần bằng glyxerol cho tới khi màu da trở lại bình thường, sau đó băng vết thương bằng bông tẩm glyxerol.

Khi rơi chất hữu cơ lên da: Trong đa số trường hợp phải rửa bằng nước nếu không hiệu quả phải rửa bằng dung môi hữu cơ (ancol etylic). Nên rửa nhanh bằng một lượng lớn chất hữu cơ tránh chất hữu cơ tạo thành dung dịch trên da.

Khi thở phải nhiều khí clo hay brom : Ngửi bằng dung dịch amoniac loãng hay ancol etylic rồi đi ra chỗ thoáng.

Khi bị đầu độc bởi hóa chất: cần uống một lượng tương đối nhiều nước, nếu là axít thì uống một lượng nhỏ natribicacbonat 2%, nếu là kiềm thì uống một cốc axít axetic hay axít limonic 2%.

Khi nhiễm độc khí nặng cần đưa ra chỗ thoáng tránh nguồn độc, nếu nạn nhân ngừng thở phải hô hấp nhân tạo đến khi nạn nhân tỉnh lại ( không làm hô hấp nhân tạo với các nạn nhân nhiễm độc nặng khí Clo).

Khi bị thương do thủy tinh: Gắp hết các mảnh thủy tinh vỡ ra khỏi vết thương, rửa bằng nước sạch và cồn Iốt 3%, băng vết thương lại nếu vết thương nặng thì cần cột garô rồi đưa đến bệnh viện.

4. Xử lý đám cháy:

Khi có đám cháy: trường hợp cháy chất lỏng cần tắt bếp điện hay đèn phủ đám cháy bằng khăn ướt, cát, hoặc bằng bình chứa khí CO2. Nếu chất gây cháy tan trong nước thì dập bằng nước (VD: ancol,...), nếu đám cháy không tan trong nước thì dùng cát hay bình khí CO2.

Khi áo quần cháy không chạy mà dội ngay nước vào chỗ cháy, hay nằm lăn ra áp chỗ cháy vào sàn nhà dùng khăn ướt áp lên chỗ cháy.

Khi áo choàng cháy cởi bỏ ngay ra.

Khi có đám cháy lớn cần báo động(hô cháy), gọi ngay trực nhật hay cơ quan phòng cháy chữa cháy.

3

5. Dụng cụ thủy tinh và cách sử dụng

D ẠY da K yk ÈM em Q qu UY yn N ho H nb ƠN us O in F es F s@ ICI gm AL ai ST l.c &G om T

Khi làm thí nghiệm hữu cơ, không những phải nắm vững lý thuyết phản ứng, tính chất của các chất đầu và sản phẩm hình thành, quá trình diễn biến của phản ứng, cách tiến hành phản ứng làm cần phải cẩn thận lựa chọn dụng cụ thích hợp cho phản ứng.

Nhất là đối với các dụng cụ thủy tinh như bình cầu, ống sinh hàn, các dụng cụ thủy tinh mỏng.Cẩn thận các dụng cụ thủy tinh đã nứt.

Các dụng cụ thủy tinh chủ yếu làm bằng loại thủy tinh bosilicat hay molipden có hệ số dãn nở tương đối nhỏ, rất bền đối với axít và kiềm, bền với sự thay đổi nhiệt độ.

Loại thủy tinh pyrex có độ bền nhiệt cao hơn, hệ số dãn nở nhỏ, và chịu được giớihạn thay đổi nhiệt độ đến 250 0C, nhưng lại kém bền với kiềm.

Thủy tinh thạch anh có nhiệt độ mềm hóa 14000C. có hệ số dãn nở nhiệt rất nhỏ, rất bền với nhiệt trong suốt với tia tử ngoại.

Trong thí nghiệm hữu cơ thường dùng các loại dụng cụ thủy tinh sau: - Bình cầu: thường dùng để thực hiện phản ứng, chưng cất ở nhiệt độ thường, chưng cất lôi cuốn hơi nước hoặc đun nóng phản ứng đến nhiệt độ sôi.

Bình cầu đáy bằng dùng để chuẩn bị hóa chất hoặc cho phản ứng dưới 1000C (Tuyệt đối không dùng bình cầu đáy bằng để làm việc dưới áp suất thấp)

2

1

5

6

3

7

4

8

Hình 1.1. Các loại bình cầu Bình cầu ba cổ (1), Bình cầu 2 cổ (2), Bình cầu đáy tròn cổ dài (4&6), Bình cầu đáy tròn cổ ngắn (3,5&8), Bình cầu quả lê (7)

4

D ẠY da K yk ÈM em Q qu UY yn N ho H nb ƠN us O in F es F s@ ICI gm AL ai ST l.c &G om T

- Bình lọc: (Bunsen) Dùng để chứa dịch lọc và tạo môi trường áp suất thấp, phễu lọc áp suất thấp chỉ cần cắm vào bình chứa dịch lọc thông thường.

Hình 1.2.

Phễu lọc áp suất thấp.

- Bình nón: (Elenmeyer, eclen) dùng để kết tinh chất, chuẩn bị hóa chất, chứa hóa chất chuẩn độ, tiến hành các phản ứng đơn giản.

1

Hình 1.3.

2

Bình nón thường (1) ,Bình nón có nút nhám (2)

5

D ẠY da K yk ÈM em Q qu UY yn N ho H nb ƠN us O in F es F s@ ICI gm AL ai ST l.c &G om T

- Cốc thủy tinh: (Becher) dùng để tiến hành các phản ứng đơn giản nhiệt độ thấp hơn 100 0C, hoặc dùng làm dụng cụ hỗ trợ.

2

1

Hình 1.4. Các loại cốc thủy tinh

- Ống sinh hàn: Dùng để làm lạnh hay ngưng tụ hơi khi tiến hành phản ứng hay khi tiến hành chưng cất.

Lắp ống sinh hàn thẳng đứng hơi xuôi gọi là ống sinh hàn ngược.

Nếu ngưng tụ ra khỏi bình phản ứng thì gọi đó là ống sinh hàn xuôi.

Khi ngưng tụ hơi các chất lỏng trở lại bình phản ứng thì dùng ống sinh hàn thẳng, bầu hay xoắn.

1

2

3

Hình 1.5. Sinh hàn thẳng (1,2), Sinh hàn bầu (3)

6

D ẠY da K yk ÈM em Q qu UY yn N ho H nb ƠN us O in F es F s@ ICI gm AL ai ST l.c &G om T

n ớc hoặc các Loại sinh hàn này có thể làm sinh hàn không khí và cả sinh hàn nư dung môi khác. Sinh hàn không khí chỉ dùng khi ngưng tụ các chất có nhiệt độ bay hơi trên 150 0C dưới áp suất thường. ưng cất, và có thể làm Sinh hàn thẳng thường được làm sinh hàn xuôi trong chưng sinh hàn ngược tuy nhiên hiệu quả không cao, sinh hàn bầu chỉ được dùng làm sinh hàn ngược.

2

1

3

Hình 1.6.Sinh hàn xoắn - Phễu nhỏ giọt,phễu chiết: Phễu nhỏ giọt (phễu brom)dùng để cho hóa chất vào bình phản ứng, thường có chia độ. Còn phễu chiết dùng để tách biệt hai chất lỏng không hòa tan vào nhau.

Chú ý : Nút và khóa không chuẩn, chỉ dùng riêng cho từng phễu, khóa phễu phải có Trước khi dùng phễu phải kiểm tra độ kín của phễu. vòng cao su để giữ khóa. Tr

1

2

3

Hình1.7. Phễu nhỏ giọt (1&2), Phễu chiết (3)

7

D ẠY da K yk ÈM em Q qu UY yn N ho H nb ƠN us O in F es F s@ ICI gm AL ai ST l.c &G om T

- Ống Canxi clorua: dùng để bảo vệ phản ứng tránh hơi nước thâm nhập.

Các loại dụng cụ thủy tinh khác - Các loại ống nối

Hình 1.8. Các loại ống nối

Hình 1.9.Các loại phễu lọc; phễu lọc nóng (a), phễu lọc lạnh(b&c)

8

D ẠY da K yk ÈM em Q qu UY yn N ho H nb ƠN us O in F es F s@ ICI gm AL ai ST l.c &G om T Hình 1.10.Cách lắp khóa kệp vào giá đỡ

6. Cách lắp ráp các hệ thống phản ứng hữu cơ và chưng cất

Hình 1.11. Hệ thống phản ứng hữu cơ nhám

9

D ẠY da K yk ÈM em Q qu UY yn N ho H nb ƠN us O in F es F s@ ICI gm AL ai ST l.c &G om T

Hình 1.12. Hệ thốngchưng cất dưới áp suất thấp

Hình 1.13. Hệ thốngchưng cất thường

10

D ẠY da K yk ÈM em Q qu UY yn N ho H nb ƠN us O in F es F s@ ICI gm AL ai ST l.c &G om T

Hình 1.14. Dụng cụ loại nước hệ cất thủy phần 3

7

1

2

4

5

6

Hình 1.15. Hệ thốngchưng cất lôi cuốn hơi nước Bình sinh hơi (1), Bình cất (2), Ống nối (3), Ống sinh hàn (4), Ống sừng bò có nhám (5), Bình hứng (6), Ống bảo hiểm (7).

7. Cách bảo quản hóa chất Trong phòng thí nghiệm các chất thường được chứa trong các bình thủy tinh có nút.

Ta cần chú ý các điểm sau

11

D ẠY da K yk ÈM em Q qu UY yn N ho H nb ƠN us O in F es F s@ ICI gm AL ai ST l.c &G om T

- Tất cả các bình đựng hóa chất phải có nhãn rõ ràng, nhãn phải được bảo vệ bằng băng keo trong hoặc tráng parapin ra ngoài. Nhãn phải ghi rõ tên hóa chất công thức phân tử, các hằng số hóa lý ngày tổng hợp. Ghi bằng bút chì hoặc in, không ghi nhãn bằng bút mực hay ghi trực tiếp lên thủy tinh.

- Chất rắn, chất lỏng có độ nhớt cao thường chứa trong các bình có cổ rộng; thường các chất lỏng chứa trong bình cổ hẹp.

- Những chất có thể tác dụng với thủy tinh phải chứa trong bình chất dẻo, hoặc trong thủy tinh tráng bên trong bằng chất dẻo hoặc parapin.

- Kim loại kiềm giữ trong dầu hỏa còn phốtpho giữ trong nước.

- Những chất nhạy với ánh sáng phải chứa trong lọ có màu.

- Những chất dễ tách ra những khí độc hay nhưng chất có mùi khó chịu phải để trong tủ hốt (tủ hút).

- Những chất độc, chất dễ cháy nổ phải giữ trong tủ riêng và chỉ được dùng một lượng nhỏ ở chỗ làm việc.

- Di chuyển hóa chất phải dùng các thùng gỗ chuyên chở hóa chất.

- Cấm không được chứa hóa chất trong những bình thuờng dùng cho thực phẩm và giải khát.

12

Chương II

THIẾT BỊ VÀ KĨ NĂNG

D ẠY da K yk ÈM em Q qu UY yn N ho H nb ƠN us O in F es F s@ ICI gm AL ai ST l.c &G om T

1. Thiết bị đun nóng Đun nóng là một kĩ thuật quan trọng để lựa chọn nhiệt độ sao cho thích hợp với phản ứng, để chưng cất,tinh chế chất rắn,... Đại đa số các phản ứng hữu cơ đều xảy ra chậm nên cần đun nóng để tăng tốc độ phản ứng, cũng như tăng hiệu suất. Tăng nhiệt độ lên 10 0C tốc độ phản ứng tăng lên 2- 3 lần.

Trong phòng thí nghiệm có thể dùng các dụng cụ như: đèn cồn, đèn khí, các loại bếp điện, lò điện, bếp cách chất rắn hay lỏng. Ngoài ra còn có thể dùng đèn hồng ngoại.

Các loại đèn cồn, đèn khí, hay bếp điện trần dùng để cô cạn hay bay hơi chất lỏng, tuy nhiên không dùng để đun nóng chất lỏng dễ bay hơi hay chất lỏng dễ cháy.

Nếu dùng các bếp trần để đun cần phải có lưới amiăng.

Khi muốn nhiệt độ ổn định thì cần dùng các bếp cách chất lỏng: ở nhiệt độ thấp hơn 100 0C dùng bếp cách nước, ở nhiệt độ cao hơn có thể dùng bếp cách cát (nhưng khó có thể giữ nhiệt độ ổn định và kiểm tra nhiệt độ), hay bếp cách dầu. Ở nhiệt độ cao hơn 2000C dùng bếp cách parapin hay glyxerol. Ở nhiệt độ 250- 3000C dùng bếp cách dầu.

Ngoài ra có thể dùng các bếp cách hỗn hợp các muối để thu được nhiệt độ cao hơn.

Khi đun chất lỏng cần phải chú ý: - Phải cắm nhiệt kế để đo nhiệt độ chất lỏng cách thủy để không đun quá nhiệt độ bay hơi của chất lỏng (đối với các chất lỏng không phải là nước) - Mức chất lỏng bên ngoài phải cao hơn mức chất lỏng bên trong bình phản ứng.

- Nhiệt độ của bếp phải cao hơn nhiệt độ phản ứng 20- 300C 2. Các thiết bị làm lạnh Các phản ứng tỏa nhiều nhiệt hay kết tinh chất rắn cần phương pháp làm lạnh.

Có nhiều cách làm lạnh khác nhau, làm lạnh bằnh nước thường hoặc bằng nước đá, nếu cần nhiệt độ thấp hơn có thể dùng hỗn hợp nước đá và các loạimuối khác nhau, cần nhiệt độ lạnh sâu thì dùng các chất khí lỏng.

3. Thiết bị làm khô và chất làm khô Cách làm khô chất rắn: làm bay hơi nước bằng nhiệt, hoặc đối với chất dễ phân hủy vì nhiệt thì dùng bay hơi ở áp suất thấp, hay làm khô trong các bình hút ẩm có chứa các chất hút ẩm mạnh.

13

D ẠY da K yk ÈM em Q qu UY yn N ho H nb ƠN us O in F es F s@ ICI gm AL ai ST l.c &G om T

Cách làm khô chất khí: thường được cho qua cột hấp thụ chứa các chất làm khô, hoặc cho đi đi qua các chất lỏng hấp thụ nước gọi là các bình lọc khí, hoặc có thể làm khô bằng cách làm lạnh để dung môihay nước đóng băng lại.

Các chất hay được dùng làm khô: CaO, NaOH, H2SO4 đặc, CaSO4,Silicagel,... Các chất khí khác nhau cần lựa chọn một chất làm khô thích hợp để không gây ra phản ứng giữa chất cần thu với chất làm khô.

4. Các thiết bị lọc và phương pháp lọc 4.1. Lọc dưới áp suất thường Thường lọc trên phễu thủy tinh. Kỹ thuật quan trọng trong lọc kết tủa là cách chọn giấy lọc thích hợp với kích thước kết tủa thường có các loại sau: - Giấy lọc giải trắng: đương kính lỗ xốp 3nm, độ mịn trung bình - Giấy lọc giải xanh: đường kính lỗ xốp 1- 2,5nm, rất mịn dùng lọc các huyền phù hạt rất nhỏ.

- Giấy lọc giải vàng: loại giấy lọc không chứa các chất béo,hay những chất tan trong dung môi hữu cơ , dùng trong hóa học phân tích và lọc các dung dịch thuốc chữa bệnh.

Các cách gấp giấy lọc

Hình 2.1. Cách gấp giấy lọc xếp và lọc

14

D ẠY da K yk ÈM em Q qu UY yn N ho H nb ƠN us O in F es F s@ ICI gm AL ai ST l.c &G om T Hình 2.2. Cách lọc bằng giấp lọc gấp nép

4.2.

Lọc dưới áp suất thấp

Trong các trường hợp cần lọc nhanh người ta lọc dưới áp suất thấp hay chân không.

Dụng cụ để lọc áp suất thấp là phễu Buchner, hay phễu xốp gắn vào bình hứng (bunsen).

Hình 2.3. Hệ thống lọc dưới áp suất thấp

15

Chương IIIPHƯƠNG PHÁP TÁCH BIỆT VÀ TINH CHẾ CÁC CHẤT 1. Phương pháp kết tinh lại

D ẠY da K yk ÈM em Q qu UY yn N ho H nb ƠN us O in F es F s@ ICI gm AL ai ST l.c &G om T

Quá trình tinh chế một chất rắn thường dùng là phương pháp kết tinh lại. Phương pháp dựa trên sự khác nhau về độ tan của chất trong dung môi ở các nhiệt độ khác nhau, cũng như về độ tan của chất chính và chất phụ trong cùng một nhiệt độ. Quá chung là chuyển chất rắn thành dung dịch bão hòa bằng cách hòa tan trong dung môi nóng và tách ra trạng thái rắn khi làm lạnh gọi là kết tinh lại dung dịch.

Rắn →

Hòa tan

→

Rắn

Quá trình gồm các giai đoạn

- Chuẩn bị dungdịch kết tinh trong dung môi thích hợp - Lọc dung dịch nóng lọc bỏ các chất không tan - Khử màu bằng than hoạt tính nếu cần - Làm lạnh dung dịch và gây mầm kết tinh - Làm khô tinh thể 1.1. Lựa chọn dung môi

Dung môi dùng trong kết tinh phải thỏa mãn điều kiện:

- Dung môi dùng trong kết tinh phải hòa tan tốt các chất cần tinh chế khi đun nóng nhưng ít tan hay không tan khi làm lạnh.

- Dung môi không tương tác hóa học với các chất cần tinh chế ở nhiệt độ thường và nhiệt độ sôi, không hay ít hòa tan các chất phụ.

- Có thể tách tinh thể ra dễ dàng, dễ bay hơi ra khỏi tinh thể khi làm khô hay rửa.

- Dung môi hòa tan được tìm bằng con đường thực nghiệm cần chú ý các nguyên tắc sau: Chất rắn thường dễ hòa tan trong nhưng dung môi có tính chất hóa học gần giống nó (chất phân cực tan trong phân cực không phân cực tan trong không phân cực) 1.2. Chuẩn bị dung dịch kết tinh Cho một lượng chất đã cân trước vào bình cầu hay bình nón cho thêm đá bọt và lắp sinh hàn hồi lưu rồi cho một lượng dung môi ít hơn lượng cần thiết hòa tan đã tính toán, đun sôi.

16

Nếu chất chưa tan hết cho dần dung môi qua ống sinh hàn cho đến khi chất tan hoàn toàn, chỉ còn lại chất phụ không tan, chú ý không dùng quá nhiều dung môi sẽ mất nhiều sản phẩm hơn và tốn thời gian cô cạn lại dung môi, dung dịch đạt 2-5% thì đủ cho quá trình kết tinh lại.

Nếu sau khi hòa tan còn chất rắn không tan thì cần lọc nóng để tách chất không tan ra.

1.3. Khử màu và lọc nóng

D ẠY da K yk ÈM em Q qu UY yn N ho H nb ƠN us O in F es F s@ ICI gm AL ai ST l.c &G om T

Nếu chất cần thu không có màu sau khi hòa tan dung dịch lại mang màu thì có thể thêm than hoạt tính đun sôi để khử màu, sau khi đun sôi ta lọc lại và tiến hành kết tinh 1.4. Kết tinh

Đậy bình chứa dung dịch nóng bằng nút không chặt lắmhay giấy lọc, để nguội hay làm lạnh trong nước lạnh, kết tủa sẽ tách ra.

Kích thước tinh thể phụ thuộc vào tốc độ làm lạnh: làm lạnh quá nhanh thu được tinh thể nhỏ, làm lạnh chậm thu được tinh thể lớn, tuy nhiên cần làm lạnh sao cho đạt được tinh thể trung bình vì tinh thể quá lớn ngậm nhiều nước gây khó khăn cho tinh chế.

Nếu chất khó kết tinh thì phá vỡ sự quá bão hòa bằng cách cọ nhẹ vào thành bình, hoặc cho một ít tinh thể cần kết tinh để tạo mầm.

1.5. Tách tinh thể Tách tinh thể bằng cách lọc trên phễubuchner dưới áp suất thấp, rửa kết tủa bằng một lượng tối thiểu dung môi tinh khiết đã làm lạnh. Trong một số trường hợp có thể dùng cách gạn, với các chất háo nước hay dễ bay hơi phải dùng cách riêng.

1.6. Làm khô tinh thể

Làm khô trong không khí hoặc bằng tủ sấy ở nhiệt độ thích hợp, thường làm khô nước trong không khí sau đó mới sấy.

Bài thực hành số 1:Kết tinh axít benzoic bằng nước Hóa chất: - Axít benzoic bẩn - Than hoạt tính

5g 1g

17

Dụng cụ: o o o o

Bình nón 250mL Phễu lọc nóng Phễu Buchner Cốc 250mL

1 cái 1 cái 1 cái 1 cái

D ẠY da K yk ÈM em Q qu UY yn N ho H nb ƠN us O in F es F s@ ICI gm AL ai ST l.c &G om T

Cách tiến hành:Cho 5g axít benzoic vào bình nón chứa 100mL nước. Đun nóng đến sôi, axít benzoic sẽ hòa tan, còn một phần axít benzoic sẽ tạo thành váng dầu do không đủ nước. Lắc hay khuấy mạnh hỗn hợp, thêm từng lượng nhỏ nước đến khi thấy vàn dầu hòa tan hết vào dung dịch, nếu thấy dung dịch có màu thì làm lạnh bình thêm 0,2- 0,5g than hoạt tính và đun sôi trong 5- 10 phút để loại chất có màu, sau đó lọc nóng nhanh trên phễu buchner. Đậy cẩn thận bình dung dịch lọc (bằng giấy lọc hoặc kính ), để nguội ở nhiệt độ phòng (có thể làm lạnh bằng nước),sau đó làm lạnh bằng nước đá (đồng thời khuấy). Sau 15 phút quá trình kết tinh kết thúc (khi không còn tinh thể nào xuất hiện). Lọc và thu nhận tinh thể trên phễu buchner, rửa bầng nước cất lạnh 2- 3 lần (mỗi lần cỡ 5mL), ép kết tủa trên phễu bằng nút thủy tinh, lấy kết tủa cho vào chén sứ và đậy bằng giấy lọc có các lỗnhỏ, làm khô trong không khí rồi sấy trong tủ sấy ở 80- 900C. Tính hiệu suất và xác định nhiệt độ nóng chảy.

2. Phương pháp thăng hoa

Phương pháp thăng hoa là quá trình chuyển chất rắn thành hơi rồi ngưng tụ lại thành chất rắn không qua trạng thái lỏng.

Rắn

→

Hơi →

Rắn

Sự thăng hoa thường xảy ra ở nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi.

Phương pháp thăng hoa có ưu điểm hơn các phương pháp khác là thu được chất tinh khiết hơn, và có thể tinh chế chất trong hàm lượng chất bẩn cao, nhưng chỉ dùng được khi chất bẩn có nhiệt độ bay hơi khác xa so với chất cần tinh chế. Tuy nhiên quá trình tinh chế bằng thăng hoa có nhiều hạn chế là quá trình chậm.

Tốc độ thăng hoa tỷ lệ thuận với áp suất bay hơi của chất nhiệt độ xác định, với bề mặt chất bay hơi, và tỷ lệ nghịch với áp suất trong bình.

18

Bài thực hành số 2: Thăng hoa axít benzoic Hóa chất: - Axít benzoic 3g Dụng Cụ: Bát sứ Phễu lọc Đền cồn Kiềng sắt

: 1 cái :1 cái :1 cái :1 cái

D ẠY da K yk ÈM em Q qu UY yn N ho H nb ƠN us O in F es F s@ ICI gm AL ai ST l.c &G om T

o o o o

Cách tiến hành: Cho 3g axít benzoic bẩn vào bát sứ, đậy một tờ giấy lọc có nhiều lỗ thủng, úp phễu có bọc giấy lọc tẩm ướt bên ngoài, nút cuốn phễu bằng bông và úp lên bát sứ. Đun nòng từ từ bát sứ sẽ thấy axít benzoic ngưng tụ trên thành phễu. Khi thấy phần lớn chất đã thăng hoa thì dừng đun.Lấy axít trên thành phễu và một ít trên giấy lọc và xác định nhiệt độ nóng chảy.

3. Phương pháp chiết Phương pháp chiết là phương pháp thu lấy chất từ hỗn hợp nhiều chất bằng dung môi dùng để tách biệt, cô và tinh chế cấu tử có trong hỗn hợp thành nhiều cấu tử riêng.

Có thể chiết từ hỗn hợp dung dịch hay chất rắn.

Chiết các chất lỏng: chiết chất hữu cơ từ dung dịch (phần lớn là nước) là khuấy trộn dung dịch cần chiết với dung môi thích hợp không trộn lẫn vào nhau, có khả năng hòa tan chất cần chiết cao hơn dung môi cũ.

Dung môi phải chọn là dung môi có khả năng hòa tan lượng chất tan lớn hơn dung môi cũ, dễ tách khi tinh chế lại thành chất tinh khiết không trộn lẫn với dung môi chứa chất cần chiết, ít có khả năng tạo nhủ tương và ít độc. Thường dùng các dung môi: ete etylic, ete dầu hỏa, xăng, benzen, colorofom...

Dụng cụ để chiết là phễu chiết, trước khi chiết cần kiểm tra lại khóa bằng dung môi dùng để chiết.Cho dung dịch chiết vào phễu sao cho thể tích chiếm 2/3 thể tích phễu, còn dung môi chiết chiếm 1/3 đến 1/2 thể tích dung dịch cần chiết. Đậy nút, một tay giữ nút và phễu, một tay giữ khóa phễu, lắc nhẹ và cẩn thận, đảo ngược nhiều lần. Khi áp suất trong bình tăng để ngược khóa phễu lên trên mở khóa cho cân bằng áp suất với bên ngoài rồi cài khóa tiếp tục lắc. Lặp đi lặp lại trong nhiều lần quá trình đó cho đến khi áp suất không thay đổi thì mới lắc mạnh trong 1- 2 phút.

19

Lắc xong để phễu trên giá, để yên cho dung dịch tách thành hai lớp thỉnh thoảng mở nút.Mở nút phễu, từ từ mở khóa cho chất lỏng lớp dưới chảy xuống, còn lớp trên lấy ra bằng cách đổ qua miệng phễu.

4. Phương pháp chưng cất

D ẠY da K yk ÈM em Q qu UY yn N ho H nb ƠN us O in F es F s@ ICI gm AL ai ST l.c &G om T

Chưng cất là phương pháp thường dùng để tách biệt và tinh chế những chất có nhiệt độ sôi khác nhau bằng cách đun sôi chất lỏng thành hơi rồi ngưng tụ lại thành những chất lỏng tinh khiết. cơ sở lý thuyết của chưng cất là dựa trên định luật Raun (Raoult). Có nhiều phương pháp chưng cất, tùy thuộc vào tính chất của hỗn hợp chất lỏng sẽ sử dụng phương pháp tách thích hợp.

Chưng cất đơn giản:Phương pháp chưng cất đơn giản dưới áp suất thường dùng để tách biệt chất đủ bền khi bị đun nóng và thực tế không bị phân tích ở nhiệt độ sôi.

Thường với những chất lỏng có nhiệt độ sôi từ 400C - 1500C lý tưởng nhất cho chưng cất, còn với các chất có nhiệt độ sôi thấp hơn 40 0C thì khi chưng cất ở điều kiện thường thì sẽ mất đi nhiều sản phẩm khi chưng cất. Nếu một chất có nhiệt độ sôi trên 1500C thì phải chưng cất trong chân không.

Chú ý: khi cắm nhiệt kếđể chỉ nhiệt độ sôi của hơi chất lỏng sao cho phần trên của bầu thủy tinh chứa thủy ngân nằm dưới miệng ống nhánh 0,5cm.

Chất lỏng trong bình cầu chỉ chứa đến 2/3 diện tích bình. Nếu chất lỏng sôi ở nhiệt độ thấp hơn 800C thì dùng ống sinh hàn nước và ngâm bình hứng vào chậu nước lạnh hay nước đá, nếu cao hơn 1500C thì dùng ống sinh hàn không khí, còn trong giới hạn 200- 3000C thì hứng trực tiếp tại nhánh bình cất.

Sao khi đã lắp hệ thống cần kiểm tra độ kín của hệ thống rồi mới đun nóng, khi đun trên ngọn lửa đèn trần thì cần dùng lưới amiăng.

Tốc độ cất thích hợp thường là 1- 2 giọt trong 1 giây.

Nếu chất lỏng có nguồn gây ra bọt không khí nhỏ hay chất khơi mào tạo hơi thì sự sôi sẽ điều hòa và êm. Nếu trong chất lỏng không có không khí (không có khí hòa tan vào chất lỏng) thành bình nhẵn và sạch thì khi đun sôi chất lỏng thì hay xảy ra hiện tượng quá lửa (là hiện tượng khi chất lỏng có nhiệt độ cao hơn nhiệt độ sôi mà vần chưa thấy hiện tượng sôi) khi đun có thể xảy ra hiện tượng nổ văng chất lỏng ra ngoài gây nguy hiểm, và trào từ bình chiết sang bình hứng. Có thể nhận ra hiện tượng này

20

khi thấy các hạt chất lỏng chuyển động trên bề mặt chất lỏng từ thành bình này đến thành bình khác. Để ngăn ngừa hiện tượng đó người ta thường thêm vào bình chưng cất những viên đá bọt hay những ống mao quản khàn kín một đầu khi bắt đầu đun nóng. Không thêm đá bọt vào khi dung dịch đã nóng hoặc đang sôi vì dung dịch sẽ trào ra ngoài gây nguy hiểm. Khi việc chưng cất bị gián đoạn thì cần thêm đá bọt mới vì đá bọt sau khi đun nóng và làm nguội sẽ mất tác dụng do các lỗ hổng chứa đầy dung dịch.

D ẠY da K yk ÈM em Q qu UY yn N ho H nb ƠN us O in F es F s@ ICI gm AL ai ST l.c &G om T

Chưng cất lôi cuốn hơi nước: Áp suất của chất lỏng hoà tan vào nhau được xác định theo áp suất hơi của các cấu tử riêng theo định luật Raun: P = PA + PB Áp suất hơi của hỗn hợp chất lỏng hòa tan vào nhau tạo thành hỗn hợp đẳng phí, nằm giữa áp suất hơi của các cấu tử riêng, còn nhiệt độ của hỗn hợp nằm giữa nhiệt độ sôi của hai cấu tử. Ngược lại nếu thực tế hai chất lỏng không hòa tan vào nhau thì cũng không ảnh huởng đến áp suất hơi bảo hòa của hỗn hợp.

Trong trường hợp quan trọng nhất là chưng cất với hơi nước gọi là chưng cất lôi cuốn hơi nước. Chưng cất lôi cuốn hơi nước dùng để tách biệt hỗn hợp chất, trong đó có một chất dễ bay hơi với nước, để tinh chế chất khỏi chất phụ dạng nhựa, để phân tách hoàn toàn chất dễ bay hơi mà không chưng cất được dưới áp suất thấp. Chưng cất lôi cuốn hơi nước có thể tiến hành trong áp suất thường hoặc áp suất thấp.

Bài thực hành số 3: Chưng cất lôi cuốn hơi nước anilin

• • • • • •

Hóa chất Anilin bẩn NaOH rắn Dụng cụ Bộ dụng cụ chưng cất lôi cuốn hơi nước Phễu chiết Bộ chưng cất phân đoạn Bếp điện Cách tiến hành: Cho vào bình cầu hai cổ một lượng dung dịch anilin bẩn. Lắp ống dẫn hơi vào bình cầu sâu đến tận đáy bình và nối với bình hơi nước qua nhánh ba thông.Lắp ống dẫn

21

D ẠY da K yk ÈM em Q qu UY yn N ho H nb ƠN us O in F es F s@ ICI gm AL ai ST l.c &G om T

hơi nối với sinh hàn ống nối và bình hứng. Đun nóng bình hơi nước quan sát dòng hơi cuốn anilin qua bình ngưng.

Sau khi không thấy anilin chảy theo hơi nước ngưng lại trong ống sinh hàn hay bình hứng thì dừng cất. Dùng phễu chiết lấy anilin làm khô bằng NaOH rắn rồi chưng cất anilin ở áp suất thường.

Chưng cất phân đoạn dùng để tách biệt hỗn hợp chất lỏng hòa tan vào nhau.

Các cấu tử của hỗn hợp hòa tan vào nhau làm giảm áp suất hơi của mỗi cấu tử trong hỗn hợp. Áp suất hơi chung của hệ nhiệt độ sôi không cố địnhmà thay đổi phụ thuộc vào thành phần của hỗn hợp chất lỏng.

Hơi của hệ lỏng hai cấu tử sẽ giàu cấu tử nào khi thêm vào hệ sẽ làm tăng áp suất hơi chung của hệ, nghĩa là giảm nhiệt độ sôi của hệ. Thông thường chúng ta thường gặp trường hợp đường cong áp suất hơi không có cực tiểu, cục đại và không tạo thành dung dịch đẳng phí .Hỗn hợp loại này có áp suất hơi trung gian giữa áp suất hơi của hai cấu tử tinh khiết. Hơi tách ra sẽ giàu cấu tử nào có điểm sôi thấp hơn so với hỗn hợp ban đầu.

Vì thế có thể áp dụng phương pháp chưng cất nhiều lần như chưng cất thường để thu được cấu tử riêng, thường gọi là chưng cất “thuận dòng”. Để tăng hiệu suất chưng cất và giảm số lần chưng cất người ta thường dùng cột chưng cất phân đoạn.

Bản chất của cột cất phân đoạn là ngưng tụ từng phần hỗn hợp hơi và cho bay hơi từng phần chất ngưng tụ lại một cách liên tục. Hơi bay lên cột phân đoạn càng cao sẽ càng giàu cấu tử có điểm sôi thấp, còn chất lỏng chảy lại vào bình sẽ có nhiệt độ sôi cao.

Trong hệ thống ngược dòng, có xảy ra sự trao đổi nhiệt liên tục làm cho hơi giàu cấu tử có điểm sôi thấp, còn chất lỏng chảy xuống giàu chất có điểm sôi cao.Nếu số mắt đĩa càng nhiều sự tách biệt chất lỏng hoàn toàn hơn nhưng tốc độ cất càng nhỏ, bởi vì mỗi mắt đĩa có tác dụng như một lần cất bình thường. Nhiệt độ chất bay hơi được xác định bằng nhiệt kế trên đầu cột cất phân đoạn.

Bài thực hành số 4: Chưng cất phân đoạn hỗn hợp benzen- toluen Hóa chất • Hỗn hợp benzen- toluen

22

Dụng cụ • Bộ chưng chất phân đoạn • Bếp cách cát

D ẠY da K yk ÈM em Q qu UY yn N ho H nb ƠN us O in F es F s@ ICI gm AL ai ST l.c &G om T

Cách tiến hành: Cho hỗn hợp benzen và toluen cùng vài viên đá bọt vào bình cầu nút nhám đến 2/3 thể tích bình. Đặt trên bếp cách cát hay bếp cách dầu và cặp vào giá, lắp cột phân đoạn vào miệng bình. Sau đó lắp nhiệt kế, ống sinh hàn, ống nối và bình hứng. Đun bếp các cát sao cho tốc độ ngưng tụ ở bình hứng là 20- 30 giọt trong 1 phút. Thay đổi bình hứng và thu lấy chất lỏng thành 3 phầnở nhiệt độ khác nhau 8090, 90-100, 100-110. Cất cho đến khi còn lại 1mL chất lỏng không cất đến khô.

Trong phần đầu chủ yếu là benzen, phần thứ 3 chủ yếu là toluen. Đo hoặc cân sản phẩm thu được tính phần trăm sản phẩm so với lượng ban đầu.

Sau đó lắp lại dụng cụ như trên, chưng cất phần 1 cho đến khi đạt nhiệt độ 900C, thêm phần 2 chưng cất đến 1000C, thêm phần 3 và chưng cất ở nhiệt độ100-1100C. Cân hay đo mỗi phần chất lỏngtính phần trăm và so sánh với kết quả lần trước. Có thể cất lại lần 3,4... và so sánh.

Từ chất lỏng thu được trên muốn thu được chất lỏng tinh khiết hơn thìphải cất lại phần 1 ở nhiệt độ hẹp hơn 80-820C, và phần 3 ở nhiệt độ 108-1100C. Chưng cất dưới áp suất thấp:Phương pháp chưng cất chân không thường dùng để chưng cất những chất có nhiệt độ sôi cao hay bị phân hủy ở nhiệt độ sôi.

Khi chưng cất ở chân không phải đảm bảo các yêu cầu oan toàn khi làm việc đối với chân không (trong các tài liệu).

4. Phương pháp sắc kí Phương pháp sắc kí được dùng rộng rãi hiện nay để tách biệt một lượng nhỏ chất gần giống nhau về thành phần và tính chất, để tinh chế các chất có nhiệt độ sôi cao và không bền với nhiệt, để tách biệt các hợp chất thiên nhiên như các chất màu tự nhiên, các aminoaxít, để xác định tính đồng nhất và tinh khiết của chất.

Dựa vào tương tác hóa lý giữa chất hấp thụ và chất có trong dung dịch người ta chia ra các loại sắc kí: Phân bố, hấp thụ và trao đổi ion.

Sắc kí hấp thụ dựa trên sự hấp thụ của chất tan trên bề mặt pha rắn, dựa trên sự khác nhau của các cấu tử về khả năng hấp thụ. Trên bề mặt chất hấp thụ rắn có những trung

23

tâm hoạt động hay có trường tự do có khả năng giữ lại những phân tử chất lạ. sắckí hấp thụ gồm sắc kí cột và sắc kí lớp mỏng.

4.1.

Sắc kí cột

D ẠY da K yk ÈM em Q qu UY yn N ho H nb ƠN us O in F es F s@ ICI gm AL ai ST l.c &G om T

Sắc kí cột là sắc kí rắn – lỏng và là kĩ thuật mạng trong tổng hợp hóa hữu cơ.Trong công nghiệp và nghiên cứu, nó thường dùng để phân tách các cấu tử của hỗn hợp.

Trong phòng thí nghiệm thường dùng các cột thủy tinh có đường kính 0,5- 10cm và cao 100- 150cm. ở phần dưới lót một ít bông hay bông thủy tinh đế giữ chất hấp thụ ở miệng trên nắp phễu nhỏ giọt.

Chất hấp thụ thường dùng là nhôm oxít (dung để tách các chất trung tính và kiềm), than hoạt tính để hấp thụ các chất từ dung dịch nước và rượu, silicagel để tách các chất tính axít.

Kĩ thuật thực nghiệm: chất hấp thụ và dung môi chiết xác định cho TCL và khi cột đã chất đầy chất hấp thụ. Lượng chất hấp thụ chuẩn bị cho cột thay đổi phụ thuộc vào sự khác nhau về hệ số phân táchvà tính phân cực của các cấu tử riêng trong hệ sắc kí. Đối với sự phân tách đơn giản, có thể dùng một lượng nhỏ 10g chất hấp thụ cho 1g hỗn hợp nhưng khi các cấu tử có tính phân cực tương tự nhau, tỉ lệ có thể tăng lên đến 100- 200 lần, tỉ lệ 25:1 thích hợp cho điểm xuất phát, qui tắc chung thích hợp là để tỉ lệ chiều cao với đường kính cột khoảng 8:1.

Cột bằng thủy tinh nối với khóa có điều chỉnh dòng chảy của dung môi qua cột. Dùng 1 đũa thủy tinh dài hay mảnh kim loại, nút bông chặt ở đầu nhỏ của cột để bảo vệ không cho chất hấp thụ đi ra ngoài. Một lớp cát trắng 1cm gần chất hấp thụ (hình).

Phương pháp nhồi cột rất quan trọng cho sự hành thành của sắc kí vì giai đoạn này xác định hệ số tách. Có hai cách: Cách 1 là phương pháp nhồi khô dọc theo cột đến 1 nữa cột rồi cho dung môi như là chất chiết. Cách 2 là phương pháp nhồi cột ướt: cho chất hấp thụ vào dung môi cùng lúc vào cột thường dùng silicagel làm chất hấp thụ.

Chú ý khi nhồi cột không để bên trong cột còn có bọt không khí, mức dung môi không bao giờ được dưới mức chất hấp thụ.

Sau khinhồi cột xong, phủ một lớp cát trên chất hấp thụ.Dùng cát là để cho mẫu chảy xuống trên toàn bộ tiếp diện chất hấp thụ; ngăn ngừa phá hủy vật liệu nhồi khi thêm dung môi chiết.

24

Hỗn hợp chất rắn được hòa tan một lượng nhỏ dung môi chiết trước khi cho vào cột, chất lỏng cho trực tiếp vào cột.

D ẠY da K yk ÈM em Q qu UY yn N ho H nb ƠN us O in F es F s@ ICI gm AL ai ST l.c &G om T

Bài thực hành số 5: Phân giải fluoren và fluorenon bằng sắc kí cột Hóa chất dụng cụ: nhôm oxít, ete dầu hỏa, etanol 95%, fluoren, fluorenon. Một buret 25cm hay cột sắc kí đường kính 1,6cm dài 13cm, vải thủy tinh, dụng cụ chưng cất, bình tam giác.

Cách tiến hành: Chuẩn bị cột sắc kí: Kẹp buret hay cột sắc kí vào giá, đậy trên khóa bằng một lớp vải thủy tinh, thêm 15- 16mL ete dầu hỏa vào cột. Đặt phễu thủy tinh vào cột và cho vào cột 5g nhôm oxít vào cột và thỉnh thoảng dùng nệm cao su nén cột. Sau khi kết thúc rửa lại thành cột bằng một ít dung môi để bột dính trên thành cột rơi xuống, phủ lên trên bằng một 1cm cát sạch. Mở khóa cho dung môi chảy ra còn một lớp mỏng trên oxít nhôm.

Chuẩn bị hỗ hợp fluoren, fluorenon với tỉ lệ 1:1 hòa tan 0,5g hỗn hợp trong 5mL diclometan.Dùng pipet cho dung dịch chiết vào trên cột. Không cho phép dung môi chảy thấp hơn lớp oxít. Thêm khoảng 1- 2mL ete dầu hỏa vào cột và chất lỏng ở đầu mức nhôm oxít.

Cho vào cột khoảng 20mL ete dầu hỏa mới, mở khóa và thu dịch chiết trong bình tam giác, tiếp theo quá trình này là lấy dịch chiết khoảng 5mL một và thử cho đến khi chiết hết chất trắng, sau đó thấy dải vàng bắt đầu chuyển động xuống.

Khi tất cả chất trắng chiết hết khoảng 15- 20mL, thay đổi bình hứng, chiết bằng 5mL ete dầu hỏa và thay thế dung môi chiết bằng diclometan phân cực hơn. Dải vàng chuyển xuống cột, khi thấy tới đáy cột thì thay bình hứng thu lấy phần chiết thứ ba này bằng diclometan thu được dịch chiết có màu, khoảng 10mL. Ghi chú fluoren màu trắng, fluorenon màu vàng.

4.2. Sắc kí giấy Sắc kí giấy cũng dùng để phân tách chất với một lượng nhỏ chất.

Sắc kí giấy là sắc kí phân bố chất mang là xenlulozo tinh khiết ở dạng giấy sắc kí đặc biệt có độ tinh khiết cao và tỷ khối đồng nhất.

Pha tĩnhlà nước hoặc có thể là dung môi khác, pha động thườnglà ancol butylic, amylic, phenol, axít iso butylic.

25

Thực nghiệm: cắt một giải giấy sắc kí phù hợp với kích thước bình sắc kí, cách đầu giấy 3 cm vạch một đường chuẩn bằng bút chì, chấm hai điểm chuẩn trên đường chuẩn cách mép 2cm. Dùng mao quản cho một giọt chất phân tích vào giữa làm khô.

Treo giải giấy vào bình sắc kí đã chứa 1 lớp dung môi ở đáy dày 2cm sao cho giấykhông chạm vào dung môi và thành bình. Để qua đêm để bão hòa khí quyển của bình bằng dung môi.

D ẠY da K yk ÈM em Q qu UY yn N ho H nb ƠN us O in F es F s@ ICI gm AL ai ST l.c &G om T

Ngày hôm sau cho giấy nhúng vào 0,5cm dung môi và để qua 11-18 giờ. Sau đó lấy giải giấy ra và đánh dấu giới hạn trên của khoảng cách chuyển động của dung môi và làm khô sắc kí đồ.

Tìm vết bằng ánh sáng tử ngoại hoặc hiện hình bằng chất chỉ thị tạo màu với cấu tử.

26

CHƯƠNG 4:PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH TÍNH CHẤT VẬT LÝ Hợp chất hữu cơ dặc trưng bằng hằng số vật lý xác định. Các hằng số này là những giá trị đo được dưới những điều kiện xác định về nhiệt độ, áp suất.

Trong hóa học hữu cơ thường dùng các hằng số vật lý như nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi, chỉ số khúc xạ, tỉ khối, độ phân cực, tính tan,...

1. Phương pháp xác định nhiệt độ nóng chảy

D ẠY da K yk ÈM em Q qu UY yn N ho H nb ƠN us O in F es F s@ ICI gm AL ai ST l.c &G om T

Nhiệt độ nóng chảy hay điểm nóng chảy của chất tinh khiết là một hằng số cho nên điểm nóng chảy đặc trưng cho chất tinh khiết.

Nhiệt độ nóng chảy của một chất là nhiệt độ tại đó chất rắn chuyển từ trạng thái rắn sang trạng thái lỏng. Điểm chảy nằm trong giới hạn 1- 2 0C là chấp nhận được.

Trong phòng thí nghiệm, thường xác định điểm nóng chảy của chất bằng ống mao quản hàn kín một đầu, tiếp diện 1mm, dài 40- 50mm.

Cách chuẩn bị mẫu trong ống mao quản: người ta lấy mẫu bằng cách chúc đầu hở của ống mao quản vào chất đã nghiền nhỏ trong mặt kính đồng hồ, dỗ chất rắn xuống đấy ống mao quản bằng cách cho mao quản rơi tự do trong một ống dài, hoặc có thể dội trên vật cứng. làm như vậy cho đến khi đạt chiều cao cột chất rắn 2- 3mm. Nếu chất thăng hoa thì cần hàn kín đầu lại.

Hình 4.1: Cách lấy mẫu vào mao quản

27

Cách đo đơn giản: Buộc ống mao quản vào nhiệt kế sao cho ống mao quản bằng với đầu thủy ngân của nhiệt kế và cho vào ống thiele hoặc bình cầu có chứa dung môi có nhiệt độ thích hợp. Các chất lỏng dùng để đo thường dùng: axít sufnuric đặc, glyxerol, dầu parafin, dầu silicon... Đun nhẹ từ từ đặc biệt là khi gần đến điểm chảy đun thật chậm sao cho mỗi phút tăng chừng 2 0C.

D ẠY da K yk ÈM em Q qu UY yn N ho H nb ƠN us O in F es F s@ ICI gm AL ai ST l.c &G om T

Nhiệt độ tại đó chất rắn bắt đầu hóa lỏng và nhiệt độ tại đó chất rắn biến mất là hai điểm nhiệt độ cần ghi lại. trị số điểm chảy là trung bình cộng của hai điểm đó.

Có thể thay các dụng cụ thủy tinh bằng các thiết bị máy đo điểm chảy hiện đại, có các tấm kim loại dẫn nhiệt thay cho dung môi, khi đó ta có thể xác định nhiệt độ chính xác hơn và có khoảng giới hạn đo cao hơn.

Hình 4.2: Cách xác định nhiệt độ nóng chảy bằng ống thiele

28

2. Phưƥng phåp xåc đᝋnh tᝡ khᝑi Khᝑi lưᝣng riêng cᝧa chẼt:

(g/ cm3)

Trong phòng thĂ­ nghiᝇm thĆ°áť?ng xĂĄc Ä‘áť‹nh tᝉ kháť‘i tĆ°ĆĄng Ä‘áť‘i d cᝧa chẼt so váť›i chẼt khĂĄc áť&#x; cĂšng Ä‘iáť u kiᝇn. ThĆ°áť?ng xĂĄc Ä‘áť‹nh tᝉ kháť‘i d so váť›i nĆ°áť›c áť&#x; 40C:

Ẽ đ

= Ć°áť›

D áş Y da K yk ĂˆM em Q qu UY yn N ho H nb Ć N us O in F es F s@ ICI gm AL ai ST l.c &G om T

Nguáť?i ta cĂł tháťƒ dĂšng tᝉ kháť‘i káşż hay phĂš káşż Ä‘áťƒ Ä‘o tᝉ kháť‘i: nhĂşng tᝉ kháť‘i káşż vĂ o chẼt láť?ng vĂ Ä‘áť™ chia trĂŞntᝉ kháť‘i káşż lĂ tᝉ kháť‘i cᝧa chẼt láť?ng.

Chính xåc hƥn là dung bÏnh đo tᝉ khᝑi (picnometer).

CânbĂŹnh Ä‘o tᝉ kháť‘i ráť•ng (mb), vĂ bĂŹnh chᝊa nĆ°áť›c (mn), vĂ bĂŹnh chᝊa chẼt láť?ng (mc) áť&#x; cĂšng nhiᝇt Ä‘áť™, thĆ°áť?ng lĂ 200C báşąng cĂĄch ngâm bĂŹnh trong bĂŹnh Ä‘iáť u nhiᝇt.

Tᝉ kháť‘i tĆ°ĆĄng Ä‘áť‘i lĂ tᝉ lᝇ giᝯa kháť‘i lưᝣng chẼt láť?ng vĂ nĆ°áť›c áť&#x; cĂšng nhiᝇt Ä‘áť™ − = − Váť›i mb : lĂ kháť‘i lưᝣng bĂŹnh mc: kháť‘i lưᝣng chẼt vĂ bĂŹnh

mn: khᝑi lưᝣng nư᝛c và bÏnh

ThĆ°áť?ng qui váť Ä‘iáť kiᝇn chuẊn cᝧa nĆ°áť›c áť&#x; 4 0C.

− . 0,99823 − . 0,99997 Váť›i 0,99823 vĂ 0,99997 lĂ kháť‘i lưᝣng riĂŞng cᝧa nĆ°áť›c áť&#x; 200C vĂ 40C. =

3. Phưƥng phåp xåc đᝋnh chᝉ sᝑ khúc xấ Chᝉ sᝑ khúc xấ là m᝙t đ᝙ l᝛n không đ᝕i, là tᝉ lᝇ cᝧa sin góc t᝛i ι trên bᝠmạt phân chia môi hai trư�ng và sin góc khúc xấ β.

29

Chᝉ sᝑ khúc xấ tÚy thu᝙c và o nhiᝇt đ᝙, chiᝠu dà i bư᝛c sóng ånh sång t᝛i nên chᝉ sᝑ khúc xấ thư�ng đưᝣc ghi thêm nhiᝇt đ᝙ và bư᝛c sóng.

Vd: !" : Ă˝ nghÄŠa lĂ Ä‘o áť&#x; nhiᝇt Ä‘áť™ 250C vĂ dĂšng quang pháť• ngáť?n láť­a vĂ ng cᝧa Natri.

D= 598 A0.

D᝼ng c᝼ Ä‘áťƒ Ä‘o chᝉ sáť‘ khĂşc xấ lĂ khĂşc xấ káşż Abbe, dĂšng ĂĄnh sĂĄng thĆ°áť?ng hoạc ĂĄnh sĂĄng cĂł Ä‘áť™ khuyáşżch tĂĄn 10-3.

D áş Y da K yk ĂˆM em Q qu UY yn N ho H nb Ć N us O in F es F s@ ICI gm AL ai ST l.c &G om T

30

BÀI THÍ NGHIỆM SỐ 1 PHẢN ỨNG HALOGEN HÓA TỔNG HỢP ETYLBROMUA 1. Phản ứng: KBr + H2SO4 (đặc) C2H5OH

+

HBr + HBr

C2H5Br

+

H2O

D ẠY da K yk ÈM em Q qu UY yn N ho H nb ƠN us O in F es F s@ ICI gm AL ai ST l.c &G om T

2. Hóa chất: C2H5OH: 96% KBr: Khan H2SO4(đặc): d = 1,84 g/cm3 3. Dụng cụ: Bình cầu đáy tròn 250mL Ống nối Sinh hàn thẳng Bình tam giác 125mL Ống sừng bò Nhiệt kế 100 0C Bếp đun bình cầu 4. Tiến hành:

KH SO4

1 cái 1 cái 1 cái 1 cái 1 cái 1 cái 1 cái

Cho vào bình cầu đáy tròn (250mL ), 17mL C2H5OH, làm lạnh bình cầu trong nước đá lạnh, thêm 10mL nước cất, thêm từ từ 17mL H2SO4(đặc). Khi hỗn hợp lạnh vừa lắc vừa thêm từ từ 15g KBr. Lắp bình cầu, ống nối, nhiệt kế, ống sinh hàn, ống sừng bò. Đầu cuối ống sừng bò cho vào bình tam giác đượclàm lạnh trong cốc thủy tinh bằng nước đá để thu sản phẩm.Cho một ít nước cất vào trong bình tam giác để chođầu cuối ống sừng bò phải vừa chạm mặt nước chứa trong bình tam giác. Đun trên bếp điện hỗn hợp (Nhớ cho nước chảy qua sinh hàn), đun sôi và khống chế nhiệt độ ởnhiệt kế khoảng 60- 70 0C,phản ứng kết thúc khi không còn giọt dầu nào rơi xuống bình hứng. Nếu hỗn hợp sôi sủi bọt mạnh hoặc nhiệt độ tang cao thì cần ngừng đun một lúc.

Tinh chế sản phẩm: Chuyển lượng sản phẩm thu được vào phễu chiết, chiết và tách phần etylbromua (phần dưới) cho vào bình tam giác nhỏ đang làm lạnh bằng nước đá.

31

D ẠY da K yk ÈM em Q qu UY yn N ho H nb ƠN us O in F es F s@ ICI gm AL ai ST l.c &G om T

Thông thường etylbromua vẫn còn chứa một lượng nhỏ ete etylic (sản phẩm phụ) vì vậy cần làm lạnh và thêm từng giọt 2mL H2SO4(đặc) cho đến khi tách thành hai lớp, lắc đều và cho hỗn hợp vào phễu chiết lại một lần nữa (lúc này etylbromua ở phần trên), loại bỏ phần dưới thao tác tiến hành làm lạnh như lần chiết đầu tiên.

Chú ý: không đậy nút nhám bình tam giác.

Cho sản phẩm thu được ban đầu vào hệ thống chiết ban đầu tiến hành tinh chế sản phẩm ở 35- 40 0C. nhiệt độ sôi Etylbromua là 38,4 0C. (Qui trình tinh chế lại chỉ tiến hành với lượng lớn sản phẩm thu hồi, trong nội dung bài thí nghiệm chỉ dừng lại ở tinh chế lần 1). Đo lượng sản phẩm bằng ống đong. Ghi chép và báo cáo kết quả. d n

= =

!( ' 1,4586 !(

1,4239

Ghi chú:

Etylbromua chưa tinh chế có màu vàng do lẫn tạp chất Br2.

Câu hỏi: Câu1: Tại sao phải thêm nước vào hỗn hợp phản ứng?

Câu2: Tính hiệu suất sản phẩm theo C2H5OH hay theo KBr. Câu3: Các phản ứng phụ nào xảy ra.

32

1

D ẠY da K yk ÈM em Q qu UY yn N ho H nb ƠN us O in F es F s@ ICI gm AL ai ST l.c &G om T

5

2

6

3

7

4

8

Hình 1.1: Hệ thống chưng cất etyl bromua Nhiệt kế (1), Ống nối (2), Bình cầu (3), Bếp điện (4), Ống sinh hàn (5), Ống sừng bò (6), Cốc thủy tinh (7), Bình tam giác (8),

33

D ẠY da K yk ÈM em Q qu UY yn N ho H nb ƠN us O in F es F s@ ICI gm AL ai ST l.c &G om T

Cách chiết sản phẩm

C2H5Br

H2O

H2SO4

C2H5Br

Chiết lần 1

Chiết lần 2

Cách cân bằng áp suất khi tiến hành kĩ thuật chiết

34

BÀI THÍ NGHIỆM SỐ 2 PHẢN ỨNG AXYL HÓA TỔNG HỢP ASPIRIN (AXÍT AXETYL SALIXYLIC) 1. Phản ứng: COOH

COOH

H2SO4

OH

(CH3CO)2O

+

D ẠY da K yk ÈM em Q qu UY yn N ho H nb ƠN us O in F es F s@ ICI gm AL ai ST l.c &G om T

+

OCOCH3

CH3COOH

2. Hóa chất: Axít Salixylic 2,5 g (CH3CO)2O 3,5mL H2SO4 đ 1mL 3. Dụng cụ: Bình nón 250mL 1 cái Cốc 100mL 1 cái Bếp cách thủy điều nhiệt 1 cái Ống đong 20mL 1 cái 4. Tiến hành: Cho vào bình tam giác 250mL 2,5g axít salicylic, 3,5mL anhydrite acetic (CH3CO)2O, 2 giọt axít sulfuric đặc. Khuấy đều hỗn hợp. Đun trong bếp cách thủy ở nhiệt độ 700C và khuấy đều trong 15 phút. Axít salicylic tan và aspirin được tạo thành kết tinh nhanh.Lấy bình phản ứng ra khỏi bếp cách thủy, để nguội.Thêm40 mL nước cất. Lọc hút trên phễu buchner. Rửa 2 lần với nước cất.Thu được aspirin thô.

Tinh chế aspirin bằng cách kết tinh lại như sau: Cho sản phẩm thô vào cốc thủy tinh, thêm 8mL ethanol 96 % rồi đặt vào bếp cách thủy, đun nóng đến 700C, khuấy nhẹ đến khi aspirin thô tan hết. Thêm 40mL nước cất nóng 700C. Đểnguội rồi làm lạnh dung dịch trong nước đá, aspirin sẽ kết tinh. Lọc hút trên phễu buchner. Rửa kết tủa bằng nước cất đến khi dịch lọc không cho màu tím với FeCl3 1%.

Sấy khô sản phẩm ở 600C trong 60 phút. Cân sản phẩm. Tính hiệu suất.Xác định nhiệt độ nóng chảy của sản phẩm. Aspirin có điểm chảy là 132- 1350C

35

D ẠY da K yk ÈM em Q qu UY yn N ho H nb ƠN us O in F es F s@ ICI gm AL ai ST l.c &G om T

Câu hỏi: Câu1: Trình bày cơ chế phản ứng.

Câu 2: Tại sao dùng ancol etylic trong quá trình kết tinh lại?

36

BÀI THÍ NGHIỆM SỐ 3 PHẢN ỨNG THỦY PHÂN ĐIỀU CHẾ XÀ PHÒNG 1. Phản ứng: OCOR1

HC

OCOR2

H2C

OCOR3

t0 +

3 NaOH

H2C

OH

HC

OH

H2C

OH

R1COONa +

R2COONa R3COONa

D ẠY da K yk ÈM em Q qu UY yn N ho H nb ƠN us O in F es F s@ ICI gm AL ai ST l.c &G om T

H2C

2. Hóa chất: Dầu hoặc mỡ 8mL 33% NaOH C2H5OH 96% Dung dịch NaCl bão hòa 3.

Dụng cụ Bình Cầu 250mL 1 cái Sinh hàn không khí 1 cái Bếp cách thủy 1 cái Cốc 250mL 1 cái 4. Tiến hành: Cho 8 mL dầu (hoặc mỡ) vào bình cầu 250mL.Thêm vào đó 8mL ancol etylic. Lắp ống sinh hàn không khí và đun nhẹ cho đến 800C đến khi hỗnđồng nhất, sau đó rót từng lượng nhỏ dung 10 mL dung dịch NaOH 33%(chia làm 3- 4 lần mỗi lần rót cách nhau 10 phút), lắc đều cho đến khi thu được một dung dịch đồng thể, trong suốt. Cho toàn bộ hỗn hợp này vào 100mL NaCl bão hòa nóng. Để nguội, muối natri của các axít béo (tức xà phòng) khó tan trong dung dịch NaCl bão hòa (vì có Na+ đồng dạng) sẽ tách lớp, còn glixerol sẽ ở lại trong nước. Làm lạnh hỗn hợp trong nước đá, ta thu được bánh xà phòng cứng trên nằm trên dung dịch muối ăn, xuyên lỗ để cho dung dịch chảy ra ngoài và lấy bánh xà phòng ra khỏi cốc, làm khô, cân khối lượng.

Xà phòng khi thu được ở dạng thô còn chứa nhiều tạp chất nên cần tinh chế lại khi sử dụng Trong sản xuất người ta thường thêm chất độn, chất tạo bọt, chất thơm và chất màu.

Nếu dùng KOH thay cho NaOH ta sẽ thu được xà phòng mềm.

37

D ẠY da K yk ÈM em Q qu UY yn N ho H nb ƠN us O in F es F s@ ICI gm AL ai ST l.c &G om T

Thí nghiệm định tính: Định tính glycerol tạo thành: Cho vào ống nghiệm 2 giọt CuSO4 10% + 5 giọt NaOH 10% + 1mL dung dịch thu được từ bài tổng hợp, lắc đều ống nghiệm Tính hoạt động của xà phòng: Hòa tan một ít xà phòng thu được trong 10mL nước cất lọc thu nước xà phòng và làm các thí nghiệm: - Cho vào ống nghiệm 1mL nước xà phòng + 5 giọt CaCl2 bão hòa - Cho vào ống nghiệm 1mL nước xà phòng + 5 giọt FeCl3 bão hòa - Cho vào ống nghiệm 1mL nước xà phòng + 5 giọt MgCl2 bão hòa Quan sát ghi lại hiện tượng và giải thích.

1

3

2

60.00

Điều chế xà phòng Sinh hàn (1), Bình cầu đáy tròn (2), Bếp cách thủy (3) Câu hỏi: Câu 1: Ancol etylic cho vào trong giai đoạn đầu của phản ứng với mục đích gì?

Câu 2: Tại sao cho NaOH từng lượng nhỏ vào bình phản ứng?

38

BÀI THÍ NGHIỆM SỐ 4 PHẢN ỨNG OXI HÓA TỔNG HỢP AXÍT BENZOIC 1. Phản ứng COOK

D ẠY da K yk ÈM em Q qu UY yn N ho H nb ƠN us O in F es F s@ ICI gm AL ai ST l.c &G om T

CH3

2 MnO2

2 KMnO4

COOK

KOH

H2 O

COOH

HCl

2. Hóa chất Toluen Thuốc tím KMnO4 HCl 3. Dụng cụ

Bình cầu đáy tròn 250mL Sinh hàn hồi lưu Bếp điện Cốc 250mL

KCl

3mL 4,5g

1cái 1 cái 1 cái 1 cái

4. Tiến hành: Cho vào bình cầu đáy tròn có lắp ống sinh hàn hồi lưu 3mL toluen, 35 mL nước cất, 4,5g KMnO4 và 2-3 viên đá bọt, đun sôi liên tục đến khi mất màu tím (khoảng 90 phút), nếu hổn hợp còn màu tím khử màu bằng ancol etylic hoặc axít oxalic. Để nguội dung dịch, lọc bỏ kết tủa MnO2 trên phễubuchner, và rửa lại bằng 15mLnước cất nóng

39

Cho dịch lọc vào cốc 250mLcho 2-3 viên đá bọt, đun cạn đến còn khoảng 30- 40mL. Axít hóa dung dịch bằng HCl(1;1)đến môi trường axít ( thử bằng giấy pH). Axít benzoic sẽ kết tinh lại, lọc kết tủa trên phễubuchner rửa lại vài lần bằng nước cất và ép kiệt nước và để khô tự nhiên. Điểm nóng chảy: 120- 121 0C.

D ẠY da K yk ÈM em Q qu UY yn N ho H nb ƠN us O in F es F s@ ICI gm AL ai ST l.c &G om T

1

2

3

Hệ thống đun hồi lưu điều chế axít benzoic

Ống sinh hàn nước (1), Bình cầu đáy tròn (2), Bếp đun bình cầu (3)

Câu hỏi:

Câu 1: Tại sao phải rửa kết tủa bằng nước sôi?

Câu 2:Sau khi phản ứng xong MnO2 sẽ bám lên đáy bình cầu và không rửa sạch được bằng nước mà cần phải dùng hóa chất để rửa. Theo anh (chị) đó là hóa chất gì? (viết phản ứng)

BÀI THÍ NGHIỆM SỐ 5

40

TỔNG HỢP DẦU CHUỐI – ESTE ISOAMYL AXETAT 1. Phản ứng: H H 2 H2 H3C C C C OH + CH3COOH CH3

H2SO4

H H2 H2 H3C C C C OC CH3 + H2O CH3 O

D ẠY da K yk ÈM em Q qu UY yn N ho H nb ƠN us O in F es F s@ ICI gm AL ai ST l.c &G om T

2. Hóa chất: Axít axetic băng Ancol isoamylic NaHCO3 5% H2SO4 đ 3. Dụng cụ: Bình cầu 250mL 1 cái Ống sinh hàn 1 cái Cốc 250mL 1 cái Bếp điện 1 cái 4. Tiến hành: Cho vào bình cầu đáy tròn 20mLaxít axetic, 10mL ancol iso amylic làm lạnh bằng nước đá vàthen từ từ 10giọt H2SO4(đặc ) thêm vào bình cầu 2- 3 viên đá bọt.

Lắp ống sinh hàn hồi lưu và từ từ gia nhiệt cho đến sôi, đun sôi trong thời gian 90 phút, sau đó làm nguội bình phản ứng rồi cho hỗn hợp phản ứng vào cốc có chứa nước đá tán nhỏ khuấy đều đến khi phân lớp, cho hỗn hợp vào phễu chiết, chiết lấy phần este và rửa lại phần este vài lần bằng dung dịch NaHCO3 5 %.

Câu hỏi: Câu 1: Phản ứng điều chế dầu chuối có tỉ lệ mol ancol và axít là 1:1 nhưng trong thực nghiệm lại dung số mol axítlớn hơn số mol ancol, giải thich mục đích của việc làm trên.

Câu 2: Từ mục đích trên anh (chị) hãy trình bày một phươngán thay thế.

41

D ẠY da K yk ÈM em Q qu UY yn N ho H nb ƠN us O in F es F s@ ICI gm AL ai ST l.c &G om T

1

2

3

Hệ thống đun hồi lưu tổng hợp dầu chuối Ống sinh hàn (1), Bình cầu đáy tròn (2), Bếp đun bình cầu (3)

BÀI THÍ NGHIỆM SỐ 6

42

PHẢN ỨNG TỔNG HỢP NITRO HÓA TỔNG HỢP AXÍTPITRIC 1. Phản ứng OH

OH

OH SO3H

HNO3

H2SO4

D ẠY da K yk ÈM em Q qu UY yn N ho H nb ƠN us O in F es F s@ ICI gm AL ai ST l.c &G om T

+

NO2

O2 N

SO3H

NO2

2. Hóa chất 12,5g C6H5OH H2SO4 đ 34mL (d = 1,84) HNO3 đ 25mL (d = 1,4) 3. Dụng cụ Bình cầu 1 cổ 250mL 1 cái Sinh hàn không khí 1 cái Nồi cách thủy 1 cái Chậu thủy tinh 1 cái 4. Tiến hành: Cho 12,5g phenol và 34mL H2SO4 vào bình cầu 250mL (cho nhẹ từng ít một và lắc đều) và làm lạnh hỗn hợp trong chậu nước đến nhiệt độ phòng. Lắp sinh hàn không khí rồi đun nóng hỗn hợp từ 30- 40 phút (nhớ lắc thường xuyên) cho đến khi nhận được axít phenol sunfonic trong suốt thì kết thúc giai đoạn này. Đưa hỗn hợp phản ứng ra và cho vào đó 50 mL nước cất và khuấy đều.Ngâm bình trong chậu nước lạnh để giảm nhiệt độ phản ứng xuống nhiệt độ phòng.Sau đó vừa lắc vừa cho từ từ 25mL HNO3 đặc. Đặt bình trong nồi cách thủy, lắp sinh hàn không khí có hệ thống hấp thụ NO2 và đun thêm 60 phút. Đưa hỗn hợp phản ứng ra làm nguội, axít pitric bắt đầu kết tinh, thêm vào 100mL nước cất và khuấy đều. Lọc tinh thể trên phễu buchner (phễu lọc áp suất thấp), rửa lại bằng nước cất và làm khô trong không khí.

BÀI THÍ NGHIỆM SỐ 7

43

PHẢN ỨNG SUNFO HÓA TỔNG HỢP AXÍT SUNFANILIC 1. Phản ứng NH2

NH2

H2SO4

+

H2O

D ẠY da K yk ÈM em Q qu UY yn N ho H nb ƠN us O in F es F s@ ICI gm AL ai ST l.c &G om T

+

SO3H

2. Hóa chất 9,1mL C6H5NH2 6,3mL H2SO4 3. Dụng cụ Bình cầu 1 cổ 250mL 1 cái Sinh hàn hồi lưu 1 cái Cốc 250mL 1 cái 4. Tiến hành: Cho vào bình cầu đáy tròn 9,1mL Anilin và thêm từ từ 16,3mL H2SO4 đặc đồng thời lắc đều. Lắp sinh hàn hồi lưu. Đun cách dầu hỗn hợp phản ứng ở 180- 190 0C, khoảng 3 đến 4 giờ phản ứng hoàn thành. Nếu hòa một giọt vào 4mL dung dịch NaOH 10% thấy tan hẳn. Để nguội rồi từ từ đổ hỗn hợp vào 80mL nước cất (để trong chậu nước lạnh).Lọc lấy tinh thể axít sunfonilic trong nước nóng. Nếu dung dịch có màu thì thêm một ít than hoạt tính, đun trong 5 phút rồi lọc lấy dung dịch để nguội, các tinh thể kết tinh có thành phần P-H2NC6H4SO3H.2H2O. Lọc tinh thể, ép khô, dùng giấy lọc thấm khô thêm.Nước kết tinh sẽ mất dần khi để ngoài không khí.

BÀI THÍ NGHIỆM SỐ 8

44

PHẢN ỨNG AXYL HÓA NHÓM HYDROXYL VÀ NHÓM AMINO TỔNG HỢP ETYLAXETAT 1. Phản ứng H2SO4 C2H5OH

+

CH3COOH

CH3COOC2H5

+

H2O

Phản ứng phụ

D ẠY da K yk ÈM em Q qu UY yn N ho H nb ƠN us O in F es F s@ ICI gm AL ai ST l.c &G om T

H2SO4

2C2H5OH

C2H5OC2H5

+

H2 O

2. Hóa chất: 22,5mL C2H5OH 95% CH3COOH 20,0mL H2SO4 đặc (d = 1,84) CaCl2 khan Na2CO3 dung dịch 10% Na2SO4 khan 3. Dụng cụ: Bình Uyếc 1 cái 1 cái Phễu nhỏ giọt Phễu chiết 1 cái Sinh hàn 1 cái 0 Nhiệt kế 200 C 1 cái Sừng bò 1 cái Bình tam giác 100mL 1 cái Nồi cách dầu 1 cái 4. Tiến hành: Cho vào bình Uyếc 25mL C2H5OH 95% và 20mL H2SO4 đặc.Đun cách dầu hỗn hợp đến 140 0C.Đổ vào phễu nhỏ giọt gồm 40mLaxít axetic và 40mL C2H5OH.Nhỏ từ từ từng giọt hỗn hợp vào bình phản ứng và đều chỉnh thế nào để cho tốc độ nhỏ xuống bằng tốc độ etyl axetat được cất ra.Trong suốt thời gian phản ứng luôn luôn giữ nhiệt độ ở 140 0C. Khi phản ứng xong (khoảng 2 giờ) cho este vào phễu chiết, trong hòa bằng Na2CO3 dung dịch 10% đến khi thử trung tính với giấy quì.

45

D ẠY da K yk ÈM em Q qu UY yn N ho H nb ƠN us O in F es F s@ ICI gm AL ai ST l.c &G om T

Tách lấy lớp este nằm ở trên và lắc với 8g CaCl2pha trong 8g nước cất để loại C2H5OH còn dư và tách lấy este ở phần trên làm khô bằng Na2SO4 khan. Cất phân đoạn và thu lấy este ở 75- 78 0C.

BÀI THÍ NGHIỆM SỐ 9

46

PHẢN ỨNG DIAZO HÓA ĐIỀU CHẾ PHẨM MÀU TỔNG HỢP NAPHTOL DA CAM 1. Phản ứng: N

NH2

2HCl

2NaCl

2H2O

D ẠY da K yk ÈM em Q qu UY yn N ho H nb ƠN us O in F es F s@ ICI gm AL ai ST l.c &G om T

NaNO2

N Cl

SO3Na

SO3Na

ONa

N

N Cl

ONa

SO3Na

N N

SO3Na

2. Hóa chất: Axít sunfanilic 2,5 g NaNO2 1,0 g β- Naphtol 1,8g HCl (1; 1) NaOH rắn, nước đá, ancol etylic, NaCl tinh thể 3. Dụng cụ: Cốc thủy tinh 250mL 2 cái 0 Nhiệt kế 100 C 1 cái Đũa khuấy 1cái Giấy lọc 1cái 4. Tiến hành: Chuẩn bị hóa chất phản ứng:

47

D ẠY da K yk ÈM em Q qu UY yn N ho H nb ƠN us O in F es F s@ ICI gm AL ai ST l.c &G om T

Hòa tan 2,5g axít sunfanilic tinh thể vào 7mL dung dịch NaOH 2N trong cốc thủy tinh 250mL (đun nhẹ trong bếp cách thủy cho tan hết). Làm lạnh dung dịch thu được bằng đá muối. Có thể thêm đá vụn vào trong dung dịch để giữ nhiệt độ 0- 5 0C (cho nhiệt kế vào theo dõi).

Hòa tan 1g NaNO2 vào 8mL nước cất trong một cốc khác.

Cho từ từ ¾ dung dịch NaNO2vào dung dịch trên và thêm vào đấy 1,5mL HCl đặc (khuấy từ từ), khuấy đều và giữ nhiệt độ ở 0- 50C trong thời gian phản ứng (giai đoạn này phải tiến hành ở ngoài hành lang hoặc trong tủ hút). Đợi cho vài phút phản ứng xảy ra, rồi thêm từ từ 1,5mL HCl nữa. Sau đó cho hết lượng dung dịch NaNO2còn lại sao cho vừa vặn đủ tới khi thử với giấy tẩm KI và hồ tinh bột thấy có màu xanh (mỗi lần thêm dung dịch NaNO2đợi vài phút sau đó lấy 1 giọt dung dịch ra tẩm lên giấy thử). Lúc đó kết tủa trắng của muối diazoni tách ra dưới dạng lưỡng cực.

Hòa tan 1g NaOH vào 20mL nước trong một cốc khác thêm vào đó 1,8 g β- Naphtol khuấy cho tan hết, rồi vừa khuấy vừa đổ từ từ dung dịch này vào hỗn hợp Diazo lạnh ở trên (chú ý không để nhiệt độ lên quá 50C). Tiếp tục khuấy thêm 15 phút nữa.Sau đó thêm 10 mL NaCl bão hòa nóng khuấy đều.Để nguội ngâm, cốc trong chậu nước đá khoảng 15 phút. Lọc kết tử trên phễu Buchner, rửa bằng nước cất lạnh, hút khô để bay hơi nước trong không khí.

Kết tinh lại sản phẩm thô: Cho sản phần vào cốc 50 mL thêm nước cất nóng từ từ vào cốc khuấy đều đến khi phẩm màu thô tan hết (ghi lại thể tích nước cất đã dùng).đổ thêm lượng ancol etylic bằng 70-80% so với lượng nước cất nóng vào để sản phẩm kết tinh, làm nguội, làm lạnh sản phẩm sẽ kết tinh. Lọc lấy sản phẩm tinh khiết dưới dạng tinh thể màu da cam óng ánh.

48