PHÚC TRÌNH THỰC TẬP HÓA HỮU CƠ 1 HÓA MÔI TRƯỜNG HÓA PHÂN TÍCH 2 SINH VIÊN THỰC HIỆN CẦN THƠ 2013

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA KHOA HỌC TỰ NHIÊN

Đ ÀN ht TO t ÁN M p: ai // lB d -L ox a Ý da yk yk e -H em m Ó qu qu yn y A ho n Q nb h U o us Y in n. es u N s@ co H gm z Ơ N ai .co l.c |S om m

T& G T

BỘ MÔN HÓA HỌC

BÀI PHÚC TRÌNH THỰC TẬP

D IỄ

N

HÓA HỮU CƠ 1 Sinh viên thực hiên :

Nguyễn Hoàng Nguyện Châu Thị Huỳnh Như Nguyễn Văn Nam Lê Trọng Nghĩa

Cần Thơ, 2013

MSSV

B1203480 B1203485 B1203472 B1203475

N

D IỄ

T& G T

Đ ÀN ht TO t ÁN M p: ai // lB d -L ox a Ý da yk yk e -H em m Ó qu qu yn y A ho n Q nb h U o us Y in n. es u N s@ co H gm z Ơ N ai .co l.c |S om m

BÀI 1. XÁC ĐỊNH HẰNG SỐ VẬT LÝ CÁC HỢP CHẤT HỮU CƠ I. NGUYÊN TẮC:

Đ ÀN ht TO t ÁN M p: ai // lB d -L ox a Ý da yk yk e -H em m Ó qu qu yn y A ho n Q nb h U o us Y in n. es u N s@ co H gm z Ơ N ai .co l.c |S om m

T& G T

Để đánh giá sơ bộ mức độ tinh khiết của một chất hữu cơ, người ta tiến hành xác định các hằng số vật lý của nó rồi so sánh với các hằng số vật lý trong các tài liệu.

Thường đối với chất rắn, người ta xác định nhiệt độ nóng chảy, còn đối với chất lỏng thì xác định nhiệt độ sôi, tỷ trọng và chỉ số khúc xạ.

Nhiệt độ nóng chảy cuả một chất là nhiệt độ ứng với thời điểm bắt đầu xuất hiện sang tướng lỏng từ tướng rắn. Các hóa chất tinh khiết bao giờ cũng có một nhiệt độ nóng chảy xác định. Khoảng nhiệt độ khi trạng thái rắn bắt đầu tan chảy hoàn toàn thường chênh lệch nhau 0,5 – 10C. Nếu có lẫn tạp chất thì nhiệt độ nóng chảy sẽ thấp hơn và khoảng cách nhiệt độ nóng chảy sẽ rộng hơn so với hóa chất tinh khiết. Có nhiều hợp chất bị phân hủy một phần ở nhiệt độ nóng chảy của nó, điều này có thể phát hiện qua sự biến màu và thoát khí, các chất này không có nhiệt độ nóng chảy xác định.

Nhiệt độ sôi của một chất là nhiệt độ ứng với thời điểm tại đó một chất chuyển từ trạng thái lỏng sang trạng thái hơi, hay là khi áp suất hơi bão hòa của chất lỏng bằng với áp suất bên ngoài.

Nhiệt độ sôi của một chất tinh khiết bao giờ cũng xác định và không thay đổi trong suốt quá trình sôi. Ảnh hưởng của tạp chất đến nhiệt độ sôi của chất lỏng ít hơn so với ảnh hưởng của tạp chất đến nhiệt độ nóng chảy của chất rắn. Vì thế để xác định cấu tạo của một hợp chất người ta ít dùng nhiệt độ sôi làm tiêu chuẩn cho sự tinh khiết.

Tỷ khối tương đối d là tỷ khối tương đối của hợp chất ρC so với tỷ khối ρ A của chất A ở cùng điều kiện xác định. ρ A thường được chọn là tỷ khối của nước nguyên chất ρ ở 40C. d = C ρA Tỷ khối tương đối d phụ thuộc vào nhiệt độ vì thế phải luôn luôn ghi trị số nhiệt độ.

Có thể xác định d bằng khối lượng của chất so với khối lượng của nước tinh khiết ở cùng nhiệt độ.

II THỰC HÀNH:

D IỄ

N

1. Đo nhiệt độ nóng chảy của Acid benzoic, Urê và một hóa chất X (có thể là các chất sau: acid oxalic, acetanilid, acid salicilic).

Dùng đèn cồn hơ nóng ống mao quản kín một đầu để đo nhiệt độ nóng chảy.

Làm khô kỹ và tán nhuyễn hóa chất cần xác định trong một cối sạch. Cho khoảng một ít chất này vào một ống mao quản (có đường kính 1mm có một đầu hàn kín) bằng cách dùng đầu mao quản kia cho hóa chất vào rồi gõ nhẹ mao quản để hóa chất bám vào và bám chặtdưới đáy ống. Cho ống mao quản vào buồng đo của máy đo nhiệt độ nống chảy đã được cắm vào nguồn điên 220V. Quan sat ống mao quản, ghi nhận nhiệt độ lúc hóa chất bắt đầu tan chảyvà nóng chảy hoàn toàn. Nhiệt độ nóng chảy là trị số trung bình giữa hai điểm đó. (Lưu ý khoảng nhiệt độ nóng chảy càng lớn , chất càng ít tinh khiết, tốt nhất là khoảng này nhỏ hơn 10C).

Tắt và để nguội máy cho tới khi nhiệt độ xuống thấp khoảng 400C so với nhiệt độ nóng chảy của chất khảo sát. Lúc này bật công tắt điện để cho máy hoạt động trở lại và lập lại thí nghiệm như trên.

Tiến hành thí nghiệm để đo nhiệt độ nóng chảy của Acid benzoic và Urê và chất X Lần 1 T bdnc T0nc

Chất

0

T

bdnc

T0nc

Giá trị trung bình T0bdnc T0nc

122

124

121

123.6

121.5

123.8

130 152.9

131.3 155.5

132 153.5

133.5 154.8

131 153.2

132.4 155.2

T& G T

Acid Benzoic Urê X

Lần 2 0

Đ ÀN ht TO t ÁN M p: ai // lB d -L ox a Ý da yk yk e -H em m Ó qu qu yn y A ho n Q nb h U o us Y in n. es u N s@ co H gm z Ơ N ai .co l.c |S om m

2. Đo nhiệt độ sôi của Etanol, aceton và một chất lỏng Y (có thể là các chất sau: n-butanol, etyl acetat, a-butyl acetat).

Cách tiến hành: Dùng ống nhỏ giọt cho một ít chất lỏng muốn xác định nhiệt độ sôi vào ống nghiệm nhỏ. Đặt nhiệt kế vào ống nghiệm rồi cho ống nghiệm vào một cốc thủy tinh 250ml có sẵn nước. Đun cách thủy cho đến khi chất lỏng trong ống nghiệm sôi. Ghi lại nhiệt độ trên nhiệt kế.

Chất

Etanol Aceton Y

Lần 1 T0s (oC) 76 58 71

Lần 2 T0s (oC) 75 57 70

Giá trị trung bình T0s (oC) 75.5 57.5 70.5

3. Đo tỷ khối của Etanol, glixerin, và một chất lỏng Y. Cách tiến hành: Cân tỷ khối rỗng đã được rửa sạch và làm khô.

Dùng ống nhỏ giọt châm nước vào dụng cụ sao cho mặt cong của chất lỏng tiếp xúc với vạch. Cân tỷ khối khi có nước. Đổ nước ra ngoài, làm khô tỷ khối, cho chất lỏng vào. Cân khối lượng ty khối khi có chất lỏng.

Chú ý rằng thể tích đựng chất lỏng và nước phải cùng nhiệt độ đo bằng nhiệt kế và điều chình nhiệt độ bằng cách ngâm vào nước lạnh hoặc dùng tay xoa ấm nếu cần.

D IỄ

N

Tỷ khối tương đối: d =

mc − mb mn − mb

Trong đó: mc: Khối lượng của bình và chất nghiên cứu. mn: Khối lượng của bình và nước. mb: Khối lượng của bình rỗng.

Etanol Glixerin Chất Y

mc (g) 1.890 2.229 1.685

mn (g) 2.115 2.021 1.853

mb (g) 0.978 1.034 1.028

d (g) 0.802 1.211 0.796

PHẦN TRẢ LỜI CÂU HỎI: 1. Xác định nhiệt độ nóng chảy của Acid benzoic, Urê và hóa chất X .

2. Xác định nhiệt độ sôi của Etanol, acetone và hóa chất Y. 3. Xác định tỉ khối của Etanol, Glixerin và hóa chất Y.

Đ ÀN ht TO t ÁN M p: ai // lB d -L ox a Ý da yk yk e -H em m Ó qu qu yn y A ho n Q nb h U o us Y in n. es u N s@ co H gm z Ơ N ai .co l.c |S om m

T& G T

4. Mục đích của việc xác định các hằng số vật lý của một chất hữu cơ.

Mỗi hợp chất hữu cơ được đặc trưng bởi các hằng số vật lý, nếu xác định được các hằng số đó ta có thể phân biệt được chất hữu cơ đó với các chất khác ngay cả khi chúng có cùng công thức phân tử. Để đánh giá sơ bộ mức độ tinh khiết của hợp chất đó bằng cách xác định các hằng số vật lý của nó rồi sau đó so sánh, đối chiếu với số liệu trong các tài liệu ( thường là các sổ tay hóa học – Handbook of chemistry). Đối với một chất tinh khiết thì các hằng số vật lý của nó sẽ không thay đổi qua nhiều lần tinh chế.

Biết được sự khác nhau về hằng số vật lý (nhiệt độ sôi, nhiệt độ thăng hoa, độ tan,…) của các hợp chất để có thể áp dụng các phương pháp thích hợp tách chiết từng chất ra khỏi hỗn hợp của chúng. Ví dụ: Đối với các chất lỏng có nhiệt độ sôi khác nhau có thể áp dụng phương pháp chưng cất để tách riêng từng chất ra khỏi hỗn hợp lỏng. Còn nếu các chất lỏng có khối lượng riêng khác nhau thì áp dụng phương pháp chiết.

Xác định được các hằng số vật lý còn cho ta biết thêm một số tính chất khác của phân tử chất hữu cơ. Ví dụ: Nhiệt độ sôi của một chất lỏng có liên quan đến khối lượng phân từ và độ phân cực của chất đó trong dung dịch.

5. Vì sao phải sử dụng công thức hiệu chỉnh từ só đo của máy cho.

• Một số chỉ số vật lý của một chất phụ thuộc vào nhiệt độ như tỷ khối, chỉ số khúc xạ,…. Khi dùng máy để đo thì nhiệt độ trong máy đo khác với nhiệt độ bên ngoài nên sẽ dẫn đến kết quả là cùng một chỉ số vật lý nhưng có giá trị khác nhau ở hai môi trường, vì thế cần sử dụng công thức hiệu chỉnh để tìm mối quan hệ của chỉ số đó trong hai môi trường.

• Ví dụ: Chỉ số khúc xạ thường được ghi nhận ở 20 °C nên cần hiệu chỉnh lại từ công 20 t thức n = n + 0,00045 ( t − 20 ) .

D IỄ

N

6. Lưu ý gì khi sử dụng thiết bị đo nhiệt độ sôi (thiết bị cầm tay) Tìm hiểu rõ các phím chức năng của máy.

Kiểm tra máy trước khi đo để phát hiện hư hỏng hoặc lỗi.

Lau sạch đầu đo nhiệt độ của máy trước khi đo để loại bỏ tạp chất bám vào, tránh ảnh hưởng đến kết quả.

Trong quá trình đo cần giữ chặt máy và đầu đo nhiệt độ, tránh dây hóa chất vào máy làm hỏng máy.

Sau khi đo phải tắt máy, lau sạch đầu đo nhiệt độ.

7. Những lưu ý khi sử dụng các chất hữu cơ, dung môi hữu cơ: Đọc kỹ nhãn hiệu trước khi lấy hóa chất ra khỏi chai.

Khi sử dung các dung dịch, đặc biệt là axit, bazơ phải cẩn thận tránh đổ tháo xuống bàn. Phải lau và rửa sạch ngay bằng nước những chổ bị đổ.

Chỉ lấy hóa chất vừa đủ để làm thí nghiệm. Không nên đổ lại hóa chất dùng còn dư vào chai đang chứa hóa chất vì có thể làm hư hóa chất.

D IỄ

N

Đ ÀN ht TO t ÁN M p: ai // lB d -L ox a Ý da yk yk e -H em m Ó qu qu yn y A ho n Q nb h U o us Y in n. es u N s@ co H gm z Ơ N ai .co l.c |S om m

T& G T

Khi làm việc với các chất dễ cháy như ete dầu hỏa, axeton, metanol,… phải lưu ý bên cạnh không được có ngọn lửa đang cháy hay bếp điện trần đang nóng đỏ vì dễ gây cháy nổ.

Không đun thẳng trên ngọn lửa chất lỏng dễ bắt lửa như rượu, ete, axeton,…

Phải lắc nhẹ, đều và hướng ống nghiệm về phía không người khi đun chất lỏng trong ống nghiệm.

Không được nếm hoặc hút chất lỏng bằng miệng. Khi cần ngửi hóa chất, phải để hóa chất ra xa, dùng tay vẫy nhẹ cho hơi bay vào mũi.

Luôn luôn dùng khăn vãi để bảo vệ tay khi cắt hoặc nhét ống thủy tinh vào nút cao su.

Không đổ nước vào axit sunfuric đậm đặc mà luôn luôn cho axit từ từ vào nước.

Phải thực hiện trong tủ hút khi tiến hành các thí nghiệm có khí độc thoát ra như: brom, clo, axit clohydric đậm đặc, axit nitric đậm đặc, axit sunfuric đậm đặc,… không được thò đầu vào tủ hút và không được tắt máy khi tủ hút còn chất độc.

BÀI 2. CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN LẬP VÀ TINH CHẾ HỢP CHẤT HỮU CƠ CHƯNG CẤT ĐƠN: CHƯNG CẤT NƯỚC I. NGUYÊN TẮC:

D IỄ

N

Đ ÀN ht TO t ÁN M p: ai // lB d -L ox a Ý da yk yk e -H em m Ó qu qu yn y A ho n Q nb h U o us Y in n. es u N s@ co H gm z Ơ N ai .co l.c |S om m

T& G T

1. Sơ lược về phương pháp phân lập và tinh chế hợp chất hữu cơ: Để tiến hành nghiên cứu phân tử, tính chât vật lý, tính chất hóa học và hoạt tính sinh học caàn có chât tinh khiết, do đó việc tìm kiếm phương pháp phân lập và tinh chế các hợp chất hữu cơ hiệu quả cao là rât quan trọng. Sau đây là một số phương pháp chính. − Phương pháp chưng cất ( hay cất): + Chưng cất đơn ở áp suất thường. + Chưng cất phân đoạn ở áp suất thường. + Cất đơn, cất phânn đoạn ở áp suất thấp + Cất lôi cuốn bằng hơi nước − Phương pháp chiết + Chiết chất lỏng + Chiét các chât rắn − Phương pháp làm khô + Làm khô chất khí + Làm khô chất lỏng + Làm khô chất rắn − Phương pháp lọc và li tâm − Phương pháp kết tinh lại − Phương pháp thăng hoa − Phương pháp sắc kí + Sắc kí bản mỏng + Sắc kí cột…

2. Phương pháp chưng cất: Chưng cất là quá trình chuyển chất lỏng thành hơi rồi ngưng tụ hơi thành chất lỏng.

Muốn chuyển chất lỏng thành hơi người ta đun sôi chất lỏng. Chất lỏng sôi khi áp suất hơi của nó bằng áp suất bên ngoài. Khi áp suất bên ngoài giảm thì nhiệt độ sôi giảm, thông thường khi áp suất giảm một nữa thì nhiệt độ sôi giảm 150C. Trong quá trình chưng cất một chất tinh khiết, nhiệt độ sôi của nó không đổi nếu không có hiện tượng hơi quá nhiệt do đun mạnh Với các chất có nhiệt độ sôi xa nhau (trên 800C) người ta dùng phương pháp cất đơn, với các chất có nhiệt độ sôi gần nhau thì dùng phương pháp cất phân đoạn để tinh chế.

Cả hai phương pháp này có thể thực hiện được ở áp suất thường nếu cấu tử sôi không quá 1500C, nếu cấu tử sôi cao hơn thì phải tiến hành chưng cất ở áp suất thấp (cất chân không) để tránh sự phân hủy của chất do nhiệt gây ra.

Chưng cất đơn ở áp suất thường: Có hai chất A và B có nhiệt độ sôi xa nhau, đủ để tinh chế bằng phương pháp cất đơn.

Gọi áp suất hơi của A và B khi chúng nguyên chất là PA và PB; pA và pB là áp suất hơi riêng phần của chúng trong pha hơi của hệ, ta có: p A = PA X A (1)

(2) Vì là hệ hai cấu tử nên XB = 1 – XA; XA và XB là phân số mol của A và B trong pha lỏng.

Gọi YA và YB là phân số mol của A và B trong pha hơi. P là áp suất hơi chung của hỗn hợp, ta có: pA=P.YA; pB = P.YB = P(1-YA)(3) Từ (1), (2) và (3) ta có : pB = PB X B = PB (1 − X A )

Y P  XA  = A  1 − YA PB  1 − X A 

 XA  Y =α   1 − YA 1− X A 

(4)

PA và PB

T& G T

Nếu gọi độ bay hơi tương đối của A và B là α, ta có α =

Đ ÀN ht TO t ÁN M p: ai // lB d -L ox a Ý da yk yk e -H em m Ó qu qu yn y A ho n Q nb h U o us Y in n. es u N s@ co H gm z Ơ N ai .co l.c |S om m

Qua biểu thức (4) ta thấy α càng lớn, nghĩa là PA lớn hơn nhiều so với PB thì các chất sau ngưng tụ càng giàu chất lỏng A dễ bay hơi. Ngược lại, nếu α gần bằng 1, Nghĩa là A và B có nhiệt độ sôi gần nhau thì càng khó phân lập bằng phương pháp cất đơn. Trong trường hợp như thế người ta dùng phươn pháp cất phân đoạn.

II. THỰC HÀNH :

*Chưng cất nước

N

Cho vào bình cầu đáy tròn cỡ 250ml, 100ml nước sông, 0,01g KMnO4; vài giọt H2SO4 đặc, một ít đá bọt, lắp dụng cụ như hình vẽ

D IỄ

Cất bỏ giai đoạn đầu 10ml, tiếp đó lấy 50ml, luôn luôn theo dõi nhiệt độ trong quá trình cất, ghi nhiệt độ sôi của nước.

Chú ý, cất với tốc độ vừa phải (25 giọt/phút), không đun quá mạnh, cất tốc độ nhanh sẽ gây hiện tượng hơi quá nhiệt, làm cho việc đọc nhiệt độ sôi không đúng và sản phẩm không tinh khiết.

PHẦN TRẢ LỜI CÂU HỎI:

2. Mô tả một thí nghiệm chưng cất đơn đã tiến hành? *Chưng cất nước

T& G T

1. Thế nào là sự chưng cất đơn?

• Chưng cất là phương pháp dùng để tách các chất dựa vào sự khác nhau về tính chất bay hơi của các chất đó trong hỗn hợp sôi của chúng. Đây là một tiến trình phân tách vật lý, không phải là một phản ứng hóa học.

• Chưng cất đơn là một dạng của phương pháp chưng cất, dùng để tách một chất lỏng có nhiệt độ sôi nhỏ hơn 150 °C ở áp suất 1 atm từ những tạp chất không bay hơi hoặc từ một chất lỏng thứ hai có nhiệt độ sôi cao hơn nó ít nhất là 25 °C. Trong chưng cất đơn, các thành phần hơi tạo ra được làm lạnh tức thì.

Đ ÀN ht TO t ÁN M p: ai // lB d -L ox a Ý da yk yk e -H em m Ó qu qu yn y A ho n Q nb h U o us Y in n. es u N s@ co H gm z Ơ N ai .co l.c |S om m

Cho vào bình cầu đáy tròn cỡ 250ml, 100ml nước sông, 0,01g KMnO4; vài giọt H2SO4 đặc, một ít đá bọt, lắp dụng cụ như hình vẽ

Cất bỏ giai đoạn đầu 10ml, tiếp đó lấy 50ml, luôn luôn theo dõi nhiệt độ trong quá trình cất, ghi nhiệt độ sôi của nước.

3. Thế nào là chưng cất phân đọan? Phân biệt chưng cất đơn và chưng cất phân đoạn

D IỄ

N

Chưng cất phân đoạn là phương pháp dùng để tách hỗn hợp chất lỏng hòa tan vào nhau. Bản chất của cột phân đoạn là ngưng tụ từng phần hỗn hợp hơi và cho bay hơi liên tụcvà từng phần chất ngưng tụ. Hơi bay lên cột cất phân đoạn càng cao sẽ càng giàu cấu tử có độ sôi thấp, còn chất lỏng trở vào bình cầu chưng cất sẽ càng giàu cấu tử có nhiệt độ sôi cao.

Chưng cất phân đoạn dùng để tách các chất có nhiệt độ sôi gần nhau, còn chưng cất đơn chủ yếu dùng để tách các chất có nhiệt độ sôi xa nhau (trên 800C).

4. Những lưu ý trong thực tế chưng cất?

• Cần đảm bảo tất cả các mối nối giữa các thiết bị được chặt chẽ.

• Đường dẫn nước của ống sinh hàn cần được kiểm tra trước khi tiến hành chưng cất, nước vào từ đầu dưới và ra ở đầu trên để tránh không có bọt khí, dòng nước không quá nhanh nhưng cũng không quá chậm.

• Lượng dung dịch trong bình cất nên chiếm từ 1/3 đến 1/2 thể tích bình.

T& G T

• Đối với chưng cất đơn, sử dụng các bình chứa khác nhau trong 3 giai đoạn: giai đoạn đầu, giai đoạn giữa, giai đoạn cuối để loại bỏ bớt tạp chất khó bay hơi trong sản phẩm.

• Đối với chưng cất phân đoạn, nên đun nóng từ từ bình cất. Nếu dùng lượng nhiệt quá lớn sẽ làm cho quá trình chưng cất xảy ra quá nhanh, ngăn không cho phần hơi được cân bằng trên bề mặt cột chưng cất; ngược lại, nếu dùng lượng nhiệt quá nhỏ, cột chưng cất sẽ bị mất nhiệt nhanh hơn mà không được làm nóng lại kịp thời bởi phần hơi, ngăn không cho hơi lên đến đỉnh cột.

• Không để dung dịch trong bình cất bị cạn trong quá trình cất.

• Phải mở cổng hút chân không trên thiết bị kết nối giữa ống sinh hàn và bình chứa (vacuum adapter) để cân bằng áp suất với bên ngoài trong quá trình cất.

Đ ÀN ht TO t ÁN M p: ai // lB d -L ox a Ý da yk yk e -H em m Ó qu qu yn y A ho n Q nb h U o us Y in n. es u N s@ co H gm z Ơ N ai .co l.c |S om m

5. Giải thích việc dùng KMnO4 cho vào nước để chưng cất nước sông (hồ), cho đá bọt vào các dung dịch cần chưng cất.

• Dùng KMnO4 cho vào nước nước sông (hồ) trước khi chưng cất là để làm sạch nước, diệt khuẩn và loại bỏ bớt một số tạp chất trong nước do KMnO4 có tính oxi hóa mạnh, trong môi trường axit có thể phân hủy được một số chất hữu cơ và vô cơ lẫn trong nước, giúp cho quá trình chưng cất thuận tiện hơn.

• Cho đá bọt vào các dung dịch cần chưng cất để tạo điều kiện hình thành bọt khí bên trong lòng dung dịch (bọt khí được hình thành trên bề mặt của đá bọt khi dung dịch sôi), các bọt khí này duy trì sự sôi của dung dịch một cách nhẹ nhàng.

Nếu không dùng đá bọt, sẽ xảy ra hiện tượng tăng nhiệt (superheating), dung dịch không sôi mặc dù nhiệt độ tăng cao hơn nhiệt độ sôi của nó, dễ xảy ra hiện tượng nổ, gây nguy hiểm và ảnh hưởng đến quá trình cất.

D IỄ

N

6. Tìm hiểu hiện tượng sặc cột khi chưng cất và giải pháp khắc phục.

• Hiện tượng sặc cột là hiện tượng xảy ra trong quá trình chưng cất phân đoạn, khi dòng chất lỏng được tạo thành sau khi hơi ngưng tụ trong cột chưng cất không chảy xuống được về bình cất mà bị luồng hơi đối lưu giữ lại lơ lửng trên cột.

• Để khắc phục hiện tượng sặc cột ta có thể bọc cột bằng vải amiang, lá nhôm, bông thủy tinh hoặc dùng điện để sấy cột để tránh hao hụt nhiệt.

BÀI 4. SỰ KẾT TINH – SỰ THĂNG HOA I.SỰ KẾT TINH :

D IỄ

N

Đ ÀN ht TO t ÁN M p: ai // lB d -L ox a Ý da yk yk e -H em m Ó qu qu yn y A ho n Q nb h U o us Y in n. es u N s@ co H gm z Ơ N ai .co l.c |S om m

T& G T

1. Kết tinh lại : là phương pháp quan trọng nhất để tinh chế chất rắn (vì các sản phẩm thu được thường lẫn tạp chất, không tinh khiết). Người ta dựa vào tính tan khác nhau của một số chất trong một dung môi hay hệ dung môi ở điều kiện khác nhau để kết tinh chúng. a. Phương pháp kết tinh lại gồm các bước : + Chọn dung môi thích hợp rồi hòa tan mẫu chất cần kết tinh ở nhiệt độ cao + Lọc nóng để loại bỏ những tạp chất. Nếu cần, có thể loại bỏ dung môi trước bằng cách làm bốc hơi dung môi. + Làm mát dung dịch hoặc đuổi bớt dung môi để tạo dung dịch bão hòa và gây mầm kết tinh. + Làm khô và thu hồi tinh thể. b. Yêu cầu : quan trọng nhất của việc kết tinh lại là chọn đúng dung môi, có các đặc tính sau : + Hòa tan tốt chất cần tinh chế khi đun nóng và chất sẽ không tan hoặc ít tan khi dung môi lạnh. + Còn tạp chất phải tan nhiều trong dung môi lạnh và không tan trong dung môi nóng. + Dung môi có nhiệt độ sôi thấp để dễ dàng loại khỏi tinh thể. Dung môi không tương tác hóa học với chất cần tinh chế.

2. Nguyên tắc và phương pháp lọc : là phương pháp tách chất rắn không tan ra khỏi một chất lỏng hay dung dịch. + Lọc thường: Lọc thường là phương pháp lọc đơn giản nhất do những chất cần lọc không bị phân hủy trong không khí bền ở nhiệt độ thường, tinh thể không lẫn tạp chất. + Lọc dưới áp suất kém: Lọc dưới áp suất kém là phương pháp để loại những tạp chất còn dính trên chất còn sử dụng, bằng cách dùng dung môi lôi kéo dưới áp suất thấp.

Phương pháp này được dùng để rút ngắn thời gian lọc và có hiệu suất cao hơn. + Lọc nóng: Là phương pháp dùng để loại chất không tan và tạp chất, phần được sử dụng tiếp là phần dung dịch (sau khi loại bỏ chất không tan). Để giữ dung dịch còn đủ nóng nhằm tránh sự kết dính không xảy ra trong khi lọc, dùng phễu thủy tinh có đuôi ngắn và dùng giấy lọc xếp trước. Để phần dung dịch nguội tự nhiên từ từ, chất rắc sẽ kết tinh 3. Ưu khuyết điểm của phương pháp: Ưu điểm - Thông dụng, đơn giản, phổ biến, là phương pháp có kết tinh sản phẩm từ chất rắn hay dung dịch bão hòa đều được.

- Quá trình kết tinh tiến hành lặp đi lặp lại từ 2 - 3 lần hay chỉ một lần là chất kết tinh đạt được tinh khiết cao.

- Dễ dàng tiến hành, quá trình kết tinh xảy ra tương đối nhanh.

Nhược điểm

- Trong suốt quá trình kết tinh đòi hỏi phải quan sát kỹ, do dễ gặp một số khó khăn: nước lọc, dịch lọc, màu dung dịch, dung môi,...cần phải xử lý ngay mới thu được sản phẩm tinh khiết.

- Dung môi chọn lựa khó khăn cần chọn lựa kỹ mới đủ điều kiện, hiệu suất thấp do trong quá trình lọc bị rơi rớt, hay dung môi làm tan một phần nhỏ chất tan vào dung dịch.

II. SỰ THĂNG HOA :

Đ ÀN ht TO t ÁN M p: ai // lB d -L ox a Ý da yk yk e -H em m Ó qu qu yn y A ho n Q nb h U o us Y in n. es u N s@ co H gm z Ơ N ai .co l.c |S om m

T& G T

1. Thăng hoa : Những chất hữu cơ và vô cơ rắn khi được đun nóng sẽ chuyển thành thể hơi mà không bị nóng chảy thành thể lỏng. Khi gặp lạnh, hơi sẽ ngưng tụ thành thể rắn ( tinh khiết hơn, loại bỏ đi nhiều tạp chất).

Yêu cầu : Áp dụng cho chất rắn có áp suất hơi cao khi ở nhiệt độ thường và tính bay hơi của chất rắn cần tinh chế phải khác nhiều so với tạp chất.

Các chất có thể tinh chế bằng phương pháp này : iod, lưu huỳnh, acid benzoic, aid salicilic, naphtalen…

2. Ưu và nhược điểm của phương pháp:

Ưu điểm Phương pháp thăng hoa giúp thu được chất có độ tinh khiết cao.

Nhược điểm Quá trình xảy ra chậm và hao phí sản phẩm nhiều, chỉ áp dung cho các chất rắn có áp suất hơi cao khi ở nhiệt độ thường và tính bay hơi của chất rắn cần tinh chế phải khác hơn so với tạp chất.

III. THỰC HÀNH :

D IỄ

N

1. Kết tinh lại acid benzoic bẩn bằng nước : a. Cách tiến hành : - Đo nhiệt độ nóng chảy của acid benzoic trước kết tinh, ghi kết quả.

- Đun sôi 1 cốc nước ; cho 0,5g acid benzoic vào cốc thứ 2 ; thêm từ từ nước sôi vào, khuấy đều để acid benzoic tan hết. ( nếu dd có màu thì khử bằng ít than hoạt tính) - Đun sôi dung dịch, lọc nóng, để yên cho nguội từ từ, acid benzoic sẽ kết tinh - Quan sát, lọc bằng máy lọc áp suất thấp, làm khô (65-70˚C) - Tính hiệu suất của quá trình, đo nhiệt độ nóng chảy của sản phẩm. b. Kết quả thu được : So sánh tonc của acid benzoic trước và sau khi kết tinh lại, hiệu suất: Nhiệt độ nóng chảy của acid benzoic trước khi kết tinh lại là 126,5oC. Acid benzoic bắt đầu nóng chảy đến khi trong suốt có khoảng nhiệt độ từ 123oC – 130oC. Ta thấy, trong trường hợp chất không tinh khiết thì acid benzoic bắt đầu nóng chảy đến khi trong suốt có một khoảng nhiệt độ. Khoảng này càng lớn, chất càng không tinh khiết.

Nhiệt độ nóng chảy của acid benzoic sau khi kết tinh lại là 124,5 oC. Khối lượng acid benzoic ban đầu là 0,5g, sau khi kết tinh lại là 0,48g.

Vậy hiệu suất của quá trình là:

0,48 .100 = 96% 0,5

T& G T

2. Thăng hoa acid salicilic : a. Cách tiến hành : - Đo nhiệt độ nóng chảy của acid salicilic, ghi lại kết quả.

- Cho 0,5g acid vào chén sành, đậy bằng 1 tờ giấy lọc ( đã được đục các lỗ nhỏ khoảng 2mm), úp phễu đuôi dài lên, cuống phễu được bít lại bằng bông gòn.

- Toàn bộ được đặt trên 1 chén đựng cát trên bếp điện, đun nóng - Tinh thể rắn bám trên mặt trong thành phễu - Đun nóng đến khi giấy lọc sẫm màu thì tắt bếp, để nguội. Dùng đũa thủy tinh gạt tinh thể vào tờ giấy sạch.

- Cân, tính hiệu suất, đo nhiệt độ nóng chảy của sản phẩm. b. Kết quả thu được:

Đ ÀN ht TO t ÁN M p: ai // lB d -L ox a Ý da yk yk e -H em m Ó qu qu yn y A ho n Q nb h U o us Y in n. es u N s@ co H gm z Ơ N ai .co l.c |S om m

. Nhiệt độ nóng chảy (tonc) của acid salicilic và hiệu suất của quá trình: Nhiệt độ nóng chảy của acid salicilic trước khi thăng hoa là 161,5oC. Nhiệt độ nóng chảy của acid salicilic sau khi thăng hoa là 160oC. Khối lượng của acid salicilic ban đầu là 0,5g, sau khi thăng hoa là 0,43g.

D IỄ

N

Vậy hiệu suất của quá trình là:

0,45 .100 = 90% .

0,5

PHẦN TRẢ LỜI CÂU HỎI: 1. Mục đích sử dụng phương pháp kết tinh lại (recrystalisation) và thăng hoa 1 chất? Sao lại gọi là kết tinh lại mà không gọi là kết tinh ?

T& G T

Mục đích sử dụng phương pháp kết tinh lại và thăng hoa một chất rắn là để tinh chế lại chất rắn đó khi nó có lẫn tạp chất.

Gọi là kết tinh lại vì đây là quá trình hòa tan một chất rắn có lẫn tạp chất bằng dung môi thích hợp để tạo thành một dung dịch, sau đó cho nó kết tinh lại dưới dạng tinh thể nhằm loại bỏ tạp chất và thu hồi lại chất rắn đó với độ tinh khiết cao hơn; khác với kết tinh là hiện tượng tạo thành tinh thể của một dung dịch quá bão hòa.

2. Các bước chính khi tiến hành kết tinh lại 1 chất.

Đ ÀN ht TO t ÁN M p: ai // lB d -L ox a Ý da yk yk e -H em m Ó qu qu yn y A ho n Q nb h U o us Y in n. es u N s@ co H gm z Ơ N ai .co l.c |S om m

Hòa tan hợp chất trong dung môi thích hợp ở nhiệt độ sôi (thường là nhiệt độ sôi của dung môi). Với lượng chất hòa tan xác định, lúc đầu cho dung môi vừa phải, đun sôi sau đó tiếp tục bổ sung thêm dung môi cho đến khi chất rắn tan hoàn toàn.

Lọc nóng để loại bỏ những tạp chất không tan. Nếu cần, có thể loại bỏ dung môi trước bằng cách bốc hơi dung môi.

Tái tạo hợp chất cần tinh chế bằng cách hạ nhiệt độ xuống thấp.

Tách hợp chất cần tinh chế ra khỏi dung môi.

3. Cách chọn dung môi trong lúc muốn kết tinh lại 1 chất? Sự kết tinh sản phẩm lệ thuộc vào các yếu tố nào? Có nên khuấy dung dịch trong lúc kết tinh

D IỄ

N

Dung môi được chọn phải đạt điều kiện sau: Hòa tan tốt chất cần tinh chế khi đun nóng và chất sẽ không tan hoặc ít tan khi dung môi lạnh. Còn tạp chất phải tan nhiều trong dung môi lạnh và không tan trong dung môi nóng. Dung môi có nhiệt độ sôi thấp để dễ dàng loại khỏi tinh thể. Dung môi không tương tác hóa học với chất cần tinh chế.

Tinh thể sau kết tinh phải tương đối tinh khiết.

Các tinh thể kết tinh đem lọc, làm khô khi đo nhiệt độ nóng chảy phải gần bằng với chất tinh khiết.

Sự kết tinh sản phẩm phụ thuộc vào các yếu tố : Dung môi.

Nồng độ của chất tan trong dung dịch.

Nhiệt độ của dung dịch .

Bản chất của mẫu chất cần kết tinh. Áp suất.

Không nên khuấy dung dịch trong lúc kết tinh vì như vậy sẽ làm cho các tinh thể gãy vụn và làm chậm quá trình kết tinh.

4. Nêu các phương pháp lọc và giải thích việc phải lọc nóng trong 1 công đoạn, việc lọc áp suất kém trong công đoạn khác của bài này *Phương pháp lọc: Là phương pháp tách rời một chất rắn không tan ra khỏi một chất lỏng hay dung dịch.

1. Lọc thường:

− Lọc thường là phương pháp lọc đơn giản nhất do những chất cần lọc không bị phân hủy trong không khí bền ở nhiệt độ thường, tinh thể không lẫn tạp chất. − Dụng cụ gồm: Phễu thuỷ tinh, giấy lọc và cốc đựng nước lọc. − Trước khi lọc nên làm ướt giấy lọc với nước cất. − Lúc lọc, nên đổ dung dịch vào giấy lọc theo đũa thủy tinh để tránh tinh thể bị phân tán nhiều trên thành giấy lọc.

2. Lọc dưới áp suất kém:

Đ ÀN ht TO t ÁN M p: ai // lB d -L ox a Ý da yk yk e -H em m Ó qu qu yn y A ho n Q nb h U o us Y in n. es u N s@ co H gm z Ơ N ai .co l.c |S om m

T& G T

− Lọc dưới áp suất kém là phương pháp để loại những tạp chất còn dính trên chất còn sử dụng, bằng cách dùng dung môi lôi kéo dưới áp suất thấp. − Phương pháp này được dùng để rút ngắn thời gian lọc. − Dụng cụ gồm có: Một phễu bằng sứ (phễu buchner) một bình lọc có vòi và hệ thống tạo áp suất kém. Dùng phễu Buchner, ta cho vào phễu một tờ giấy lọc có đường kính nhỏ hơn đường kính của phễu và trước khi đổ hỗn hợp vào phễu, nên dùng bình xịt nước cất hoặc dung môi (axeton, atanol...) vào giấy dính chặt vào đáy phễu.

3. Lọc nóng:

Là phương pháp dùng để loại chất không tan và còn lại, phần được sử dụng tiếp là phần dung dịch (sau khi loại bỏ chất không tan). Để giữ dung dịch còn đủ nóng nhằm tránh sự kết dính không xảy ra trong khi lọc, dùng phễu thủy tinh có đuôi ngắn và dùng giấy lọc xếp trước. Giấy lọc không được ló ra khỏi miệng phễu và cũng được tẩm ướt.

5. Lưu ý cụ thể cách thực hiện bài thí nghiệm thăng hoa có hiệu quả

D IỄ

N

Đảm bảo mẫu chất cần kết tinh và tinh thể sau khi ngưng tụ không bị phân hủy bởi nhiệt độ.

Các tạp chất không thăng hoa trong cùng điều kiện với chất cần tinh chế.

Nghiền nhỏ mẫu chất để việc tiếp xúc giữa mẫu chất với nhiệt độ được đồng đều.

BÀI 5. PHƯƠNG PHÁP CHIẾT XUẤT CHIẾT XUẤT CAFFEIN TỪ TRÀ I. NGUYÊN TẮC CHIẾT: Chiết là quá trình chuyển một chất ở dạng hòa tan hay huyền phù từ pha lỏng này sang pha lỏng khác.

• Quá trình chiết kết thúc khi chất đã chiết hết.

•

•

Quá trình chiết kết thúc khi chất đã chiết hết.

1. Chiết Caffeine thô:

T& G T

II. TIẾN HÀNH

Đ ÀN ht TO t ÁN M p: ai // lB d -L ox a Ý da yk yk e -H em m Ó qu qu yn y A ho n Q nb h U o us Y in n. es u N s@ co H gm z Ơ N ai .co l.c |S om m

Bước 1: Cho 25g trà và 225ml nước sôi vào bình tam giác 500ml, để yên 7 phút. Rót dd này vào cốc 500ml.Thêm tiếp 50ml nước sôi, khuấy nhẹ. Sau đó, rót dd này vào cốc đựng lần 1.

Bước 2: Lọc dung dịch nước trà bằng máy lọc chân không để nguội ở nhiệt độ phòng. Chia dd nước trà làm 2 phần. Cho mỗi phần dung dịch này vào phiểu chiết và trích 2 lần, mỗi lần 30 ml etyl acetate.

Bước 3: Thu lấy dịch chiết này ở phần trên của phễu chiết và đem làm khan bằng Na2SO4.

Bước 4: Lọc, đem cô quay thu hồi dung môi. Ta thu được dịch thô Caffein.

2. Tinh chế Caffein:

Đem thăng hoa dịch thô này sẽ được Caffein tinh chất.

D IỄ

N

III. Kết quả: Công thức của Caffein: Công thức phân tử: C8H10O2N4 (M= 194,2) Công thức cấu tạo:

PHẦN TRẢ LỜI CÂU HỎI 1. Tìm hiểu về hợp chất caffeine và sơ bộ tính chất lý hóa của hợp chất này

Đ ÀN ht TO t ÁN M p: ai // lB d -L ox a Ý da yk yk e -H em m Ó qu qu yn y A ho n Q nb h U o us Y in n. es u N s@ co H gm z Ơ N ai .co l.c |S om m

T& G T

Caffeine là một hợp chất hữu cơ thuộc họ xanthine alkaloid, có công thức phân tử là C8H10N4O2, khối lượng phân tử M = 194.19 g/mol; được tìm thấy trong các loại quả (guarana), hạt (hạt cà phê, hạt cacao,…), lá cây (lá trà). Caffeine có ứng dụng trên nhiều lĩnh vực như sinh học, y học, đời sống,…

• Danh pháp: IUPAC: 3,7-dihydro-1,3,7-trimethyl1Hpurine-2,6-dione.

Thường: caffeine. guaranine. trimethylxanthine.

Cấu trúc phân tử của 1,3,7-trimethylxanthine.

Caffeine.

• Tính chất vật lý: Là chất bột màu trắng, có vị đắng, không mùi.

Nhiệt độ nóng chảy: 235–238 °C (dạng khan), 234–235 °C (ngậm nước).

Nhiệt độ sôi: thăng hoa ở 178 °C. Khối lượng riêng: 1.23 g/cm3. Độ tan: Trong nước: 2.17 g/100 mL (25 °C), 18.0 g/100 mL (80 °C), 67.0 g/100 mL (100 °C).

Trong ethanol: 1.5 g/100 mL. • Tính chất hóa học: Caffeine là chất có tính kiềm yếu, không có tính acid, khi tác dụng với acid tạo các muối bền.

2. Giải thích việc chọn dung môi chiết caffeine là ethy acetate, việc chiết 2 lần với dung môi và chia nhỏ lượng chất khi chiết

D IỄ

N

• Chọn dung môi chiết caffeine là ethyl acetate vì: Caffeine là một chất phân cực trung bình nên cần một dung môi phân cực trung bình như ethyl acetate để hòa tan trong quá trình chiết.

Ethyl acetate ít tan trong dung dịch trà.

Ethyl acetate có nhiệt độ sôi thấp nên sẽ dễ dàng tách khỏi caffeine nhờ phương pháp cô quay.

• Việc chiết 2 lần với dung môi và chia nhỏ lượng chất khi chiết nhằm tăng hàm lượng caffeine được tách ra từ dịch trà vì khi chiết lần 1 thì một lượng caffeine vẫn còn sót lại trong dịch trà.

Cụ thể ta có công thức toán học để tính số mol Caffeine trong dung dịch nước trà sau lần chiết thứ i là:

 KV  ni = n0    KV + V ' 

i

Với: ni là số mol của Caffeine trong dung dịch nước trà sau lần chiết thứ i. n0 là số mol của Caffeine trong dung dịch nước trà trước khi chiết.

C K là hằng số phân bố K = A , với CA là nồng độ của Caffein trong dung dịch Cb

Đ ÀN ht TO t ÁN M p: ai // lB d -L ox a Ý da yk yk e -H em m Ó qu qu yn y A ho n Q nb h U o us Y in n. es u N s@ co H gm z Ơ N ai .co l.c |S om m

T& G T

nước trà, CB là nồng độ Caffeine trong dung môi ethyl acetate.

V là thể tích dung dịch nước trà đem chiết, V’ là thể tích dung môi ethyl acetate thêm vào để chiết.

Theo công thức trên nếu V’ (thể tích dung môi thêm vào để chiết) là không đổi, V (thể tích dung dịch trà đem chiết) càng nhỏ và i (số lần chiết) càng lớn thì ni (số mol Caffein trong dung dịch trà) càng nhỏ, vì vậy ta không nên chiết một lần mà nên chia ra nhiều phần nhỏ để chiết nhiều lần thì sẽ chiết được nhiều caffeine hơn từ dung dịch trà.

3. Nêu thao tác và lưu ý khi sử dụng bình lóng (chiêt), lý do tạo nhũ và cách phá nhũ Trước hết khóa kín bình, đổ dung dịch vào, rồi cho dung môi vào bình đựng dung môi, thường dùng từ 1/5 – 1/3 thể tích dung dịch. Đậy nút, tay phải giữ nắp và bình, tay trái giữ khóa bình, lắc nhẹ cẩn thận, đảo ngược nhiều lần. Khi lắp áp suất trong bình tăng lên nên thỉnh thoảng mở khóa bình để cân bằng áp suất với bên ngoài, sau đó đóng khóa lại, tiếp tục lắc. Khi lắc xong, để bình trên giá, mở nắp đậy chờ dung dịch tách thành hai lớp. Mở khóa bình cho lớp chất lỏng phía dưới chảy xuống, còn lớp trên được lấy ra bằng cách đổ qua miệng bình. *Chú ý: Nếu sau khi lắc và lắng, nếu không thấy 2 chất lỏng phân riêng ra mà tạo nhũ tương lúc này ta thêm dung dịch NaCl bão hòa tinh khiết vào cho đến khi tách thành hai lớp chất lỏng.

4. Bài này có thể áp dụng các phương pháp lọc nào?

D IỄ

N

Có thế áp dụng phương pháp lọc ở áp suất thường nhưng hiệu suất lọc sẽ không cao và mất thời gian hơn so với phương pháp lọc ở áp suất thấp đã sử dụng trong bài.

BÀI 6. PHƯƠNG PHÁP SẮC KÝ SẮC KÝ CỘT Sắc ký là quá trình tách các cấu tử của một hỗn hợp dựa vào các cấu tử sẽ phân bố khác nhau giữa pha tĩnh và pha động. Pha tĩnh có thể là cột nhồi (sắc ký cột) mà pha động là dung môi hữu cơ di chuyển ngang qua. Pha tĩnh có thể là một lớp mỏng chất hấp phụ được tráng lên một nền phẳng bằng vật liệu như thủy tinh, nhôm hoặc plastic, lúc đó pha động sẽ được hút thấm lên lớp mỏng nhờ lực hút mao quản.

D IỄ

N

Đ ÀN ht TO t ÁN M p: ai // lB d -L ox a Ý da yk yk e -H em m Ó qu qu yn y A ho n Q nb h U o us Y in n. es u N s@ co H gm z Ơ N ai .co l.c |S om m

T& G T

• Sắc ký cột: Sắc ký cột là một phương pháp hiện đại, tinh vi để tách các cấu tử hóa học ra khỏi hỗn hợp của chúng. Nếu lựa chọn đúng các điều kiện, người ta có thể tách hầu hết các chất của bất kỳ một hỗn hợp nào.

Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến khả năng tách chúng ra, bao gồm: - Sự lựa chọn chất phụ.

- Sự lựa chọn dung môi giải ly.

- Kích thước cột sắc ký, số lượng chất hấp phụ, lượng mẫu chất được dùng.

- Vận tốc giải ly.

TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM: 1. Điều chề dung dịch sắc tố màu của lá cây xanh: Nghiền nát 5g lá đã rửa sạch và cho vào erlen 250ml có chứa 30ml hỗn hợp aceton – eter dầu hỏa (2:3), lắc đều 10 phút, rồi lọc qua một becher khác. Rửa bả trên phễu bằng 5ml hỗn hợp trên. Rót 35ml dung dịch qua lọc có chứa sắc tố vào một bình lóng: rửa dung dịch này 5 lần, mỗi lần 30ml nước. Tách riêng lớp hữu cơ chứa vào một erlen nhỏ và lam khan bằng Na2SO4 khan. Lọc để có dung dịch trong. Đun cách thủy để dung dịch đậm đặc hơn (còn khoảng 3ml). Cho vào một lọ nhỏ có nắp đậy kín để dùng nạp vào đầu cột sắc ký.

Ráp cột : Cột sắc ký là một ống thủy tinh, dùng đũa thủy tinh dài nhồi một lớp mỏng bông gòn dẩy 1 – 2mm vào dưới đáy cột (không nhồi cứng). Ráp cột thẳng đứng vào giá nhờ cây kẹp, rồi cho sẵn vào cột 5ml eter dầu hỏa.

2. Chuẩn bị hấp phụ và nạp cột (Vì dung môi có hạn nên dùng kỹ thuật nhồi cột khô): Cho từ từ silicagel vào cột đã có sẵn eter dầu hỏa, “cho từ từ để các hạt lắng đều và tranh dính trên cột”, đến khi cột đạt chiều cao 5cm thì dừng lại (dung môi luôn phải đầy trong cột). Mở khóa cho dung môi từ từ chảy xuống đén khi nó cách lớp silicagel 5mm thì dừng lại. Dùng đũa thủy tinh lót miếng bông gòn trên lớp mặt này, để yên.

Chuẩn bị nạp mẫu.

3. Nạp mẫu chất vào đẩu cột: Dùng ống nhỏ giọt đưa mẫu chất vào đầu cột (nếu mẫu bị khô thì hòa tan bằng một ít ete dầu), ngưng 2 phút để chất mẫu có thì giờ tạo sự cân bằng với chất hấp phụ và dung môi giải ly. Tiến hành giải ly bằng cách rót ete dầu hỏa vào cột (phải rót dung môi thường xuyên để giải ly) và mở khóa cho dung môi chảy ra vào cốc thủy tinh nhỏ.

Sắc tố β – caroten màu vàng sẽ di chuyển nhanh ra khỏi cột trước tiên, và được hứng vào bình. Sau khi dãy màu vàng ra khỏi cột thì thay hệ eter dầu hỏa bằng hệ eter dầu hỏa – acetate etyl 7:3, lúc đó dãy màu xanh lục sẽ di chuyển xuống dưới cột, và được hứng vào cốc thủy tinh nhỏ khác.

PHẦN TRẢ LỜI CÂU HỎI : 1.Tìm hiểu và ghi ngắn gọn về phương pháp sắc ký cột, các loại chất hấp phụ, các dung môi giải ly, tỷ lệ kích thước cột và chất, kỹ thuật nhồi cột, nạp mẫu và chá thu dung dịch giải ly.

Đ ÀN ht TO t ÁN M p: ai // lB d -L ox a Ý da yk yk e -H em m Ó qu qu yn y A ho n Q nb h U o us Y in n. es u N s@ co H gm z Ơ N ai .co l.c |S om m

T& G T

Dựa vào sự phân bố khác nhau giữa pha tĩnh và pha động để tách các cấu tử hóa học ra khỏi hỗn hợp. Pha tĩnh là cột nhồi, pha động là dung môi hữu cơ di chuyển ngang qua. *Cách chọn chất hấp phụ: Lựa chọn chất hấp phụ tùy theo loại mẫu chất cần phân tách bằng sắc ký cột.

Cenllulozơ, tinh bột, đường, ... dùng cho các nguyên liệu có nguồn ngốc thực vật, có chứa các nhóm chức nhạy cảm với các tương tác acid, bazơ.

Silicat mangne dùng để tách các chất đường , tinh dầu,...

Silicagel, alumin, florisil là loại được sử dụng rộng rãi, áp dụng cho các nhóm chức như: hidrocacbon, alcol, ceton, ester, acid cacboxilic, hợp chất azo, amin,...

Các chất hấp phụ thường dùng là alumin, silicagel với kích cỡ hạt gel 70 - 290 mesh sẽ giúp cho việc nhồi cột tương đối chặt và đạt được vận tốc giải ly vừa phải dưới tác động của sức hút trọng lực.

D IỄ

N

*Chọn dung môi giải ly: Lựa chọn dung môi nào có thể hòa tan được mẫu chất cần sắc ký. Nếu mẫu chất ở dạng dung dịch chẳng hạn dung dịch trích ly từ cây cỏ thì phải làm bay hơi dung dịch này đến khô dưới áp suất thấp rồi hòa tan mẫu trở lại với một lượng tối thiểu dung môi ít phân cực nhất nếu có thể được. Dung dịch càng đậm đặc thì sẽ tạo thành một dãy băng sắc mỏng trong cột giúp cho quá trình tách ly được hiệu quả. Thường dùng, dung môi kém phân cực nào có thể hòa tan mẫu thì được chọn làm dung môi để nạp chất hấp phụ vào cột và đây là dung môi đầu tiên của quá trình giải ly.

Dung môi dùng để giải ly phải là dung môi tinh khiết, nếu không phải chưng cất lại trước khi sử dụng, đặc biệt là các dung môi hidrocacbon là loại dễ cho nhiều cặn hơn các loại dung môi khác.

Thường ta bắt đầu bằng dung môi không phân cực để loại một cách tương đối các hợp chất không phân cực ra khỏi cột và kế đó dung môi giải ly sẽ được tăng dần độ phân cực để đuổi các hợp chất có tính phân cực hơn. Muốn thay đổi một dung môi có tính phân cực hơn thì phải thay đổi từ từ bằng cách cho thêm vào mỗi lần vài phần trăm một lượng dung môi có tính phân cực hơn vào dung môi đang giải ly, tăng từ từ đến khi đạt được nồng độ mong muốn. *Vận tốc giải ly: Lượng thời gian để mẫu chất cần phân tích trong sắc ký cột đạt được sự cân bằng giữa pha động và pha tĩnh - nhờ đó các chất khác nhau trong hỗn hợp mới có thể tách riêng, phụ thuộc vào vận tốc giải ly.

Vận tốc giải ly quá nhanh, các dung dịch chất trong hỗn hợp chưa có đủ thời gian để tạo cân bằng với chất hấp phụ thì chúng đi ngang cột.

Vận tốc giải ly chậm hoặc quá nhanh thì việc tách các chất ra khỏi hỗn hợp đều rất khó. Đa số trường hợp, vận tốc giải ly nằm trong khoảng 5-50giọt/phút.

*Tiêu chuẩn đinh lượng cột sắc ký và mẫu chất: Thông thường trọng lượng chất hấp phụ phải nặng gấp 25 - 50 lần trọng lượng mẫu chất cần sắc ký và cột sắc ký cần có kích cỡ là chiều cao phần chất hấp phụ trong cột sắc ký so với đường kính cột sắc ký cần thỏa tỷ lệ chiều cao: đường kính là 8:1.

T& G T

*Phương pháp nhồi cột: Đặt một lớp bông gòn dày 2-3 mm dưới đáy cột để giữ cho chất hấp phụ không tuộc ra khỏi cột. Cho một dung môi không phân cực vào cột, chuẩn bị chất hấp phụ để nạp cột theo hai phương pháp: Phương pháp sệt: Chất hấp phụ được nạp vào cột ở dạng sệt.

Phương pháp khô: Cột được đổ đầy dung môi, vừa cho dung môi chảy ra chầm chậm bên dưới vừa cho từng ít một chất hấp phụ vào cột đến khi đạt chiều cao cần thiết thì ngừng.

Đ ÀN ht TO t ÁN M p: ai // lB d -L ox a Ý da yk yk e -H em m Ó qu qu yn y A ho n Q nb h U o us Y in n. es u N s@ co H gm z Ơ N ai .co l.c |S om m

*Phương pháp nạp mẫu vào đầu cột: Mở khóa cột để hạ mực dung môi sát với mực chất hấp phụ, khóa cột lại, cho dung dịch mẫu vào, mở khóa để hạ mức dung dịch mẫu gần sát với mặt thoáng chất hấp phụ. Cho dung môi vào cột để tiến hành giải ly.

2. Tìm hiểu để giải thích thứ tự thu được các chất sau khi sắc ký

D IỄ

N

• Do các chất không phân cực sẽ tan tốt trong dung môi không phân cực, tượng tự chất phân cực sẽ tan tốt trong dung môi phân cực và thông thường, hợp chất không phân cực sẽ di chuyển nhanh và được giải ly trước, còn các hợp chất phân cực di chuyển chậm hơn nên nếu ban đầu ta chọn hệ dung môi không phân cực để tiến hành giải ly và sau đó tăng dần tính phân cực của dung môi thì thứ tự các chất sau khi sắc ký là chất không phân cực đi ra trước, sau đó đến các chất phân cực.

• Trong bài thực hành tách các sắc tố màu của lá cây xanh, kết quả thực nghiệm: Sắc tố beta-carotene màu vàng sẽ di chuyển nhanh ra khỏi cột trước. Sau khi dãy màu vàng ra khỏi cột và thay hệ dung môi ta sẽ thấy dãy màu xanh lục bắt đầu di chuyển xuống cột. Kết quả ta thu được sắc tố beta-carotene màu vàng và chlorophyll màu xanh lục.

Lúc đầu ta dùng dung môi eter dầu hỏa (không phân cực) để giải ly thì ta thu được sắc tố beta-carotene màu vàng. Sau khi dãy màu vàng đã ra khỏi cột thì thay hệ dung môi đang dùng bằng hệ ether dầu hỏa-acetate ethyl 7:3 (phân cực) thì thu được sắc tố chlorophyll màu xanh lục. Với các dung môi giải ly trên cho thấy sắc tố beta-carotene là một chất không phân cực, còn chlorophyll là hợp chất phân cực. Do hợp chất không phân cực sẽ di chuyển nhanh hơn và được giải ly ra khỏi cột trước, chất phân cực di chuyển chậm hơn. Vì vậy ta thu được beta-carotene trước chlorophyll.

BÀI 7: ĐỊNH TÍNH CÁC NHÓM CHỨC ALCOL, PHENOL, ALDEHYDE, CETON, ACID, ASTER 1.

Định tính nhóm chức alcol

Thí nghiệm 1: Phản ứng Xantogenat Cho vào ống nghiệm 1ml etanol, 1ml cacbon disunfua và 1 viên KOH, đun nhẹ rồi nhỏ vào 5 giọt dd CuSO4.

Hiện tượng: kết tủa vàng nâu lắng dưới đáy ống nghiệm, dung dịch vàng cam.

C2H5OH + CS2+ KOH C2H5O-C(=S)-SK+ H2O

T& G T

Khi thêm dd CuSO4 vào sẽ tạo kết tủa vàng nâu là đồng xantogenat:

4[C2H5O-C(=S)-SK]+ 2CuSO4 2K2SO4+ [C2H5O-C(=S)-S]2Cu + [C2H5O-C(=S)-S]2

Đ ÀN ht TO t ÁN M p: ai // lB d -L ox a Ý da yk yk e -H em m Ó qu qu yn y A ho n Q nb h U o us Y in n. es u N s@ co H gm z Ơ N ai .co l.c |S om m

vàng nâu Thí nghiệm 2: Cho vào 3 ống nghiệm mỗi ống 0,5ml các alcol sau: (1) rượu etylic, (2) iso-propylic, (3) tert-butylic. Thêm tiếp 1,5ml thuốc thử Lucas, lắc đều và để yên 3 phút.

Hiện tượng: Ống (1) Không phản ứng, dung dịch trong suốt. Ống (2) Phản ứng sau một thời gian, dung dịch bị vẩn đục. Ống (3) Phản ứng ngay tức khắc, dung dịch tách ra làm 2 lớp ( nước và alkyl clorua) conc. HCl R-OH + HCl  → R-Cl + H 2 O ZnCl2

Nhận xét : Thuốc thử Lucas gồm dung dịch HCl đậm đặc, dd ZnCl2 khan. Dùng để phân biệt rượu bậc 1, bậc 2, bậc 3.

Bậc 1: ở điều kiện thường không phản ứng, dung dịch trong suốt.

Bậc 2: ở nhiệt độ thường phản ứng chậm..

Bậc 3: ở nghiệt độ thường phản ứng nhanh, sau đó dung dịch đục.

OH H3C

C

Cl

CH3

+ HCl

HClđđ H3C ZnCl2

CH3 H3C

CH

OH

+ HCl

HClđđ H3C ZnCl 2

+

H2O

CH

Cl

+ H2O

CH3

N D IỄ

CH2

CH3

CH3

CH3 H3C

C

CH2OH

+ HCl

0 HCl H3đđCt ZnCl2

CH2

CH2Cl

+ H2O

Thí nghiệm 3: Cho vào 3 ống nghiệm mỗi ống 3 giọt CuSO4 2%, 4 giọt NaOH 10%. Lắc nhẹ: Ống 1: 3 giọt etylenglycol: tạo phức màu xanh thẫm Thêm dd HCl 2N màu xanh thẫm của dung dịch nhạt dần Ống 2: 3 giọt glycerin: tạo phức chất màu xanh thẫm Thêm tiếp dd HCl 2N Màu xanh thẫm của dung dịch nhạt dần. Ống 3: 3 giọt rượu etylic: dung dịch vẫn xanh lam Thêm tiếp dd HCl 2N dung dịch mất màu xanh lam.

Phương trình: CuSO4 + 2NaOH Cu(OH)2 + Na2SO4 2C2H4(OH)2 + Cu(OH)2 [C2H4(OH)O]2Cu + 2H2O CH2OH

CH2O

2 CHOH

+ Cu(OH)2

CHO

H CH2OH

CH2OH

OCH2

Cu H

OCH

+ 2H2O

CH2OH

Đ ÀN ht TO t ÁN M p: ai // lB d -L ox a Ý da yk yk e -H em m Ó qu qu yn y A ho n Q nb h U o us Y in n. es u N s@ co H gm z Ơ N ai .co l.c |S om m

T& G T

Thí nghiệm 4: Phản ứng Iodoform của rượu dạng R-CHOH-CH3 Hòa tan 5 giọt rượu Isopropylic trong ống nghiệm với 2ml nước cất, thêm 2ml dung dịch NaOH 10% rồi thêm dung dịch iod từng giọt cho đến khi hỗn hợp có màu vàng không phai (3ml). đợi vài phút nếu không có kết tủa thì đun nhẹ.

Hiên tượng: Khi đun nhẹ thì sau 1 thời gian thấy xuất hiện kết tủa màu vàng là của idofom, Các phương trình phản ứng xảy ra: I2 + NaOH NaOI + HOI HOI + NaOH NaOI + H2O CH3-CH2(OH)-CH3 + NaOI CH3-CO-CH3 + NaI + H2O CH3-CO-CH3 + 3NaOI CH3-CO-CI3 + 3 NaOH CH3-CO-I3 + NaOH CH3-CO-Na + CHI3 ( vàng)

2. Đinh tính phenol

Thí nghiệm 5: Lấy 3 ống nghiệm: + FeCl3 Ống 1 (1ml ethanol) Không có hiện tượng, dung dịch có màu vàng của FeCl3. Chia làm 2 phần: (1a) nhỏ rượu etylic và (1b) nhỏ HCl vào thì cả hai không có hiện tượng, dung dịch vẫn có màu vàng của FeCl3. Ống 2 (1ml dd phenol 5%) + FeCl3 dung dịch từ màu hồng chuyển sang màu đen tím. Chia làm 2 phần: (1a) nhỏ rượu etylic vào thì màu đen tím sang xanh đậm và (1b) nhỏ HCl vào thì chuyển sang màu vàng, để yên có tách lớp

N

 → [Fe(OC 6 H 5 ) 6 ]3- + 6H + + 3Cl 6C 6 H 5 OH + FeCl3 ← 

D IỄ

+ FeCl3 dung dịch từ không màu chuyển Ống 3 (1ml dd acid salicylic 5%) sang màu tím. Chia làm 2 phần: (1a) nhỏ rượu etylic thì không đổi màu; (1b) nhỏ HCl vào thì màu tím chuyển sang màu vàng, xuất hiện tinh thể màu trắng hình kim (acid salicylic) lắn xuống đáy ống nghiệm.  → [Fe(O-C6 H 4 -COOH)6 ]3- + 6H + + 3Cl6HO-C6 H 4 -COOH + FeCl3 ← 

3.

Định tính Aldehid và ceton

Thí nghiệm 6: Cho vào 2 ống nghiệm (đã rửa sạch bằng NaOH 10% và rửa lại bằng nước cất) 1ml AgNO3 1% lắc đều rồi nhỏ từ từ NH3 5% đến khi vừa hòa tan kết tủa. Ta được thuốc thử Tollens (sẽ kém nhạy nếu dư NH3 5%). Cho thuốc thử vào 2 ống:

- Ống 1: nhỏ dd glucozơ 5% vào, và đun nóng trong cốc nước nóng 500ml. Hiện tượng: Có lớp Ag kim loại bám bên trong thành ống nghiệm.

-Ống 2: nhỏ formaldehyde 5% vào và đun nóng ống nghiệm trong cốc 500ml nước nóng.

Hiện tượng: Có lớp Ag kim loại bám bên trong thành ống nghiệm nhiều hơn ống 1.

2NaOH + 2AgNO 3  → Ag 2 O ↓ + 2NaNO 3 + H 2 O

Ag 2 O + 4NH 3 + H 2 O  → 2  Ag ( NH 3 ) 2  OH t0 → CH 2 OH(CHOH) 4COONH 4 + 2Ag ↓ CH 2OH(CHOH) 4CHO + 2[Ag ( NH3 )2 ]OH 

T& G T

HCHO + 4[Ag(NH3)2]OH

+ 3NH 3 + H 2O (NH4)CO3 + 4Ag + 6NH3 + 2H2O

Đ ÀN ht TO t ÁN M p: ai // lB d -L ox a Ý da yk yk e -H em m Ó qu qu yn y A ho n Q nb h U o us Y in n. es u N s@ co H gm z Ơ N ai .co l.c |S om m

Thí nghiệm 7: Cho vào 2 ống nghiệm, mỗi ống 1ml Fehling A và 1ml Fehling B để tạo thuốc thử Fehlinh.

D IỄ

N

Thuốc thử Fehling Thêm tiếp vào: Ống 1: 0,5 ml dung dịch glucose 5% thì màu xanh của thuốc thử không đổi và đun nóng xuất hiện kết tủa đỏ gạch (Cu2O) 2[Cu(C4 H 4 O6 )2 ]2− + OH − + RCHO + H 2 O → Cu 2 O ↓ + RCOO− + 2H 2C4 H 4 O6 + 2C4 H 4O6 2− Ống 2: 1ml etanol thì phân lớp trắng đục ở trên và xanh trong ở dưới, đun nhẹ vẫn không đổi.

Thí nghiệm 8: Lấy 2 ống nghiệm: ống 1 nhỏ 5 giọt aceton, ống 2 nhỏ 5 giọt metyletyl ceton. Thêm vào cả 2 ống 1ml nước cất + 1ml NaOH 10%, rồi nhỏ I2/KI đến khi hỗn hợp có màu vàng không phai là kết tủa vàng của CHI3 → CH3COONa + CHI3 ↓ + 3NaI + 3H2O Ống 1: CH3COCH3 + 3I 2 + 4NaOH  Ống 2: CH3COC2H5 + 3I2 + 4NaOH C2H5COONa + CHI3 + 3NaI + 3H2O Thí nghiệm 9: Lấy 2 ống nghiệm: ống 1 cho 1ml etanol, ống 2 cho 1ml aceton. Thêm NaHSO3 vào mỗi ống, lắc mạnh.

Hiện tượng: lắc mạnh thì ống 2 nóng lên, để nguội thì xuất hiện tinh thể trắng tách ra, dung dịch vẩn đục và ống 1 không có hiện tượng dung dịch trong suốt.

OH H3C

C O

CH3

+

NaHSO3

H3C

C CH3

Thí nghiệm 10: Phản ứng với 2,4-dinitrophenilhidrazin

SO3Na

Cho vào ống nghiệm 3ml thuốc thử + vài giọt aceton thì dung dịch màu vàng đậm. Đun cách thủy vài phút, để nguội thấy hiện tượng tách ra dưới dạng kết tủa vàng, dung dịch vàng rơm.

R

C R

O +

H2N

NO2

NH

R

C

'

N

R' NO2

4.

NO2

NH

NO2

Định tính acid cacboxylic :

Đ ÀN ht TO t ÁN M p: ai // lB d -L ox a Ý da yk yk e -H em m Ó qu qu yn y A ho n Q nb h U o us Y in n. es u N s@ co H gm z Ơ N ai .co l.c |S om m

T& G T

Thí nghiệm 11 : Phản ứng với Na2CO3 Cho vào ống nghiệm 3ml dd Na2CO3 20%, 1ml acid acetic. Đậy nút ống nghiệm, đầu nút có ống dẫn khí vào 1 ống nghiệm 2 có chứa dd Ca(OH)2 bão hòa.

Hiện tượng : ống 1 có sủi bọt khí, xuất hiện kết tủa trắng ở ống 2 CaCO3, để 1 thời gian thì lượng khí dư, kết tủa tan dần.

Giải thích : phản ứng trao đổi giữa muối Na2CO3 và acid CH3COOH, khí bay lên là CO2, tác dụng với Ca(OH)2 tạo kết tủa trắng CaCO3, khi CO2 dư thì kết tủa bị hòa tan thành Ca(HCO3)2 Na2CO3 + CH3COOH CH3COONa + H2O + CO2 Ca(OH)2 + CO2 CaCO3 + H2O CaCO3+ H2O + CO2 Ca(HCO3)2 Thí nghiệm 12 : Phản ứng ester hóa : Đun cách thủy nhẹ 1 ống nghiệm chứa : 1ml etanol + 0,5ml acid acetic + vài giọt dd H2SO4 đặc trong vài phút. Để nguội, rót hỗn hợp vào 1ml nước.

H SO

CH3-COOH +C2H5OH 2 4 CH3COOC2H5 + H2O Hiện tượng mùi đặc trưng, mùi dứa, mùi tương tự như aceton, loại sơn móng tay, tẩy sơn móng tay.

5. Định tính Ester :

D IỄ

N

- Cho vào becher 50ml : 3g dầu dừa thô + 10ml dd NaOH 40%. Đun cách thủy khoảng 30 phút, khuấy đều.

- Sau khoảng 15-20 phút, kiểm tra sự kết thúc phản ứng bằng cách : lấy 1 vài giọt hỗn hợp cho vào ống nghiệm chứa sắn 5-6ml nước cất, lắc nhẹ và đun nóng. Phản ứng phân hủy được xem kết thúc khi mẫu thử hòa tan hoàn toàn trong nước.

- Khi phản ứng kết thúc, rót thêm vào dd 10-15ml dd NaCl bão hòa nóng, khuấy nhẹ. Để nguội, tách lớp xà phòng rắn nổi lên đem cân. Dung dịch còn lại để định tính glycerin.

Phương trình phản ứng xà phòng hóa nhận được : CH2COOR1 CHCOOR2 CH2COOR3

ddNaOH

CH2OH

t0

CHOH CH2OH

R1COONa +

R2COONa R3COONa

Thí nghiệm 13 :

- Cho vào ống nghiệm 4 giọt dd CuSO4 2% + 4 giọt dd NaOH 10%. Lắc nhẹ, nhỏ vào 1ml dd thu được sau phản ứng xà phòng hóa trên.

Hiện tượng : khi cho ChSO4 tác dụng với NaOH thì có kết tủa màu xanh lam, khi cho glycerin vào ( dd thu được sau phản ứng xà phòng hóa) thì xuất hiện phức màu xanh thẫm Phương trình phản ứng: CuSO4 + 2NaOH Cu(OH)2 + Na2SO4 CH2OH 2 CHOH

CH2O CHO

+ Cu(OH)2

H CH2OH

CH2OH

OCH2

Cu H

OCH

+ 2H2O

CH2OH

Đ ÀN ht TO t ÁN M p: ai // lB d -L ox a Ý da yk yk e -H em m Ó qu qu yn y A ho n Q nb h U o us Y in n. es u N s@ co H gm z Ơ N ai .co l.c |S om m

T& G T

- Cho 5 giọt dầu dừa thô vào 1 ống nghiệm chứa sẵn 3ml nước cất. Lắc ống nghiệm, theo dõi tính tan của dầu. Thêm 10ml dd xà phòng vào, lắc kĩ ống nghiệm.

Hiện tượng: dầu dừa thô không tan trong nước, dầu bị hòa tan trong xà phòng.

- Lấy 1 ít xà phòng cho vào 1 ống nghiệm rồi dùng nước cất (nóng) hòa tan. Nhỏ vào đó 1ml dd CaCl2 2M. Nhận xét: Khi cho xà phòng mới điều chế vào nước cất đun nóng ta thấy xà phòng tan ra hết. Sau đó cho CaCl2 vào quan sát ta thấy kết tủa trắng vón lại do xảy ra phản ứng: RCOONa 2RCOOH

+

H2O

+ CaCl2

t0

RCOOH

+

(RCOO)2Ca +

NaOH

(1)

2HCl

(2)

Thí nghiệm 14: Cho vào ống nghiệm vài giọt ester etyl acetat + vài hạt tinh thể NH2OH.HCl rồi trung hòa bằng 1ml dd NaOH 10%. Đun sôi 1-2 phút. Làm lạnh, thêm từ từ dd HCl loãng cho đến khi giấy thảo lam xanh hó đỏ, thêm vài giọt FeCl3 được màu tím hay đỏ.?

Nhận xét: Khi cho NH2OH.HCl vào ethylacetat rồi trung hòa bằng NaOH loãng ta thấy có hiện tượng tách lớp. Làm nguội và acid hóa bằng vài giọt FeCl3 có hiện tượng xuất hiện phức màu đỏ máu. Do xảy ra các phản ứng:

D IỄ

N

CH3COOC2H5 + NH2OH 3CH3CONHOH + FeCl3

CH3CONHOH + C2H5OH [CH3CONHO ]3Fe + 3HCl

PHẦN TRẢ LỜI CÂU HỎI: 1. Thuốc thử Lucas là gì? Nêu vai trò và giải thích cơ sở hóa học của vai trò đó?

R-OH + HX  → R-X + H 2 O

T& G T

• Thuốc thử Lucas là hỗn hợp của dung dịch HCl đậm đặc và ZnCl2 khan.

• Vai trò: Dùng để định tính nhóm chức alcohol (bậc 1, 2, 3) có khối lượng phân tử tương đối nhỏ.

Alcohol bậc 1: Không phản ứng ở điều kiện thường, dung dịch trong suốt.

Alcohol bậc 2: Phản ứng sau một thời gian, dung dịch bị vẩn đục.

Alcohol bậc 3: Phản ứng ngay tức khắc, dung dịch bị vẩn đục sau đó tách lớp.

• Cơ sở hóa học: Alcohol có thể tác dụng với các hydracids tạo thành alkylhalogenur.

Đ ÀN ht TO t ÁN M p: ai // lB d -L ox a Ý da yk yk e -H em m Ó qu qu yn y A ho n Q nb h U o us Y in n. es u N s@ co H gm z Ơ N ai .co l.c |S om m

Đây là phản ứng thế thân hạch, tốc độ của phản ứng này sẽ gia tăng theo sự tăng tính thân hạch của ion X-. Các acid HI, HBr dễ phản ứng với alcohol, riêng HCl có tính chọn lựa.

Thuốc thử Lucas có khả năng biến đổi alcohol thành dẫn xuất Clo tương ứng R-Cl không tan. conc. HCl R-OH + HCl  → R-Cl + H 2 O ZnCl2

2. Trong phản ứng với thuốc thử Lucas, alcol thể hiện tính acid hay base ?

Trong phản ứng với thuốc thử Lucas thì alcohol thể hiện tính base vì nhận H+ từ HCl.

3. Các poly alcol thường có tính acid mạnh hơn monoalcol do ảnh hưởng qua lại giữa các nhóm –OH kế cận. Hãy mô tả 1 thí nghiệm để chứng minh tính chất đó?

D IỄ

N

• Thí nghiệm về phản ứng giữa ethanol và glycerol với Cu(OH)2.

• Mô tả thí nghiệm:

Các hóa chất sử dụng: dd CuSO4 2%, dd NaOH 10%, ethanol và glycerol.

Tiến hành: Cho vào 2 ống nghiệm mỗi ống 3 giọt dung dịch CuSO4 2%, 4 giọt dung dịch NaOH 10%. Lắc đều, thêm tiếp:

Ống nghiệm 1: 3 giọt ethanol.

Ống nghiệm 2: 3 giọt glycerol.

Hiện tượng: Ống nghiệm 1 không có hiện tượng. Ống nghiệm 2 tạo phức màu xam lam thẫm.

Giải thích: Các poly alcohol thường có tính acid mạnh hơn mono alcohol do ảnh hưởng qua lại giữa các nhóm –OH kế cận, các nhóm –OH này rút điện tử lẫn nhau làm cho nguyên tử H trong mỗi nhóm –OH linh động hơn (có tính acid) nên tác dụng được với base Cu(OH)2 tạo muối phức Cu2+ tan trong dung dịch, có màu xanh lam thẫm.

Trong khi các mono alcohol không có tính chất hóa học này.

Phương trình phản ứng: CuSO4 + 2NaOH Cu(OH)2 + Na2SO4 CH2OH 2 CHOH

CH2O

+ Cu(OH)2

CHO

H CH2OH

CH2OH

OCH2

Cu H

OCH

+ 2H2O

CH2OH

4. So sánh tính acid giữa alcol mạch hở với phenol? Giải thích?

Phenol tuy có tính acid yếu nhưng nếu so sánh với alcohol mạch hở thì tính acid của nó mạnh hơn rất nhiều (khoảng 106 lần). Phenol dễ dàng phản ứng với dung dịch NaOH để mất H+ trong khi các alcohol chỉ phản ứng một lượng rất nhỏ.

C6H5OH ⇌ C6H5O- + H+

T& G T

•

Ka = 10-10

Đ ÀN ht TO t ÁN M p: ai // lB d -L ox a Ý da yk yk e -H em m Ó qu qu yn y A ho n Q nb h U o us Y in n. es u N s@ co H gm z Ơ N ai .co l.c |S om m

• Giải thích: Tính acid của phenol mạnh hơn các alcohol mạch hở là do:

Sự cộng hưởng trong phân tử gây ra bởi vòng thơm, theo đó điện tích âm của nguyên tử oxy được phân bố trên vị trí ortho và para của vòng thơm, làm cho liên kết

giữa O và H bị yếu đi, H trong nhóm -OH linh động hơn làm cho tính acid của phenol càng mạnh. Trong khi các alcohol mạch hở không có tính chất này.

Cách giải thích khác là do hiệu ứng cảm gây ra bởi carbon lai hóa sp2 trong vòng thơm, sự hút electrons của hệ thống carbon sp2 tương đối mạnh hơn carbon lai hóa sp3 trong phân tử của alcohol.

5. Giải thích hiện tượng khi cho 1 giọt dd FeCl3 vào các ống nghiệm chứa etanol (1ml), phenol (1ml dd 5%), acid salicilic (1 ml dd 5%). Sau đó cho dd HCl loãng vào thì các ống nghiệm có thay đổi gì? Tại sao?

D IỄ

N

• Khi cho 1 giọt FeCl3 vào các ống nghiệm:

Ống nghiệm 1 (1ml ethanol): Không có hiện tượng, dung dịch có màu vàng của FeCl3.

Ống nghiệm 2 (1ml dd phenol 5%): dung dịch từ màu hồng chuyển sang màu đen tím.

Ống nghiệm 3 (1ml dd acid salicylic 5%): dung dịch từ không màu chuyển sang màu tím.

• Giải thích:

Các phenol tuy có tính acid yếu nhưng phản ứng tốt với dung dịch FeCl3 tạo phức [Fe(OC6H5)6]3- có màu đen tím:

 → [Fe(OC 6 H 5 ) 6 ]3- + 6H + + 3Cl 6C 6 H 5OH + FeCl3 ← 

Acid salicylic (HO-C6H4-COOH) cũng là một phenol nên phản ứng với dung dịch FeCl3 tạo phức [Fe(OC6H4-COOH)6]3- có màu tím thẫm:

Đ ÀN ht TO t ÁN M p: ai // lB d -L ox a Ý da yk yk e -H em m Ó qu qu yn y A ho n Q nb h U o us Y in n. es u N s@ co H gm z Ơ N ai .co l.c |S om m

T& G T

 → [Fe(O-C6 H 4 -COOH)6 ]3- + 6H + + 3Cl6HO-C6 H 4 -COOH + FeCl3 ←  • Cho tiếp dung dịch HCl loãng cào 3 ống nghiệm trên:

Ống nghiệm 1 (1ml ethanol): Không có hiện tượng, dung dịch vẫn có màu vàng của FeCl3.

Ống nghiệm 2 (1ml dd phenol 5%): dung dịch từ màu đen tím chuyển sang màu vàng, để yên có tách lớp.

Ống nghiệm 3 (1ml dd acid salicylic 5%): dung dịch từ màu tím chuyển sang màu vàng, xuất hiện tinh thể màu trắng hình kim lắn xuống đáy ống nghiệm.

• Giải thích: Do phản ứng (phenol + FeCl3) và phản ứng (acid salicylic + FeCl3) là phản ứng thuận nghịch nên tuân theo nguyên lý chuyển dịch cân bằng Le Chatelier. Khi cho dung dịch HCl vào thì sẽ làm tăng nồng độ của H+ và Cl-, cân bằng dịch chuyển theo chiều nghịch để làm giảm nồng độ H+ và Cl-, làm cho nồng độ của phức [Fe(OAr)6]3- bị giảm đi, đồng thời cũng làm cho nồng độ của FeCl3 tăng lên. Kết quả là màu thẫm của phức chất bị mất và dung dịch có màu vàng của FeCl3. Ống nghiệm 3 có xuất hiện tinh thể màu trắng hình kim là acid salicylic, được tạo thành từ phản ứng nghịch.

6. Các poly alcol thường có tính acid mạnh hơn monoalcol do ảnh hưởng qua lại giữa các nhóm –OH kế cận. Hãy mô tả 1 thí nghiệm để chứng minh tính chất đó? (giống câu 3) 7. Hãy cho biết ảnh hưởng của pH lên phản ứng giữa etylenglycol và glycerin với Cu(OH)2?

Trong thí nghiệm về phản ứng giữa ethylene glycol và glycerol với (dd CuSO4 + dd NaOH), dung dịch sau phản ứng có màu xanh lam thẫm của phức đồng (II) ethylene glycolate và đồng (II) glycerate. Khi thêm tiếp vài giọt dung dịch HCl thì thấy màu xanh thẫm bị nhạt dần, chứng tỏ pH có ảnh hưởng đến phản ứng.

Phản ứng tạo phức giữa ethylene glycol và glycerol với Cu(OH)2 xảy ra trong môi trường kiềm, khi nhỏ thêm acid vào thì acid sẽ trung hòa lượng kiềm làm cho cấu trúc của phức chất dần biến mất, màu xanh thẫm của dung dịch nhạt dần, thay vào đó là phản → CuCl 2 + 2H 2 O . ứng: Cu(OH) 2 + 2HCl  Tóm lại, nếu pH của môi trường càng lớn thì phản ứng tạo phức xảy ra càng dễ; ngược lại, pH môi trường càng nhỏ thì phản ứng tạo phức xảy ra khó hơn.

D IỄ

N

8. Hãy giải thích hiện tượng đổi màu của dung dịch phenol khi thêm dung dịch FeCl3 vào? Hiện tượng mất màu của dung dịch nói trên khi thêm etanol vào? Khi thêm HCl vào?

Khi thêm dung dịch FeCl3 vào dung dịch phenol thì dung dịch chuyển từ màu hồng sang màu đen tím. Nguyên nhân là do phenol tác dụng với FeCl3 tạo thành phức [Fe(OC6H5)6]3- tan trong dung dịch và có màu đen tím.

 → [Fe(OC 6 H 5 ) 6 ]3- + 6H + + 3Cl 6C 6 H 5OH + FeCl3 ←  Thêm tiếp dung dịch HCl vào dung dịch trên thì màu đen tím của dung dịch bị mất, dung dịch tách lớp, phía trên có màu vàng nâu, phía dưới có màu hồng. Nguyên nhân là khi thêm HCl thì nồng độ của H+ và Cl- tăng lên, vì đây là phản ứng thuận nghịch nên phản ứng sẽ xảy ra theo chiều nghịch là chiều làm giảm nồng độ của H+ và Cl-, làm nồng độ của phức [Fe(OC6H5)6]3- bị giàm theo; nồng độ FeCl3 và phenol tăng lên. Kết quả là màu đen tím của dung dịch bị mất, thay vào đó là màu vàng nâu của dung dịch FeCl3 và màu hồng của phenol.

Nếu thêm ethanol vào thì màu đen tím của dung dịch bị nhạt dần, chuyển sang màu nâu. Lý do ethanol cũng có tính acid nhưng yếu, trong dung dịch phân ly ra một lượng nhỏ H+, tương tự như khi thêm HCl, phản ứng sẽ xảy ra theo chiều nghịch, làm giảm nồng độ của phức [Fe(OC6H5)6]3-, tăng nồng độ của FeCl3 nên màu tím của dung dịch bị nhạt.

Đ ÀN ht TO t ÁN M p: ai // lB d -L ox a Ý da yk yk e -H em m Ó qu qu yn y A ho n Q nb h U o us Y in n. es u N s@ co H gm z Ơ N ai .co l.c |S om m

T& G T

9. Mô tả thí nghiệm định tính aldehid của dung dịch glucose bằng thuốc thử Tollens?

• Định tính aldehyde của dung dịch glucose bằng thuốc thử Tollens: Hóa chất sử dụng: dd NaOH 10%, dd AgNO3 1%, dd NH3 5%, dd glucose 5%.

Tiến hành:

Điều chế thuốc thử Tollens: Tráng ống nghiệm bằng vài giọt dung dịch NaOH 10%, sau đó rửa lại bằng nước cất. Thêm vào 1 ml dung dịch AgNO3 1%, lắc nhẹ ống nghiệm và nhỏ thêm từ từ từng giọt dung dịch NH3 5% cho đến khi vừa hòa tan kết tủa, bây giờ ta được thuốc thử Tollens.

Nhỏ vài giọt dung dịch glucose 5% vào ống nghiệm chứa thuốc thử Tollens vừa điều chế ở trên, đun nóng ống nghiệm trong cốc 500ml nước 60 - 70°C.

Hiện tượng: Có lớp Ag kim loại bám vào thành ống nghiệm.

Giải thích:

Thuốc thử Tollens là cation phức [Ag(NH3)2]+, được điều chế qua 2 giai đoạn.

Giai đoạn 1: Cho một lượng nhỏ dung dịch NaOH loãng tác dụng với dung dịch AgNO3, thu được kết tủa Ag2O màu đen.

2NaOH + 2AgNO 3  → Ag 2 O ↓ + 2NaNO 3 + H 2 O Giai đoạn 2: Nhỏ tiếp từ từ dung dịch NH3 vào cho đến khi kết tủa Ag2O tan hoàn toàn, ta thu được phức [Ag(NH3)2]+.

Ag 2 O + 4NH 3 + H 2 O  → 2  Ag ( NH 3 ) 2  OH

Sau phản ứng giữa thuốc thử Tollens và dung dịch glucose thấy có lớp Ag kim loại bám vào ống nghiệm, chứng tỏ trong phân tử glucose có nhóm chức aldehyde. Do ion [Ag(NH3)2]+ có tính oxy hóa nên sẽ oxy hóa nhóm aldehyde thành nhóm carboxyl, đồng thời bị khử thành kim loại Ag. t → CH 2 OH(CHOH) 4 COONH 4 + 2Ag ↓ CH 2 OH(CHOH) 4 CHO + 2[Ag ( NH 3 )2 ]OH  0

D IỄ

N

+ 3NH 3 + H 2 O

10. Tại sao cần phải rửa sạch ống nghiệm bằng dung dịch kiềm trước khi tiến hành thí nghiệm với thuốc thử Tollens?

Cần rửa sạch ống nghiệm bằng dung dịch kiềm trước khi tiến hành thí nghiệm với thuốc thử Tollens vì: Để trung hòa các chất có tính acid còn bám vào ống nghiệm, tránh làm giảm tính năng của thuốc thử.

Tạo môi trường kiềm để khi thêm dung dịch AgNO3 vào sẽ tạo kết tủa Ag2O, kết tủa này sau khi thêm dung dịch NH3 sẽ chuyển thành ion [Ag(NH3)2]+ là thành phần chính của thuốc thử Tollens.

11. Thuốc thử Fehling là dung dịch gì? dùng để định tính hoặc định lượng nhóm chức gì? Viết phương trình xảy ra khi trộn dung dịch Fehling A với dung dịch Fehling B?

• Thuốc thử Fehling là hỗn hợp của dung dịch Fehling A chứa CuSO4 và dung dịch Fehling B chứa muối kali – natri tartrate trong môi trường kiềm mạnh.

• Đây là thuốc thử dùng để định tính hoặc định lượng các aldehyde không thơm, alpha-hydroxy-ketone, đường glucose trong máu, trong thực phẩm, dược phẩm…

2[Cu(C 4 H 4 O 6 ) 2 ]2− + OH − + RCHO + H 2 O → Cu 2 O ↓ + RCOO − + 2H 2 C 4 H 4 O 6 + 2C 4 H 4 O 6 2 −

T& G T

• Phương trình phản ứng khi trộn thuốc thử Fehling A với thuốc thử Fehling B:

Đ ÀN ht TO t ÁN M p: ai // lB d -L ox a Ý da yk yk e -H em m Ó qu qu yn y A ho n Q nb h U o us Y in n. es u N s@ co H gm z Ơ N ai .co l.c |S om m

12. Nêu hiện tượng và viết phương trình phản ứng xảy ra khi cho vào 2 ml thuốc thử Fehling 0,5 ml dung dịch glucose 5 % và đun nóng nhẹ?

Khi cho vào ống nghiệm 2 ml thuốc thử Fehling, 0,5 ml dung dịch glucose 5% và đun nóng trên ngọn lửa đèn cồn thì xuất hiện kết tủa đỏ gạch (Cu2O).

Phương trình phản ứng: t0 CH 2 OH[CHOH]4 CHO + 2[Cu(C 4 H 4 O 6 ) 2 ]2 − +OH − +H 2 O  → Cu 2 O ↓ + 2H 2 C 4 H 4 O 6 + 2C 4 H 4 O 6 2 −

+ CH 2 OH[CHOH]4 COO −

13. Tại sao không dùng Cu(OH)2 để oxy hóa aldehid mà dùng thuốc thử Fehling?

Cu(OH)2 trong môi trường kiềm vẫn có thể oxy hóa được aldehyde nhưng ta không dùng Cu(OH)2 mà dùng thuốc thử Fehling, lý do là ion Cu2+ (tác nhân oxy hóa aldehyde) trong Cu(OH)2 không tồn tại dưới dạng ion tự do mà tồn tại dưới dạng kết tủa, khó oxy hóa aldehyde hơn. Trong khi Cu2+ trong thuốc thử Fehling tồn tại ở dạng phức chất tan, dễ dàng phân tán vào dung dịch và oxy hóa aldehyde.

D IỄ

N

14. Mô tả 1 thí nghiệm để phân biệt aceton với benzen?

• Dựa vào sự tạo tinh thể iodoform của acetone để phân biệt với benzene:

Hóa chất sử dụng: acetone, benzene, dd I2, dd NaOH 10%.

Tiến hành: Cho vào hai ống nghiệm, ống 1: 5 giọt acetone; ống 2: 5 giọt benzene, hòa tan 5 giọt hợp chất với 1 ml nước cất. Thêm vào mỗi ống 1 ml dung dịch NaOH 10% rồi cho từng giọt dung dịch I2 vào đến khi hỗn hợp có màu vàng không phai.

Hiện tượng:

Ống 1 (acetone): xuất hiện kết tủa vàng.

Ống 2 (benzene): không có hiện tượng, dung dịch có màu nâu của I2.

Giải thích: Do acetone là một methyl ketone nên bị oxy hóa nhẹ bởi hypoiodit (dung dịch I2 trong môi trường kiềm) tạo iodoform CH3I tinh thể màu vàng. Còn benzene không phải là methyl ketone nên không cho phản ứng.

Phương trình phản ứng:

CH3COCH3 + 3I2 + 4NaOH  → CH3COONa + CHI3 ↓ + 3NaI + 3H 2 O 15. Tại sao sau phản ứng xà phòng hóa phải cho dung dịch NaCl bão hòa vào hỗn hợp sản phẩm?

D IỄ

N

Đ ÀN ht TO t ÁN M p: ai // lB d -L ox a Ý da yk yk e -H em m Ó qu qu yn y A ho n Q nb h U o us Y in n. es u N s@ co H gm z Ơ N ai .co l.c |S om m

T& G T

Sau khi phản ứng xà phòng hóa kết thúc, lượng xà phòng tạo ra bị phân tán vào trong dung dịch, vì vậy muốn tách xà phòng ra khỏi dung dịch sau phản ứng ta phải cho thêm dung dịch NaCl bão hòa vào hỗn hợp sản phẩm, lý do:

Xà phòng không tan trong dung dịch NaCl bão hòa nên khi cho dung dịch NaCl bão hòa vào thì độ tan của xà phòng trong hỗn hợp sau phản ứng bị giảm đi.

Thêm dung dịch NaCl bão hòa để làm tăng tỷ trọng của hỗn hợp sản phẩm, giúp xà phòng nổi lên trên mặt, có thể dễ dàng sử dụng các phương pháp chiết tách để tách xà phòng ra khỏi hỗn hợp.

BÀI 1: OXY HÒA TAN (DO) 1. Đại cương Giới hạn lượng oxy bão hòa (dissolved oxygen) trong nước thiên nhiên và trong nước thải tùy thuộc vào điều kiện hóa lý và hoạt động sinh học của các sinh vật .

Việc xác định hàm lượng oxy hòa tan là phương tiện kiểm soát sự ô nhiễm do mọi hoạt động của con người và kiểm tra hiệu quả xử lý nước thải.

T& G T

2. Nguyên tắc Phương pháp Winkler dựa trên sự oxi hóa Mn4+ bởi lượng oxy hòa tan trong

Đ ÀN ht TO t ÁN M p: ai // lB d -L ox a Ý da yk yk e -H em m Ó qu qu yn y A ho n Q nb h U o us Y in n. es u N s@ co H gm z Ơ N ai .co l.c |S om m

nước :

Nếu không có oxy hiện diện kết tủa Mn(OH)2 có màu trắng sau khi thêm MnSO4 và dung dịch iodur kiềm (MnOH + KI) vào mẫu. Nếu mẫu có oxy một phần Mn2+ bị oxi hóa thành Mn4+ màu nâu:

Hoặc

Lượng oxy tác dụng trong phản ứng được xác định gián tiếp qua việc định phân lượng iod sinh ra trong phản ứng sau bằng thiosulfate với chỉ thị tinh bột.

P.P Winkler bị giới hạn bởi các tác nhân oxi hóa khác như nitrite, Fe3+, …các

D IỄ

N

tác nhân này cũng có thể oxi hóa 2I- → I2, đưa đến việc nâng cao trị số của kết quả.

Ngược lại các tác nhân khử như Fe2+, sulfit, sulfur, và polythiocyanate lại khử I2 →

2I- làm hạ thấp kết quả. Đặc biệt ion nitrite là một trong những chất ngăn trở thường gặp, nó không oxi hóa Mn2+ mà khi môi trường có iodur và acid nó sẽ oxi hóa 2I- → I2, N2O2 tạo thành từ phản ứng lại bị oxi hóa bởi oxy khi trôi qua mặt thoáng dung dịch để cho lại NO −2

Do đó khi NO −2 trong mẫu, dứt điểm không thể xảy ra bình thường khi có sự biến đổi liên tục từ 2I- → I2 và ngược lại. Điều này làm cho kết quả của thí nghiệm không được chính xác. Để khắc phục nhược điểm trên, phương pháp Winkler cải tiến bằng cách trong

Theo tiến trình này, NO2- bị loại hẳn.

3. Dụng cụ và thiết bị

Đ ÀN ht TO t ÁN M p: ai // lB d -L ox a Ý da yk yk e -H em m Ó qu qu yn y A ho n Q nb h U o us Y in n. es u N s@ co H gm z Ơ N ai .co l.c |S om m

1 chai BOD :4 cái

T& G T

dung dịch iodur kiềm được thêm một lượng nhỏ Azurnatri.

2 Pipete 2ml : 2 cái

3 Bình định mức 50ml

4 Buret định phân 25 ml 5 Becher 100ml :3 cái 4. Hóa chất

1 dd MnSO4

2 dd Iodur-Azur-kiềm

3 Acid sunfuric đậm đặc 4 dd Na2S2O3 0,01N 5 Chỉ thị hồ tinh bột 5 . Thực hành

a. Lấy mẫu vào 2 chai BOD , đậy nút gạt bỏ phần trên ,V=300ml , không để bọt khí

N

trên thành chai

D IỄ

b. Mở nút 2 chai, lần lượt them vào bên dưới mặt thoáng mẫu : 2ml MnSO4 ,2ml Iodur-Azur-kiềm.

c. Đậy nút, đảo ngược chai 20 giây. d. Để yên đến khi kết tủa trắng hoàn toàn, lắc chai một lần nữa , đảo chai ít nhất 2 phút. e. Đợi kết tủa lắng yên , cẩn thận mở nút , them từ từ 2ml H2SO4 đđ sát thành chai. f. Đậy nút , rửa chai dưới vòi nước , lắc và đảo chai để hòa tan hoàn toàn kết tủa.

g. Lấy 50ml dd trong chai định phân bằng Na2S2O3 0,01N , đến khi màu vàng thật nhạt thêm vào 4 giọt chỉ thị hồ tinh bột . Định phân cho tới khi mất màu hoàn toàn . Ghi thể tích Na2S2O3 đã dung (làm ít nhất 2 lần).

6. Kết quả Sau 3 lần chuẩn độ ở mỗi bình, ta thu được kết quả như sau: Lần 1

Lần 2

Lần 3

Trung

4ml

4.1ml

4.2ml

Bình 2

5.5ml

5.5ml

5.6ml

4.1ml

5.53ml

Đ ÀN ht TO t ÁN M p: ai // lB d -L ox a Ý da yk yk e -H em m Ó qu qu yn y A ho n Q nb h U o us Y in n. es u N s@ co H gm z Ơ N ai .co l.c |S om m

Bình 1

T& G T

bình

Ta có

Theo định luật đương lượng ta luôn có, số mol đương lượng (nđl) của O2 luôn bằng với số mol đương lượng của S2O32- đã phản ứng. Vì vậy, ta có:

Gọi C1 và V1 là nồng độ đương lượng của oxi và V của dung dịch mẫu.

C2, V2 là nồng độ đương lượng và V của dung dịch S2O32-.

(1) ta có:

D IỄ

N

(mol đlg/l)

Thay giá trị của bảng trên vào công thức (1) ta có: Bình 1: DO = (0.01*4.1*8)/50=6.56*10-3 (đlg/l) Bình 2: DO = (0.01*5.53*8)/50= 0.044 (đlg/l) Nhận xét: Tuy thực hiện thao tác với bình 1 và Bình 2 là tương tự nhau nhưng kết quả lại khác nhau. Nguyên nhân là do cách ta bảo quản mẩu

không giống nhau, điều này cho thấy, điều kiện bảo quản mẫu là rất quang trọng trong thí nghiệm xác đinh DO. 3. Câu hỏi Câu 1: Viết tất cả các phương trình phản ứng cơ bản xảy ra trong phương pháp Winkler?

Đ ÀN ht TO t ÁN M p: ai // lB d -L ox a Ý da yk yk e -H em m Ó qu qu yn y A ho n Q nb h U o us Y in n. es u N s@ co H gm z Ơ N ai .co l.c |S om m

Quá trình phụ gây ảnh hưởng đến kết quả thí nghiệm:

T& G T

Mn(OH)2 + 1/2O2 → MnO2 + H2O

Vì vậy, cần phải tiến hành theo phương pháp Winkler cải tiến:

Câu 2: Giải thích tại sao cần phải cố định mẫu DO tại hiện trường trước khi vận chuyển về phòng thí nghiệm phân tích.?

Trong khi đem mẫu về phòng thí nghiệm, nếu không cố định mẫu thì lượng oxi có trong mẫu nước có thể thoát ra ngoài hoặc có sự hòa tan oxi trong không khí vào mẫu nước, điều đó làm cho kết quả thí nghiệm không chính xác. Chính vì vậy, việc cố định mẫu là rất quan trọng.

Câu 3: Tại sao cần phải bổ sung phương pháp Azide vào phương pháp

D IỄ

N

Winkler?

Azide được thêm vào dung dịch nhằm loại bỏ NO2- trong dung dịch. Ảnh hưởng của nitrite:

Do đó khi NO −2 trong mẫu, dứt điểm không thể xảy ra bình thường khi có sự biến đổi liên tục từ 2I- → I2 và ngược lại ,làm cho kết quả của thí nghiệm không được chính xác.

Phương trình loại bỏ nitrite:

Câu 4: Cho biết 5 loại hoá chất gây cản trở cho phương pháp Winkler và nêu biện pháp bổ sung thích hợp để khắc phụ ảnh hưởng của những chất cản này.

5 loại hóa chất gây cản trở phương pháp Winkler là: Nitrite, sắt ba…là những tác nhân oxi hóa.

T& G T

Sắt hai, sulfit, sulfur, polythiocyanate… là tác nhân khử.

Khắc phục ảnh hưởng cản trở của Fe3+ bằng dd acid Phosphorid (đđ). Khi acid hóa

Đ ÀN ht TO t ÁN M p: ai // lB d -L ox a Ý da yk yk e -H em m Ó qu qu yn y A ho n Q nb h U o us Y in n. es u N s@ co H gm z Ơ N ai .co l.c |S om m

mẫu nước đã cố định oxi : ion Phosphate sẽ tạo phức bền với Fe3+ và ngăn sự khử thành Fe2+.

Với mẫu chứa NO2 > 0.05 mg/l, cần dùng azid để loại trừ ảnh hưởng. Nồng độ NO2 đến 15 mg/l không gây cản trở phép xác định vì chúng bị phân hủy khi thêm azid.

NO2− + N3− + 2H+ N2O + N2 +H2O

Nếu mẫu nước có nhiều chất lơ lửng có khả năng cố định hoặc tiêu hao iod => cần phải loại bỏ bằng nhôm hydroxyt trước khi cố định oxi.

Câu 5: Vai trò của NaOH khi pha chế dung dịch Na2S2O3.

Do trong nước, muối thiosulfate bị phân hủy dễ dàng bởi acid tạo thành S và SO2 nên NaOH được dùng để trung hòa H+ có trong dung dịch và tạo môi trường ổn định cho S2O32- .

Câu 6: Hai mẫu cùng lấy tại một vị trí để đo DO. Một mẫu được bảo quản ngay sau khi lấy, mẫu kia được xử lý sau khi về đến phòng thí nghiệm. Hãy tiên đoán kết

N

quả phân tích hai mẫu trên.

D IỄ

Mẫu được bảo quản ngay sau khi lấy sẽ có DO cao hơn mẫu được xử lý sau khi

về đến phòng thí nghiệm. Vì trong thời gian vận chuyển thì lượng O2 sẽ bị giảm do chất hữu cơ có trong nước dễ bị phân hủy.

Vì vậy cần phải cố định mẫu tại hiện trường trước khi vận chuyển về phòng thí nghiệm phân tích để tránh sai số khi đo, giúp cho việc xác định chỉ số DO được chính xác.

Bài 2: NHU CẦU OXY HÓA HỌC (COD) ---oOo--1. Đại cương Nhu cầu oxy hóa học COD là phương pháp đo lượng oxy tương đương của các cấu tử hữu cơ trong mẫu nước bị oxy hóa bởi tác nhân hóa học có tính oxy hóa mạnh. Đây là phương pháp xác định vừa nhanh chóng vừa quan trọng để khảo sát các thông số của dòng nước và nước thải công nghiệp, đặc biệt trong các công trình xử lý nước

T& G T

thải.

Đ ÀN ht TO t ÁN M p: ai // lB d -L ox a Ý da yk yk e -H em m Ó qu qu yn y A ho n Q nb h U o us Y in n. es u N s@ co H gm z Ơ N ai .co l.c |S om m

2. Nguyên tắc Hầu hết các mẫu hữu cơ đều bị phân hủy khi đun sôi trong hỗn hợp cromic và acid sulfuric :

Cn H a Ob + cCr2O72− + 8cH + → nCO2 +

a + 8c H 2O + 2cCr 3+ 2

với c = 2/3n + a/6 - b/3

Lượng kalidicromat và acid sulfuric biết trước sẽ giảm tương ứng với lượng chất hữu cơ có trong mẫu và lượng kalidicromat dư sẽ được định phân bằng dung dịch Fe(NH4)2(SO4)2 và lượng chất hữu cơ bị oxy hóa sẽ tính ra bằng lượng oxy tương đương qua dicromat bị khử, lượng oxy tương đương này chính là COD.

D IỄ

N

3. Tiến hành thí nghiệm a. Chuẩn lại FAS Pha loãng 2,5 ml 0,0167M K2Cr2O7 với 50ml nước cất erlen 250ml

Thêm 3,5ml acid H2SO4 đđ Nhẹ nhàng trộn đều, làm nguội Chuẩn độ với FAS 0,1M, sử dụng 2 – 3 giọt chỉ thị ferroin

Màu chuyển từ xanh sang đỏ nâu Chuẩn lại FAS: Nồng độ FAS = (ml K2Cr2O7 x 0.1)/ mlFAS Dựa vào phương trình ta có: =>

Giai đoạn phá mẫu:

D IỄ

N

b.

Đ ÀN ht TO t ÁN M p: ai // lB d -L ox a Ý da yk yk e -H em m Ó qu qu yn y A ho n Q nb h U o us Y in n. es u N s@ co H gm z Ơ N ai .co l.c |S om m

T& G T

Hay:

Lấy 3 ống ra, chuyển dung dịch sang erlen 250ml. Thêm 3 giọt Ferroin chuẩn

độ bằng FAS tới khi dung dịch chuyển sang màu đỏ nâu. Ghi nhận thể tích.

4. Tính toán: Giá trị COD được tính bằng công thức sau:

Chứng minh công thức trên: Ta có:

là số mol đương lượng FAS tác dụng với

K2Cr2O7 (lượng K2Cr2O7 đã tác dụng với mẫu nước) cũng là số mol đương lượng của oxi là nồng độ đương lượng của Oxi (g/ml). Từ nồng độ ta dễ dàng tính được khối lượng của oxi.

(g/l)

Khối lượng oxi=

Đ ÀN ht TO t ÁN M p: ai // lB d -L ox a Ý da yk yk e -H em m Ó qu qu yn y A ho n Q nb h U o us Y in n. es u N s@ co H gm z Ơ N ai .co l.c |S om m

Vì đơn vị theo yêu cầu là mg/l nên ta được:

T& G T

Với 1 mol đương lượng của oxi là 8g ta có:

COD(mg/l) = (Vchuẩn độ blank – Vchuẩn độ mẫu)x[FAS]x8000/ml mẫu 5. Kết quả Sau khi tiến hành các thí nghiệm ta thu được kết quả thí nghiệm như sau: Chuẩn lại FAS

Sau 3 lần chuẩn độ ta thu được kết quả như sau:

V1 = 3,8ml V2 = 3,7ml

V3 = 3,7ml

=> Vtb = 3,73ml

Thay giá trị thể tích trung bình của dd K2Cr2O7 0.0167M vào công thức: ta được:

D IỄ

N

C M ( FAS ) =

0,1x 2,5 = 0,067 M 3,73

Trong trường hợp này, nồng độ đương lượng và nồng độ mol/l của dung dịch

FAS là bằng nhau.

Kết quả mẫu phân tích V1 = 2,5ml V2 = 2,5ml V3 = 3,4ml Trong đó, V1 và V2 là thể tích của FAS chuẩn được ở ống 1 và ống 2. V3 là thể tích chuẩn độ mẫu trắng.

Thay các giá trị vừa tính được ở trên, vào công thức (1) ta có:

COD(mg / l ) =

(3,4 − 2,5) x0,067 x8000 = 19,3(mg / l ) 25

D IỄ

N

Đ ÀN ht TO t ÁN M p: ai // lB d -L ox a Ý da yk yk e -H em m Ó qu qu yn y A ho n Q nb h U o us Y in n. es u N s@ co H gm z Ơ N ai .co l.c |S om m

T& G T

Vậy giá trị COD của mẫu nước thải đã khảo sát là 19,3 (mg/l) .

BÀI 3: NITROGEN-AMONIA 1/ Đại cương Sự hiện diện của ammonia trong nước mặt hoặc nước ngầm bắt nguồn từ hoạt động phân hủy chất hữu cơ do các loại vi sinh vật trong điều kiện yếm khí. Đối với nguồn nước cấp cho sinh hoạt, ammonia được tìm thấy khi bị nhiễm bẩn bởi các dòng nước thải. Trong mạng lưới cấp nước, ammonia còn được sử dụng dưới các dạng hóa

T& G T

chất diệt khuẩn cloramine. Nhằm tạo lượng clor dư có tác dụng kéo dài thời gian diệt khuẩn khi lưu chuyển trong đường ống, tùy theo tỉ lệ phối hợpammonia có thể kết hợp

Đ ÀN ht TO t ÁN M p: ai // lB d -L ox a Ý da yk yk e -H em m Ó qu qu yn y A ho n Q nb h U o us Y in n. es u N s@ co H gm z Ơ N ai .co l.c |S om m

với clor cho monocloramine, dicloramine, tricloramine.

2/ Nguyên tắc

Đẩy muối amoni (NH4+) và NH3 ra thể tự do bằng một chất kiềm mạnh hơn ammoniac, thí dụ như MgO. Dung hơi nước kéo ammoniac đã được giải phóng ra sang bình chuẩn độ và định lượng bằng H2SO4 0.1N với methyl đỏ làm chỉ thị màu: Các phản ứng:

2NH4Cl + MgO → NH3 + H2SO4 →

NaOH + H2SO4 →

2NH3 + H2O + MgCl2

(NH4)2SO4

Na2SO4 + 2H2O

3 /Thực hành

D IỄ

N

Phương pháp định phân thể tích

a.

Sử dụng 2 bình Kjeldahl, một bình àm mẫu trắng với 100ml nước cất, bình kia dung 100ml mẫu nước thải.

b.

Chuẩn bị bình hấp thụ NH3: Lấy một binh tam giác 250ml cho vào 10ml dung dịch H2SO4 0,1N + 25ml nước cất và 3 giọt thuốc thử metyl đỏ.

c.

Lắp bình Kjeldahl và bình hấp thụ vào hệ thống chưng cất. Đầu ống ngưng hơi nhúng chìm trong một bình tam giác 250ml.

d.

Cho thật nhanh 1g MgO vào bình Kjeldahl. Lắp kín hệ thống ngay để tiến hành chưng cất.

e.

Nhiệt độ chưng cất được điều chỉnh sao cho cất được khoảng 6-10 ml/phút. Thử kiểm tra NH3 trong bình Kjeldahl còn không (bằng giấy quỳ). Tắt hệ thống chưng cất, sản phẩm được khoảng 100ml.

f.

Việc phân định tiến hành trên toàn bộ dịch chưng cất thu được với

4/ Tường trình

Đ ÀN ht TO t ÁN M p: ai // lB d -L ox a Ý da yk yk e -H em m Ó qu qu yn y A ho n Q nb h U o us Y in n. es u N s@ co H gm z Ơ N ai .co l.c |S om m

Sau thí nghiệm ta thu được giá trị như sau: VNaOH=9.4ml

T& G T

NaOH 0,1N. Dứt điểm xảy ra khi màu chuyển từ đỏ sang vàng.

Ta có:

CacidVacid = CbazoVbazo

Với C là nồng độ đương lượng.

Từ đây ta suy ra, lượng acid H2SO4 0.1 N đã tác dụng với NH3 là: 10ml – 9.4ml = 0.6ml

2NH3 + H2SO4 → (NH4)2SO4 Ta lại có:

CNH3Vddmẫu = CacidVacid C acid .Vacid Vddmau

(1)

D IỄ

N

⇒ C NH 3 =

Với C là nồng độ đương lượng.

Thay các giá trị: Cacid = 0.1N ; Vacid = 0.6ml ; Vmẫu = 100ml Ta có:

CNH3=

0.1 × 0.6 d lg = 0.0006mol 100 l

Suy ra nồng độ của N trong mẫu nước là: 0.0006 × 17 = 0.0102 g / l

5/ Câu hỏi Câu 1: Nêu nguồn gốc sinh ra N-NH3 trong nước thải.

Trả lời: N-NH3 trong nước thải là sản phẩm của các quá trình các chất hữu cơ, ngành công nghiệp.

T& G T

phân rác trong tự nhiên hay từ sự phân hủy protein trong nước thải sinh hoạt và một số

Đ ÀN ht TO t ÁN M p: ai // lB d -L ox a Ý da yk yk e -H em m Ó qu qu yn y A ho n Q nb h U o us Y in n. es u N s@ co H gm z Ơ N ai .co l.c |S om m

Nói cách khác, sự hiện diện của ammonia trong nước mặt hoặc trong nước ngầm bắt nguồn từ hoạt động phân hủy chất hữu cơ do các loại vi sinh vật trong điều kiện yếm khí đối với nguồn nước cấp cho sinh hoạt, ammonia được tìm thấy khi bị nhiễm bẩn bởi các dòng nước thải. Trong mạng lưới nước cấp ammonia còn sử dụng dưới dạng hóa chất để diệt khuẩn cloranine. Nhằm tạo lượng clo dư có tác dụng kéo dài thời gian diệt khuẩn khi lưu chuyển trong đường ống.

Câu 2: Nêu những nguyên nhân có ảnh hưởng đến kết quả thí nghiêm và trình bày biện pháp khắc phục.

Trả lời: các yếu tố có thể ảnh hưởng đến kết quả thí nghiệm bằng phương pháp Kjeldahl:

• Nồng độ H2SO4 0.1N, và NaOH 0.1N không đảm bảo chính xác

• Lấy mẫu không đại diện.

D IỄ

N

• Đong lượng mẫu không chính xác.

• Do các muối amoni, sunfuahydro, các amin béo gây cản trở.

• Biện pháp khắc phục: • Có clo dư: khắc phục là cho Na2S2O3 để khử Clo. • Trong dung dịch còn những cặn nhỏ: khắc phục là dùng dung dịch ZnSO4 và NaOH để tạo kết tủa lắng xuống và lọc bỏ.

• Trong dung dịch còn những kim loại tạo phức được với NH3 kém bền làm giảm nồng độ NH3 khắc phục là cho thêm EDTA vào để tạo phức bền với các kim loại ấy.

BÀI 4: PHOSPHATE 1 . Mục đích Người ta ứng dụng việc phân tích phosphate để kiểm soát mức độ ô nhiễm của nguồn nước.

2. Đại cương Trong thiên nhiên phosphate được xem là sản phẩm của chu trình lân hóa, và thường gặp dưới dạng vết đối với nước thiên nhiên. Khi hàm lượng phosphate cao sẽ là

T& G T

một yếu tố giúp rong rêu phát triển mạnh. Đây có thể có nguồn gốc do ô nhiễm bởi nước sinh hoạt, nông nghiệp hoặc từ nước thải công nghiệp sản xuất bột giặt, chất tẩy

Đ ÀN ht TO t ÁN M p: ai // lB d -L ox a Ý da yk yk e -H em m Ó qu qu yn y A ho n Q nb h U o us Y in n. es u N s@ co H gm z Ơ N ai .co l.c |S om m

rửa hay phân bón. Hai dạng phổ biến trong thiên nhiên là orthophosphate và polyphosphate đôi khi cũng có các dạng hợp chất hữu cơ. Phosphate còn được tìm thấy tồn tại dưới trạng thái huyền trọc hay bùn trong mẫu nghiệm. Tuy nhiên, trừ những trường hợp đặc biệt, thông thường phosphate chỉ được xác định ở dạng hòa tan. Người ta ứng dụng việc phân tích phosphate để kiểm soát mức độ ô nhiễm của dòng nước.

3. Nguyên tắc

Các mẫu chứa phosphor dưới dạng phosphor hữu cơ và poly phosphat sẽ được phá mẫu để chuyển về dạng orthophosphat.

Khi mẫu có orthophosphate, trong môi trường acid trung bình sẽ phản ứng với ammonium molybdate để phóng thích acid molybdophosphoric, sau đó acid sẽ bị khử bởi SnCl2 cho molybdenum màu xanh dương.

D IỄ

N

PO43− + 12( NH 4 )2 MoO4 + 24 H + → ( NH 4 )3 PO4 .12 MoO3 + 21NH 4+ + 12 H 2O

Sắc đồ màu khi so sánh với các dung dịch màu tham chiếu cho phép xác định

được hàm lượng phosphate trong mẫu.

4 . Tiến hành thí nghiệm a. Giai đoạn phá mẫu

1 giọt chỉ thị phenolphtalein

T& G T

Cho 25 ml mẫu nước thải → erlen 250 ml

Đ ÀN ht TO t ÁN M p: ai // lB d -L ox a Ý da yk yk e -H em m Ó qu qu yn y A ho n Q nb h U o us Y in n. es u N s@ co H gm z Ơ N ai .co l.c |S om m

Nếu xuất hiện màu đỏ, thêm một vài giọt dd acid mạnh vừa đủ làm mất màu

Thêm 1ml dd acid mạnh (phá mẫu P) + 0,5g K2S2O8

Đun sôi nhẹ trên bếp điện cho đến khi thể tích

∼10 ml

Làm lạnh và pha loãng → 30 ml bằng nước cất 1 giọt chỉ thị phenolphtalein

Trung hòa → màu hồng nhạt với dd NaOH 1 N

D IỄ

N

Pha loãng → 50 ml bằng nước cất

b. Chuẩn bị các dung dịch chuẩn và mẫu phân tích Các dung dịch chuẩn và mẫu phân tích được chuẩn bị theo mẫu sau: 0

1

2

3

4

5

M1

M2

ml dd mẫu đã xử lý

0

0

0

0

0

0

15

20

ml dd PO4 chuẩn

0

2

4

6

8

10

0

0

49

47

45

43

41

39

34

29

1

1

Đ ÀN ht TO t ÁN M p: ai // lB d -L ox a Ý da yk yk e -H em m Ó qu qu yn y A ho n Q nb h U o us Y in n. es u N s@ co H gm z Ơ N ai .co l.c |S om m

ml nước cất

T& G T

STT

ml dd Molybdat

1

ml ddSnCl2

1

1

1

1

1

5 giọt 5 giọt 5 giọt 5 giọt 5 giọt 5 giọt 5 giọt 5 giọt

3−

Nồng độ PO4

lúc sau

0

0.4

0.8

1.2

1.6

2

?

?

(trong 50ml dd) (µg/ml)

Sau 10 phút, nhưng trước 30 phút đo mật độ quang với λ = 690 nm.

5. Tính toán kết quả

Sau khi dung máy đo ta được bảng kết quả như sau: STT

0

1

2

3

4

5

M1

M2

0

0.4

0.8

1.2

1.6

2

?

?

0.019

0.292

0.594

0.955

1.302

1.689

1.219

1.219

Nồng độ PO43− lúc sau 50ml

dd)

D IỄ

N

(trong

(µg/ml)

Giá trị mật độ quang A

Ghi chú: nồng độ PO43- lúc sau được tính như sau:

Thay lần lượt các giá trị C0 = 10µg/ml, Vtổng = 50 ml, V0 lần lượt là các giá trị ở hàng ml dd PO43− chuẩn. Ta sẽ được các giá trị tương ứng của nồng độ PO43− lúc sau

Đ ÀN ht TO t ÁN M p: ai // lB d -L ox a Ý da yk yk e -H em m Ó qu qu yn y A ho n Q nb h U o us Y in n. es u N s@ co H gm z Ơ N ai .co l.c |S om m

Từ bảng trên ta lâp được đồ thị đường chuẩn như sau:

T& G T

(trong 50 ml dd).

Ta thu được phương trình đường chuẩn là: y=0.8386x-0.0301 Thay giá trị mật độ quang của mẫu với y=1.219 vào phương trình trên ta dễ dàng tính được nồng độ x=1.489 (µg/ml). Tuy nhiên, đây không phải là nồng độ của 25 ml mẫu nước thải ban đầu mà là nồng độ của 50 ml dung dịch đã qua xử lý. Vì vậy, ta

D IỄ

N

cần tính lại nồng độ của 25 ml mẫu ban đầu:

Nồng độ của 25 ml mẫu ban đầu được tính như sau: C25ml=(1.489*50)/25=2.978 (mg/ml) Vậy nồng độ của mẫu nước thải ban đầu là : 2.978 µg/ml

6. Câu hỏi Câu 1: Trong môi trường thiên nhiên phosphate thường ở những dạng nào ?

Trả lời: Trong thiên nhiên phosphate được xem là sản phẩm của chu trình lân hóa và thường gặp ở dạng vết đối với nước thiên nhiên. Hai dạng phổ biến trong thiên nhiên là orthophosphate, polyphosphate, đôi khi cũng có dạng hợp chất phosphate hữu

T& G T

cơ.

Câu 2: Kết quả có thể xảy ra theo chiều hướng nào nếu sử dụng bột giặt tổng hợp để

Đ ÀN ht TO t ÁN M p: ai // lB d -L ox a Ý da yk yk e -H em m Ó qu qu yn y A ho n Q nb h U o us Y in n. es u N s@ co H gm z Ơ N ai .co l.c |S om m

rửa các dụng cụ thủy tinh ?

Trả lời: Nếu sử dụng bột giặt để rửa các dụng cụ thuỷ tinh thì: Phosphate có trong bột giặt sẽ bị lưu giữ một phần trong các bình bởi tính hấp phụ của thành bình sẽ làm sai lệch kết quả dẫn đến trị số kết quả thấp hơn. Vì vậy nên rửa các dụng cụ bằng HCl loãng và tráng vài lần bằng nước cất.

Câu 3: Khi mẫu nước thải sinh hoạt được bảo quản vài ngày bằng cách acid hóa để ngăn chặn các hoạt động sinh hoạt vi khuẩn. Kết quả phân tích sẽ như thế nào so với hàm lượng orthophosphate thật sự có trong mẫu?

Trả lời: Khi mẫu nước thải sinh hoạt được bảo quản vài ngày bằng cách acid hoá để ngăn chặn các hoạt động sinh hoạt vi khuẩn. Kết quả phân tích sẽ có giá trị thấp hơn hàm lượng orthophosphate thật sự vì: Sự phân giải động thực vật, protein do vi khuẩn thực hiện nên các hợp chất của phosphor sẽ được giải phóng. Vì vậy khi vi khuẩn đã bị acid hoá thì nó không còn khả năng phân giải động thực vật và Protein có

D IỄ

N

trong mẫu nước thải.

BÀI 5: ĐỊNH LƯỢNG SẮT TRONG NƯỚC GIẾNG

1/ Mục đích Fe là kim loại phong phú cấu tạo nên vỏ trái đất. Trong dòng nước mặt, hàm lượng sắt thay đổi và ít khi vượt quá 1mg/l, nhất là với các loại nước có tính kiềm. Đối và bị thủy giải sau đó bền ở dạng ferric hydrat không tan.

Đ ÀN ht TO t ÁN M p: ai // lB d -L ox a Ý da yk yk e -H em m Ó qu qu yn y A ho n Q nb h U o us Y in n. es u N s@ co H gm z Ơ N ai .co l.c |S om m

2/ Nguyên tắc

T& G T

với nước ngầm, pH thấp, lượng Fe có thể cao hơn. Sắt dễ bị oxy hoá trở thành Fe(III)

Sắt ở dạng ferric hydrat không tan sẽ được hòa tan bằng HCl đđ. Dùng

hydroxylamin khử sắt ba thành sắt hai. Ở pH từ 3 đến 9, Fe2+ sẽ tạo được phức màu đỏ cam với o-phenantrolin và được xác định bằng cách đo độ hấp thụ A ở bước sóng = 510nm trên máy quang phổ SECOMAN 250.

Fe(OH)3 +

D IỄ

N

4Fe3+

3H+ →

+ 2NH2OH

Fe3+

→

+ 3H2O

4Fe2+ + N2O + H2O + 4H+

3/ Thực hành • Xây dựng đường chuẩn: Đường cong chuẩn được xây dựng dựa trên đo độ hấp thụ của các dung dịch chuẩn tại bước sóng hấp thu cực đại λmax =510nm. theo bảng sau:

0

1

2

3

4

5

Dung dịch chuẩn cần lấy (ml)

0

5

10

15

20

25

Nước cất (ml)

25

20

15

10

5

0

Đ ÀN ht TO t ÁN M p: ai // lB d -L ox a Ý da yk yk e -H em m Ó qu qu yn y A ho n Q nb h U o us Y in n. es u N s@ co H gm z Ơ N ai .co l.c |S om m

T& G T

Số thứ tự cốc

Dung dịch đệm acetat (ml)

5

5

5

5

5

5

Dung dịch phenanthrolin (ml)

3

3

3

3

3

3

Xây dựng đồ thị độ hấp thụ A theo nồng độ của dung dịch chuẩn: là một đường thẳng qua gốc tọa độ.

• Xác định nồng Fe tổng cộng trong nước giếng

Lấy 25ml mẫu nước giếng cho vào cốc đốt + 1ml HCl đđ + 1ml NH2OH.HCl. Cho vào một đá bọt sôi đun sôi đến khi còn thể tích khoảng 15ml (Nếu lỡ đun cạn thì khi hòa tan lại dùng 1ml HCl đ và 2,5ml nước cất). Để nguội đến nhiệt độ phòng, pha thành 25ml nước cất. Sau đó thêm 5ml dung dịch đệm acetat + 3ml O-phenanthroline.

D IỄ

N

Đậy nút lắc đều. Đợi 10-15 phút.

Đo độ hấp phụ A của dung dịch mẫu ở bước sóng λmax .

Kết hợp với phương trình đường chuẩn, và độ hấp thụ A của dung dịch mẫu. ta có thể tính được nồng độ của Fe trong mẫu nước giếng.

4/ Tường trình

Số thứ tự cốc

0

1

2

3

4

5

0.303

0.606

0.909

1.21

1.515

0.142

0.249

T& G T

• Tính toán kết quả Sau khi đo ta thu được bảng số liệu như sau:

0.351

0.580

Nồng độ Fe trong dung dịch cuối (trong 33 ml) 0 (µg/ml) 0.007

Đ ÀN ht TO t ÁN M p: ai // lB d -L ox a Ý da yk yk e -H em m Ó qu qu yn y A ho n Q nb h U o us Y in n. es u N s@ co H gm z Ơ N ai .co l.c |S om m

Mật độ quang A

0.460

Ghi chú: nồng độ Fe lúc sau được tính như sau: C Fe =

C 0V0 Vtông

Thay lần lượt các giá trị C0 = 2µg/ml, Vtổng = 33 ml, V0 lần lượt là các giá trị ở hàng ml dd chuẩn. Ta sẽ được các giá trị tương ứng của hàng nồng độ Fe lúc sau (trong 33 ml dd).

D IỄ

N

Giá trị mật độ quang của dung dịch phân tích A = 0,419.

Từ bảng số liệu trên ta thu đường đường chuẩn sau:

0.7 0.6

y = 0.3699x + 0.0181

mật độ quang

0.5 0.4 0.3

T& G T

0.2

Đ ÀN ht TO t ÁN M p: ai // lB d -L ox a Ý da yk yk e -H em m Ó qu qu yn y A ho n Q nb h U o us Y in n. es u N s@ co H gm z Ơ N ai .co l.c |S om m

0.1 0

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

nồng độ

Ta có phương trình đường chuẩn là: y=0.3669x + 0.0181

Thay giá trị mật độ quang vào phương trình đường chuẩn ta thu được giá trị nồng độ của 33 ml dung dịch đã xử lý x=1.093 µg/ml

Từ đây, ta dễ dàng suy ra được nồng độ của 25 ml mẫu nước giếng ban đầu là:

Cnước giếng=

1.093 × 33 g = 1.443µ 25 ml

5/ Câu hỏi

Câu 1: Tại sao để phản ứng đạt vận tốc tối đa phải điều chỉnh pH = 2.9 –3.5 và

D IỄ

N

phải sử dụng lượng thừa o-phenanthroline?

Trả lời: Vì cần phải để phản ứng xảy ra trong môi trường acid để ngăn cản sự

tạo thành tạo tủa Fe(OH)3 .

Mặt khác ta cũng phải sử dụng lượng thừa o-phenanthroline để cho phức tạo thành được hoàn toàn không còn lượng thừa Fe2+ trong dung dịch để việc so màu được chính xác.

Câu 2: Tại sao khi lấy mẫu nước để xác định sắt phải sử dụng bình thủy tinh không được sử dụng bình nhựa dẻo?

Trả lời: Nếu ta dùng bình nhựa dẻo thì trong mẫu nước nếu có Fe thì Fe sẽ bị hấp phụ vào thành bình một phần do đó lượng Fe ta cần xác định sẽ không cho kết quả đúng của nó. Tốt nhất là chúng ta nên dùng bình thuỷ tinh.

Câu 3: Viết các phương trình phản ứng đã sử dụng trong bài xác định hàm lượng sắt này.

Fe(OH)3 + 3H+

Fe3+ + H2O

Đ ÀN ht TO t ÁN M p: ai // lB d -L ox a Ý da yk yk e -H em m Ó qu qu yn y A ho n Q nb h U o us Y in n. es u N s@ co H gm z Ơ N ai .co l.c |S om m

→

T& G T

Trả lời:

4Fe3+ + 2NH2OH

N

3phen + Fe3+

D IỄ

4Fe2+ + N2O +H2O +4H+

→

→

[Fe(phen)3]3+

BÀI 6: XÁC ĐỊNH NỒNG ĐỘ KHỐI LƯỢNG NO2 TRONG KHÔNG KHÍ I. ĐẠI CƯƠNG

Khí NO2 thường xuất hiện trong các khu vực có mật độ giao thông cao tại các khu đô thị. Nguồn gốc ban đầu từ quá trình đánh lửa của động cơ đốt trong. Đây cũng là một trong những thông số cơ bản trong quan trắc và kiểm tra, giám sát chất lượng môi trường không khí.

T& G T

II. NGUYÊN TẮC

Đ ÀN ht TO t ÁN M p: ai // lB d -L ox a Ý da yk yk e -H em m Ó qu qu yn y A ho n Q nb h U o us Y in n. es u N s@ co H gm z Ơ N ai .co l.c |S om m

• Khí NO2 được hấp thụ vào dung dịch NaOH tạo NaNO2, cho phản ứng với CH3COOH tạo thành HNO2. Acid nitro tác dụng với acid sulfanilic và α naphtylamin cho ra hợp chất Azoic có màu hồng.

• Độ nhạy của phương pháp 0,5 μg NO2- tương đương với 1 μg NO2.

• Phản ứng diễn ra như sau: 2NO2 + 2NaOH NaNO2+ NaNO3 + H2O (1) NaNO2 + CH3COOH HNO2 + CH3COONa (2)

SO3H C6H4

+ NO2 + H+

NH2

+

+ H2O (3)

C6H4

N≡N

+

D IỄ

N

SO3H

SO3H

C6H4

N≡N+ + CH3COO- + C10H7NH2

SO3H C6H4

+

+ CH3COOH (4)

N=N-C10H6NH2 Hợp chất màu hồng

Chú ý: • Chỉ trộn thuốc thử Griess A và thuốc thử Griess B ( tỉ lệ A:B = 1:1) với nhau ngay trước khi phân tích. Dung dịch này không giữ được lâu.

• Dung dịch chuẩn NaNO2 − Dung dịch chuẩn sử dụng ( 0,5 μg NO2 /ml ) − Theo phản ứng trên, 2 phân tử NO2 cho 1 phân tử NO2-. Do vậy, khi định lượng NO2 trong không khí, phải nhân đôi kết quả.

T& G T

III. THỰC HÀNH a. Thu mẫu

Đ ÀN ht TO t ÁN M p: ai // lB d -L ox a Ý da yk yk e -H em m Ó qu qu yn y A ho n Q nb h U o us Y in n. es u N s@ co H gm z Ơ N ai .co l.c |S om m

− Cho vào 2 bình hấp thu mỗi bình 10ml dung dịch NaOH hấp thụ. Lắp vào hệ thống impinger ( gồm 3 bình trong đó có 1 bình bảo vệ). − Mẫu không khí được hút qua impinger với 2 bình hấp thụ mắc nối tiếp nhau, mỗi bình chứa 10ml dung dịch NaOH hấp thụ. Mở máy, đặt lưu lượng hút là 1 lít/phút trong thời gian 1,5 giờ. Sau đó, gom toàn bộ dung dịch ở 2 bình đã hấp thụ trộn đều lại tiến hành phân tích. b. Chuẩn bị dãy chuẩn và mẫu đo:

− Lấy 7 ống nghiệm φ = 16 mm đánh số từ 0 đến 6.

− Cho dung dịch chuẩn NO2 nồng độ 5 μg/ml vào các ống nghiệm từ số 0 đến số 4 với các thể tích tương ứng nêu trong bảng. Sau đó thêm dung dịch hấp thu vào các ống nghiệm cho đủ 4ml. Ống nghiệm số 5, 6 cho dung dịch NaOH đã chứa mẫu vừa thu xong. Thêm vào các ống nghiệm mỗi ống nghiệm 1ml Acid Acetic 5N.

D IỄ

N

− Trộn 8ml dung dịch Gries A và Gries B với nhau trong 1 becher 100ml, cho vào 7 ống, mỗi ống 2ml hỗn hợp.

Dung dịch \ Ống số

0

1

2

3

4

5

6

Dd NaOH hấp thu, ml

2

1,9

1,8

1,5

1

0

1

Dd chuẩn 5 μg NO2 /ml, ml

0

0,1

0.2

0.5

1.0

0

0

Dd NaOH đã chứa mẫu, ml

0

0

0

0

0

4

3

Dd CH3COOH 5N, ml

3

3

3

3

3

3

3

Dd Griess A và B (1:1), ml

2

2

2

2

2

2

2

− Lắc đều, sau 10 phút đo trên máy so màu tại bước sóng 543nm để xác định mật độ quang theo sự thay đổi lượng NO2.

IV. TÍNH TOÁN KẾT QUẢ

T& G T

Nồng độ lúc sau của dung dịch ( trong 7ml dung dịch) • Ta có:

Đ ÀN ht TO t ÁN M p: ai // lB d -L ox a Ý da yk yk e -H em m Ó qu qu yn y A ho n Q nb h U o us Y in n. es u N s@ co H gm z Ơ N ai .co l.c |S om m

Trong đó: C0 = 5 μg/ml Vtổng = 7ml

V0: lần lượt là thể tích dung dịch chuẩn 5 μg NO2 /ml Sau khi đo mật độ quang và tính toán ta có bảng số liệu sau: Số thứ tự

Nồng độ lúc sau của dung dịch

0

1

2

3

4

5

6

0

0,071

0,142

0,357

0,714

x1

x2

0

0,110

0,196

0,298

0.410

0.066

0,016

(trong 7ml dung dịch) (5 μg/ml) Mật độ quang (A)

D IỄ

N

Đường chuẩn tương quan giữa mật độ quang và lượng NO2- từ kết quả đo của các mẫu ở ống nghiệm số 0 đến số 4:

0.45 y = 0.6108x - 0.0996

0.4

Mật độ quang

0.35 0.3 0.25 0.2 0.15 0.1 0 0

0.071

0.142

0.714

Đ ÀN ht TO t ÁN M p: ai // lB d -L ox a Ý da yk yk e -H em m Ó qu qu yn y A ho n Q nb h U o us Y in n. es u N s@ co H gm z Ơ N ai .co l.c |S om m

Nồng độ

0.357

T& G T

0.05

• Ta có phương trình đường chuẩn là: y = 0.6108x – 0.0996 • Thay giá trị mật độ quang của mẫu phân tích trong ống nghiệm số 5 và 6 vào phương trình trên ta được nồng độ của NO2- trong 7ml dung dịch mẫu đã xử lý: − Lượng NO2- có trong ống 5: x1 = 0,271 C NO − = 2

0 , 271× 7  µg  = 0 , 474   4  ml 

D IỄ

N

− Lượng NO2- có trong ống 6: x2 = 0,189 C NO − =

0 ,189 × 7  µg  = 0 , 441   3  ml 

C NO 2− =

0 , 474 + 0 , 441  µg  = 0 , 458   2  ml 

2

− Trong 20 ml dung dịch NaOH ta có:

n NO − = 0 , 458 × 20 = 9 ,16 µ g 2

n NO2 = 2 × 9 ,16 = 18 , 32 µ g

Lưu lượng khí thu vào là 1 lít/phút trong thời gian 90 phút Tổng thể tích khí thu vào là 90 lít nồng độ khí NO2 trong phòng thí nghiệm là: 18,32  µg  = 0, 2   90  l 

5. TRẢ LỜI CÂU HỎI Câu 1: Viết các phương trình phản ứng xảy ra trong bài xác định NO2-.

Các phương trình phản ứng:

Đ ÀN ht TO t ÁN M p: ai // lB d -L ox a Ý da yk yk e -H em m Ó qu qu yn y A ho n Q nb h U o us Y in n. es u N s@ co H gm z Ơ N ai .co l.c |S om m

2NO2 + 2NaOH NaNO2 + NaNO3 + H2O

T& G T

Trả lời:

NaNO2 + CH3COOH HNO2 + CH3COONa

Câu 2: Theo đánh giá của em, dựa vào kết quả phân tích, không khí đã đo này có đạt tiêu chuẩn cho phép hay không? ở mức độ nào?

Trả lời: Từ kết quả trên ta thấy: nồng độ của NO2 rất bé, điều đó cho thấy lượng NO2 tồn tại trong không khí rất ít. Do đó môi trường nơi hút khí hoàn toàn trong sạch, không khí ở vùng đã đo đạt tiêu chuẩn cho phép.

Câu 3: Có còn phương pháp nào dùng để xác định nồng độ NO2 trong không khí mà em biết? Nếu có hãy trình bày ngắn gọn nguyên tắc của phương pháp này.

Trả lời: Ta có thể dùng phương pháp quang trắc để xác định nồng độ NO2 trong không khí.

D IỄ

N

Nguyên tắc: Khí NO2 được hấp phụ trong dung dịch triethanolamine tạo phức màu với naphthyl etylendiamin (NEDA) hydro – clorua, từ đó hàm lượng NO2 được xác định trên máy quang phổ so màu ở bước sóng 540nm.

BÀI 1: XÁC ĐỊNH Ksp CỦA ĐỒNG (II) TARTRAT I. NGUYÊN TẮC Hằng số cân bằng của cân bằng hòa tan của hợp chất ít tan gọi là tích số hòa tan kí hiệu là Ksp có thể được xác định bằng phương pháp trắc quang nếu muối tan có màu.

Xác định Ksp của đồng (II) tartrat bằng phương pháp trắc quang.

CuC 4 H 4 O 6 ( r ) ⇔ Cu 2 + + C 4 H 4 O 6

2−

2−

K sp = [ Cu 2 + ] [ C 4 H 4 O 6 ]

D IỄ

N

Đ ÀN ht TO t ÁN M p: ai // lB d -L ox a Ý da yk yk e -H em m Ó qu qu yn y A ho n Q nb h U o us Y in n. es u N s@ co H gm z Ơ N ai .co l.c |S om m

T& G T

Nồng độ Cu2+ được xác định bằng cách đo độ hấp phụ của dung dịch bão hòa đồng (II) tartrat ở bước sóng thích hợp.

II. THỰC HÀNH A. Pha chế dung dịch gốc 1. Dung dịch gốc CuSO4 0,5M được pha sẵn Dùng pipet hút 10ml dung dịch CuSO4 0,5M cho vào bình định mức 50ml. Thêm nước cất đến vạch ta được 50ml dung dịch CuSO4 0,1M dùng cho thí nghiệm kế tiếp.

2. Dung dịch gốc Natri tartrat 0,5M được pha sẵn Dùng pipet hút 10ml dung dịch Natri tartrat 0,5M cho vào bình định mức 50ml. Thêm nước cất đến vạch ta được 50ml dung dịch Natri tartrat 0,1M dùng cho thí nghiệm kế tiếp.

B. Pha chế dung dịch phân tích 1.Điều chế dung dịch Cu (II) tartrat bõa hòa Dùng pipet lấy 4ml dung dịch CuSO4 0,1M và 5ml dung dịch Natri tartrat 0,1M cho vào bình định mức 10ml thêm nước cất đến vạch. Trộn đều dung dịch và để yên 15 phút. Ly tâm lọc bỏ kết tủa lấy phần dung dịch. Nếu dung dịch vẫn đục lọc lấy nước lọc.

2.Điều chế dung dịch Cu (II) tartrat chuẩn Lập dãy dung dịch Cu (II) tartrat chuẩn như sau, mỗi dung dịch được đựng trong bình định mức 10ml.

STT

Thể tích dd CuSO4 0,1M phải lấy (ml)

Thể tích dd Natri tartrat 0,1M phải lấy (ml)

Thể tích sau khi Nồng độ pha của Cu loãng (II) bằng tartrat nước cất (M) (ml) 10 0.02 10 0.018 10 0.015 10 0.012 10 0.010 10 0.007

A

Đ ÀN ht TO t ÁN M p: ai // lB d -L ox a Ý da yk yk e -H em m Ó qu qu yn y A ho n Q nb h U o us Y in n. es u N s@ co H gm z Ơ N ai .co l.c |S om m

T& G T

1 2 5 0.337 2 1.8 5 0.315 3 1.5 5 0.293 4 1.2 5 0.227 5 1.0 5 0.186 6 0.7 5 0.125 Mẫu 0 5 10 0 trắng 0 C. Thực hiện phép đo ở 675nm 1. Tiến hành đo độ hấp phụ A của các dung dịch Cu (II) tartrat chuẩn 2. Tiến hành đo độ hấp phụ A của các dung dịch bão hòa Cu(II) tartrat III. KẾT QUẢ Đồ thị A = f(C) 0.4

0.3 0.25 0.2 0.15 0.1 0.05 0

D IỄ

0

N

y = 16.453x + 0.0223 R2 = 0.9705

0.35

0.005

0.01

0.015

0.02

Series1 Linear (Series1)

0.025

Độ hấp thụ của dung dịch bão hòa Cu(II) tartrat: Abh= 0.623 Ta có A=f(C) và y = 16.453x + 0.0223 Với x là nồng độ Cu(II) tartrat 0.623 = 16.453x + 0.0223 x = 0.0365 [Cu2+] = 0.0365M [Cu2+]kết tủa = 0.04 – 0.0365 = 3.5x10-3 (M) [C4H4O62-]kết tủa = 3.5x10-3 M [C4H4O62-] = 0.05 - 3.5x10-3 = 0.0465 (M) Tích số tan Ksp = [Cu2+][C4H4O62-]=0.0365 x 0.0465 = 1.7 x 10-3

BÀI 2: XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG ASPIRIN TRONG THUỐC I. NGUYÊN TẮC: Phức chất màu tím được tạo thành của phản ứng giữa aspirin và ion Fe3+, cường độ màu của phức quyết định bởi nồng độ aspirin trong dung dịch. Đo mật độ quang của phức tạo thành ở λ = 530nm. Nồng độ

T& G T

của aspirin được xác định theo phương pháp đường chuẩn.

Phản ứng phân hủy aspirin trong môi trường kiềm: O-

Đ ÀN ht TO t ÁN M p: ai // lB d -L ox a Ý da yk yk e -H em m Ó qu qu yn y A ho n Q nb h U o us Y in n. es u N s@ co H gm z Ơ N ai .co l.c |S om m

OCOCH3

+ 3OH-

+ CH3COO - +2H2O

COO -

COOH

Phản ứng tạo phức: O-

+ [Fe(H2O)6]

3+

COO -

O

Fe(H2O)4 O

+ + H2O + H3O+

C

O

Tím

II. TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM: 1. Chuẩn bị dãy chuẩn:

N

Cân 400mg acetylsalicylic acid vào bình tam giác 125ml. Thêm

D IỄ

10ml dung dịch NaOH 1M, đun dung dịch cho đến bắt đầu sôi.

Chuyển dung dịch sang bình định mức 250ml, pha loãng đến vạch

bằng nước cất. Ta gọi là dung dịch A Pha dãy chuẩn và đo độ hấp phụ ở 530 nm.

Dd A (ml)

1 2 3 4 5

2.5 2.0 1.5 1.0 0.5

Fe3+ 0.02M (ml)

C (mg/ml)

A

0.08 0.064 0.048 0.032 0.016

0.735 0.577 0.436 0.291 0.163

Định mức đến 50ml

Đ ÀN ht TO t ÁN M p: ai // lB d -L ox a Ý da yk yk e -H em m Ó qu qu yn y A ho n Q nb h U o us Y in n. es u N s@ co H gm z Ơ N ai .co l.c |S om m

Vẽ đồ thị

T& G T

STT

2. Chuẩn bị mẫu:

D IỄ

N

Cân viên nén aspirin có khối lượng m0 = 0.19 g

Cho vào bình tam giác 125ml. Thêm 10ml dung dịch NaOH 1M,

đun dung dịch cho đến bắt đầu sôi.

Sau đó chuyển dung dịch vào bình định mức 250ml, và pha loãng bằng nước cất đến vạch. Gọi là dung dịch B. Hút 2.5ml dung dịch B vào bình định mức 50ml, pha loãng đến vạch bằng dung dịch Fe3+ 0.02M. Đo độ hấp thụ của dung dịch mẫu ở 530nm.

III. Kết quả: Độ hấp thụ A của dd B đo được là : A =0.155

Hàm lượng aspirin là: C = 0.016mg/ml Thể tích dung dịch ban đầu: Vo = 250ml; Thể tích dung dịch đem đi phân tích trước khi pha loãng: V1 = 2.5ml; Thể tích dung dịch sau khi pha loãng: V2 = 50ml; Khối lượng aspirin là: V0 * C *V2 250 * 0.016 * 50 = = 80mg V1 2 .5

Sai số của phép đo:

D IỄ

N

Đ ÀN ht TO t ÁN M p: ai // lB d -L ox a Ý da yk yk e -H em m Ó qu qu yn y A ho n Q nb h U o us Y in n. es u N s@ co H gm z Ơ N ai .co l.c |S om m

(80 − 81)*10 −3 *100 % = −0.52% ( m − 81) *100 = m0 0.19

T& G T

m=

BÀI 3: PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ AXIT – BAZƠ XÁC ĐỊNH NỒNG ĐỘ H3PO4 BẰNG DUNG DỊCH NaOH I. NGUYÊN TẮC Khi trung hòa một axit (đơn hay đa) bằng bazo mạnh, pH tăng dần

T& G T

trong quá trình trung hòa. Đường pH =f (V) với V là thể tích NaOH thêm vào có những dạng khác nhau tùy theo axit trung hòa là axit mạnh hay

Đ ÀN ht TO t ÁN M p: ai // lB d -L ox a Ý da yk yk e -H em m Ó qu qu yn y A ho n Q nb h U o us Y in n. es u N s@ co H gm z Ơ N ai .co l.c |S om m

axit yếu. Với axit yếu đa chức, nếu các chức của axit có pKa khác nhau quá 4 đơn vị, ta có thể lần lượt trung hòa từng chức một. Từ giá trị thể tích NaOH ở mỗi điểm tương đương ta suy ra nồng độ đương lượng của axit.

II. NỘI DUNG

Trong bài này ta tiến hành chuẩn độ hai chức đầu của H3PO4 bằng dung dich NaOH chuẩn. Từ đó ta vẽ đường pH=f(V) đường cong này có hai điểm uốn tại hai bước nhảy tương ứng với hai điểm tương đương đầu.

Từ giá trị Vtđ ta tính được nồng độ đương lượng của H3PO4 và từ điểm bán tương đương suy ra giá trị pKa1 và pKa2 của H3PO4. Để việc xác định Vtđ được chính xác ta có thể dựa vào: - Đồ thị ∆pH / ∆V theo Vtđ Tính ∆2 pH /(∆V ) 2

D IỄ

N

-

Phương pháp này giúp loại trừ các sai số do chất chỉ thị gây ra và

có thể xác định được nồng độ axit của các chất có màu mà phương pháp xác định điểm tương đương bằng chất chỉ thị màu không thực hiện được.

III. THỰC HÀNH Chuẩn lại dung dịch NaOH # 0,1N bằng H2C2O4 0,1N với chất chỉ thị phenolphtalein. Cho dung dịch NaOH vào buret, hút 10ml dung dịch axit oxalic 0,1N vào erlen 250ml thêm vào 3 giọt phenolphtalein. Chuẩn độ bằng dung dịch NaOH cho đến khi dung dịch xuất hiện màu hồng nhạt bền trong 30 giây. Ghi thể tích NaOH. Lặp lại

thí nghiệm 3 lần lấy giá trị trung bình. Từ đó tính nồng độ chính xác NaOH. Chuẩn độ dung dịch H3PO4 a. Chuẩn thô Dùng pipet lấy 10ml dung dịch mẫu H3PO4 cho vào erlen 250ml thêm vào 3 giọt heliantin, sau đó chuẩn độ bằng NaOH, dung với Vtđ1 gần đúng. b. Chuẩn tinh

T& G T

dịch từ màu đỏ sang màu da cam. Ghi nhận thể tích VNaOH tương ứng

Đ ÀN ht TO t ÁN M p: ai // lB d -L ox a Ý da yk yk e -H em m Ó qu qu yn y A ho n Q nb h U o us Y in n. es u N s@ co H gm z Ơ N ai .co l.c |S om m

Chuẩn máy đo pH với các dung dịch đệm:7,00; 4,00 và

10,00

Tiến hành chuẩn độ trên máy đo pH để biết chính xác

nồng độ H3PO4.

10ml dung dịch H3PO4 cho vào becher 100ml, thêm

nước cất đến ngập điện cực (khoảng đến vạch 60ml). cho cá từ vào

khuấy trộn đều dung dịch (tránh đừng để cá từ chạm vào điện cực),

tắt máy khuấy từ và để dung dịch ổn định khoảng 30 giây, ghi gía trị pH trên máy khi số hiện lên đã ổn định. Sau đó mỗi lần thêm vào 1ml dung dịch NaOH, ghi giá trị pH ứng với thể tích NaOH đã thêm. Lặp lại quá trình trên đến khi cách Vtđ1 gần đúng 2ml thì mỗi lần thêm

D IỄ

N

vào 0,2ml NaOH. Khi cách Vtđ1 gần đúng 1ml thì mỗi lần thêm vào 0,1ml NaOH. Cho đến khi qua Vtđ1 gần đúng 1ml, tăng thể tích

NaOH mỗi lần thêm 0,2ml. Khi qua Vtđ1 gần đúng 2ml, thêm vào 1ml NaOH. Làm tương tự như trên với điểm tương đương thứ 2.

Vtđ2 gần đúng = 2Vtđ1 ( với Vtđ1 là VNaOH tại thời điểm pH

dung dịch tăng vọt khi thêm vào 0,1ml NaOH ).

Ngừng chuẩn độ khi qua diểm tương đương thứ 2 khoảng 3ml và không chuẩn độ điểm tương đương thứ 3.

Rửa sạch điện cực bằng nước cất và ngâm điện cực trong dunh dịch KCl có nồng độ thích hợp với điện cực.

IV. KẾT QUẢ 1. Lượng cân H2C2O4.2H2O = 0.63g V1 = 10,4mL V2 = 10,4mL V3 = 10,4mL CNaOH =

Vtb = 10,4mL

0,1.10 = 0,096( N ) 10.4

2. Bảng số liệu Vtđ 1 gần đúng = 7.6 (ml) Bảng 1:

pH VNaOH pH VNaOH

pH VNaOH pH VNaOH

2.68

2.74

2.8

2.92

3.06

3.26

3.33

3.39

3.46

3.54

3.65

3.8

0

1

2

3

4

5

5.2

5.4

5.6

5.8

6

6.2

3.95

4.3

4.53

5.11

5.45

5.66

5.81

5.93

5.98

6.07

6.15

6.22

6.4

6.6

6.7

6.8

6.9

7

7.1

7.2

7.3

7.4

7.5

7.6

6.28

6.33

6.38

6.43

6.45

6.51

6.55

6.57

6.6

6.64

6.7

6.76

7.7

7.8

7.9

8

8.1

8.2

8.3

8.4

8.5

8.6

8.8

9

6.81

6.86

6.91

7.13

7.36

7.6

7.88

7.98

8.05

8.15

8.21

8.27

9.2

9.4

9.6

10.6

11.6

12.6

13.6

13.8

14

14.2

14.3

14.4

8.34

8.42

8.46

8.55

8.66

8.78

8.9

9.06

9.14

9.32

9.5

9.58

14.5

14.6

14.7

14.8

14.9

15

15.1

15.2

15.3

15.4

15.5

15.6

Đ ÀN ht TO t ÁN M p: ai // lB d -L ox a Ý da yk yk e -H em m Ó qu qu yn y A ho n Q nb h U o us Y in n. es u N s@ co H gm z Ơ N ai .co l.c |S om m

pH VNaOH

T& G T

Vtđ 2 gần đúng = 15.2 (ml)

N

9.81 9.87 10 10.11 10.21 10.3 10.46 10.58 10.66 10.75 10.8 11.07 11.22 pH 16.1 16.2 16.4 16.6 16.8 17 17.2 18.2 19.2 VNaOH 15.7 15.8 15.9 16

D IỄ

Bảng 2:

∆pH / ∆V

0.06

0.06

0.12

0.14

0.2

0.35

0.3

0.35

0.4

0.55

0.75

0.75

Vtb

0.5

1.5

2.5

3.5

4.5

5.1

5.3

5.5

5.7

5.9

6.1

6.3

∆pH / ∆V

1.75

2.3

5.8

3.4

2.1

1.5

1.2

0.5

0.9

0.8

0.7

0.6

Vtb

6.5

6.65

6.75

6.85

6.95

7.05

7.15

7.25

7.35

7.45

7.55

7.65

∆pH / ∆V

0.5

0.5

0.5

0.2

0.6

0.4

0.2

0.3

0.4

0.3

0.3

0.25

Vtb

7.75

7.85

7.95

8.05

8.15

8.25

8.35

8.45

8.55

8.7

8.9

9.1

∆pH / ∆V

0.25

0.25

0.22

0.23

0.24

0.28

0.5

0.35

0.5

0.6

0.6

0.7

9.3

9.5

10.1

11.1

12.1

13.1

13.7

13.9

14.1

14.25

14.35

14.45

Vtb

∆pH / ∆V

0.8

0.4

0.9

1

1.2

1.2

1.6

0.8

1.8

1.8

0.8

2.3

Vtb

14.55

14.65

14.75

14.85

14.95

15.05

15.15

15.25

15.35

15.45

15.55

15.65

∆pH / ∆V Vtb

0.6

1.3

1.1

1

0.9

0.8

0.6

0.4

0.45

0.25

0.27

0.15

15.75

15.85

15.95

16.05

16.15

16.3

16.5

16.7

16.9

17.1

17.7

18.7

Bảng 3: 0

0.06

0.02

0.06

0.25

-0.25

0.25

0.25

0.75

1

0

5

Vtb

1

2

3

4

4.8

5.2

5.4

5.6

5.8

6

6.2

6.4

∆2 pH / ∆2V

3.67

35

-24

-13

-6

-3

-7

4

Vtb

6.58

6.7

6.8

6.9

7

7.1

7.2

7.3

T& G T

∆2 pH / ∆2V

-1

-1

-1

7.4

7.5

7.6

7.7

Đ ÀN ht TO t ÁN M p: ai // lB d -L ox a Ý da yk yk e -H em m Ó qu qu yn y A ho n Q nb h U o us Y in n. es u N s@ co H gm z Ơ N ai .co l.c |S om m

-1

∆2 pH / ∆2V

0

0

-3

4

-2

-2

1

1

-0.67

0

-0.25

0

Vtb

7.8

7.9

8

8.1

8.2

8.3

8.4

8.5

8.625

8.8

9

9.2

∆2 pH / ∆2V

0

-0.05

0.01

0.01

0.04

0.37

-0.75

0.75

0.67

0

1

1

Vtb

9.4

9.8

10.6

11.6

12.6

13.4

13.8

14

14.175

14.3

14.4

14.5

∆2 pH / ∆2V

-4

5

1

2

0

4

-8

10

0

-10

15

-17

Vtb

14.6

14.7

14.8

14.9

15

15.1

15.2

15.3

15.4

15.5

15.6

15.7

∆2 pH / ∆2V

7

-2

-1

-1

-0.67

-1

-1

0.25

-1

0.03

-0.12

Vtb

15.8

15.9

16

16.1

16.225

16.4

16.6

16.8

17

17.4

18.2

3.

Vẽ đồ thị pH = f(V)

N

Biểu đồ pH=f(V)

D IỄ

12

10

pH

8 6

Series1

4 2 0 0

5

10

15 V

20

25

20 18

Vtd2

16 14 12 10

Series1

8

Vtd1

6 4 2 0 -20

-10

0

10

20

4. Tính

Đ ÀN ht TO t ÁN M p: ai // lB d -L ox a Ý da yk yk e -H em m Ó qu qu yn y A ho n Q nb h U o us Y in n. es u N s@ co H gm z Ơ N ai .co l.c |S om m

Dựa vào đồ thị ta có: Vtd1 = 6,7 mL CH

30

2 PO4

−

=

6,7 × 0,096 = 0,06 N 10

pH1= 4,53 Vtd2 = 15,6 mL C HPO 2 − = 4

15,6 × 0,096 = 0,15 N 10

pH2 = 9,58

2,68 + pH 1 2,68 + 4,53 = = 3,61 2 2 2,68 + pH 2 2,68 + 9.58 = pKa2 = = 6,13 2 2

=> Ka1 = 10-3,61

pKa1 =

H3PO4 ↔ H+

[H ][H Ka1 =

N

PO4 [H 3 PO4 ]

D IỄ

H2PO42-

+

+

−

2

=> [H3PO4] =

40

T& G T

-30

] =10-3,61

[H ][H +

2

PO4

K a1

CNaOH =0,096N Vtđ1= 6,7 mL pHtđ1 = 4,53 Vtđ2 = 15,6 mL pHtđ2 = 9,58 [H3PO4] = 7,214.10-3 N

−

] = 10

− 4 , 53

10

× 0,06

−3, 61

= 7,214 × 10 −3 N

BÀI 4: PHƯƠNG PHÁP CHUẪN ĐỘ ĐIỆN DẪN XÁC ĐỊNH NỒNG ĐỘ HCL VÀ HỖN HỢP HCL + H3BO3 I.

NGUYÊN TẮC: Độ dẫn của dung dịch tùy thuộc vào nồng độ và bản chất của các

T& G T

ion trong dung dịch , đặt biệt là các ion H+ và OH- có độ dẫn điện cao hơn hẳn. Do đó , khi trung hòa một lượng axit mạnh bằng một bazơ mạnh

Đ ÀN ht TO t ÁN M p: ai // lB d -L ox a Ý da yk yk e -H em m Ó qu qu yn y A ho n Q nb h U o us Y in n. es u N s@ co H gm z Ơ N ai .co l.c |S om m

(NaOH) , ta thay thế H+ bằng Na+ , độ dẫn của dung dịch sẽ giảm .

Với axit yếu kém phân ly , khi phản ứng trung hòa xảy ra thường đường biểu diễn sẽ hơi đi lên , nằm ngang hoặc hơi đi xuống tương ứng. sau khi axit bị trung hòa hết , lượng NaOH thêm vào sẽ làm độ dẫn trong dung dịch tăng mạnh . dựa vào điểm gấp khúc, ta có thể xác định được thể tích tiêu tốn và suy ra nồng độ các chất cần xác định.

II. NỘI DUNG

Lần lượt tiến hành thí nghiệm :Xác định nồng độ của hỗn hợp hai axit HCl (axit mạnh) và H3BO 3 (axit yếu) trong cùng một dung dịch. Hai axit này cùng được trung hòa bằng dung dịch NaOH chuẩn. Đường biểu diễn χ = f(V) có hai điểm gãy tương ứng , từ đó suy ra nồng độ của HCl và H3BO 3.

N

III. THỰC HÀNH

D IỄ

1. Chuẩn độ dung dịch NaOH: - Lượng cân H2C2O4.2H2O : m = 0.63g.

- Cân chính xác 0.63g H2C2O4.2H2O cho vào bình định mức 100ml,

thêm nước cất đến vạch , khuấy đều

ta có 100ml dd H2C2O4

0.1N. - Tiến hành chuẩn độ ta thu được bảng số liệu sau :

VNaOH (ml)

1

10.8

2

10.8

3

10.8

Trung bình

10.8

CNaOH (N)

C NaOH =

10 × 0.1 = 0.093( N ) 10.8

T& G T

Thí nghiệm

Đ ÀN ht TO t ÁN M p: ai // lB d -L ox a Ý da yk yk e -H em m Ó qu qu yn y A ho n Q nb h U o us Y in n. es u N s@ co H gm z Ơ N ai .co l.c |S om m

2. Chuẩn độ dung dịch HCl + H3BO 3.

VNaOH (ml)

0

1

χ

1.07

0.89

VNaOH (ml)

9

10

χ

0.8

0.85

VNaOH (ml)

18

19

χ

1.64

1.77

2

3

0.65 0.47 11

12

0.91 0.97 20

21

1.91 2.04

4

0.53 13

1.04 22

2.17

5

6

0.58 0.64 14

15

7

8

0.7

0.75

16

17

1.13 1.25 1.38 1.51 23

24

25

26

2.29 2.42 2.55

D IỄ

N

Vẽ đồ thị:

Đồ thị χ = f(V)

Từ đồ thị suy ra điểm gãy thứ nhất có thể tích là: Vtđ1 = 3ml, (là

thể tích NaOH dùng để chuẩn độ HCl)

Suy ra nồng độ HCl: C NaOH × V NaOH = C HCl × VHCl

⇒ C HCl =

C NaOH × VNaOH 0.093 × 3 = = 0.0558( N ) VHCl 5

Từ đồ thị suy ra điểm gãy thứ hai có thể tích là: Vtđ2 =13ml (là thể

Ta có :Vtđ1 +V’ =Vtđ2

Đ ÀN ht TO t ÁN M p: ai // lB d -L ox a Ý da yk yk e -H em m Ó qu qu yn y A ho n Q nb h U o us Y in n. es u N s@ co H gm z Ơ N ai .co l.c |S om m

Trong đó:

T& G T

tích NaOH dùng để chuẩn độ H3BO3 và HCl)

Vtđ1: là thể tích dung dịch NaOH dùng để chuẩn độ HCl V’: là thể tích NaOH dùng để chuẩn độ H3BO3. ⇒

V’=Vtđ2 - Vtđ1 = 13 - 3 = 10(ml)

C NaOH × V NaOH = C H 3 BO3 × V H 3 BO3

⇒ C H 3 BO3 =

C NaOH × V NaOH 0,093 × 10 = = 0,093 ( N ) V H 3 BO3 10

PHƯƠNG PHÁP ĐIỆN TRỌNG LƯỢNG XÁC ĐỊNH

D IỄ

N

HÀM LƯỢNG Cu2+ TRONG DUNG DỊCH

I.

NGUYÊN TẮC. Trong một dung dịch có chứa nhiều ion kim loại M1n+,M2n2+,… đều có thể bị khử trên catod, nếu dùng hiệu thế thích hợp ta có thể kết tụ lần lượt M1,M2,…riêng biệt. Người ta có thể sử dụng anod và catod bằng điện cực Pt.

Xét trường hợp có 2 kim loại M1n+,M2n2+ trong cùng một dung dịch và kim loại M1 có thế E01>0, kim loại M2 có E02<0. Khi này ta có thể xác định riêng 2 kim loại: • Trước hết ta điện phân M1 trong môi trường axit.Vì Eo1 >0 nên không sợ quá trình H+ bị khử còn M2 chưa bị điện phân.

• Sau đó điện phân xác định M2 bằng cách chuyển dung dịch về môi trường bazơ và điện phân ( để tránh sự khử của H+ ) Việc kiểm soát thế và dòng khi này rất quan trọng vì nó đảm

T& G T

o

cực.

Đ ÀN ht TO t ÁN M p: ai // lB d -L ox a Ý da yk yk e -H em m Ó qu qu yn y A ho n Q nb h U o us Y in n. es u N s@ co H gm z Ơ N ai .co l.c |S om m

bảo cho sự điện phân có tính chọn lọc và chất kết tụ bám chặt vào điện II. Nội dung:

Trong bài này chúng ta tiến hành xác định hàm lượng Cu2+ trong dung dịch. Ta điện phân trong môi trường axit với hiệu thế khoảng 2V. III. Kết quả Điện phân Cu2+:

Trọng lượng catod ban đầu: m1 = 28.3588(g)

Trọng lượng catod sau khi điện phân: m2 = 28.3636(g) Khối lượng Cu bám vào catod: mCu = m2 – m1

= 28.3636–28.3588= 4.8 ×10−3 (g)

Thể tích dung dịch ban đầu: V = 5(ml).

Nồng độ ion Cu2+: CCu =

D IỄ

N

2+

4.8 × 10 −3 = 0.015( M ).

64 × 5 × 10 −3

BÀI 5: TÁCH VÀ ĐỊNH TÍNH CÁC SULFONAMIDE BẰNG SẮC KÝ LỚP MỎNG I.Nguyên tắc:

Đ ÀN ht TO t ÁN M p: ai // lB d -L ox a Ý da yk yk e -H em m Ó qu qu yn y A ho n Q nb h U o us Y in n. es u N s@ co H gm z Ơ N ai .co l.c |S om m

T& G T

SKLM là một phương pháp sắc ký dùng chất hấp phụ làm pha tĩnh trải thành 1 lớp mỏng trên tấm kính, nhựa hay kim loại.

Quá trình tách các hợp chất xảy ra khi cho pha động là dung môi di chuyển qua pha tĩnh.Như vậy, việc tách những sản phẩm phải được thực hiện dựa vào sự khác biệt về tốc độ rửa giải của một dung môi thích hợp (chất rửa giải, hệ dung môi, pha động) trên một giá mang chất hấp phụ rắn (pha tĩnh) đối với các thành phần của một hỗn hợp. Do đó SKLM là một phương pháp phân tích cho phép tách và định tính những lượng nhỏ các hợp chất hữu cơ.

II. Tiến hành thí nghiệm

D IỄ

N

1. Chuẩn bị vật liệu: Lấy 2 miếng bản mỏng kích thước 13cm x 5cm. Kẻ đường giới hạn, cách mỗi cạnh bên 0,5cm, chia đều và chấm 6 điểm.

Chuẩn bị bình khai triển: Cho dung môi (24ml cloroform và 8ml eter ethyl) vào bình khai triển, chiều cao dung môi khoảng 2cm. Để bão hoà dung môi trong 30 phút.

2. Chiết sulfonamid: Nghiền kỹ 3 viên Sulfamid trong cối, chiết bằng cồn 2 lần, mỗi lần 10ml. Lọc vào becher, làm bay hơi trên bếp cách thuỷ còn khoảng 2ml. Dung dịch này dùng để chấm lên bản mỏng.

3. Triển khai sắc ký: Chuẩn bị bản mỏng và các ống mao quản.

Chấm các vết: Dùng ống mao quản chấm 3 vết mẫu Sulfonamid chuẩn đã biết tên và 3 vết hỗn hợp mẫu, mỗi loại lấy một ống mao quản khác nhau. Đặt bản vào bình khai triển, những vết này phải nằm trên mức dung môi 1cm. Đậy bình và triển khai đến khoảng 10cm trên vết chấm, lấy bản ra khỏi bình và vạch chính xác 1 đường dung môi.

4. Phát hiện: Để khô bản đã khai triển ngoài không khí sau đó phun thuốc thử PDAB thấy có vết màu vàng.

III. Trình bày kết quả 1. Vẽ sắc ký đồ Mẫu 1: Sulfanilamid

Mẫu 2: Sulfguanidin Mẫu 3: Sulfamethoxazole A,B,C là 3 chất Sulfonamid cần nhận biết

N

Đ ÀN ht TO tp Á M N 1.1 cm ai :// lB d -L ox a Ý da yk yk e -H em m Ó qu qu 2 cm yn y A ho n Q nb h U o us Y in n. es u N s@ co H 1.1 cm gm z Ơ N ai .co l.c |S om m 2 cm 6 cm

T& G T

Vạch dung môi

D IỄ

Vạch xuất phát

`

1

2

3

A

B

2. Trình bày Rf của từng chất tách được Áp dụng công thức: Rf = a ∕ b Trong đó: a là khoảng cách chuyển dịch chất tan b là khoảng cách chuyển dịch pha động Ta có: b = 6cm

C

a (cm) Rf = a ∕ b

1 1,1

Mẫu hỗn hợp 2 3 0 2 0 0,33

A 0 0

Mẫu chuẩn B C 1,1 2 0.18 0,33

0,18

Đ ÀN ht TO t ÁN M p: ai // lB d -L ox a Ý da yk yk e -H em m Ó qu qu yn y A ho n Q nb h U o us Y in n. es u N s@ co H gm z Ơ N ai .co l.c |S om m

T& G T

Vậy: A: là Sulfaguanidin.

B: là Sulfanilamid.

C: là Sulfamethoxazole.

Cơ chế tạo màu của Sulfonamid và PDAB: Sulfonamid là dẫn xuất của Sulfoanilin đều có cấu tạo chung gồm: N H2

O

O

S

X

Nếu -X là: -NH2: Sulfanilamid Nếu -X là - HN O

Sulfamethoxazone

CH3

D IỄ

N

N

Nếu -X là:

- NH

NH2 NH

Sunfaguanidine

Cơ chế tạo màu của Sulfonamid và PDAB

O

CH

H

H M e2N

+

Me2N

CH

C

N

O-

H

+

M e2N

S O 2X

H :N H

SO 2X

H

H

C

N

:O H H

H H C

+

N

SO2X

H H Me2N

C

N ..

OH2

+

+

H

H

Me2N

-H O 2

+

Đ ÀN ht TO t ÁN M p: ai // lB d -L ox a Ý da yk yk e -H em m Ó qu qu yn y A ho n Q nb h U o us Y in n. es u N s@ co H gm z Ơ N ai .co l.c |S om m

Me2N

C

N

D IỄ

N

Hợp chất có màu vàng

SO2X

S O 2X

T& G T

Me2N

O

-

SO 2X

BÀI 6: SẮC KÝ CỘT I. NGUYÊN TẮC: Trong sắc ký cột thường ứng dụng phương pháp sắc ký trao đổi ion

là kỹ thuật sắc ký trong đó sự phân tích các chất tan là do lực tương tác tĩnh điện giữa các phân tử chất tan mang điện tích trái dấu với các nhóm cation

Đ ÀN ht TO t ÁN M p: ai // lB d -L ox a Ý da yk yk e -H em m Ó qu qu yn y A ho n Q nb h U o us Y in n. es u N s@ co H gm z Ơ N ai .co l.c |S om m

pha tĩnh (thường được gọi là nhựa trao đổi ion).

T& G T

[RN(CH3)3]+ hay anion (RSO3)- liên kết cộng hóa trị với các tiểu phân của

Sắc ký trao đổi ion là một phương pháp hiệu quả và hiện đại để

tách các ion dựa vào các nhựa trao đổi ion. Nhựa trao đổi ion (ionit) là những hợp chất cao phân tử, thể rắn, không tan trong nước và có chứa nhóm chức có khả năng trao đổi.

Nhựa trao đổi cation (cationit): gồm 2 loại:

Cationit acid mạnh có nhóm acid sulfonic -SO3-H+

Cationit acid yếu có nhóm acid cacboxylic -COO-H+

Nhựa trao đổi anion (anionit): có 2 loại

Anionit Base yếu có nhóm amin bậc 1 -NH3+OH-.

D IỄ

N

Anionit Base mạnh có nhóm amin bậc 4 -N(CH3)3+OH-

Khi một ionit tiếp xúc với dung dịch thân nước có chứa ion thì xảy ra sự trao đổi xRSO3-H+ + Mx+ Rắn

(RSO3-)xMx+ + xH+

dd

Rắn

xRN(CH3)3+OH- + AxRắn

dd

dd

[RN(CH3)3+]xAx- + xOHRắn

dd

Áp dụng định luật tác dụng khối lượng đối với cân bằng trao đổi

ion giữa 1 ion B+ và nhựa trao đổi ion acid sulfonic được nhồi trong một cột

sắc ký RSO3-H+ (s) + B+ (aq)

RSO3-B+(s) + H+ (aq)

Nếu nồng độ H+ trong dd lớn thì cân bằng dịch chuyển sang trái,

B+ được phản hấp thụ. Có nghĩa là nếu dùng một dd acid rửa giải cột thì B+ sẽ bị đẩy ra khỏi cột. Quá trình rửa giải cũng chính là quá trình hoàn nguyên.

[RSO3-B+]s [H+]aq [RSO3-H+]s [B+]aq

Kex: Hằng số cân bằng trao đổi ion

Đ ÀN ht TO t ÁN M p: ai // lB d -L ox a Ý da yk yk e -H em m Ó qu qu yn y A ho n Q nb h U o us Y in n. es u N s@ co H gm z Ơ N ai .co l.c |S om m

Kex=

T& G T

Ví dụ: Với Cationit dùng HCl để tái sinh với Anionit dùng NaOH để tái sinh.

Như vậy Ion nào có Kex lớn sẽ bị lưu giữ mạnh trên ionit và ngược lại

Trong sắc ký cột còn nhiều kiểu tách bằng các cơ chế khác như

hấp phụ, phân bố, rây phân tử.....

Trong bài này ta thực hiện tách hỗn hợp chất màu bằng chất hấp

phụ là Al2O3, sử dụng nhựa trao đổi cation để tách Ca2+ trong nước cứng trên cột sắc ký.

II. TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM

A. Định lượng ion Ca2+ trong mẫu nước cứng trước và sau khi qua cột

N

trao đổi Cation

D IỄ

1. Định tính ion Ca2+: Cho vào ống nghiệm 20 giọt nước cứng ban

đầu + 20 giọt dd nước xà phòng, lắc đều có kết tủa trắng

có Ca2+

2. Định lượng ion Ca2+: a. Chuẩn độ mẫu trắng: 10 ml nước cất cho vào erlen 250 ml + 5 ml dd NaOH 1M + một ít chất chỉ thị murexit. Chuẩn độ với dd EDTA đến khi dd từ màu đỏ chuyển sang màu tím sen. Thể tích EDTA đã dùng 1ml. b. Chuẩn độ mẫu nước cứng: 10ml nước cứng cho vào erlen 250ml

+ 5ml dd NaOH 1M + một ít chất chỉ thị murexit. Chuẩn độ với dd EDTA đến khi dd từ màu đỏ chuyển sang màu tím sen. Thể tích EDTA đã dùng là 12.05 ml • Nồng độ ion Ca2+ : C=

(12.05 − 1) × 0.01 =0.01105 (M) 10

• Hàm lượng ion Ca2+ = 0.01105 × 40 × 1000 =442 (mg/l)

T& G T

3. Tiến hành trao đổi ion: a. Chuẩn bị cột trao đổi ion: 2g nhựa trao đổi Cation ngâm nước

Đ ÀN ht TO t ÁN M p: ai // lB d -L ox a Ý da yk yk e -H em m Ó qu qu yn y A ho n Q nb h U o us Y in n. es u N s@ co H gm z Ơ N ai .co l.c |S om m

10 phút. Cho vào cột (đã lót bông gòn ở đáy) tạo cột cao khoảng 15cm. Rửa cột vài lần bằng nước cất. b. Trao đổi cation:

• Hút 10 ml mẫu nước cứng cho vào cột trao đổi Cation. Để

yên 5 phút. Hứng lấy dd qua cột vào erlen 250 ml.

• Chuẩn độ lại Ca2+ bằng dd EDTA: thêm vào erlen trên 5 ml

dd NaOH 1M + một ít chất chỉ thị murexit. Chuẩn độ với dd EDTA đến khi dd từ màu đỏ sang tím sen. Thể tích EDTA đã

dùng là 0.95 ml.

D IỄ

N

o Nồng độ ion Ca2+ =

(1.2 − 1) × 0.01 = 0.0002 (M) 10

o Hàm lượng ion Ca2+ =0.0002) × 40 × 1000= 8(mg/l) o Dung lượng trao đổi ion = (mili đlg ion Ca2+ ) / (số gam nhựa Cationit) ∇ VEDTA =12.05-1.2 = 10.85 ml → Số mili đlg Ca2+ trao đổi: ∇V × C 10.85 × 10 −3 × 0.01 × 40 ×103 = × 40 × 103 = 2.17 (mđlg) 2 2

⇒ Dung lượng trao đổi ion = 2.17 ÷ 2 = 1.085 (mđlgCa2+/g)

B. Phân tách hỗn hợp màu Methyl orange và Methylen Blue bằng phương pháp sắc ký cột: 1. Chuẩn bị cột sắc ký: Lắp cột sắc ký. Cân 5g Al2O3 vào becher 100ml + 10ml ethanol vào để tạo thành dạng huyền phù rồi đổ từ từ đến hết vào cột sắc ký. Mở khóa cho từ từ dung môi chảy hết, chờ cho cột ổn định Lưu ý: bề mặt cột phải luôn có một lớp dung môi ở trên, không để gãy cột.

Đ ÀN ht TO t ÁN M p: ai // lB d -L ox a Ý da yk yk e -H em m Ó qu qu yn y A ho n Q nb h U o us Y in n. es u N s@ co H gm z Ơ N ai .co l.c |S om m

T& G T

2. Quá trình tách hỗn hợp bằng sắc ký: rót 2ml dd chứa hỗn hợp 2 thuốc thử vào cột. Theo dõi quá trình hình thành các vùng có màu vàng, xanh trong quá trình dd chất màu chảy qua cột sắc ký.

3. Rửa giải từng thành phần trên cột:

Phần methylen xanh được rửa bằng 5 ml ethanol và thu vào bình hứng

Thay bình hứng và rửa bình nước để thu hồi methyl da cam

Cô đuổi dung môi để thu lấy từng chất màu riêng biệt

4. Kết quả phân tách:

Theo dõi thấy quá trình hình thành các vùng màu vàng và xanh trên cột sắc ký.

Đầu tiên dùng ethanol ( có độ phân cực kém hơn) để rửa giải thu được methylen blue màu xanh dương

D IỄ

N

Sau đó dùng nước thu được methyl da cam

Đ ÀN ht TO t ÁN M p: ai // lB d -L ox a Ý da yk yk e -H em m Ó qu qu yn y A ho n Q nb h U o us Y in n. es u N s@ co H gm z Ơ N ai .co l.c |S om m

PHÚC TRÌNH THỰC TẬP

T& G T

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA KHOA HỌC TỰ NHIÊN BỘ MÔN HOÁ HỌC

MSHP: TN182

D IỄ

N

GVHD: Ts. Lâm Phước Điền

Sinh viên thực tập: Mai Trung Khợi 2111931 Trần Thị Bích Liễu 2111933 Trần Thị Trúc Lil 2111934 Đặng Trúc Ly 2111936 Cần Thơ ,12/03/2013

N

D IỄ

T& G T

Đ ÀN ht TO t ÁN M p: ai // lB d -L ox a Ý da yk yk e -H em m Ó qu qu yn y A ho n Q nb h U o us Y in n. es u N s@ co H gm z Ơ N ai .co l.c |S om m