Phúc trình TT hóa hữu cơ CNHH

Hòa tan 5 giọt rượu Isopropyl 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

Bài 2:

CÁC PHƯƠNG PHÂN LẬP VÀ TINH CHẾ HỢP CHẤT HỮU CƠ CHƯNG CẤT ĐƠN: CHƯNG CẤT NƯỚC

I Nguyên tắc chưng cất đơn ở áp suất thường:

Chưng cất là phương pháp dùng để tách những chất có nhiệt độ sôi khác nhau Nhiệt độ sôi là nhiệt độ mà tại đó áp suất hơi của chất lỏng bằng áp suất hơi của khí quyển Còn có nghĩa là chuyển lỏng thành hơi, rồi sau đó ngưng tụ hơi thành lỏng

Các chất có nhiệt độ sôi nhỏ hơn 1500C bền với nhiệt độ, không bị phân hủy ở nhiệt độ sôi, nên có thể chưng cất ở áp suất thường

Nguyên tắc chưng cất ở áp suất thường:

 Phương pháp này dùng để tách rời một chất lỏng dễ bay hơi ra khỏi một chất rắn hay chất lỏng, ra khỏi tạp chất lỏng có nhiệt độ sôi cách xa nhau từ 50 -

 Truờng hợp chất lỏng có chất bay hơi còn chất khác không bay hơi thì chỉ cần chưng cất một lần, với tốc độ 1 - 2 giọt/giây chất lỏng thu được sẽ đạt độ tinh khiết cao

 Để chưng cất, dùng hệ thống chưng cất có lấp đặt nhiệt kế, sao cho phần trên của bầu thủy ngân thấp hơn miệng dưới ống nhánh dẫn hơi của bình cầu khoảng 0,5cm Chất lỏng trong bình chỉ nên chiếm 2/3 thể tích bình

II Thực hành:

Vì nước ao, hồ, sông, biển và kể cả nước máy vẫn lắng rất nhiều tạp chất, đặc biệt là các muối vô cơ tan, nên muốn có nước nguyên chất để dùng ta phải tinh chế nó Tùy theo yêu cầu sử dụng mà tinh chế 1 lần hay 2 lần

H2SO4 đặc Sinh hàn thẳng

Sừng bò Bình cầu đáy bằng

Cách tiến hành:

- Đo chỉ số khúc xạ của nước trước khi đem chưng cất

- Tiến hành chưng cất: Cho vào bình cầu đáy tròn cỡ 250ml, 100ml nước sông;

0,01g KMnO4; vài giọt H2SO4 đặc, một ít đá bọt và lắp thiết bị (như ở 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 ở áp suất đọc được trên áp kế khí quyển Đo chỉ số khúc xạ của sản phẩm So sánh chỉ số khúc xạ trước và sau khi chưng cất So sánh kết quả đo được với tài liệu về chiết suất của nước nguyên chất Giải thích

- Chú ý, cất với tốc độ vừa phải (25 giọt/phút), không đun quá mạnh, cất với tốc độ

nhanh sẽ gây ra hiện tượng hơi quá nhiệt, làm cho việc đọc nhiệt độ sôi không đúng và sản phẩm không tinh khiết

III Kết quả đo chiết suất trước và sau khi chưng cất nước máy, nhiệt độ sôi của nước máy:

Chỉ số khúc xạ của nước trước khi chưng cất: 1.3315

Chỉ số khúc xạ của nước sau khi chưng cất: 1.332

Chỉ số khúc xạ của nước nguyên chất: 1.333

 Sở dĩ có sự sai lệch giữa nước nguyên chất so với nước sau khi chưng cất là do: nước chưa nguyên chất trong quá trình chưng cất chưa đúng, sai vị trí lấp nhiệt kế, đun quá lửa gây hiện tượng hơi quá nhiệt, hoặc sai số trong quá trình đo chỉ số khúc xạ của nước

Bài 3:

PHƯƠNG PHÁP CHIẾT XUẤT CHIẾT XUẤT CAFEIN TỪ TRÀ

I Giới thiệu:

 Caffein là một alkaloid, có nhiều trong lá trà (2-5%) và có hoạt tính kích thích hệ

thần kinh, làm tăng cường hoạt động cơ bắp, giảm mệt mỏi và lợi tiểu Có thể lấy caffein từ trà bằng chiết xuất

II Thực hành:

1 Chiết Caffein thô:

Trong bình tam giác 500ml, cho vào 25gam lá trà và 225ml nước sôi Để yên 7 phút, sau đó rót dung dịch này vào cốc 500ml Tiếp tục thêm vào 50ml nước sôi, khuấy nhẹ, sau đó rót dung dịch này vào trong cốc đựng dung dịch lần 1 Lọc dung dịch nước trà bằng máy lọc chân không, để nguội ở nhiệt độ phòng Chia dung dịch nước trà này làm 2 phần Cho mỗi phần dung dịch này vào phễu chiết và trích 2 lần, mỗi lần 30ml etyl acetat (hoặc Diclorometan) Chú ý rằng ta không nên lắc mạnh khi chiết vị dịch trà dễ tạo nhũ Ta thu lấy dịch chiết này ở phần trên của phễu chiết Làm khan bằng Na2SO4 (khoảng nữa muỗng nhỏ) Lọc, đem cô quay thu hồi dung môi Ta được dịch thô Caffein Cân để tính hiệu suất

2 Hiệu suất của quá trình chiết thô:

 Lượng caffein thu được là 0,785g

 Hiệu suất => Trong lá trà có chứa 3,14% caffein

Bài 4:

ĐỊNH TÍNH CÁC NHÓM CHỨC ALCOL, PHENOL, ALDEHYDE, CETON, ACID, ESTER

I Hóa chất và dụng cụ:

1 Hóa chất:

Rượu etylic; iso – propylic; tert – butylic; cyclohexanol; thuốc thử Lucas; phenol 5%; acid salisilic 5%; FeCl3 5%; HCl 2N; dung dịch Fehling A và dung dịch Fehling B; glucozơ 5%; formaldehyde 5%; etylenglycol; glycerin; CuSO42%; NaOH 10%; HCl 10%; AgNO3 1%; NH3 5%; dầu dừa thô; NaOH 40%; NaCl bão hòa; CaCl2 2M; metyletyl ceton; aceton; acetophenon; dung dịch

I2/KI, NaHSO3 bão hòa, KOH rắn, nước vôi trong,…

 Trả lời: 1ml etanol + 1ml cacbon disunfua + 1 viên KOH, đun nhẹ => viên

KOH tan; dung dịch có màu vàng do phản ứng tạo muối tan

C2H5OH + CS2 + KOH → C2H5OCS2K + H2O Nhỏ vào đó 5 giọt dung dịch CuSO4 thì thấy tạo kết tủa đỏ nâu

C2H5OCS2K + CuSO4 → (C2H5OCS2)2Cu + K2SO4

Thí nghiệm 2:

Cho vào 3 ống nghiệm khô mỗi ống 0,5ml lần lượt các alcol sau: Rượu etylic; iso – propylic; tert – butylic Thêm tiếp 1,5ml thuốc thử Lucas, lắc đều hỗn hợp Sau đó để yên trên giá ống nghiệm 2-3 phút rồi quan sát hiện tượng (phân lớp, đục ) xảy ra trong mỗi ống nghiệm

 Trả lời:

- Ống 1: Alcol etylic + thuốc thử Lucas: Không cho phản ứng ở nhiệt độ

thường, dung dịch trong suốt

- Ống 2: Alcol iso – propylic + thuốc thử Lucas: Cho phản ứng chậm ở nhiệt

độ thường, dung dịch trên mặt hơi đục

(CH3)2CHOH + HCl → (CH3)2CHCl + H2O

- Ống 3: Alcol tert – butylic + thuốc thử Lucas: Cho phản ứng nhanh ở nhiệt độ

thường, lớp clorur nỗi lên mặt chất lỏng dưới dạng lớp dầu (dung dịch hóa đục rồi tách lớp nhanh)

(CH3)3COH + HCl → (CH3)3CCl + H2O

Thí nghiệm 3:

Cho vào 3 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 etylenglycol

- Ống nghiệm 2: 3 giọt glycerin

- Ống nghiệm 3: 3 giọt rượu etylic

Lắc nhẹ cả 3 ống nghiệm và quan sát hiện tượng (màu sắc dung dịch, kết tủa) xảy

ra Sau đó thêm tiếp vào 3 ống nghiệm từng giọt dung dịch HCl 2N và tiếp tục quan sát hiện tượng xảy ra

 Trả lời:

- Ống 1: CuSO4 + NaOH + etylenglycol

Xuất hiện kết tủa keo xanh Cu(OH)2; kết tủa bị hòa tan khi cho etylenglycol tạo dung dịch có màu xanh thẫm do các phản ứng:

CuSO4 + 2 NaOH → Cu(OH)2 + Na2SO42C2H4(OH)2 + Cu(OH)2 → (C2H4OHO)2Cu + 2H2O

- Ống 2: CuSO4 + NaOH + glycerin

Hiện tượng quan sát được: có kết tủa keo xanh Cu(OH)2 ; kết tủa bị hòa tan khi cho glycerin vào; dung dịch có màu xanh thẫm do glycerin cũng có các nhóm chức cận kề nhau

CuSO4 + 2 NaOH → Cu(OH)2 + Na2SO4

CH 2 OH CHOH

CH 2 OH

2 + Cu(OH) 2

CH 2 O CHO

CH 2 OH

Cu

CH 2 OH H

OCH 2

+ 2H 2 O

- Ống 3: CuSO4 + NaOH + rượu etylic

Tạo kết tủa xanh lam và không bị hòa tan do rượu etylic không có các nhóm chức

OH cận kề nhau

CuSO4 + 2 NaOH → Cu(OH)2 + Na2SO4

Thêm tiếp vào 3 ống nghiệm từng giọt dung dịch HCl thì cả 3 ống nghiệm đều tạo dung dịch trong suốt do ở ống 1 và 2 xảy ra phản ứng hòa tan phức

Ống 3 xảy ra phản ứng trung hòa acid + bazơ

Cu(OH)2 +2HCl → CuCl2 + 2H2O

Thí nghiệm 4: Phản ứng Iodoform của rượu dạng R-CHOH-CH3

Hòa tan 5 giọt rượu Isopropyl 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 thấy có kết tủa thì đun nhẹ Viết phương trình phản ứng

 Trả lời:

Pha loãng 5 giọt rượu Isopropyl với 2ml nước cất, cho dung dịch NaOH vào rồi thêm dung dịch iod từng giọt cho đến khi hỗn hợp có màu vàng không phai; đợi vài phút thì thấy kết tủa màu vàng đậm do phản ứng:

2 NaOH + I2 + CH3CH(OH)CH3 → 2 NaI + CH3COCH3+ 2 H2O

CH3COCH3 + 3 I2 + 4NaOH CHI3 + CH3COONa + 3NaI + 3H2O

2 Định tính phenol

Thí nghiệm 5: Cho vào 3 ống nghiệm:

- Ống nghiệm 1: 1ml etanol

- Ống nghiệm 2: 1ml phenol 5%

- Ống nghiệm 3: 1ml acid salisilic 5%

Cho tiếp vào mỗi ống 1 giọt dung dịch FeCl3 5% và lắc nhẹ Nhận xét sự biến đỗi màu của dung dịch

Sau đó chia mỗi dung dịch thành 2 phần Nhỏ từ từ từng giọt rượu etylic vào phần

1 và HCl 2N vào phần 2 cho đến khi dung dịch mất màu

 Trả lời: Cho vào 3 ống nghiệm:

- Ống nghiệm 1: 1ml etanol

- Ống nghiệm 2: 1ml phenol 5%

- Ống nghiệm 3: 1ml acid salisilic 5%

Cho tiếp vào mỗi ống 1 giọt dung dịch FeCl3 5% và lắc nhẹ, ta thấy hiện tượng:

- Ống nghiệm 1: dung dịch có màu vàng của ion Fe3+

- Ống nghiệm 2: dung dịch màu xanh đen

- Ống nghiệm 3: dung dịch màu tím

Ống 2,3 có sự đổi màu dung dịch là do phản ứng tạo phức phenolate:

6ArOH + FeCl3 [Fe(OAr)6]3- + 6H+ + 3Cl- (*)

Chia mỗi dung dịch thành 2 phần: Nhỏ từ từ từng giọt rượu etylic vào phần 1 và HCl 2N vào phần 2 thì thấy:

Phần 1 + rượu etylic:

- Ống 1: Màu vàng không đỗi do sự tăng nồng độ rượu

- Ống 2: Màu xanh đen chuyển sang màu vàng đậm do H+

trong rượu làm tăng nồng

độ ion H+

, phản ứng thuận nghịch (*) chuyển dịch theo chiều ngược lại làm dung dịch mất màu của phức chuyển lại màu của ion Fe3+ nhưng do rượu là một acid rất yếu nên phản ứng rất chậm

- Ống 3: Màu tím không đổi do phức này bền hơn

Phần 2 + HCl:

- Ống 1: Màu vàng hơi phai, giống như sự pha loãng dung dịch rượu.

- Ống 2: Xanh đen thành vàng nhạt do cân bằng (*) chuyển dời sang trái tạo Fe3+

và do tính acid của HCl mạnh nên cân bằng chuyển dịch nhanh

- Ống 3: Dung dịch màu tím - > có kết tủa trắng do cân bằng (*) chuyển dời sang

trái tạo acid salisilic kết tinh màu trắng

3 Định tính Aldehid và Ceton

Thí nghiệm 6:

o Cho vào 2 ống nghiệm (đã rửa sạch bằng cách nhỏ vào mấy giọt dung dịch NaOH 10%, sau đó rửa lại và tráng bằng nước cất) 1ml dung dịch AgNO31%, lắc 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 gọi là thuốc thử Tollens Chú ý, thuốc thử sẽ kém nhạy nếu dư dung dịch NH3 5%

o Nhỏ vài giọt dung dịch glucozơ 5% vào ống 1, formaldehyde 5% vào ống 2 (cả 2 ống là thuốc thử Tollens) Đun nóng hỗn hợp vài phút trên cốc 500ml nước nóng ở 600

C – 700C Quan sát lớp Ag kim loại bám trên thành ống nghiệm

o Chú ý: Để rửa ống nghiệm có dính Ag, sinh viên phải đem ống nghiệm lại tủ hút, nhỏ vào vài giọt acid HNO3 đậm đặc để hòa tan, sau đó mới đem lại lavabo để rửa

 Trả lời:

- Điều chế thuốc thử Tollens: : Cho vào 2 ống nghiệm đã rửa sạch bằng cách nhỏ

vào mấy giọt dung dịch NaOH 10%, sau đó rửa lại và tráng bằng nước cất 1ml dung dịch AgNO3 1%, lắc ống nghiệm và nhỏ thêm từ từ từng giọt dung dịch

NH3 5% cho đến khi vừa hòa tan kết tủa

AgNO3 + 3NH3 + H2O → [Ag(NH3)2]OH + NH4NO3

Nhỏ vài giọt dung dịch glucozơ 5% vào ống 1, formaldehyde 5% vào ống 2 (cả

2 ống là thuốc thử Tollens) Đun nóng hỗn hợp thấy lớp Ag bám trên thành ống nghiệm; ống nghiệm chứa dung dịch formaldehyde tạo kết tủa nhanh và nhiều hơn

CH2OH(CHOH)4CHO + 2[Ag(NH3)2]OH →

2Ag + 3NH3 + CH2OH(CHOH)4COONH4 + H2O HCHO + [Ag(NH3)2OH] HCOONH4 + 2Ag + NH3  + H2O

Thí nghiệm 7: Cho vào 2 ống nghiệm, mỗi ống 1ml Fehling A và 1ml Fehling B

để tạo ra thuốc thử Fehling Thêm tiếp vào:

- Ống nghiệm 1: 0,5ml dung dịch glucozơ 5%

- Ống nghiệm 2: 1ml dung dịch etanol

Đun nóng nhẹ từng hỗn hợp trên ngọn lửa đèn cồn, quan sát hiện tượng xảy ra và giải thích

 Trả lời: Cho vào 2 ống nghiệm, mỗi ống 1ml Fehling A và 1ml Fehling B để tạo

ra thuốc thử Fehling tác dụng dưới dạng tạp chất chỉ thị [Cu(C4H4O6)2]2-

Thêm tiếp vào:

- Ống nghiệm 1: 0,5ml dung dịch glucozơ 5%

- Ống nghiệm 2: 1ml dung dịch etanol

- Ống nghiệm 2: Không có phản ứng xảy ra, dung dịch tách lớp

Thí nghiệm 8: Cho vào 2 ống nghiệm, mỗi ống 5 giọt các ceton: aceton, metyletyl

ceton Hòa tan 5 giọt hợp chất này với 1ml nước cất Thêm 1ml dung dịch NaOH 10% rồi cho từng giọt I2/KI cho đến khi hỗn hợp có màu vàng không phai Quan sát hiện tượng và viết các phương trình phản ứng

 Trả lời:

- Ống 1: aceton + NaOH + I2/KI

- Ống 2: metyletyl ceton + NaOH + I2/KI

Hiện tượng: Cả 2 ống đều tạo kết tủa màu vàng CHI3

CH3COCH3 + 3I2 + 4NaOH CHI3 + CH3COONa + 3NaI + 3H2O

C2H5COCH3 + 3I2 + 4NaOH CHI3 + C2H5COONa + 3NaI + 3H2O

Thí nghiệm 9: Lấy 2 ống nghiệm: ống 1 cho vào 1ml etanol, ống 2 cho vào 1ml

C SO 3 Na

H 3 C OH

CH 3

NaHSO 3

+

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

Cho vào ống nghiệm 3ml thuốc thử và vài giọt aceton, đun cách thủy vài phút, để nguội Ghi nhận hiện tượng và viết phương trình phản ứng

 Trả lời: 2,4-dinitrophenilhidrazin + aceton, đun cách thủy vài phút, để nguội tạo

kết tủa màu gạch

4 Định tính Acid cacboxylic

Thí nghiệm 11: Phản ứng với Na2CO3

Trong một ống nghiệm, cho 3ml dung dịch Na2CO3 20%, 1ml acid acetic Đậy nút ống nghiệm, đầu nút có ống dẫn khí vào một ống nghiệm thứ hai có chứa dung dịch nước vôi trong bão hòa Quan sát hiện tượng và giải thích

 Trả lời: 1ml acid acetic + 3ml dung dịch Na2CO3 20%: Tạo sủi bọt khí CO2 bay lên, khí này được dẫn vào dung dịch nước vôi trong bão hòa thì nước vôi trong hóa đục

2CH3COOH + Na2CO3 →2CH3COONa + CO2 + H2O

CO2 + Ca(OH)2 →CaCO3 + H2O

Thí nghiệm 12: Phản ứng ester hóa

Đun cách thủy nhẹ 1ml etanol, 0,5ml acid acetic và vài giọt acid sunfuaric đậm đặc trong vài phút trong một ống nghiệm Để nguội, rót hỗn hợp vào 1ml nước Ghi nhận mùi và viết phương trình phản ứng

 Trả lời: Đun cách thủy nhẹ 1ml etanol, 0,5ml acid acetic và vài giọt acid

sunfuaric đậm đặc trong vài phút trong một ống nghiệm Để nguội, rót hỗn hợp vào 1ml nước ta ngửi được ester bay ra có mùi thơm dễ chịu (mùi hoa quả)

C2H5OH + CH3COOH CH3COOC2H5 + H2O

5 Định tính Ester

 Phản ứng xà phòng hóa: Cho vào cốc thủy tinh 50ml: 3g dầu dừa thô và 10ml dung dịch NaOH 40% Đun hỗn hợp trên bếp cách thủy trong khoảng 30 phút và khuấy đều hỗn hợp bằng đũa thủy tinh Do nước bị bốc hơi trong quá trình đun nên thỉnh thoảng cho thêm nước cất vào hỗn hợp phản ứng để giữ cho thể tích ban đầu của hỗn hợp không đỗi

 Sau khi đun hỗn hợp khoảng 15-20 phút, cần tiến hành kiểm tra sự kết thúc phản ứng bằng cách lấy một vài giọt hỗn hợp cho vào ống nghiệm chứa sẵn 5-6ml nước cất Lắc nhẹ và đun nóng ống nghiệm trong nồi nước sôi Nếu mẫu thử hòa tan hoàn toàn trong nước, không tách thành giọt dầu, xem như phản ứng thủy phân kết thúc Trong trường hợp ngược lại, cần tiếp tục đun nóng, sau đó thử lại như trên

 Khi phản ứng thủy phân kết thúc, rót thêm vào dung dịch 10-15ml dung dịch NaOH bão hòa nóng và khuấy nhẹ Để nguội và giữ nguyên hổn hợp, tách lấy lớp

xà phòng rắn nổi lên và đem cân sản phẩm Dung dịch còn lại dùng để định tính glycerin

CH 2 COOR 1 CHCOOR 2

t 0

Thí nghiệm 13:

- Cho vào 1 ống nghiệm 4 giọt CuSO4 2% và 4 giọt dung dịchNaOH 10% Lắc nhẹ, nhỏ vào 1ml dung dịch thu được sau phản ứng xà phòng hóa trên Lắc nhẹ ống nghiệm và quan sát hiện tượng (màu sắc dung dịch, kết tủa, phương trình phản ứng)

- Cho 5 giọt dầu dừa thô vào 1 ống nghiệm đã chứa sẳn 3ml nước cất Lắc ống

nghiệm và theo dõi tính tan của dầu trong nước Thêm 10ml dung dịch xà phòng (đã chuẩn bị trước: Lấy một ít xà phòng cho vào một ống nghiệm rồi dùng 10ml nước cất hòa tan, có thể đun nóng cho mau tan) vào, lắc ống nghiệm và ghi nhận xét

- Lấy một ít xà phòng cho vào một ống nghiệm rồi dùng nước cất để hòa tan( có thể

đun nóng cho mau tan) Nhỏ vào đó 1ml dung dịch CaCl2 2M Nhận xét và viết phương trình phản ứng

 Trả lời:

- 4 giọt CuSO4 2% và 4 giọt dung dịchNaOH 10% : tạo kết tủa keo màu xanh thẫm CuSO4 + 2 NaOH → Cu(OH)2 + Na2SO4

CH 2 OH CHOH

CH 2 OH

2 + Cu(OH) 2

CH 2 O CHO

CH 2 OH

Cu

CH 2 OH H

OCH 2

+ 2H 2 O

- Cho 5 giọt dầu dừa thô vào 1 ống nghiệm đã chứa sẳn 3ml nước cất, lắc đều, những

giọt dầu không tan trong nước từ từ tách ra và nỗi lên Thêm vào hỗn hợp dung dịch xà phòng thì hỗn hợp chuyển thành nhũ tương bền có màu trắng sữa do xà phòng có khả năng làm giảm sức căng bề mặt của các giọt dầu

- Nhỏ dung dịch CaCl2 vào xà phòng thì tạo kết tủa trắng do phản ứng

RCOONa + CaCl2 → (RCOO)2Ca + 2NaCl

Thí nghiệm 14:

Cho vài giọt ester etyl acetat vào ống nghiệm, thêm vào vài hạt tinh thể

NH2OH.HCl rồi trung hòa bằng 1ml dung dịch NaOH 10% Đun sôi 1-2 phút Làm lạnh rồi thêm từ từ HCl loãng cho đến khi giấy thảo lam xanh hóa đỏ, thêm vài giọt FeCl3 => được màu tím hay đỏ Viết phương trình phản ứng

 Trả lời: Cho vài giọt ester etyl acetat vào ống nghiệm + vài hạt tinh thể

NH2OH.HCl + 1ml dung dịch NaOH 10% Đun sôi thì tinh thể tan, dung dịch trong suốt; làm lạnh rồi thêm từ từ HCl loãng cho đến khi giấy thảo lam xanh hóa

đỏ thì thêm vài giọt FeCl3 ta được phức có màu đỏ máu

CH3COOC2H5 + NH2OH CH3CONHOH + C2H5OH

CH3CONHOH + FeCl3 [CH3CONHO-]3Fe + 3HCl

III Câu hỏi:

1 Nêu mục đích của từng thí nghiệm, viết các phương trình phản ứng?

Điều chế thuốc thử Lucas:

- Hóa chất điều chế: dung dịch HCl đậm đặc, muối ZnCl2 khan

- Ứng dụng: thuốc thử dùng để phân biệt rượu bậc 1, bậc 2, bậc 3

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

Điều chế thuốc thử Fehling:

- Hóa chất điều chế: dung dịch CuSO4, muối K - Na tactrate trong môi trường kiềm mạnh

- Ứng dụng: dùng để định lượng hoặc định tính các aldehyde, glucozo trong máu,

COOK + RCHO + 2H 2 O RCOOH + Cu 2 O + 4

COOK CHOH CHOH COONa

OCH H

- Ứng dụng: Thuốc thử dùng để định tính hoặc định lượng các aldehyde, dùng để phân biệt aldehyde với ceton

Ví dụ:

HCHO + [Ag(NH3)2OH] HCOONH4 + 2Ag + NH3 + H2O

2 Trong các phản ứng với thuốc thử Lucas, ancol thể hiện tính acid hay bazơ?

- Trong các phản ứng với thuốc thử Lucas, ancol thể hiện tính bazơ Tính bazơ của ancol thể hiện ở bậc của ancol: Bậc 3 > Bậc 2 > Bậc 1

3 Ảnh hưởng của pH lên phản ứng giữa etylenglycol và glycerin với Cu(OH) 2 ?

- Ảnh hưởng của pH lên phản ứng giữa ancol đa chức với Cu(OH)2 : Phản ứng xảy

ra trong môi trường bazơ, hợp chất phức có màu xanh thẫm tan trong dung dịch và

bị acid phân giải dó đó:

Ví dụ: dung dịch phenol không màu + 1 giọt FeCl3 sẽ tạo phức phenolate, dung dịch

có màu xanh đen:

6ArOH + FeCl3 [Fe(OAr)6]3- + 6H+ + 3ClNếu thêm tiếp C2H5OH hay HCl đều làm tăng nồng độ ion H+

-, làm cân bằng chuyển dịch sang trái, làm dung dịch có màu vàng của Fe3+

5 Tại sao cần 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: là việc làm cẩn thận; tránh tình trạng còn acid trong ống nghiệm hoặc nước máy cũng có tính acid Phản ứng là phản ứng tráng gương, nếu còn dư

acid thì sẽ làm lớp Ag không bám vào được thành ống nghiệm

6 Tại sao dùng thuốc thử Fehling để oxy hóa aldehyde tốt hơn dùng Cu(OH)2?

- Dùng thuốc thử Fehling thuận lợi hơn vì Fehling tạo môi trường kiềm yếu, các ion

phân ly phản ứng với aldehyde nhanh và không tạo sản phẩm phụ che lấp như phản ứng với Cu(OH)2 tạo kết tủa đỏ gạch Cu2O

7 Tại sao phản ứng xà phòng hóa phải cho dung dịch NaCl bão hòa vào hỗn hợp sản phẩm?

- Đây là một phương pháp tách glycerol trong sản xuất xà phòng Sau phản ứng xà

phòng hóa, sản phẩm tạo thành là glycerol và Sodium stearate cả hai chất đều tan được trong nước, do glycerol tạo được liên kết hydro với nước, còn sodium stearate

là chất điện ly

- Người ta cho dung dịch NaCl bão hòa vào hỗn hợp sản phẩm, thì xà phòng tách ra

và nổi lên trên Nguyên nhân là do thay đổi môi trường điện ly, độ phân ly sodium stearate sẽ giảm, hòa tan rất ít trong môi trường NaCl bão hòa Sodium stearate tách khỏi hỗn hợp glycerol + nước + NaCl và nổi lên trên

Người ta dùng phương pháp chiết tách thì thu được glycerol và xà phòng

Bài 5:

PHƯƠNG PHÁP SẮC KÝ

SẮC KÝ CỘT

I Sơ lược về lý thuyết:

Sắc ký là quá trình tách các cấu tử của một hỗn hợp dựa vào việc các cấu tử này

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

* Sắc ký phân bố: Pha tĩnh là một lớp chất lỏng thật mỏng được hấp phụ lên

bề mặt của một chất mang rắn, trơ Pha động là chất lỏng (sắc ký phân bố lỏng) hoặc chất khí (sắc ký khí) Trong cả hai trường hợp, sự tách sẽ tùy thuộc nhiều vào dung dịch chất giữa hai pha Trên thực tế, quá trình này rất phức tạp

lỏng-do có sự tác động qua lại giữa việc cấu tử được hấp phụ lên chất mang và việc tách các cấu tử đó ra trong suốt quá trình sắc ký

* Sắc ký hấp phụ: Pha động thường là chất lỏng và rắn là chất hấp phụ rắn,

nhuyễn Việc tách ở đây dựa vào sự hấp phụ có chọn lọc một số chất nào đó của hỗn hợp lên bề mặt của chất rắn (sắc ký rắn - lỏng: dung dịch trao đổi ion để tách các hợp chất có tính acid hoặc bazơ như amino acid hoặc amino-phenol)

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 hỗn hợp nào

Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến khả năng tách chúng ra, bao gồm:

- Sự lựa chọn chất hấp phụ

- Sự lựa chọn dung môi giải ly

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

 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

2 Lựa chọn dung môi giải ly

* 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 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

*Thử tính phân cực tăng dần của một số dung môi thường dùng: Ester dầu hỏa,

hexan, ciclohexan, cacbo tetraclorur, diclorometan, clorofrom, eter diethyl, etyl acetat, aceton,pyridin,propanol, metanol, nước, acid acetic

3 Kích thước cột sắc ký và lượng chất hấp phụ

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 Mẫu sắc ký

(gam)

Trọng lượng chất hấp phụ (gam)

Đường kính cột (mm)

Chiều cao cột (mm)

 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

5 Kỹ thuật 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

6 Kỹ thuật 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

7 Theo dõi quá trình giải ly

 Với các mẫu nguyên liệu ban đầu có màu, quá trình giải ly bằng sắc ký cột

có thể được theo dõi bằng mắt thường, nhờ nhìn thấy các dãy lớp có màu

sắc khác nhau, đang tách ra xa nhau trong cột

 Trong trường hợp các chất hữu cơ không có màu:

 Có thể theo dõi quá trình sắc ký cột bởi sắc ký bản mỏng, áp dụng

cho những phân đoạn dung dịch hứng được trong quá trình giải ly

 Dung dịch giải ly ra khỏi cột được hứng vào các erlen nhỏ, được đánh số thứ tự và được cân bì sẵn, mỗi erlen sẽ hứng một thể tích bằng nhau của dung dịch giải ly, sau đó, làm bay hơi dung môi trong mỗi erlen sẽ thu được cặn; cân cặn Vẽ đường biễu diễn trọng lượng chất cặn trong mỗi becher, theo số thứ tự của becher trong quá trình

 Acetate etyl: 20ml

 Becher 100ml: 3 cái

 Erlen 100ml: 2 cái

 Cối và chày

 Các ống nghiệm cỡ 10ml và giá cây đỡ ống nghiệm

 Phễu, bình lóng nhỏ, bếp, nồi cách thủy, giá kẹp, đũa thủy tinh

Tách các sắc tố màu xanh của lá cây

Clorophil, sắc tố màu xanh lục của lá cây xanh, gồm một số sắc tố khác nhau Các sắc tố

này có ái lực khác nhau đối với chất hấp phụ, nên khi cho dịch chiết lá cây xanh đi ngang qua cột sắc ký có nạp chất hấp phụ thì các sắc tố này sẽ bị tách rời nhau ra, chiếm những khoảng khác nhau trong cột Như vậy nhờ kỹ thuật sắc ký cột, chúng ta có thể tách riêng các sắc tố màu của lá xanh từ dịch chiết ban đầu

1 Điều chế dung dịch sắc tố màu của lá cây xanh: Cho 5g lá đã rửa sạch, lau thật

khô, cắt nhỏ vào một cối rồi dùng chày nghiền nát Chuyển lá giã nát vào một erlen 250ml có chứa sẵn 30ml hỗn hợp aceton – eter dầu hỏa ( tỷ lệ 2:3 về thể tích), lắc đều 10 phút, rồi lọc qua một becher khác bằng phễu và giấy lọc Rữa bả nằm 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 với mỗi lần 30ml nước Tách lấy riêng lớp hữu cơ chứa vào một erlen nhỏ, làm khan nước lớp hữu cơ này bằng Na2SO4khan Lọc bằng phễu và giấy lọc để có lớp dung dịch trong Đun cách thủy để loại bớt dung môi ta sẽ có một dung dịch đậm đặc hơn (còn khoảng 3ml) Giữ dung dịch đậm đặc này vào một lọ nhỏ có nắp đậy kín, để nơi mát Đem dung dịch này dùng để nạp vào đầu cột sắc ký

Ráp cột: Cột sắc ký là một ống thủy tinh, dùng một cây đũa thủy tinh dài để nhồi

một lớp mỏng bông gòn dầy chừng 1-2mm vào dưới đáy cột, lưu ý không nhồi cứng Ráp cột thẳng đứng vào giá nhờ cây kẹp, rồi cho sẵn vào cột 5ml eter dầu hỏa

2 Chuẩn bị chất hấp phụ và nạp cột: ( Vì dung môi có hạn, nên dùng kỹ thuật nhồi cột khô): Cho từ từ alumin (oxit nhôm), hoặc silicagel vào cột đã chứa sẵn

ete dầu hỏa, chú ý là phải cho từ từ để các hạt lắng đều và tránh dính trên cột , cho đến khi cột đạt chiều cao khoảng 5cm thì dừng lại (để ý là dung môi luôn phải đầy trong cột) Mở khóa cho dung môi từ từ chảy xuống cho đến khi dung môi cách lớp alumin khoảng 5mm thì dừng lại Dùng đũa thủy tinh lót miếng bông gòn trên

lớp mặt này Để yên cột để chuẩn bị nạp mẫu

3 Nạp mẫu chất vào đầu cột: Dùng ống nhỏ giọt để đưa mẫu chất vào đầu cột (nếu

mẫu bị khô có thể 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 và hứng vào cốc thủy tinh hoặc bình tam giác nhỏ

Sắc tố – caroten màu vàng sẽ di chuyển nhanh ra khỏi cột trước tiên, và được hứng vào bình Sau khi dãy màu vàng đã ra khỏi cột, thì thay hệ dung môi đang

giải ly là eter dầu hỏa bằng hệ eter dầu hỏa – acetate etyl 7:3 (về thể tích), lúc đó

sẽ thấy dãy màu xanh lục bắt đầu di chuyển xuống dưới cột, và được hứng vào các bình khác

Đem nộp các dung dịch cho giáo viên xem rồi rót vào chay có nhãn: “ Eter dầu hỏa chứa – caroten” và “ Eter dầu hỏa: acetate etyl chứa diệp lục” (Phòng thực tập sẽ tập hợp các dung dịch và thu hồi dung môi sau)

III Kết quả

Kết quả thực nghiệm: Sắc tố β-caroten màu vàng sẽ di chuyển nhanh ra khỏi cột

trước Sau khi dãy màu vàng ra khỏi cột thay hệ dung môi ta sẽ thấy dãy màu xanh lục bắt đầu di chuyển xuống cột kết quả ta thu được sắc tố β-caroten màu vàng và chlorophil màu xanh lục

Công thức phân tử của β-caroten:

Chlorophyl a: C55H72O5N4Mg Chlorophyl b: C55H70O6N4Mg

II Cơ sở lý thuyết

Phản ứng sulfon hóa là quá trình gắn nhóm sulfon – SO3H vào phân tử hợp chất hữu cơ tạo ra sản phẩm gọi là acid sulfonic Các tác nhân sulfon hóa thường dùng là acid sulfuric, oleum (H2SO4.nSO3),acid cholorosulfonic v.v…

Parafin, hydrocarbon thơm có thể bị sulfon hóa bằng các tác nhân khác nhau, ở các nhiệt

độ khác nhau Hydrocarbon thơm dễ bị sulfon hóa bằng acid sulfuric

(Acid p-toluen sulfonic)

Sản phẩm chính của phản ứng được cô lập dưới dạng natri p-toluen sulfonate

(Natri p-toluen sulfonate)

III Dụng cụ thí nghiệm và hóa chất