Phúc trình thực tập hóa học hợp chất thiên nhiên năm 2024

Nội dung Text: Bài thực tập hóa hữu cơ

1. TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA KHOA HỌC TỰ NHIÊN BÀI PHÚC TRÌNH THỰC TẬP HÓA HỮU CƠ 1 Giảng viên hướng dẫn : Phạm Bé Nhị Sinh viên thực hiên : MSSV Trương Bảo Toàn 2082094 Lê Thị Mỹ Tiên 2082093 Nguyễn Yến Nhi 2082076 Cần Thơ, 2010
2. Thực Tập Hóa Hữu Cơ 1 Bài 1 XÁC ĐỊNH HẰNG SỐ VẬT LÝ CỦA CÁC HỢP CHẤT HỮU CƠ I. Mục đích: Đánh giá độ tinh khiết của hợp chất hữu cơ qua việc xác định các hằng số vật lý như nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi, tỷ trọng và chỉ số khúc xạ (chiết suất), độ quay cực,... II. Sơ đồ tiến hành thí nghiệm và kết quả: 1. Đo nhiệt độ nóng chảy: Nhiệt độ nóng chảy của một chất là nhiệt độ mà khi đạt tới ngưỡng đó thì chất chuyển trạng thái từ rắn sang lỏng. máy xác định làm khô Hóa chấttán nhuyễn cho vào ống mao quản hơ kín đầu nhiệt độ nóng chảy đọc kết quả. Chất cần xác định Nhiệt độ bắt đầu nóng chảy 0C Nhiệt độ nóng chảy 0C Urê 129.5 130.8 X 112.2 117.5 Acid benzoic 121.1 125.5 2. Đo nhiệt độ sôi: Nhiệt độ sôi của một chất là nhiệt độ ứng với thời điểm tại đó một chất chuyển từ trạng thái lỏng sang tráng thái hơi. Vài giọt chất lỏng cần xác đđun nhiệt độ sôi ịnh ống nghiệm nhỏ cốc thủy tinh có sẵn nước nhúng đầu đo nhiệt độ của máy vào chất cần xác định đọc kết quả. Chất cấn xác định Chất lỏng Y Etanol Aceton Nhiệt độ sôi 0C 85 60 78.3 3. Đo tỷ khối: Cân tỷ khối rỗng đã được rữa sạch và làm khô: 3.152g. Cân tỷ khối khi có nước: 5.051g. Cân tỷ khối khi có Etanol: 4.637g. Cân tỷ khối khi có glyxerin: 5.205g. Cân tỷ khối khi có chất lỏng Y: 4.785g. 2
3. Thực Tập Hóa Hữu Cơ 1 Công thức tính tỷ khối tương đối: mc − mb d= mn − mb Trong đó: mc: khối lượng bình và chất nghiên cứu. mb: khối lượng bình rỗng. mn: khối lượng bình và nước. Vậy tỷ khối của các chất là: 4.637 − 3.152 d1 = = 0.78 5.051 − 3.152 Trong đó: 5.205 − 3.152 d1: tỷ khối của Etanol so với nước. d2 = = 1.08 5.051 − 3.152 d2: tỷ khối của glyxerin so với nước. 4.785 − 3.152 d3: tỷ khối của chất lỏng Y so với nước. d3 = = 0.86 5.051 − 3.152 4. Xác định chỉ số khúc xạ của chất lỏng: lau sạch bằng Hai mặt kính khúc xạ kế nhỏ vài giọt chất cần xác định chỉ số aceton quan sát khúc xạ xuống phân hai miền sáng tối rõ rệt đọc kết quả. Chỉ số khúc xạ của nước: 1.3315 Chỉ số khúc xạ của dầu dừa: 1.4566 Thông thường chỉ số khúc xạ được ghi nhận ở 200C, nên ta phải hiệu chỉnh bằng công thức: n20 = nt + 0.00045(t - 20) để ghi nhận nhiệt độ của chất cần đo. *Từ chỉ số khúc xạ của nước ta suy ra nhiệt độ của nước như sau: n20 = nt + 0.00045(t - 20) ==> 1.333 = 1.3315 + 0.00045(t - 20) ==> t = 23.330C (nt: là chỉ số khúc xạ của nước) 3
4. Thực Tập Hóa Hữu Cơ 1 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 - 600C.  Đối với chất lỏng có nhiệt độ sôi nhỏ hơn 1800C thì hơi được ngưng tụ trong ống sinh hàn bằng nước lạnh.  Đây là quá trình cho chất lỏng đó bay hơi (sôi) ở áp suất thường. Hơi của chất lỏng được bay qua ống sinh hàn (hệ thống làm lạnh) rồi ngưng tụ lại thành chất lỏng tinh khiết.  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. Kết quả đo chiết suất trước và sau khi chưng cất nước h ồ, nhi ệt đ ộ sôi của nước hồ: Chỉ số khúc xạ của nước trước khi chưng cất: 1.334 Chỉ số khúc xạ của nước sau khi chưng cất: 1.332 Chỉ số khúc xạ của nước nguyên chất: 1.333 Nhiệt độ sôi của nước: 99oC 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. 4
5. Thực Tập Hóa Hữu Cơ 1 Bài 3 SỰ KẾT TINH - SỰ THĂNG HOA I. Nguyên tắc lọc thường, lọc nóng, lọc áp suất kém: *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: 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. II. Những bước căn bản của quá trình kết tinh lại một ch ất đã k ết tinh. Mục đích yêu cầu và những ưu khuyết điểm của phương pháp này: *Phương pháp kết tinh lại: Là phương pháp dùng để tách các chất rắn ra khỏi hỗn hợp của chúng (có thể từ dung dịch bão hòa hay từ trạng thái nóng chảy). Nhưng chủ yếu dựa vào độ hòa tan của chất cần kết tinh trong dung môi ở nhiệt độ cao. Khi làm nguội dung dịch độ hòa tan giảm, chất cần tinh chế được tách ra khỏi dung dịch. 5
6. Thực Tập Hóa Hữu Cơ 1 1. Phương pháp kết tinh lại gồm các bước sau: Khi phản ứng kết thúc, các sản phẩm thu được thường không tinh khiết mà có lẫn ít nhiều tạp chất. Nếu sản phẩm là chất rắn, có thể tinh chế nó bằng phương pháp kết tinh lại, nghĩa là hòa tan chất rắn đó trong một dung môi thích hợp rồi cho nó kết tinh lại dưới dạng tinh thể.  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 đ ến 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. 2. Mục đích yêu cầu: 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. 3. Ưu khuyết điểm của phương pháp này: 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 l ần 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. III. Sự thăng hoa. Ứng dụng thăng hoa vào vi ệc tinh ch ế ch ất. Ưu và nh ược điểm của phương pháp: 6
7. Thực Tập Hóa Hữu Cơ 1 1. Sự thăng hoa: Những chất chuyển từ trạng thái rắn sang trạng thái khí mà không qua trạng thái lỏng gọi là sự thăng hoa. 2. Áp dụng: Nguyên nhân của thăng hoa là áp suất hơi của chất rắn tăng theo nhiệt độ nên ta có thể đun nóng đến một nhiệt độ mà áp suất hơi của chất rắn bằng áp suất hơi bên ngoài thì chất rắn thăng hoa. Áp dung tính chất này người ta có thể tinh chế các chất có tính thăng hoa như iot, naphtalen, axit benzoic, lưu huỳnh, antraquinon... Vì áp suất hơi phụ thuộc vào nhiệt độ và áp suất bên ngoài nên người ta có thể thăng hoa ở áp suất thấp đối với chất có điểm thăng hoa cao. 3. Ưu và nhược điểm của phương pháp này: 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. IV. So sánh tonc của acid benzoic trước và sau khi kết tinh lại. Nhiệt đ ộ nóng chảy tonc của acid salicilic và hiệu suất của quá trình: 1. 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 123 oC – 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 0,35g. 0,35 100 = 70%. Vậy hiệu suất của quá trình là: 0,5 2. 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 0,207g. 0,38 100 = 76% . Vậy hiệu suất của quá trình là: 0,5 7
8. Thực Tập Hóa Hữu Cơ 1 Bài 4 PHƯƠNG PHÁP CHIẾT XUẤT CHIẾT XUẤT CAFEIN TỪ TRÀ I. Nguyên tắc chiết: 1. Chiết chất lỏng: 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 dã chiết hết. Kiểm tra bằng màu hay sắc ký. *Nguyên tắc chọn dung môi  Dung môi phải chọn là dung môi có khả năng hòa tan lớn hơn dung môi cũ.  Dễ tách ra khi tinh chế lại thành chất tinh khiết không trộn lẫn vào dung môi cũ.  Có sự khác biệt nhiều về tỉ khối so với dung môi cũ.  Ít có khả năng tạo nhũ và ít nguy hiểm.  Có nhiệt độ sôi thấp vì sau khi chiết ta thường dùng phương pháp chưng cất để tách dung môi ra. 2. Sử dụng bình lóng: Trước hết khóa kín bình, đổ dung dịch vào, rồi cho dung môi vào bình đ ựng 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 l ần. 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 đ ến khi tách thành hai lớp chất lỏng. II. Làm khan chất lỏng. Những điểm cần lưu ý: Đây là phương pháp loại nước hoặc dung môi ra khỏi sản phẩm hoặc hóa chất ban đầu. Các chất như P4O10, H2SO4 đặc, CaCl2, MgSO4, Na2SO4.... đều là các chất làm khô mạnh. Người ta còn chia chất làm khô thành 3 loại: Acid như P4O10, H2SO4 đặc...; bazơ như KOH, NaOH viên... và chất làm khô trung tính: MgSO4, Na2SO4... tùy theo tính chất của đối tượng được làm khô mà người ta chọn 8
9. Thực Tập Hóa Hữu Cơ 1 chất làm khô thích hợp theo nguyên tắc không làm biến chất chất được làm khô về cả tính chất vật lý lẫn hóa học. Chất làm khô phải thỏa mãn các điều kiện sau:  Không có tác dụng hóa học với chất lỏng.  Có khả năng hút nước mạnh.  Không hòa tan trong chất lỏng.  Có tác dụng làm khô nhanh. *Chú ý: Cho vào chất lỏng không hút nước một lượng quá lớn chất làm khô dạng rắn vì nếu dùng nhiều sẽ hao hụt chất lỏng, sau đó loại chất làm khô, có thể dùng dung môi thay chất làm khô. III. Phương pháp loại trừ dung môi bằng máy cô quay: Dùng để tách những chất có nhiệt độ sôi cao dễ bị phân hủy ở nhiệt độ sôi dưới áp suất thường. *Điểm cần chú ý: Khi sử dụng dụng cụ thủy tinh cổ nhám ta phải bôi vasaline để bôi trơn tránh làm vỡ bình. Khi lắp xong, kiểm tra lại độ kín của hệ thống bằng cách cho máy hoạt động và so sánh với áp suất thấp đạt được khi hệ thống kín. Sở dĩ ta thu được ethylacetat ở nhiệt độ 40 - 50 0C là vì theo qui tắc thực hiện cứ giảm áp suất một nữa thì nhiệt độ sôi giảm 150C, mà nhiệt độ sôi của ethylacetat là khoảng 77,10C. IV. Công thức caffein – Kết quả thực tập: 1.Công thức caffein: Công thức phân tử: C4H10O2N4 Công thức cấu tạo: CH3 O H3C N N N N O CH3 2. Hiệu suất của quá trình chiết thô: 9
10. Thực Tập Hóa Hữu Cơ 1 Bài 5 PHƯƠNG PHÁP SẮC KÝ SẮC KÝ CỘT 1.Nguyên tắc cơ bản của phương pháp sắc ký cột hấp thụ: 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. 2. So sánh 2 kiểu sắc ký hấp phụ và sắc ký phân bố: *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-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 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). 3. Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng tách: *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. *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. *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 10
11. Thực Tập Hóa Hữu Cơ 1 làm bay hơi dung dịch này đến khô dưới áp suất thấp rồi hòa tan mẫu tr ở 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 đ ổi 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. 4. Phương pháp nhồi cột nạp mẫu: *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. *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 đ ể hạ mức dung dịch mẫu gần sát với mặt thoáng chất hấp phụ. Cho dung môi vào cột để tiến hành giải ly. *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. 11
12. Thực Tập Hóa Hữu Cơ 1 5. Ứng dụng của phương pháp 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 (chất hấp phụ, dung môi giải ly, kích thước cột,...) ta có thể tách hầu hết các chất của bất kỳ một hỗn hợp nào. Chẳng hạn, ta có thể tách riêng các sắc tố màu của lá xanh từ dịch chiết ban đầu. 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. 6. Công thức phân tử của β-caroten: CH3 CH3 CH3 CH3 H3C CH3 CH3 C H3 CH3 CH3 Lúc đầu ta dùng dung môi eter dầu hỏa để giải ly thì ta thu được sắc tố β- caroten màu vàng. Sau khi dãy màu vàng đã ra khỏi cột thì thay hệ dung môi đang dùng bằng hệ eter dầu hỏa-acetat etyl 7:3 thì thu được sắc tố chlorophil màu lục. Với các dung môi giải ly trên cho thấy sắc tố β-caroten là một chất không phân cực. Hợp chất không phân cực sẽ di chuyển nhanh hơn và đ ược giải ly ra khỏi cột trước, chất phân cực di chuyển chậm hơn. Vì vậy ta thu được chlorophil sau β-caroten. Chlorophyl a: C55H72O5N4Mg. Chlorophyl b: C55H70O6N4Mg 12
13. Thực Tập Hóa Hữu Cơ 1 Bài 6 ĐỊNH TÍNH CÁC NHÓM CHỨC ALCOL, PHENOL, ALDEHYDE, CETON, ACID, ESTER I. Các loại thuốc thử: 1. 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. Bậc 2: ở nhiệt độ thường phản ứng chậm.. Bậc 3: ở nghiệt độ thường phản ứng nhanh, sau đó dung dịch đục. Ví dụ: OH Cl HClđđ C CH3 + HCl H3C C CH3 + H3C H2O ZnCl2 CH 3 CH3 HClđđ + HCl CH OH H3C + H2O CH Cl H3C ZnCl2 CH 3 CH3 HClđđ t0 CH2 CH2Cl + H2O H3C + HCl ZnCl CH2 CH2OH H3C 2 2. 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, trong thực phẩm, dược phẩm. Ví dụ: COONa COOK COOK H OCH CHOH CH O Cu + RCOOH + Cu2 + 4 RCHO + 2H2O O 2 OCH CHOH CH O H COOK COONa COONa 3. Thuốc thử Tollens: 13
14. Thực Tập Hóa Hữu Cơ 1 Hóa chất ứng dụng: 2ml dd AgNO3 2% + 2 giọt dd NaOH 10%. Sau đó vừa lắc vừa nhỏ từ từ từng giọt dd NH4OH 2 -3% đến khi kết tủa AgOH vừa biến mất. 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 II. Môi trường của thuốc thử Lucas và Tollens: Trong các phản ứng với thuốc thử Lucas, alcol thể hiện tính bazơ do alcol có tính acid yếu. Do thuốc thử Lucas là hỗn hợp HCl đậm đặc với ZnCl 2 khan làm tăng khả năng phản ứng của alcol với HCl đối với rượu bậc 2 và 3. Rửa ống nghiệm trước bằng dung dịch NaOH trước khi tiến hành thí nghiệm với thuốc thử Tollens trong quá trình thực hiện phản ứng tráng gương: Vì thuốc thử Tollen AgNO3 trong NH4OH có tính oxi hóa yếu, do đó nó chỉ tác dụng với chất có tính khử mạnh như: Aldehyde và phản ứng được thực hiện trong môi trường kiềm tạo phức [Ag(NH3)2]OH, mặt khác dùng NaOH là để rửa ống nghiệm sạch mà không làm ảnh hưởng đến tính năng của thuốc thử. HCHO + [Ag(NH3)2OH] HCOONH4 + 2Ag + NH3  + H2O Phản ứng giữa alcol đa chức với Cu(OH)2 cần có môi trường kiềm vì Polyalcol có tính acid do ảnh hưởng qua lại giữa hai nhóm -OH kế cận nhau chúng có thể tác dụng với một số hidroxit kim loại tạo phức màu xanh thẫm đặc trưng. CH2OH CH2O OCH2 Cu + 2H2O 2 CHOH CHO + Cu(OH)2 OCH H H CH2OH CH2OH CH2OH Dung dịch Fehling với đồng là phức của Cu2+ với muối của Na - K tactrate. Các aldehyde có thể khử Cu2+. Dùng Fehling tốt hơn Cu(OH)2 vì Cu2+ trong Cu(OH)2 không tồn tại ở dạng ion tự do mà tồn tại trong tủa, do đó aldehyde khó khử hơn. III. Định tính Phenol: Phenol có phản ứng màu đặc trưng với FeCl 3 tạo thành hợp chất kiểu ROFeCl2, các hợp chất này cho ion nhuộm ROFe2+, phương trình: [Fe(OAr)6]3- + 6H+ + 3Cl- 6ArOH + FeCl3 14
15. Thực Tập Hóa Hữu Cơ 1 Phản ứng Phenol với FeCl3 cho màu tím. Nếu thêm tiếp C2H5OH phản ứng trở nên nhạy hơn. Nhưng nếu thêm HCl 2N vào thì trở nên mất màu và quan sát thấy có kết tủa trắng xuất hiện, do lúc này nồng độ HCl tăng lên cân bằng 1 dịch chuyển theo chiều ngược lại. IV. Định tính aceton: Các aldehyde và ceton đều ngưng tụ với 2,4-dinitrophenylhidrazin tạo thành 2,4-dinitrophenylhidrazol tương ứng và được tách ra dưới dạng vàng sáng hoặc đỏ, ít tan trong nước. Chúng là chất dễ kết tinh và có nhiệt đ ộ nóng chảy xác định. NO2 H2N NH R C O+ NO2 R C N NH R' R' NO2 NO2 Cho aceton vào dung dịch NaHCO3 ta thấy tinh thể rắn sẽ tách ra. Do tạo phản ứng: OH H3C C CH3 H3C C SO3Na NaHSO3 + O CH3 Cho aceton tác dụng với I2/KI và NaOH: Quan sát ta thấy kết tủa màu vàng xuất hiện do xảy ra phản ứng: I2 + NaOH HIO + NaI HIO + NaOH NaOI + H2O H3C C CH3 H3C C CI3 3NaOI + 3NaOH + O O CH3vàng H3C C CI3 H3C C ONa N aO H + I + O O Từ kết quả thực nghiệm ta thấy có thể phân biệt aceton và diphenyl ceton bằng phản ứng I2/KI và NaOH do tạo kết tủa màu vàng. V. Ester và phản ứng của nó: Khi cho acid acetic tác dụng với NaHCO3 ta thấy xuất hiện sủi bột khí do xảy ra phản ứng: 15
16. Thực Tập Hóa Hữu Cơ 1 CH3COOH + NaHCO3 CH3COONa + H2O + CO2 Những hóa chất để điều chế ethyl acetat là CH3COOH, C2H5OH, acid vô cơ sau phản ứng ta ngửi mùi dứa. Cơ chế phản ứng: H+ O+ H H5C2 C2H5OH H3C C OH H3C C OH H3C C OH O + OH OH OC2H5 H3C C+ OC2H5 OC2H5 + H+ H3C C O+H 2 H3C C OH O OH 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 FeCl 3 có hiện tượng xuất hiện phức màu đỏ máu. Do xảy ra các phản ứng: CH3COOC2H5 + NH2OH CH3CONHOH + C2H5OH [CH3CONHO-]3Fe + 3HCl CH3CONHOH + FeCl3 VI. Điều chế xà phòng: Dầu dừa là ester của glixerin và acid béo cao (acid stearic, palmitic, oleic,..). Khi thủy phân dầu dừa bởi dung dịch NaOH ta thu được glixerin và muối của acid béo gọi là xà phòng. CH2COOR1 CH2OH R1COONa ddNaOH CHCOOR2 R2COONa + CHOH t0 CH2COOR3 R3COONa CH2OH Khi cho dung dịch lỏng sau phản ứng xà phòng ta phản ứng với Cu(OH) 2 thấy xuất hiện phức màu xanh thẫm đặc trưng. Do phản ứng: CH2OH CH2O OCH2 Cu + 2H2O 2 CHOH CHO + Cu(OH)2 OCH H H CH2OH CH2OH CH2OH 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: 16
17. Thực Tập Hóa Hữu Cơ 1 t0 RCOONa + H2O RCOOH + NaOH (1) 2RCOOH + CaCl2 (RCOO)2Ca + 2HCl (2) Xà phòng mất hoạt tính trong nước cứng là do trong nước cứng có ion Ca 2+ và Mg2+ sẽ tác dụng với muối của acid béo phản ứng tương tự như (1),(2). 17

290 tài liệu

500 lượt tải