MỞ ĐẦU

Các hợp chất hữu cơ thu được trong tự nhiên bằng con đường tổng hợp trong phòng thí nghiệm thường ở dạng thô, lẫn các tạp chất cần phải loại bỏ. Muốn có được sản phẩm hữu cơ tinh khiết, người ta sử dụng những biện pháp nào?

Giải chi tiết:

Để có được sản phẩm hữu cơ tinh khiết, người ta sử dụng những biện pháp chưng cất, chiết, kết tinh, sắc kí…

I. PHƯƠNG PHÁP CHƯNG CẤT

HOẠT ĐỘNG

1. Trong quá trình chưng cất, tỉ lệ ethanol/nước giảm dần hay tăng dần, biết rằng ethanol có nhiệt độ sôi thấp hơn nước?

2. Vai trò của thùng nước lạnh là gì?

Giải chi tiết:

1. Trong quá trình chưng cất, tỉ lệ ethanol/nước tăng dần cho đến khi không thay đổi nữa (điểm đẳng phí hay hỗn hợp đồng sôi – azeotrope)

Tại điểm đẳng phí, nồng độ ethanol đạt 95,6% và nhiệt độ sôi không đổi là 78,2 ^oC

2. Vai trò của nước lạnh để ngưng tụ pha hơi thành pha lỏng, thu được dung dịch ethanol.

THÍ NGHIỆM

Chưng cất ethanol từ dung dịch ethanol – nước

Chuẩn bị: rượu (được nấu thủ công); bình cầu có nhánh 250 mL, nhiệt kế, ống sinh hàn nước, ống nối, ống đong 50 mL, bình tam giác 100 mL, đá bọt, nguồn nhiệt (bếp điện, đèn cồn).

Tiến hành:

- Cho 60 mL rượu được nấu thủ công vào bình cầu có nhánh (chú ý chất lỏng trong bình không vượt quá 2/3 thể tích bình), thêm vài viên đá bọt.

- Lắp dụng cụ như Hình 11.2.

- Đun nóng từ từ đến khi hỗn hợp sôi, quan sát nhiệt độ trên nhiệt kế thấy tăng dần, khi nhiệt độ trên nhiệt kế ổn định, đó chính là nhiệt độ sôi của hỗn hợp ethanol và nước. Khi nhiệt độ bắt đầu tăng trở lại thì tắt nguồn nhiệt, ngừng chưng cất.

Trả lời câu hỏi và thực hiện yêu cầu sau:

1. Nhiệt độ sôi của hỗn hợp ethanol ban đầu và nước là bao nhiêu? So sánh với nhiệt độ sôi của ethanol.

2. Dự đoán độ cồn của sản phẩm thay đổi như thế nào so với rượu ban đầu. Giải thích.

Giải chi tiết:

1) Học sinh tự làm thí nghiệm và rút ra được t^o_{sôi ethanol} < t^o_{sôi hỗn hợp ethanol, nước} < t^o_{sôi nước}.

2) Dự đoán độ cồn của sản phẩm sẽ lớn hơn so với rượu ban đầu. Do sản phẩm thu được tinh khiết hơn lẫn ít nước hơn rượu ban đầu.

Câu hỏi 1 trang 64 sgk hóa học 11 kntt

Phương pháp chưng cất thường được áp dụng trong trường hợp nào? Hãy lấy ví dụ trong thực tế

Giải chi tiết:

- Phương pháp chưng cất thường được áp dụng để tách biệt các chất có nhiệt độ sôi thấp và chênh lệch nhiệt độ sôi lớn

- Ví dụ: chưng cất rượu trong nấu rượu thủ công và công nghiệp, chưng cất tinh dầu bằng lôi cuốn hơi nước.

II. PHƯƠNG PHÁP CHIẾT

THÍ NGHIỆM

Tách -carotene từ nước ép cà rốt

Chuẩn bị: nước ép cà rốt, hexane; cốc thuỷ tinh 100 mL, bình tam giác 100 mL, phễu chiết 60 mL, giá thí nghiệm.

Tiến hành:

- Cho khoảng 20 mL nước ép cà rốt vào phễu chiết. Thêm tiếp khoảng 20 mL hexane, lắc đều khoảng 2 phút.

- Để yên phễu chiết trên giá thí nghiệm khoảng 5 phút để chất lỏng tách thành hai lớp.

- Mở khoá phễu chiết cho phần nước ở dưới chảy xuống, còn lại phần dung dịch β-carotene hoà tan trong hexane.

Trả lời câu hỏi:

1. Nhận xét màu sắc của lớp hexane trong phễu chiết trước và sau khi chiết.

2. Thí nghiệm tách –carotene từ nước cà rốt dựa theo nguyên tắc nào?

Giải chi tiết:

1. Màu của lớp hexane chuyển sang vàng cam

2. –carotene được tách ra khỏi nước dựa trên tính chất tan ít trong nước, tan nhiều trong dung môi hữu cơ.

Câu hỏi 2 trang 67 sgk hóa học 11 kntt

Tìm các ví dụ trong thực tế cuộc sống đã áp dụng phương pháp chiết. Mô tả cách thực hiện và cho biết em đã áp dụng phương pháp chiết lỏng – lỏng hay lỏng – rắn

Giải chi tiết:

Ví dụ: áp dụng phương pháp chiết như: ngâm rượu thuốc, làm trái cây ngâm trong đường, pha trà, sắc thuốc bắc (chiết lỏng – rắn).

HOẠT ĐỘNG

Đường được làm từ mật mía và chưa qua tinh luyện thường được gọi là đường đỏ (hoặc đường vàng). Trong đường đỏ có các chất màu và tạp chất. Để tinh luyện đường đỏ thành đường trắng, người ta làm như sau:

- Hoà tan đường đỏ vào nước nóng, thêm than hoạt tính để khử màu, khuấy, lọc đề thu được dung dịch trong suốt không màu.

- Cô bớt nước, để nguội thu được đường trắng ở dạng tinh thể.

Hãy cho biết trong hai loại đường đỏ và đường trắng, đường nào tinh khiết hơn.

Giải chi tiết:

Trong hai loại đường đỏ và đường trắng thì đường trắng tinh khiết hơn do đã được loại bỏ bớt các tạp chất và chất màu.

III.  SẮC KÍ CỘT

Câu hỏi 3 trang 69 sgk hóa học 11 kntt

Hãy cho biết bản chất của các cách làm sau đây thuộc loại phương pháp tách biệt và tinh chế nào?

a) Giã lá cây chàm, cho vào nước, lọc lấy dung dịch màu để nhuộm sợi, vải

b) Nấu rượu uống

c) Ngâm rượu thuốc

d) Làm đường cát, đường phèn từ nước mía

Giải chi tiết:

a) Phương pháp chiết lỏng – rắn

b) Phương pháp chưng cất

c) Phương pháp chiết lỏng – rắn

d) Phương pháp kết tinh.