Bài 1 – Kỹ thuật thực hành hóa hữu cơ
1.1. An toàn phòng thí nghiệm
1.1.1. Sử dụng hoá chất
Để hạn chế và tránh được các tai nạn có thể xảy ra trong phòng thí nghiệm, cần lưu ý
một số điểm sau đây:
• Các chất dễ cháy không được đặt gần ngọn lửa, nguồn sinh nhiệt. Không đun các
chất dễ cháy bằng ngọn lửa hay bếp điện trần.
• Các chất, dung môi độc hại phải được thao tác trong tủ hút.
• Đặc biệt thận trọng khi thao tác với acid đậm đặc, natri kim loại, bromine (Br2), các
hợp chất cyanide (CN-) Ví dụ: Khi pha loãng sulfuric acid, không được cho nước
vào sulfuric acid đậm đặc.
• Không được ngửi trực tiếp các hoá chất khi chưa biết chất đó là gì, không được
cúi mặt sát để nhìn khi đun hoặc khuấy trộn các chất.
• Nếu bị acid đậm đặc như H2SO4, HNO3 rơi trên da, lập tức rửa kỹ và nhiều bằng
nước, sau đó rửa bằng dung dịch NaHCO3 3% và cuối cùng rửa lại bằng nước.
• Nếu bị dính base như KOH, NaOH trên da, lập tức rửa kỹ và nhiều bằng nước,
sau đó rửa bằng dung dịch CH3COOH 1% và cuối cùng rửa lại bằng nước.
• Nếu bị hoá chất, acid, base rơi vào mắt lập tức rửa nhiều lần bằng nước. Trường
hợp nặng phải đi cấp cứu.
1.1.2. Sử dụng các dụng cụ thuỷ tinh
Thuỷ tinh là loại vật liệu rất dễ gãy, vỡ nên khi thao tác với các dung cụ thuỷ tinh cần phải
thao tác nhẹ nhàng, cẩn thận và cần lưu ý các điểm sau:
• Trước khi sử dụng các dụng cụ thuỷ tinh cổ nhám, các cổ nhám cần phải được bôi
trơn bằng silicone hoặc vaseline.
• Không làm thay đổi nhiệt độ đột ngột các dụng cụ thuỷ tinh. Không được cho nước
nóng đột ngột vào dụng cụ thuỷ tinh lạnh hoặc làm lạnh đột ngột các dụng cụ thuỷ
tinh đang nóng. Khi đun các dụng cụ thuỷ tinh ở nhiệt độ cao cần gia nhiệt từ lạnh
đến nóng.
• Dụng cụ thuỷ tinh rất dễ vỡ khi đun trực tiếp trên bếp điện. Sử dụng bể cách cát,
cách dầu, cách thuỷ hoặc lót lưới amiăng (amiant) khi đun dụng cụ thuỷ tinh.
• Khi sử dụng chân không, chỉ sử dụng các dung cụ thuỷ tinh riêng chịu được chân
không.
• Không dùng nhiệt kế làm đũa khuấy.
• Nếu bị đứt tay do mảnh thuỷ tinh, thường cho máu chảy vài giây để lôi cuốn chất
bẩn ra. Sau đó dùng ethanol sát trùng rồi băng lại Trong trường hợp bị thương
nặng phải đi bệnh viện.
52 trang |
Chia sẻ: thuyduongbt11 | Ngày: 17/06/2022 | Lượt xem: 200 | Lượt tải: 0
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Bài giảng Thí nghiệm hóa hữu cơ - Lê Xuân Tiến, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC
BÀI GIẢNG
THÍ NGHIỆM HÓA HỮU CƠ
BIÊN SOẠN:
TS. Lê Xuân Tiến
TS. Lê Vũ Hà
PGS. TS. Lê Thị Hồng Nhan
TP. HCM, 01/2020
HƯỚNG DẪN THÍ NGHIỆM HÓA HỮU CƠ – BỘ MÔN KỸ THUẬT HÓA HỮU CƠ – HCMUT
2
MỤC LỤC
Bài 1 – Kỹ thuật thực hành hóa hữu cơ ...................................................................................... 3
1.1. An toàn phòng thí nghiệm ......................................................................................... 3
1.1.1. Sử dụng hoá chất............................................................................................... 3
1.1.2. Sử dụng các dụng cụ thuỷ tinh ........................................................................... 3
1.2. Các dụng cụ thuỷ tinh cơ bản .................................................................................... 4
1.2.1. Cốc, bình tam giác ............................................................................................. 4
1.2.2. Bình cầu và bình chưng cất ............................................................................... 5
1.2.3. Ống sinh hàn ...................................................................................................... 6
1.2.4. Phễu lọc ............................................................................................................. 6
1.2.5. Các loại phễu ..................................................................................................... 7
1.2.6. Một số hệ thống thí nghiệm ................................................................................ 8
1.3. Một số kỹ thuật cơ bản trong thực hành hữu cơ ........................................................ 8
1.3.1. Lọc trọng lực và lọc chân không ......................................................................... 8
1.3.2. Rửa và trích ly .................................................................................................... 9
1.3.3. Đun nóng ......................................................................................................... 12
1.3.4. Làm lạnh .......................................................................................................... 13
1.3.5. Làm khan ......................................................................................................... 14
1.4. Các phương pháp tinh chế hợp chất hữu cơ........................................................... 15
1.4.1. Chưng cất ........................................................................................................ 15
1.4.2. Kết tinh lại ........................................................................................................ 20
1.5. Cách tính hiệu suất phản ứng ................................................................................. 23
Bài 2 - Tổng hợp ß-naphthol da cam ........................................................................................ 25
Bài 3 - Tổng hợp dibenzylideneacetone .................................................................................... 28
Bài 4 - Tổng hợp benzoic acid .................................................................................................. 31
Bài 5 - Tổng hợp ethyl acetate .................................................................................................. 35
Bài 6 - Tổng hợp terpineol ........................................................................................................ 38
Bài 7 - Tổng hợp aspirin ........................................................................................................... 41
Bài 8 - Tổng hợp xà phòng ....................................................................................................... 44
Bài 9 - Tổng hợp Tnóng chảy và kết tinh lại .................................................................................... 48
HƯỚNG DẪN THÍ NGHIỆM HÓA HỮU CƠ – BỘ MÔN KỸ THUẬT HÓA HỮU CƠ – HCMUT
3
Bài 1 – Kỹ thuật thực hành hóa hữu cơ
1.1. An toàn phòng thí nghiệm
1.1.1. Sử dụng hoá chất
Để hạn chế và tránh được các tai nạn có thể xảy ra trong phòng thí nghiệm, cần lưu ý
một số điểm sau đây:
• Các chất dễ cháy không được đặt gần ngọn lửa, nguồn sinh nhiệt. Không đun các
chất dễ cháy bằng ngọn lửa hay bếp điện trần.
• Các chất, dung môi độc hại phải được thao tác trong tủ hút.
• Đặc biệt thận trọng khi thao tác với acid đậm đặc, natri kim loại, bromine (Br2), các
hợp chất cyanide (CN-)Ví dụ: Khi pha loãng sulfuric acid, không được cho nước
vào sulfuric acid đậm đặc.
• Không được ngửi trực tiếp các hoá chất khi chưa biết chất đó là gì, không được
cúi mặt sát để nhìn khi đun hoặc khuấy trộn các chất.
• Nếu bị acid đậm đặc như H2SO4, HNO3 rơi trên da, lập tức rửa kỹ và nhiều bằng
nước, sau đó rửa bằng dung dịch NaHCO3 3% và cuối cùng rửa lại bằng nước.
• Nếu bị dính base như KOH, NaOH trên da, lập tức rửa kỹ và nhiều bằng nước,
sau đó rửa bằng dung dịch CH3COOH 1% và cuối cùng rửa lại bằng nước.
• Nếu bị hoá chất, acid, base rơi vào mắt lập tức rửa nhiều lần bằng nước. Trường
hợp nặng phải đi cấp cứu.
1.1.2. Sử dụng các dụng cụ thuỷ tinh
Thuỷ tinh là loại vật liệu rất dễ gãy, vỡ nên khi thao tác với các dung cụ thuỷ tinh cần phải
thao tác nhẹ nhàng, cẩn thận và cần lưu ý các điểm sau:
• Trước khi sử dụng các dụng cụ thuỷ tinh cổ nhám, các cổ nhám cần phải được bôi
trơn bằng silicone hoặc vaseline.
• Không làm thay đổi nhiệt độ đột ngột các dụng cụ thuỷ tinh. Không được cho nước
nóng đột ngột vào dụng cụ thuỷ tinh lạnh hoặc làm lạnh đột ngột các dụng cụ thuỷ
tinh đang nóng. Khi đun các dụng cụ thuỷ tinh ở nhiệt độ cao cần gia nhiệt từ lạnh
đến nóng.
HƯỚNG DẪN THÍ NGHIỆM HÓA HỮU CƠ – BỘ MÔN KỸ THUẬT HÓA HỮU CƠ – HCMUT
4
• Dụng cụ thuỷ tinh rất dễ vỡ khi đun trực tiếp trên bếp điện. Sử dụng bể cách cát,
cách dầu, cách thuỷ hoặc lót lưới amiăng (amiant) khi đun dụng cụ thuỷ tinh.
• Khi sử dụng chân không, chỉ sử dụng các dung cụ thuỷ tinh riêng chịu được chân
không.
• Không dùng nhiệt kế làm đũa khuấy.
• Nếu bị đứt tay do mảnh thuỷ tinh, thường cho máu chảy vài giây để lôi cuốn chất
bẩn ra. Sau đó dùng ethanol sát trùng rồi băng lại Trong trường hợp bị thương
nặng phải đi bệnh viện.
1.2. Các dụng cụ thuỷ tinh cơ bản
1.2.1. Cốc, bình tam giác
a. b. c.
Hình 1.1
a. Cốc thuỷ tinh (beaker) có thể tích từ 10ml đến 20000ml
b. Bình tam giác (Erlenmeyer flask) có thể tích từ 5ml đến 6000ml
c. Ống đong (cylinder) có thể tích từ 5ml đến 1000ml
HƯỚNG DẪN THÍ NGHIỆM HÓA HỮU CƠ – BỘ MÔN KỸ THUẬT HÓA HỮU CƠ – HCMUT
5
1.2.2. Bình cầu và bình chưng cất
a. b. c. d. e. f. g.
h. i. k. l.
Hình 1.2
a: bình cầu đáy bằng
b, c: bình cầu đáy tròn cổ rộng
d: bình quả lê
e, f, g: bình cầu đáy tròn nhiều cổ
h, i: bình chưng cất Wurtz hình cầu, quả lê
k: bình chưng cất Claisen
l: bình chưng cất Claisen với cột chưng phân đoạn Vigreux
HƯỚNG DẪN THÍ NGHIỆM HÓA HỮU CƠ – BỘ MÔN KỸ THUẬT HÓA HỮU CƠ – HCMUT
6
1.2.3. Ống sinh hàn
a. b. c. d. e.
Hình 1.3
a. sinh hàn không khí (air condenser)
b. sinh hàn ruột thẳng (Liebig – condenser)
c. sinh hàn ruột bầu (Allihn – condenser)
d. sinh hàn ruột xoắn (Graham – condenser), chất tải lạnh ngoài ống xoắn
e. sinh hàn ruột xoắn (Graham–condenser), chất tải lạnh đi trong ống xoắn
1.2.4. Phễu lọc
a. b. c. d. e. f.
Hình 1.4
a. phễu lọc bằng thuỷ tinh cuống dài (long stem funnel)
b. phễu lọc bằng thuỷ tinh cuống ngắn (short stem funnel - dùng trong quá
trình lọc nóng)
c. phễu lọc bằng sứ (Buchner funnel)
d. phễu lọc thuỷ tinh với lớp lọc bằng xốp thuỷ tinh (Buchner funnel with
fritted disc)
e. phễu lọc thuỷ tinh với vỏ áo truyền nhiệt (jacketed Buchner funnel)
HƯỚNG DẪN THÍ NGHIỆM HÓA HỮU CƠ – BỘ MÔN KỸ THUẬT HÓA HỮU CƠ – HCMUT
7
1.2.5. Các loại phễu
a. b. c. d. e. f.
g. h.
Hình 1.5
a, b, c, d: phễu chiết (separatory funnel)
e, f: phễu nhỏ giọt (addition funnel hay dropping funnel)
g, h: phễu nhỏ giọt có bộ phận cân bằng áp suất (pressure equalising
dropping funnel)
HƯỚNG DẪN THÍ NGHIỆM HÓA HỮU CƠ – BỘ MÔN KỸ THUẬT HÓA HỮU CƠ – HCMUT
8
1.2.6. Một số hệ thống thí nghiệm
a. b. c. d.
Hình 1.6
a. hệ thống đun hoàn lưu có quan sát nhiệt độ
b. hệ thống đun hoàn lưu có phễu nhỏ giọt
c. hệ thống đun hoàn lưu có lắp cánh khuấy cơ và phễu nhỏ giọt
d. hệ thống đun hoàn lưu có lắp khuấy từ, nhiệt kế và phễu nhỏ giọt
1.3. Một số kỹ thuật cơ bản trong thực hành hữu cơ
1.3.1. Lọc trọng lực và lọc chân không
Hình 1.7: Hệ thống lọc trọng lực
HƯỚNG DẪN THÍ NGHIỆM HÓA HỮU CƠ – BỘ MÔN KỸ THUẬT HÓA HỮU CƠ – HCMUT
9
a. b.
Hình 1.8
e. Cách gấp giấy lọc hình nón
f. Cách gấp giấy lọc hình rẻ quạt
Hình 1.9: Hệ thống lọc chân không
1.3.2. Rửa và trích ly
Trích ly là quá trình chuyển một chất ở dạng hòa tan hay dạng huyền phù sang một pha
lỏng khác.
Sự phân bố một chất hòa tan giữa hai pha lỏng không tan vào nhau (hoặc ít tan) tuân
theo định luật Nerst. Theo định luật này, ở nhiệt độ xác định tỷ lệ nồng độ của chất hoà
HƯỚNG DẪN THÍ NGHIỆM HÓA HỮU CƠ – BỘ MÔN KỸ THUẬT HÓA HỮU CƠ – HCMUT
10
tan trong tướng lỏng A và tướng lỏng B không hoà tan vào nhau ở trạng thái cân bằng là
một hằng số, gọi là hằng số phân bố (K).
𝐾 =
𝐶𝐴
𝐶𝐵
(1.1)
Trong đó: CA: nồng độ chất tan trong dung môi trích ly (A)
CB: nồng độ chất tan trong dung dịch cần trích ly (B)
Muốn trích ly một chất (a) ra khỏi chất một chất khác (b), ta phải chọn dung môi trích ly
có độ hoà tan chất (a) nhiều hơn chất (b) (Ka >>Kb). Nếu hệ số phân bố nhỏ hơn 100,
phải trích ly nhiều lần.
Trong quá trình trích ly, với một lượng dung môi xác định không nên trích ly một lần với
số dung môi đó, mà phải chia ra nhiều lần để trích ly hiệu quả hơn. Các dung môi thường
dùng để trích ly là diethyl ether, toluene, ether dầu hỏa, chloroform, dichloromethane,
ethyl acetate Ngoài tính không tan trong dung dịch cần trích ly và hòa tan nhiều chất
cần tách ra, dung môi dùng để trích ly còn phải có nhiệt độ sôi thấp. Điều này tạo sự thuận
lợi trong quá trình loại dung môi thu chất cần trích ly.
Phương pháp trích ly lỏng – lỏng dùng phễu chiết
a. b.
Hình 1.10: Phương pháp trích ly lỏng – lỏng dùng phễu chiết
HƯỚNG DẪN THÍ NGHIỆM HÓA HỮU CƠ – BỘ MÔN KỸ THUẬT HÓA HỮU CƠ – HCMUT
11
1. Lắp hệ thống phễu chiết như hình 1.10.a.
2. Tháo nắp đậy phễu chiết (stopper), điều chỉnh khoá (stopcock) về trạng thái đóng.
3. Cho dung dịch chất tan và dung môi trích ly vào phễu chiết sao cho tổng thể tích
không quá ¾ thể tích phễu.
4. Đậy chặt nắp phễu chiết. Lấy phễu chiết ra khỏi giá.
5. Cầm phễu chiết như hình 1.10.b. Mở khoá để giải phóng các chất khí, hơi dung
môi. Trong quá trình chiết có thể có các phản ứng tạo khí, hoặc dung môi bay hơi
làm tăng áp suất trong phễu.
6. Lắc phễu chiết nhẹ nhàng và thực hiện lại bước 5 cho đến khi nào không còn có
khí thoát ra.
7. Trong trường hợp khi lắc hỗn hợp không tạo thành nhũ tương, lắc mạnh phễu chiết
khoảng 10 lần, sau đó để yên cho cân bằng rồi chiết ra. Trong trường hợp khi lắc
hỗn hợp tạo thành nhũ tương, không phân lớp ra được thì không được lắc mạnh
phễu chiết. Để thúc đẩy quá trình phân lớp thì ta thường thêm ít muối ăn tinh khiết
để làm thay đổi tỷ trọng, tăng lực ion của dung dịch, cân bằng thiết lập nhanh hơn
hoặc cho vào dung dịch vài giọt rượu (hoặc aceton) làm giảm sức căng bề mặt
phân lớp sẽ nhanh hơn.
Lưu ý: Trong quá trình chiết, không nên đổ bỏ bất cứ lớp dung dịch nào nếu không chắc
chắn đâu là lớp dung dịch cần lấy.
Trong quá trình trích ly, ta có thể xác định đâu là lớp dung dịch nước, đâu là lớp dung
dịch kỵ nước bằng các phương pháp sau đây:
1. Màu sắc dung dịch. Nếu chất có màu tan trong dung dịch nước tốt hơn trong dung
môi kỵ nước thì lớp dung dịch nước sẽ có màu và ngược lại.
2. Tỷ trọng của dung dịch, lớp dung dịch nào có tỷ trọng nhỏ sẽ nằm trên lớp dung
dịch có tỷ trọng lớn. Tuy nhiên trong một số trường hợp rất khó xác định tỷ trọng
dung dịch như dung dịch của nhiều chất.
3. Lấy vài giọt dung dịch của bất kỳ lớp nào cho vào ống nghiệm chứa một ít nước,
lắc nhẹ. Nếu tạo thành dung dịch đồng thể thì lớp đó là lớp dung dịch nước. Ngược
lại nếu tạo thành hỗn hợp không tan lẫn (phân lớp hoặc tạo hỗn hợp mờ đục) thì
lớp đó là lớp dung dịch kỵ nước.
Rửa và trích ly là hai quá trình tương tự nhau. Sự khác nhau duy nhất giữa hai quá trình
này là trong trích ly chất cần lấy tan trong dung môi trích và được tách ra khỏi hỗn hợp
có chứa chất bẩn ban đầu, còn trong quá trình rửa chất bẩn tan trong dung môi rửa và
được lấy đi khỏi hỗn hợp ban đầu.
Một số cách thường dùng để rửa:
• Rửa acid mạnh như HCl, H2SO4 bằng dung dịch Na2CO3 10%.
• Rửa acid rất yếu như phenol và các dẫn xuất của phenol bằng dung dịch NaOH
5-10%.
HƯỚNG DẪN THÍ NGHIỆM HÓA HỮU CƠ – BỘ MÔN KỸ THUẬT HÓA HỮU CƠ – HCMUT
12
• Rửa các base hữu cơ như aniline, trimethylamine bằng dung dịch HCl 5-10%.
• Rửa các hợp chất trung tính dùng phương pháp trích ly với các dung môi khác
nhau.
Phương pháp trích ly rắn – lỏng
Khi trích ly các chất nằm trong các nguyên liệu rắn, các nguyên liệu này thường được
nghiền nhuyễn nhằm tăng diện tích tiếp xúc giữa nguyên liệu với dung môi trích ly giúp
quá trình trích ly xảy ra nhanh hơn. Dung môi trích ly được chọn có độ phân cực phù hợp
với độ phân cực của chất cần trích ly, sao cho chỉ hòa tan chất cần trích mà không hoặc
ít hoà tan các chất tạp khác. Ở quy mô phòng thí nghiệm, người ta thường trích ly rắn -
lỏng bằng dụng cụ Soxhlet.
Hình 1.11: Hệ thống trích ly Soxhlet
1.3.3. Đun nóng
Trong tổng hợp hữu cơ, nhiều quá trình được thực hiện ở nhiệt độ cao hơn nhiệt độ
phòng, do vậy cần gia nhiệt. Trong phạm vi phòng thí nghiệm, để gia nhiệt người ta
thường dùng bếp điện, đèn dùng gas, đun cách thủy, hơi nước
HƯỚNG DẪN THÍ NGHIỆM HÓA HỮU CƠ – BỘ MÔN KỸ THUẬT HÓA HỮU CƠ – HCMUT
13
Đun các chất dễ bay hơi, dễ cháy tốt nhất đun bằng hơi nước, đun cách thuỷ hoặc bếp
điện kín. Các chất có nhiệt độ sôi trên 100oC, các quá trình thực hiện ở nhiệt độ trên
100oC có thể đun trực tiếp bằng bếp điện hoặc bằng gas có lưới amiant đặt dưới dung
cụ cần đun, hoặc đun gián tiếp cách dầu Glycerin, dầu khoáng, parafin, cát thường
được dùng làm chất tải nhiệt. Dùng glycerin có thể đun đến 200oC; đun với nhiệt độ cao
hơn 300oC tốt nhất là đun cách cát.
Để điều hòa sự sôi, cần phải thêm từ 2-4 hạt bi thuỷ tinh xốp hoặc đá bọt (boiling stone)
cho vào trước khi đun, tuyệt đối không được cho vào ở điểm gần sôi, dung dịch sẽ bị sôi
bùng lên và trào ra
Hình 1.12: Hệ thống đun hoàn lưu bằng bể cách dầu có khuấy từ
1.3.4. Làm lạnh
Có nhiều chất kết tinh ở nhiệt độ thấp, nhiều phản ứng hoá học toả nhiệt nhiều, cần phải
được giải nhiệt, nhiều phản ứng thực hiện ở nhiệt độ thấp cần phải làm lạnh Để làm
lạnh trong phòng thí nghiệm, có thể sử dụng các hỗn hợp sau:
• Ba phần nước đá (nghiền nhuyễn) + một phần muối ăn: đạt nhiệt độ từ -5oC ÷ -
20oC
• Bốn phần nước đá (nghiền nhuyễn) + năm phần bột CaCl2: đạt nhiệt độ -50oC
• Dùng CO2 rắn hoặc CO2 rắn + ethanol tuyệt đối: đạt nhiệt độ -70oC
• CO2 rắn + ether: đạt nhiệt độ -77oC
• CO2 rắn + acetone: đạt nhiệt độ -78oC
HƯỚNG DẪN THÍ NGHIỆM HÓA HỮU CƠ – BỘ MÔN KỸ THUẬT HÓA HỮU CƠ – HCMUT
14
1.3.5. Làm khan
Các chất lỏng trước khi đem đi chưng cất hoặc lưu trữ cần phải được làm khan nước
bằng cách xử lý các chất lỏng này với các chất làm khan (desiccant hoặc drying agent).
Các chất thường được sử dụng để làm khan nước:
• Anhydrous calcium chloride (CaCl2): đây là chất có khả năng làm khan cao, rẻ tiền.
Tuy nhiên, do CaCl2 có tốc độ hấp phụ nước chậm nên cần phải gia nhiệt nhẹ hỗn
hợp khi làm khan nước bằng CaCl2. Lưu ý: trong sản phẩm CaCl2 ngoài thị trường
vẫn còn lẫn một ít Ca(OH)2 nên không dùng CaCl2 để làm khan các acid hoặc dung
dịch có tính acid; CaCl2 có khả năng hình thành hợp chất với alcohol, phenol,
amine, aminoacid, amide, ketone, ester và một vài aldehyde nên không thể dùng
CaCl2 để làm khan dung dịch chứa các chất này.
• Anhydrous magesium sulfate (MgSO4): khả năng làm khan nước tốt nhất, nhanh
và trung tính nên có khả năng làm khan được hầu hết các chất hữu cơ.
• Anhydrous sodium sulfate (Na2SO4): khả năng giữ nhiều nước (tạo thành
Na2SO4.10H2O ở 32.4oC), trung tính nên được sử dụng làm khan nhiều chất hữu
cơ. Tuy nhiên, Na2SO4 có tốc độ làm khan chậm và làm khan không hoàn toàn (ở
nhiệt độ cao hơn 32.4oC, Na2SO4 có khả năng làm khan kém).
Bảng 1.1: Các tác nhân làm khan thường dùng
Hợp chất hữu cơ Tác nhân làm khan
R-X (X=Cl, Br, I) CaCl2, CaSO4, P2O5, MgSO4
Alcohol CaSO4, MgSO4, K2CO3, CaO
Ether, hydrocarbon no,
hydrocarbon thơm
CaCl2, CaSO4, P2O5
Aldehyde CaCl2, MgSO4, NaSO4
Ketone CaSO4, MgSO4, Na2SO4, K2CO3
Acid hữu cơ MgSO4, Na2SO4, CaSO4
Amine KOH, NaOH, K2CO3, CaO
Làm khan chất lỏng: Lắc một chất lỏng với một lượng nhỏ chất tác nhân làm khan trong
erlen. Lắc cho đến khi lớp chất lỏng trở nên trong suốt và các tác nhân làm khan vón cục.
Nếu không xảy ra hiện tượng trên, tiếp tục thêm một lượng nhỏ tác nhân làm khan và tiếp
tục lắc cho đến khi chất lỏng được làm khan hoàn toàn. Gạn hoặc lọc lấy phần chất lỏng
trong suốt. Lưu ý: trong trường hợp làm khan với CaCl2, có thể tăng tốc quá trình làm
khan bằng cách gia nhiệt nhẹ hỗn hợp làm khan.
HƯỚNG DẪN THÍ NGHIỆM HÓA HỮU CƠ – BỘ MÔN KỸ THUẬT HÓA HỮU CƠ – HCMUT
15
Làm khan chất rắn: Các chất rắn có thể được loại ẩm bằng cách hong khô ngoài không
khí, trong tủ sấy. Các chất kém bền nhiệt thường được sấy khô trong chân không. Các
chất dễ hút ẩm được sấy khô và bảo quản trong các bình hút ẩm (desiccator) với sự hiện
diện của silica gel hoặc các tác nhân làm khan kể trên (hình 1.13).
a. b.
Hình 1.13:
a. Bình hút ẩm thường
b. Bình hút ẩm có vòi nối với hệ thống chân không
1.4. Các phương pháp tinh chế hợp chất hữu cơ
1.4.1. Chưng cất
Chưng cất là quá trình tách một hỗn hợp lỏng thành các cấu tử riêng biệt dựa vào độ bay
hơi khác nhau của cấu tử trong hỗn hợp. Ở cùng một nhiệt độ thì cấu tử nào có áp suất
hơi lớn hơn sẽ dễ bay hơi hơn, hay ở cùng một áp suất cấu tử nào có nhiệt độ sôi thấp
hơn sẽ dễ bay hơi hơn.
Trong thực tế thường sử dụng các phương pháp chưng cất sau đây:
• Chưng cất đơn giản (simple distillation)
• Chưng cất chân không (vacuum distillation)
• Chưng cất phân đoạn (fractional distillation)
• Chưng cất lôi cuốn hơi nước (steam distillation): chưng cất lôi cuốn hơi nước trực
tiếp (internal steam distillation), chưng cất lôi cuốn hơi nước gián tiếp (external
steam distillation)
Vòi hút chân không
Vỉ để mẫu
Khu vực đựng chất
hút ẩm
HƯỚNG DẪN THÍ NGHIỆM HÓA HỮU CƠ – BỘ MÔN KỸ THUẬT HÓA HỮU CƠ – HCMUT
16
Thermometer
adapter Multiple adapter
Claisen adapter
Claisen - Vigreux
adapter
Three-way
adapter
Wurtz flask
Claisen flask
Receiver adapter
Vacuum
distillation
adapter
multi-limb
vacuum
receiver
Vigreux column
Dufton column
Hempel column
(cột đệm)
Raschig ring
(vòng đệm Raschig)
Hình 1.14: Các dụng cụ thuỷ tinh dùng trong chưng cất
HƯỚNG DẪN THÍ NGHIỆM HÓA HỮU CƠ – BỘ MÔN KỸ THUẬT HÓA HỮU CƠ – HCMUT
17
Chưng cất đơn giản
Chưng cất đơn giản được dùng phân riêng các cấu tử có nhiệt đôi sôi dưới 150oC (ở 1
atm). Điều kiện chưng cất thường:
• Các cấu tử trong hỗn hợp đem chưng cất phải tan lẫn hoàn toàn vào nhau.
• Chệnh lệch nhiệt độ sôi (ở 1atm) giữa cấu tử cần phân riêng với các cấu tử khác
phải lớn hơn 25oC.
• Các cấu tử không bị phân huỷ ở nhiệt độ sôi.
Hình 1.15:
a. Hệ thống chưng cất đơn giản
b. Vị trí nhiệt kế
Các bước tiến hành chưng cất đơn giản
1. Rót dung dịch cần chưng cất vào bình cầu (dung dịch không chiếm quá ½ thể tích
bình), cho vào bình cầu 2-4 viên đá bọt giúp