BÀI 9. PHƯƠNG PHÁP TÁCH BIỆT VÀ TINH CHẾ HỢP CHẤT HỮU CƠ

MỞ ĐẦU

 Để tách và tinh chế một chất từ hỗn hợp của chất đó với những chất khác, cần sử dụng các phương pháp khác nhau. Theo em:

a) Làm thế nào để thu được ethyl alcohol từ hỗn hợp tạo thành sau khi lên men tinh bột?

b) Làm thế nào để thu được đường saccharose (sucrose) từ nước ép mía?

Giải nhanh:

a) Ta sử dụng phương pháp chưng cất

b) Ta sử dụng phương pháp kết tinh.

I. PHƯƠNG PHÁP KẾT TINH

Câu hỏi 1: Độ tan trong nước của monosodium glutamate (mì chính hay bột ngọt) ở 60 ^oC là 112 g/ 100 g nước; ở 25 ^oC là 74 g/ 100 g nước. Tính khối lượng monosodium glutamate kết tinh khi làm nguội 212 g dung dịch monosodium glutamate bão hoà ở 60 ^oC xuống 25 ^oC.

Giải nhanh:

Khối lượng monosodium glutamate kết tinh là: m = 21,84 g

II. PHƯƠNG PHÁP CHIẾT

Vận dung: Để có được một số hoạt chất từ thảo dược sử dụng để bồi bổ cơ thể hoặc chữa bệnh, người ta có thể lấy thảo dược đem “sắc thuốc” hoặc “ngâm rượu thuốc”. Phương pháp nào đã được sử dụng để thu được hoạt chất trong các trường hợp này? Vì sao khi ngâm "rượu thuốc" không cần đun nóng, nhưng khi "sắc thuốc" cần đun nóng thảo dược trong nước?

Giải nhanh:

- Ta sử phương pháp chiết.

- Do ở nhiệt độ cao một số loại dược liệu có cấu tạo rắn chắc và khó chiết suất mới có thể được chiết ra.

Câu hỏi 2: Nước ép mía là dung dịch chưa bão hoà với thành phần chất tan chủ yếu là đường (còn gọi là đường kính, saccharose). Cần sử dụng phương pháp nào để thu được đường kính từ nước mía?

Giải nhanh:

Cần sử dụng phương pháp kết tinh.

III. PHƯƠNG PHÁP CHƯNG CẤT

Thí nghiệm 1: Chiết tinh dầu

Chuẩn bị: Hỗn hợp tinh dầu (tinh dầu sả, tinh dầu tràm, tinh dầu bưởi,...) và nước, hexane, phễu chiết, bình tam giác, phễu thuỷ tinh, đũa thuỷ tinh, giá thí nghiệm (bao gồm vòng đỡ phễu chiết).

Tiến hành: Cho khoảng 30 mL hỗn hợp tinh dầu lẫn nước vào phễu chiết 60 mL, thêm tiếp khoảng 15 mL hexane. Đây nắp phễu chiết, lắc đều rồi để phễu chiết lên giá, mở nắp phễu chiết rồi đậy lại ngay. Sau khi để yên khoảng 5 phút, mở nắp phễu chiết rồi mở khoá phễu chiết. Khi toàn bộ lớp chất lỏng phía dưới (lớp nước) chảy xuống bình hứng thì khoá phễu chiết và thu lấy lớp chất lỏng ở phía trên.

Yêu cầu: Tách được tinh dầu. Cho biết vai trò của hexane trong thí nghiệm trên.

Giải nhanh:

Vai trò: dung môi chiết.

Luyện tập: Trình bày phương pháp:

a) Thu lấy rượu (dung dịch ethyl alcohol) có lẫn trong cơm rượu sau khi lên men.

b) Thu lấy tinh dầu cam từ vỏ cam.

Giải nhanh:

a) Dùng phương pháp chưng cất phân đoạn

b) Dùng phương pháp chiết.

IV. PHƯƠNG PHÁP SẮC KÍ

Thí nghiệm 2: Chưng cất ethyl alcohol

Chuẩn bị: Cồn khoảng 30^o; bộ dụng cụ chưng cất thường (gồm bình cầu 250 mL, sinh hàn thẳng, nhiệt kế), bình tam giác, ống đong, phễu thuỷ tinh, đũa thuỷ tinh, bếp điện, giá thí nghiệm.

Tiến hành: Cho khoảng 100 mL cồn khoảng 30° vào bình cầu 250 mL, thêm đá bọt vào bình cầu. Chưng cất và thu lấy phân đoạn chất lỏng có nhiệt độ sôi 75 °C – 80 °C. Dùng ống đong đo thể tích chất lỏng chưng cất được.

Yêu cầu: Ghi lại nhiệt độ chưng cất và thể tích của chất lỏng thu được.

Giải nhanh:

HS tự làm thí nghiệm

Câu hỏi 3: Quan sát Hình 9.4 và cho biết trong điều kiện thí nghiệm:

a) Chất màu đỏ hay chất màu xanh bị hấp phụ mạnh hơn?

b) Chất màu đỏ hay chất màu xanh được hoà tan tốt hơn trong dung môi?

Giải nhanh:

a) Chất màu đỏ bị hấp phụ mạnh hơn.

b) Chất màu xanh được hòa tan tốt hơn trong dung môi.

BÀI TẬP 

Bài 1: Ethyl iodide có khối lượng riêng là 1,94 g mL^-1 và có nhiệt độ sôi là 72 ^oC. Ethanol có khối lượng riêng là 0,789 g mL^-1 và có nhiệt độ sôi là 78 ^oC. Ethanol tan trong nước còn ethyl iodide kém tan trong nước nhưng tan được trong ethanol. Ethyl iodide thường được điều chế từ ethanol và sản phẩm thu được thường bị lẫn ethanol. Đề xuất phương pháp tinh chế ethyl iodide từ hỗn hợp của chất này với ethanol.

Giải nhanh:

Sử dụng phương pháp chiết.

Bài 2: Hình 9.5 mô tả dụng cụ dùng để tách các chất lỏng ra khỏi nhau.

a) Phương pháp nào đã được sử dụng để tách các chất ra khỏi nhau trong trường hợp này?

b) Tên của các quá trình chuyển trạng thái của các chất từ vị trí A sang vị trí B, từ vị trí B sang vị trí C là gì?

c) Thành phần các chất ở các vị trí A và C có giống nhau không? Vì sao?

Giải nhanh:

a) Phương pháp chưng cất.

b) - Từ A sang B là bay hơi.

- Từ B sang C là ngưng tụ.

c) Không giống nhau vì vị trí A chứa hỗn hợp chất lỏng, vị trí C chứa chủ yếu chất có nhiệt độ sôi thấp hơn.

Bài 3: Hình 9.6 mô phỏng thiết bị dùng để chưng cất tinh dầu bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước. Biết rằng tinh dầu có khối lượng riêng nhỏ hơn 1 g mL^-1.

a) Tinh dầu nằm ở phần nào (A hay B)?

b) Phương pháp để tách A và B ra khỏi nhau là phương pháp gì?

Giải nhanh:

a) Tinh dầu nằm ở phần A.

b) Phương pháp chiết.