Câu hỏi:
04/07/2024 277Để nghiên cứu cấu trúc, tính chất hoặc ứng dụng của một hợp chất hữu cơ, cần phải tách nó ra khỏi hỗn hợp, tức là tinh chế nó thành chất tinh khiết. Các phương pháp tách biệt và tinh chế thường dùng đối với chất hữu cơ là chưng cất, chiết, kết tinh và sắc kí.
1. Phương pháp chưng cất
Khi đun sôi một hỗn hợp, chất nào có nhiệt độ sôi thấp hơn sẽ chuyển vào pha hơi sớm hơn và nhiều hơn. Khi gặp lạnh, pha hơi sẽ ngưng tụ thành pha lỏng chứa chủ yếu là chất có nhiệt độ sôi thấp hơn. Quá trình đó gọi là sự chưng cất. Có các kiểu chưng cất chủ yếu sau:
a) Chưng cất thường
Khi cần tách lấy một chất lỏng có nhiệt độ sôi không cao lắm ra khỏi các chất có nhiệt độ sôi khác biệt đáng kể so với nó, người ta dùng phương pháp chưng cất đơn giản nhất gọi là chưng cất thường.
b) Chưng cất phân đoạn
Chưng cất phân đoạn dùng để tách các chất bay hơi ra khỏi một hỗn hợp dựa vào sự khác biệt về nhiệt độ sôi. Quá trình chưng cất có thể thực hiện ở áp suất khí quyển hay áp suất thấp. Phương pháp chưng cất phân đoạn được thực hiện với những bình cất có lắp cột phân đoạn và thường được nối với máy hút chân không để giảm nhiệt độ chưng cất. Nhiệt độ và áp suất được theo dõi trong quá trình chưng cất. Phương pháp này thường áp dụng để tách các chất là thành phần của tinh dầu.
c) Chưng cất dưới áp suất thấp
Khi áp suất trên mặt thoáng giảm thì nhiệt độ sôi của chất lỏng sẽ giảm theo. Vì vậy, đối với những chất có nhiệt độ sôi cao hoặc dễ bị phân huỷ ở nhiệt độ cao, cần phải chưng cất dưới áp suất thấp để giảm nhiệt độ sôi và tránh sự phân huỷ. Đối với dung môi có nhiệt độ sôi thấp như hexane, benzene, chloroform,... người ta thường dùng máy cất quay, cất ở áp suất 20 – 40 mmHg. Đối với các chất có nhiệt độ sôi cao hơn thì phải dùng bơm làm giảm áp suất xuống còn một vài mmHg. Đối với những chất sôi ở nhiệt độ cao và dễ bị tác dụng bởi nhiệt, người ta dùng phương pháp chưng cất lớp mỏng và chưng cất phân tử ở áp suất thấp tới 10–3 – 10–4 mmHg. Khi đó nhiệt độ sôi có thể giảm đi 200 – 300°C.
d) Chưng cất lôi cuốn hơi nước
Những hợp chất hữu cơ không tan hoặc rất ít tan trong nước, mặc dù có nhiệt độ sôi cao nhưng khi trộn với nước sẽ tạo ra hỗn hợp sôi ở nhiệt độ xấp xỉ 100°C (ở áp suất thường). Nhờ có một phần nước nên nhiệt độ được giữ cố định ở nhiệt độ sôi một thời gian, cũng có thể dùng áp suất cao để nâng nhiệt độ lên quá 100°C. Hơi dầu đi cùng với hơi nước vào bộ ngưng tụ và ngưng tụ lại. Hỗn hợp dầu-nước sau đó có thể tách bằng cách lắng gạn đi.
2. Phương pháp chiết
Chiết là phương pháp dùng một dung môi thích hợp hoà tan chất cần tách thành một pha lỏng (gọi là dịch chiết) phân chia khỏi pha lỏng (hoặc pha rắn) chứa hỗn hợp các chất còn lại. Tách lấy dịch chiết, giải phóng dung môi sẽ thu được chất cần tách.
3. Phương pháp kết tinh
Kết tinh dùng để tách chất rắn với chất lỏng. Dựa vào sự thay đổi độ tan theo nhiệt độ, người ta hoà tan chất cần tinh chế vào dung môi thích hợp thường là ở nhiệt độ sôi của dung môi, lọc nóng, bỏ cặn không tan rồi để nguội hoặc làm lạnh từ từ, chất rắn sẽ tách ra dưới dạng tinh thể. Lọc, rửa, làm khô sẽ thu được tinh thể chất cần tinh chế. Một chất rắn được coi là tinh khiết nếu sau nhiều lần kết tinh trong những dung môi khác nhau mà nhiệt độ nóng chảy của nó không thay đổi.
4. Phương pháp sắc kí
Phương pháp sắc kí được sử dụng để tách biệt, tinh chế và dùng trong phân tích định tính, định lượng các hỗn hợp từ đơn giản đến phức tạp. Phương pháp sắc kí dựa trên sự khác biệt về tốc độ di chuyển của các chất trong pha động khi tiếp xúc mật thiết với một pha tĩnh. Nguyên nhân của sự khác nhau đó là do khả năng bị hấp phụ và phản hấp phụ khác nhau hoặc khả năng trao đổi khác nhau của các chất ở pha động với các chất ở pha tĩnh. Có nhiều kiểu sắc kí khác nhau: Sắc kí cột, sắc kí lớp mỏng, sắc kí khí,...
Phát biểu sau đúng hay sai?
Khi tách hai chất lỏng tan vào nhau bằng phương pháp chưng cất, tính chất vật lí được quan tâm là tính tan của các chất trong dung môi.
Sách mới 2k7: 30 đề đánh giá năng lực DHQG Hà Nội, Tp. Hồ Chí Minh, BKHN 2025 mới nhất (600 trang - chỉ từ 160k).
Quảng cáo
Trả lời:
Sai, vì: Chưng cất là phương pháp tách chất dựa vào sự khác nhau về nhiệt độ sôi của chất (ở một áp suất nhất định).
Do đó, khi tách hai chất lỏng tan vào nhau bằng phương pháp chưng cất, tính chất vật lí được quan tâm là nhiệt độ sôi của các chất.
Chọn B
Câu hỏi cùng đoạn
Câu 2:
Các phát biểu sau đúng hay sai?
|
Phát biểu |
Đúng |
Sai |
|
Thêm benzene vào ống nghiệm đựng dung dịch nước bromine. Sau một thời gian quan sát thấy màu nâu của bromine phân bố chủ yếu trong lớp nước. |
||
|
Mật ong để lâu thường thấy có những hạt rắn xuất hiện ở đáy chai. Đó là hiện tượng đông tụ. |
||
|
Kết tinh là phương pháp đơn giản nhưng rất hiệu quả để tinh chế các chất hữu cơ không có khả năng tồn tại ở dạng tinh thể. |
||
|
Hỗn hợp X gồm các alkane: pentane (ts=36,1oC), heptane (ts=98,4oC), octane (ts=125,7oC) và nonane (ts = 150,8oC). Có thể tách riêng các chất đó một cách thuận lợi bằng phương pháp chưng cất. |
Lời giải của GV VietJack
|
Phát biểu |
Đúng |
Sai |
|
Thêm benzene vào ống nghiệm đựng dung dịch nước bromine. Sau một thời gian quan sát thấy màu nâu của bromine phân bố chủ yếu trong lớp nước. |
X | |
|
Mật ong để lâu thường thấy có những hạt rắn xuất hiện ở đáy chai. Đó là hiện tượng đông tụ. |
X | |
|
Kết tinh là phương pháp đơn giản nhưng rất hiệu quả để tinh chế các chất hữu cơ không có khả năng tồn tại ở dạng tinh thể. |
X | |
|
Hỗn hợp X gồm các alkane: pentane (ts=36,1oC), heptane (ts=98,4oC), octane (ts=125,7oC) và nonane (ts = 150,8oC). Có thể tách riêng các chất đó một cách thuận lợi bằng phương pháp chưng cất. |
X |
1. Sai, vì: bromine là chất không phân cực, tan tốt trong dung môi không phân cực benzene. Khi thêm benzene vào ống nghiệm đựng dung dịch bromine, sẽ thấy hiện tượng tách lớp, do benzene không tan trong dung môi nước phân cực của dung dịch bromine. Sau một thời gian, benzene sẽ lấy dần các phân tử bromine, do đó màu nâu của bromine chủ yếu trong lớp benzene.
2. Sai, vì: mật ong để lâu thường thấy có những hạt rắn xuất hiện ở đáy chai. Đó là hiện tượng kết tinh đường.
3. Sai, vì: kết tinh là phương pháp đơn giản nhưng rất hiệu quả để tinh chế các chất hữu cơ tồn tại ở dạng tinh thể.
4. Đúng, vì: các chất trong hỗn hợp X có nhiệt độ sôi khác nhau, do đó có thể tách riêng các chất đó một cách thuận lợi bằng phương pháp chưng cất.
Câu 3:
Khi chưng cất dầu mỏ, thì ở các phân đoạn nhiệt độ sôi khác nhau sẽ thu được các sản phẩm gọi là phân đoạn dầu mỏ khác nhau. Các phân đoạn dầu thu được khi chưng cất dầu mỏ ở áp suất thường, gồm: phân đoạn khí và xăng gồm các hydrocarbon có từ 1 – 10 nguyên tử C trong phân tử; phân đoạn dầu hỏa gồm các hydrocarbon có từ 10 – 16 nguyên tử C trong phân tử; phân đoạn diesel gồm các hydrocarbon có từ 16 – 21 nguyên tử C trong phân tử; phân đoạn dầu nhờn gồm các hydrocarbon có từ 21 – 30 nguyên tử C trong phân tử; cặn mazut gồm các hydrocarbon có từ 31 nguyên tử C trở lên trong phân tử. Các sản phẩm của quá trình chưng cất dầu mỏ thu được ở 5 phân đoạn nhiệt độ sôi là: <180oC, 170-270oC, 250-350oC, 350-400oC, > 400oC. Ở phân đoạn 350-400oC sẽ thu được sản phẩm _______.
Lời giải của GV VietJack
Đáp án
Khi chưng cất dầu mỏ, thì ở các phân đoạn nhiệt độ sôi khác nhau sẽ thu được các sản phẩm gọi là phân đoạn dầu mỏ khác nhau. Các phân đoạn dầu thu được khi chưng cất dầu mỏ ở áp suất thường, gồm: phân đoạn khí và xăng gồm các hydrocarbon có từ 1 – 10 nguyên tử C trong phân tử; phân đoạn dầu hỏa gồm các hydrocarbon có từ 10 – 16 nguyên tử C trong phân tử; phân đoạn diesel gồm các hydrocarbon có từ 16 – 21 nguyên tử C trong phân tử; phân đoạn dầu nhờn gồm các hydrocarbon có từ 21 – 30 nguyên tử C trong phân tử; cặn mazut gồm các hydrocarbon có từ 31 nguyên tử C trở lên trong phân tử. Các sản phẩm của quá trình chưng cất dầu mỏ thu được ở 5 phân đoạn nhiệt độ sôi là: <180oC, 170-270oC, 250-350oC, 350-400oC, > 400oC. Ở phân đoạn 350-400oC sẽ thu được sản phẩm dầu nhờn.
Giải thích
Với các hydrocarbon, thông thường khối lượng phân tử tăng thì nhiệt độ sôi cũng tăng. Căn cứ vào thành phần các hydrocarbon có trong mỗi phân đoạn dầu mỏ sẽ suy ra khoảng nhiệt độ sôi của khí và xăng < dầu hỏa < diesel < dầu nhờn < cặn mazut. Thứ tự này tương ứng với thứ tự các khoảng nhiệt độ sôi câu hỏi đưa ra, do đó ứng với phân đoạn 350-400oC sẽ là dầu nhờn.
Câu 4:
Cây neem (cây thường xanh Ấn Độ) hay còn gọi là cây nim, sầu đâu (tên khoa học Azadirachta indica) được người Ấn Độ dùng hơn 4000 năm nay để làm đẹp và chữa bệnh. Các chiết xuất từ lá neem có thể ức chế sự sao chép của vius Dengue, kháng virus nên có tác dụng điều trị bệnh sốt xuất huyết hiệu quả. Người ta hái một ít lá neem tươi, rửa sạch, cho vào nồi đun kĩ, lọc lấy nước để sử dụng. Hãy cho biết cách làm trên thuộc loại phương pháp tách và tinh chế nào?
Lời giải của GV VietJack
Hái một ít lá neem tươi, rửa sạch, cho vào nồi đun kĩ: áp dụng phương pháp chiết.
Lọc lấy nước để sử dụng: áp dụng phương pháp lọc. Chọn B
Câu 5:
Ngâm củ nghệ với ethanol nóng, sau đó lọc bỏ phần bã, lấy dung dịch đem cô cạn để làm bay hơi bớt dung môi. Phần dung dịch còn lại sau khi cô cạn được làm lạnh, để yên một thời gian rồi lọc lấy kết tủa curcumin màu vàng. Từ mô tả ở trên, hãy cho biết, người ta đã sử dụng các kĩ thuật tinh chế nào để lấy được curcumin từ củ nghệ?
Lời giải của GV VietJack
Ngâm củ nghệ với ethanol nóng, sau đó lọc bỏ phần bã → Phương pháp chiết.
Lấy dung dịch đem cô cạn để làm bay hơi bớt dung môi. Phần dung dịch còn lại sau khi cô cạn được làm lạnh, để yên một thời gian rồi lọc lấy kết tủa curcumin màu vàng → Phương pháp kết tinh.
Chọn B
Câu 6:
Một mẫu hoa hoè được xác định có hàm lượng rutin là 26%. Người ta đun sôi hoa hoè với nước (100°C) để chiết lấy rutin. Biết độ tan của rutin là 5,2 gam trong 1 lít nước ở 100°C và là 0,125 gam trong 1 lít nước ở 25°C. Giả thiết rằng toàn bộ lượng rutin trong hoa hoè đã tan vào nước khi chiết. Làm nguội dung dịch chiết chứa 300 gam hoa hoè ở trên từ 100°C xuống 25°C thì thu được bao nhiêu gam rutin kết tinh?
Lời giải của GV VietJack
300 g hoa hoè chứa 78 g rutin.
Thể tích nước cần dùng để hoà tan hết lượng rutin ở 100°C là: 78.1:5,2 = 15 lít.
15 lít nước ở 25°C hòa tan được 15.0,125 = 1,875 (g) rutin.
Lượng rutin thu được khi để kết tinh là: 78 – 1,875 = 76,125 (g).
Chọn A
Câu 7:
Điền từ/cụm từ thích hợp vào chỗ trống
Pent-1-ene và dipentyl ether đồng thời được sinh ra khi đun nóng pentan-1-ol với dung dịch H2SO4 đặc. Biết rằng nhiệt độ sôi của pentan-1-ol, pent-1-ene và dipentyl ether lần lượt là 137,8oC ; 30,0oC; 186,8oC. Từ hỗn hợp phản ứng, các chất được tách khỏi nhau bằng phương pháp chưng cất. Các phân đoạn thu được trong các phân đoạn (theo thứ tự từ trước đến sau) trong quá trình chưng cất lần lượt là (1) ________, (2) _______, (3) ________.
Lời giải của GV VietJack
Pent-1-ene và dipentyl ether đồng thời được sinh ra khi đun nóng pentan-1-ol với dung dịch H2SO4 đặc. Biết rằng nhiệt độ sôi của pentan-1-ol, pent-1-ene và dipentyl ether lần lượt là 137,8oC ; 30,0oC; 186,8oC. Từ hỗn hợp phản ứng, các chất được tách khỏi nhau bằng phương pháp chưng cất. Các phân đoạn thu được trong các phân đoạn (theo thứ tự từ trước đến sau) trong quá trình chưng cất lần lượt là (1) pent-1-ene, (2) pentan-1-ol, (3) dipentyl ether.
Đã bán 152
Đã bán 114
Đã bán 132
Đã bán 47
CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ
Câu 1:
Câu 2:
Phát biểu sau đây đúng hay sai?
Hai thí nghiệm trên, vi khuẩn đều được nuôi cấy trong môi trường nuôi cấy liên tục.
Câu 3:
Phần tư duy khoa học / giả quyết vấn đề
Câu 4:
Nếu cùng đặt một hiệu điện thế vào hai đầu vật dẫn R1 và R2 thì cường độ chạy qua hai vật dẫn có giá trị như nhau, đúng hay sai?
Câu 5:
Theo bài viết, giải pháp đơn giản nhất để giảm gánh nặng nhiệt cho cư dân đô thị hiện nay là gì?
Câu 6:
Phát biểu sau đúng hay sai?
Dựa trên kết quả của Thí nghiệm 2, độ hấp thụ hiệu chỉnh của mơ khô có giá trị lớn nhất.
Gọi 084 283 45 85
Hỗ trợ đăng ký khóa học tại Vietjack
về câu hỏi!