Giải SGK Hóa 11 CTST Bài 9: Phương pháp tách và tinh chế hợp chất hữu cơ có đáp án

- Để tách và tinh chế các hợp chất hữu cơ thường dùng các phương pháp: chưng cất, chiết, kết tinh, sắc kí cột.

- Phương pháp chưng cất:

+ Nguyên tắc: Chưng cất là phương pháp tách và tinh chế chất lỏng dựa trên sự khác nhau về nhiệt độ sôi của các chất trong hỗn hợp ở áp suất nhất định.

+ Cách tiến hành: Đun nóng hỗn hợp chất lỏng, chất nào có nhiệt độ sôi thấp hơn sẽ chuyển thành hơi sớm và nhiều hơn. Sau đó làm lạnh, hơi ngưng tụ thành dạng lỏng chứa chủ yếu chất có nhiệt độ sôi thấp hơn.

- Phương pháp chiết:

+ Nguyên tắc: Chiết là phương pháp tách và tinh chế các chất từ hỗn hợp dựa trên độ hoà tan khác nhau của các chất đó trong hai môi trường không hoà tan vào nhau.

+ Cách tiến hành:

Chiết lỏng – lỏng:

Bước 1: Cho hỗn hợp có chất cần chiết vào phễu chiết, thêm dung môi vào (dung môi phải có khả năng hoà tan tốt chất cần chiết và không trộn lẫn với hỗn hợp ban đầu).

Bước 2: Lắc đều phễu chiết rồi để yên, hỗn hợp trong phễu sẽ tách thành 2 lớp.

Bước 3: Từ tử mở khoá phễu chiết để lần lượt thu từng lớp chất lỏng.

Bước 4: Làm bay hơi dung môi của dịch chiết để thu được dung dịch cần tách.

Chiết lỏng – rắn:

Bước 1: Hoà tan chất hữu cơ bằng cách ngâm hoặc đun hỗn hợp chất rắn với dung môi thích hợp.

Bước 2: Lọc bỏ phần chất rắn không tan, thu được dịch chiết chứa chất cần tách.

Bước 3: Làm bay hơi dung môi của dịch chiết để thu được chất cần tách.

- Phương pháp kết tinh:

+ Nguyên tắc: Phương pháp kết tinh là phương pháp tách và tinh chế chất từ hỗn hợp chất rắn dựa trên độ tan khác nhau của các chất trong dung môi và sự thay đổi độ tan của chúng theo nhiệt độ.

+ Cách tiến hành: Hoà tan hỗn hợp chứa chất cần tinh chế vào dung môi thích hợp ở nhiệt độ cao, lọc nóng để thu được dung dịch bão hoà rồi để nguội hoặc làm lạnh từ từ, chất rắn cần tinh chế sẽ tách ra từ dung dịch bão hoà. Lọc, rửa và làm khô, sau đó kết tinh lại nhiều lần trong cùng dung môi hoặc trong các dung môi khác, thu được tinh thể chất cần tinh chế.

- Phương pháp sắc kí cột:

+ Nguyên tắc: Phương pháp sắc kí cột dùng để tách, tinh chế chất trong hỗn hợp dựa trên sự khác biệt về tốc độ di chuyển của các chất trong pha động khi tiếp xúc trực tiếp với một pha tĩnh do sự khác nhau về khả năng hấp phụ trên pha tĩnh.

+ Cách tiến hành như hình sau:

Dựa vào nhiệt độ sôi của ethanol và nước xác định được:

+ Ethanol sẽ chuyển thành hơi sớm hơn;

+ Khi gặp lạnh hơi ngưng tụ thành chất lỏng chứa chủ yếu ethanol.

Khi lắp ống sinh hàn thì nước phải được đi vào từ đầu thấp phía dưới và đi ra từ đầu phía trên. Nếu lắp ngược lại sẽ gây ra hiện tượng thiếu nước cho ống sinh hàn, khiến ống bị nóng và có thể gây vết nứt và làm giảm hiệu quả của sự ngưng tụ.

Vai trò của đá bọt: Điều hoà quá trình sôi, giúp dung dịch sôi đều và tránh hiện tượng quá sôi.

- Sau bước 2, thấy hỗn hợp tách thành 2 lớp trong đó lớp nước ở phía dưới do hexane hoà tan tinh dầu quýt và hỗn hợp hexane và tinh dầu quýt không tan trong nước và nhẹ hơn nước nên nổi lên phía trên.

- Sau bước 3, tách được riêng nước và hỗn hợp tinh dầu quýt và dung môi hexane.

- Sau bước 4, hexane bay hơi hết thu được tinh dầu quýt do hexane có nhiệt độ sôi thấp hơn tinh dầu quýt nên bay hơi hết.