Hoá học 11 (Cánh diều)
Bài 9: Phương pháp tách biệt và tinh chế hợp chất hữu cơPhương pháp tách biệt và tinh chế hợp chất hữu cơ- Dựa vào sự khác nhau về nhiệt độ sôi của các chất trong hỗn hợp ở một áp suất nhất định.
- Chuyển chất lỏng sang pha hơi \(\rightarrow\) Làm lạnh cho hơi ngưng tụ \(\rightarrow\) thu lấy chất lỏng ở nhiệt độ thích hợp.
- Dùng để tách các chất lỏng ra khỏi hỗn hợp các chất có nhiệt độ sôi khác nhau nhằm thu được chất lỏng tinh khiết hơn.
- Để tách các chất lỏng có nhiệt độ sôi khác nhau nhiều, người ta dùng phương pháp chứng cất thường.
- Dựa vào sự hòa tan khác nhau của các chất trong hai môi trường không trộn lẫn vào nhau.
- Chiết lỏng – lỏng: tách các chất hữu cơ hòa tan trong nước.
+ Dùng một dung môi có khả năng hòa tan chất cần thiết, không trộn lẫn với dung môi ban đầu và có nhiệt độ sôi thấp để chiết.
+ Sau khi lắc dung môi chiết với hỗn hợp chất hữu cơ và nước, chất hữu cơ được chuyển phần lớn sang dung môi chiết, dùng phễu chiết để tách riêng dịch chiết (dung dịch chứa chất cần chiết) khỏi nước.
+ Khi hai chất lỏng không trộn lẫn được vào nhau, chất lỏng nào có khối lượng riêng nhỏ hơn sẽ tách thành lớp ở phía trên.
+ Bằng cách lặp lại nhiều lần như trên, có thể tách được gần như hoàn toàn chất hữu cơ vào dung môi chiết.
+ Cuối cùng, chưng cất dung môi ở nhiệt độ và áp suất thích hợp sẽ thu được chất hữu cơ.
- Chiết lỏng – rắn: dùng dung môi lỏng toàn tan chất hữu cơ để tách chúng ra khỏi hỗn hợp rắn.
- Phương pháp chiết lỏng – lỏng dùng để tách lấy chất hữu cơ khi nó ở dạng nhũ tương hoặc huyền phù trong nước.
- Phương pháp chiết lỏng – rắn dùng để tách lấy chất hữu cơ ra khỏi một hỗn hợp ở thể rắn, thường được áp dụng để ngâm rượu thuốc, phân tích thổ nhưỡng, phân tích dư lượng thuốc bảo vệ thực vật trong nông sản,...
- Dựa vào độ tan khác nhau và sự thay đổi độ tan của các chất rắn theo nhiệt độ.
- Hòa tan chất rắn lẫn tạp chất vào dung môi để tạo dung dịch bão hòa ở nhiệt độ cao. Dung môi thường dùng là nước, ethanol, acetone, ether, ethyl acetate,... hoặc đôi khi là hỗn hợp của chúng. Dung môi cần hòa tan tốt chất cần tinh chế ở nhiệt độ cao và hòa tan kém hơn chất cần tinh chế ở nhiệt độ thấp (hình 3 (a)).
- Lọc nóng loại bỏ chất không tan (hình 3 (b)).
- Để nguội và làm lạnh dung dịch thu được, chất cần tinh chế sẽ kết tinh (hình 3 (c)).
- Lọc để thu được chất rắn (hình 3 (d)).
- Thực hiện kết tinh lại nhiều lần trong cùng một dung môi hoặc trong các dung môi khác nhau sẽ thu được tinh thể chất cần tinh chế.
Dùng để tách và tinh chế các chất rắn.
- Dựa vào sự phân bố khác nhau của các chất trong hỗn hợp giữa hai pha động và tĩnh.
+ Pha động là dung môi và dung dịch mẫu chất cần tách di chuyển qua cột.
+ Pha tĩnh là một chất rắn có diện tích bề mặt rất lớn, có khả năng hấp phụ khác nhau các chất trong hỗn hợp cần tách. Ví dụ: silica gel, aluminium oxide,...
- Khi dung môi chạy qua cột, các chất hữu cơ được tách ra ở từng phân đoạn.
- Sử dụng các cột thủy tinh có chứa các chất hấp phụ dạng bột (pha tĩnh), thường là aluminium oxide, silica gel,...
- Cho hỗn hợp cần tách lên cột sắc kí.
- Cho dung môi thích hợp chảy liên tục qua cột sắc kí. Thu các chất hữu cơ được tách ra ở từng phân đoạn khác nhau khi đi ra khỏi cột sắc kí.
- Loại bỏ dung môi để thu được chất cần tách.
Phương pháp sắc kí cột thường được dùng để tách các chất hữu cơ có hàm lượng nhỏ và khó tách ra khỏi nhau.
1. Chưng cất là phương pháp dựa vào dự khác nhau về nhiệt độ sôi của các chất trong một hỗn hợp nhất định.
2. Chiết là phương pháp tách biệt và tinh chế hỗn hợp các chất dựa vào sự hòa tan khác nhau của chúng trong hai dung môi không trộn lẫn vào nhau.
3. Kết tinh là phương pháp được dùng để tách và tinh chế các chất rắn dựa trên nguyên tắc:
- Các chất khác nhau có độ hòa tan khác nhau trong cùng một dung môi.
- Độ tan của chất cần tách giảm nhanh khi giảm nhiệt độ.
4. Sắc kí cột là phương pháp tách biệt và tinh chế hỗn hợp các chất dựa vào sự phân bố khác nhau của chúng giữa pha động và pha tĩnh.