\

CHƯƠNG 3. ĐẠI CƯƠNG VỀ HÓA HỌC HỮU CƠ

BÀI 11: PHƯƠNG PHÁP TÁCH BIỆT VÀ TINH CHẾ HỢP CHẤT HỮU CƠ

(17 câu)

1. NHẬN BIẾT (5 câu)

Câu 1: Nêu nguyên tắc, cách tiến hành và ứng dụng phương pháp chưng cất

Trả lời:

- Nguyên tắc: Chưng cất là phương pháp tách chất dựa vào sự khác nhau về nhiệt độ sôi của các chất trong hỗn hợp ở một áp suất nhất định.

- Cách tiến hành: Chất lỏng cần tách được chuyển sang pha hơi, rồi làm lạnh cho hơi ngưng tụ, thu lấy chất lỏng ở khoảng nhiệt độ thích hợp.

- Ứng dụng: Phương pháp chưng cất 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.

Câu 2: Nêu nguyên tắc, cách tiến hành và ứng dụng của phương pháp chiết

Trả lời:

- Nguyên tắc: Chiết là phương pháp tách biệt và tinh chế hỗn hợp các chất dựa vào sự hòa tan khác nhau của chúng trong hai môi trường không trộn lẫn nhau

- Cách tiến hành:

+ Chiết lỏng – lỏng: 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.

+ Chiết lỏng – rắn: dùng dung môi lỏng hòa tan chất hữu cơ để tách chúng ra khỏi hỗn hợp rắn.

- Ứng dụng:

+ Phương pháp chiết lỏng – lỏng dùng để tách lấy chất hữu cơ khi nó ở dạng nhũ tương hoặc huyền phù trong nước.

+ Áp dụng phương pháp chiết lỏng – rắn 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,… 

Câu 3: Nêu nguyên tắc, cách tiến hành và ứng dụng của phương pháp kết tinh.

Trả lời:

- Nguyên tắc: Kết tinh là phương pháp tách biệt và tinh chết hỗn hợp các chất rắn dựa vào độ tan khác nhau và sự thay đổi độ tan của chúng theo nhiệt độ.

- Cách tiến hành:

+ Hòa tan chất rắn lẫn tạp chất vào dung môi để tạo dung dịch bão hòa ở nhiệt độ cao.

+ Lọc nóng loại bỏ chất không tan

+ Để nguội và làm lạnh dung dịch thu được, chất cần tinh chế sẽ kết tinh

+ Lọc để thu được chất rắn

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.

- Ứng dụng: Phương pháp kết tinh được dùng để tách và tinh chế các chất rắn.

Câu 4: Nêu nguyên tắc, cách tiến hành và ứng dụng của phương pháp sắc kí cột.

Trả lời

- Nguyên tắc: 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 hai pha động và pha tĩnh.

- Cách tiến hành:

+ 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 sau khi đi ra khỏi cột sắc kí.

+ Loại bỏ dung môi để thu được chất cần tách.

- Ứng dụng: Phương pháp sắc kí cột thường dùng để tách các chất hữu cơ có hàm lượng nhỏ và khó tách ra khỏi nhau.

Câu 5: Pha động và pha tĩnh trong phương pháp sắc kí cột là gì?

Trả lời:

- 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.

2. THÔNG HIỂU (7 câu)

Câu 1: Hãy cho biết các cách làm sau đây thuộc vào phương pháp tách biệt và tinh chế nào?

1. a) Làm đường cát, đường phèn từ nước mía
2. b) Nấu rượu uống

Trả lời:

1. a) Phương pháp kết tinh
2. b) Phương pháp chưng cất

Câu 2: Hãy cho biết các cách làm sau đây thuộc vào phương pháp tách biệt và tinh chế nào?

1. a) Ngâm rượu thuốc, rượu rắn
2. b) Gỉa lá làm chàm cho vào nước, lọc lấy dung dịch màu để nhuộm sợi, vải

Trả lời:

1. a) Phương pháp chiết
2. b) Phương pháp chiết

Câu 3: Cho các phương pháp tách biệt và tinh chế sau. Hỏi phương pháp nào không đúng với cách làm?

(1) Nấu rượu sau khi ử men rượu từ nguyên liệu như tinh bột hay cellulose là phương pháp chưng cất

(2) Khi thu được hỗn hợp gồm tinh dầu xả nổi trên lớp nước tách lấy tinh dầu là phương pháp kết tinh.

Trả lời:

- Phương pháp không đúng với cách làm là: (2) vì đây là phương pháp chiết

Câu 4: Cho các phương pháp tách biệt và tinh chế sau. Hỏi phương pháp nào không đúng với cách làm?  

(1) Qúa trình làm muối ăn từ nước biển hay làm đường phèn từ nước mía là phương pháp kết tinh

(2) Khi làm trứng muối (ngâm trứng trong dung dịch NaCl bão hòa hay phủ tro muối) là phương pháp kết tinh.

Trả lời:

Phương pháp không đúng là: (2)

Câu 5: Khí nitrogen và khí oxygen là hai thành phần chính của không khí. Trong kĩ thuật người ta có thể hạ thấp nhiệt độ để hóa lỏng không khí. Biết nitrogen lỏng sôi ở -196 ^oC oxygen lỏng sôi ở - 183 ^oC. Phương pháp tách riêng khí nitrogen và oxygen là phương pháp gì?

Trả lời:

Phương pháp tách riêng khí nitrogen và oxygen là chưng cất phân đoạn không khí lỏng do nhiệt độ sôi của oxygen và nitrogen khác nhau.

Câu 6: Rượu ethanol là một chất lỏng, có nhiệt độ sôi là 78,3 ^oC và tan nhiều trong nước. Phương pháp tách riêng rượu ethanol từ hỗn hợp rượu ethanol và nước là gì?

Trả lời:

Chưng cất hỗn hợp rượu và nước. Từ 78,3 ^oC, ta sẽ bắt đầu thu được hơi rượu. Ngưng tụ hơi rượu thu được rượu lỏng.

Câu 7: Nêu cách tách muối ăn ra khỏi hỗn hợp nước muối.

Trả lời:

Cô cạn hỗn hợp nước muối, nước bốc hơi sẽ thu được muối ăn khan

3. VẬN DỤNG (3 câu)

Câu 1: Nêu cách tách riêng từng chất ra khỏi hỗn hợp gồm các chất: muối ăn và cát.

Trả lời:

Hòa tan hỗn hợp trên vào nước. Đổ hỗn hợp qua giấy lọc ta thu được nước muối riêng còn cát ở trên giấy. Sau đó cô cạn hỗn hợp nước muối, nước bốc hơi sẽ thu được muối ăn khan.

Câu 2: Một hỗn hợp gồm dầu hỏa có lẫn nước, làm thế nào để tách nước ra khỏi dầu hỏa?

Trả lời:

Dầu hỏa nhẹ hơn nước và không tan trong nước. Muốn tách nước ra khỏi dầu hỏa, ta cho hỗn hợp vào phễu chiết, dầu nổi ở trên và nước ở phía dưới. Mở khóa phễu chiết, tách nước ra trước sau đó đến dầu hỏa, ta được nước và dầu hỏa riêng biệt.

Câu 3: Sắp xếp các bước dưới đây theo đúng thứ tự cách tách dầu ăn ra khỏi hỗn hợp dần ăn với nước bằng phương pháp chiết:

(1) Mở nắp phễu chiết

(2) Mở khóa phễu từ từ để thu lớp nước ở dưới vào bình tam giác

(3) Lắc đều hỗn hợp dầu ăn và nước rồi rót hỗn hợp vào phễu chiết

(4) Đặt phễu chiết lên giá thí nghiệm và khóa phễu

(5) Đậy nắp phễu chiết. Để yên phễu chiết sau một thời gian cho dầu ăn và nước trong hỗn hợp tách thành hai lớp. 

Giải thích tại sao có thể tách dầu ăn ra khỏi hỗn hợp dầu ăn với nước?

Trả lời:

- Sắp xếp: (4) à (3) à (5) à (1) à (2)

- Giải thích: Do dầu ăn không tan trong nước và nhẹ hơn nước nên có thể tách ra khỏi hỗn hợp với nước bằng cách chiết.

4. VẬN DỤNG CAO (2 câu)

Câu 1: Oxi hóa ethanol thu được hỗn hợp gồm aldehyde, acid tương ứng, alcohol dư và H₂O. Hãy trình bày phương pháp tách riêng từng chất hữu cơ ra khỏi hỗn hợp. Cho biết: CH₃CHO sôi ở 21^o, C₂H₅OH sôi ở 78,3^oC, CH₃COOH sôi ở 118^oC, H₂O sôi ở 100^oC.

Trả lời:

- Cho Na₂SO₄ khan vào để loại nước. Ba chất còn lại có nhiệt độ sôi khác xa nhau nên có thể dùng phương pháp chưng cất để tách chúng ra khỏi nhau.

- Hoặc cho hỗn hợp tác dụng với kiềm:

CH₃COOH + NaOH  CH₃COONa + H₂O

Chưng cất thu được C₂H₅OH, CH₃CHO, H₂O. Còn lại chất rắn CH₃COONa tác dụng với H₂SO₄ đặc:

2CH₃COONa + H₂SO₄(đặc) Na₂SO₄ + 2CH₃COOH

Chưng cất được CH₃COOH

Cho Na₂SO₄ khan vào hỗn hợp CH₃CHO ở 21^oC, sau đó là C₂H₅OH.

Câu 2: Để tách actemisin một chất có trong cây Thanh hao hoa vàng dùng chế thuốc chống sốt rét, người ta tiến hành như sau: Ngâm lá và thân cây đã băm nhỏ trong hexane sau đó gạn lấy phần chất lỏng. Đun phần chất lỏng cho hexane bay lên và ngưng tụ để thu lại. Phần còn lại là chất lỏng sệt được cho lên cột sắc kí và cho dung môi thích hợp chạy qua để tách riêng từng cấu tử trong tinh dầu. Trong mỗi giai đoạn của quá trình trên, người ta đã sử dụng các kĩ thuật nào trong các kĩ thuật sau đây: chưng cất, chiết, sắc kí, kết tinh?

Trả lời:

- Ngâm lá, thân cây trong hexane: kĩ thuật chiết.

- Đun cho bay hơi và ngưng tụ để thu lại hexane: kĩ thuật chưng cất

- Cho chất lỏng trên cột sắc kí và cho dung môi thích hợp chạy qua: kĩ thuật sắc kí cột.