Lý thuyết Hóa học 11 Cánh diều Bài 9: Phương pháp tách biệt và tinh chế hợp chất hữu cơ

Haylamdo biên soạn và sưu tầm với tóm tắt lý thuyết Hóa 11 Bài 9: Phương pháp tách biệt và tinh chế hợp chất hữu cơ sách Cánh diều hay nhất, chi tiết sẽ giúp học sinh lớp 11 nắm vững kiến thức trọng tâm, ôn luyện để học tốt môn Hóa học 11.

Lý thuyết Hóa 11 Cánh diều Bài 9: Phương pháp tách biệt và tinh chế hợp chất hữu cơ

I. Phương pháp kết tinh

- Kết tinh là phương pháp quan trọng để tách biệt và tinh chế hợp chất hữu cơ ở dạng rắn.

- Phương pháp kết tinh dựa trên nguyên tắc chất rắn tách ra từ dung dịch bão hòa của chất đó khi thay đổi điều kiện hòa tan (dung môi, nhiệt độ).

- Các bước kết tinh chất rắn được mô tả như hình dưới:

a) Hòa tan hỗn hợp chất rắn (ví dụ: benzoic acid lẫn tạp chất) ở nhiệt độ sôi của dung môi (nước) để tạo dung dịch bão hòa.

b) Lọc nóng để loại bỏ phần chất rắn không tan.

c) Để nguội phần dung dịch sau khi lọc.

d) Lọc lấy chất rắn (ví dụ: benzoic acid) kết tinh.

II. Phương pháp chiết

- Phương pháp chiết được dựa theo nguyên tắc mỗi chất có sự phân bố khác nhau trong hai môi trường không hòa tan vào nhau.

+ Chiết chất từ môi trường rắn (chiết lỏng – rắn): Ngâm hoặc đun hỗn hợp chất rắn với dung môi thích hợp. Sau đó loại bỏ phần chất rắn không tan, thu lấy “dịch chiết” chứa chất cần phân tách.

+ Chiết chất từ môi trường lỏng (chiết lỏng – lỏng): Cho dung dịch chứa chất cần chiết vào phễu chiết, thêm dung môi dùng để chiết vào (dung môi có khả năng hòa tan chất cần chiết và không tan trong dung dịch ban đầu). Lắc đều phễu chiết rồi để yên, hỗn hợp sẽ tách thành hai lớp. Mở khóa phễu chiết và lần lượt thu lấy từng chất lỏng riêng biệt. Làm bay hơi dung dịch chiết để thu được chất tan cần phân tách.

III. Phương pháp chưng cất

- Chưng cất là phương pháp tách và tinh chế quan trọng đối với các chất lỏng.

- Phương pháp này dựa trên nguyên tắc thành phần của chất khi bay hơi khác với thành phần có trong dung dịch lỏng. Do đó, khi đun nóng hỗn hợp chất lỏng, chất nào có nhiệt độ sôi thấp hơn sẽ chuyển thành hơi sớm hơn và nhiều hơn. Khi gặp lạnh, hơi ngưng tụ thành dạng lỏng chứa chủ yếu chất có nhiệt độ sôi thấp hơn.

- Phương pháp chưng cất gồm hai giai đoạn: bay hơi và ngưng tụ.

Ví dụ: Bộ chưng cất chất lỏng (hình dưới).

IV. Phương pháp sắc kí

- Phương pháp sắc kí được sử dụng để tách các chất trong hỗn hợp một cách hiệu quả.

- Cơ sở của phương pháp dựa trên sự khác nhau về khả năng bị hấp phụ và hòa tan chất trong hỗn hợp cần tách. Khả năng bị hấp phụ và hòa tan của các chất khác nhau làm cho chúng dần tách khỏi nhau.

- Có nhiều loại sắc kí: Sắc kí giấy, sắc kí bản mỏng, sắc kí cột.

- Sử dụng sắc kí cột để phân tách các chất (phương pháp thường sử dụng):

+ Chất hấp phụ (silica hay alumina) được nhồi vào cột hình trụ (pha tĩnh).

+ Hỗn hợp chất cần tách được đưa vào thành một lớp mỏng phía trên bề mặt cột.

+ Cho dung môi thích hợp (pha động) chảy qua cột, dung môi sẽ kéo chất tan đi theo. Chất bị hấp phụ kém trên bề mặt pha tĩnh và tan tốt trong dung môi sẽ đi ra khỏi cột sắc kí trước, chất bị hấp phụ mạnh trên bề mặt pha tĩnh và kém tan trong dung môi sẽ đi ra sau.

+ Làm bay hơi dung môi từ dung dịch chứa mỗi chất đi ra từ cột sắc kí để thu lấy chất có độ tinh khiết cao hơn.

Hình minh hoạ tách chất bằng sắc kí cột