phúc trình thực tập hóa phân tích cnhh bài 9 tách và định tính các sulfonamide bằng sắc ký lớp mỏng

Như vậy, việc tách những sản phẩm được thực hiện dựa vào sự khác biệt về tốc độ rửa giải của một dung môi thích hợp chất rửa giải, hệ dung môi, pha động trên một giá mang chất hấp phụ rắ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA KHOA HỌC TỰ NHIÊN

BỘ MÔN HÓA HỌC

-oOo -PHÚC TRÌNH THỰC TẬP HÓA PHÂN TÍCH –CNHH

MSHP:TN126

(Từ bài 9 đến bài 12)

Sinh viên thực hành:

TRẦN THANH TÂN B1706332

CAO TẤN TÀI B1706330

ĐẶNG CHÍ NGUYÊN B1706312

ĐỖ THỊ THÙY NGÂN B1706309

PHAN THỊ TRÚC LY B1706305

HỒ BẢO NGỌC B1706310

Giáo viên hướng dẫn: NGUYỄN TRỌNG TUÂN

BÀI 9: TÁCH VÀ ĐỊNH TÍNH CÁC SULFONAMIDE BẰNG SẮC KÝ

LỚP MỎNG

I NGUYÊN TẮC :

Sắc ký lớp mỏng là một phương pháp sắc ký dùng chất hấp phụ làm pha tĩnh trải thành một lớp mỏng trên tấm kính, nhựa hay kim loại

Quá trình tách các hợp chất xảy ra khi cho pha động là dung môi di chuyển qua pha tĩnh Như vậy, việc tách những sản phẩm được thực hiện dựa vào sự khác biệt về tốc độ rửa giải của một dung môi thích hợp (chất rửa giải, hệ dung môi, pha động) trên một giá mang chất hấp phụ rắn (pha tĩnh) đối với các thành phần của một hỗn hợp Do đó sắc ký lớp mỏng là một phương pháp phân tích cho phép tách và định tính những lượng nhỏ các hợp chất hữu cơ

II TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM:

1 Chuẩn bị vật liệu :

Lấy 2 miếng bản mỏng kích thước 13cm × 5cm Kẻ đường giới hạn dung

môi Cách mỗi cạnh bên 0.5cm, chia đều và chấm 5 điểm

Chuẩn bị bình khai triển : cho dung môi (24ml cloroform và 8ml eter ethyl) vào bình khai triển Chiều cao lớp dung môi khoảng 2cm Để bão hòa dung môi trong 30 phút

2 Chiết Sufonamid :

Nghiền kỹ 3 viên sulfamid trong cối, chiết bằng cồn 2 lần, mỗi lần với 10ml Lọc cho vào becher, làm bay hơi trên bếp cách thủy đến khi còn khoảng 2ml Dung dịch này được dùng để chấm lên bản mỏng

3 Triển khai sắc ký :

Chuẩn bị bản mỏng và các ống mao quản

Chấm các vết : dùng ống mao quản chấm 3 vết mẫu sulfonamid chuẩn đã biết tên và 3 vết hỗn hợp mẫu, mỗi loại lấy bằng một ống mao quản khác nhau Đặt bản vào bình khai triển, những vết này phải được nằm trên mức dung môi khoảng 1cm Đậy bình lại và khai triển đến mức khoảng 10cm trên vết chấm, lấy bản ra khỏi bình và vạch tức khắc chính xác một đường dung môi

4 Phát hiện :

Để khô bản đã khai triển ngoài không khí, sau đó phun thuốc thử PDAB

(Para dimetylaminobenzaldehyde) thấy có vết màu vàng

Tính Rf của mỗi chất

III TRÌNH BÀY KẾT QUẢ :

1 Vẽ sắc ký đồ :

Sulfanilamide: kí hiệu (1)

Sulfaguanidine : kí hiệu (2)

Sulfamehtoxazole : kí hiệu (3)

A, B, C là 3 chất Sulfamid cần nhận biết :

2 Trình bày R f của từng chất :

Tính giá trị Rf của từng chất tách ra : Áp dụng công thức : R f ¿a /b

a : Khoảng cách từ đường xuất phát đến tâm của vết sắc ký

b : Khoảng cách từ đường xuất phát đến mức dung môi lên cao nhất

Ta có : b = 6.5 (cm)

Mẫu hỗn hợp Mẫu chuẩn

Từ giá trị Rf ta suy ra :

2_A : là Sulfaguanidine

1_B : là Sulfanilamide

3_C: là Sulfamethoxazole

BÀI 10: SẮC KÝ CỘT

I Nguyên tắc:

Trong sắc ký cột, thường ứng dụng sắc ký trao đổi ion là kỹ thuật sắc ký

trong đó sự phân tích các chất tan là do lực tương tác tĩnh điện giữa các phân tử chất tan mang điện tích trái dấu với các nhóm cation [RN(CH3)3]+ hay anion (RSO3)- liên kết cộng hóa trị với các tiểu phân pha tĩnh (thường gọi là nhựa trao đổi ion)

Sắc ký trao đổi là một phương pháp hiệu quả và hiện đại để tách các ion dựa vào nhựa trao đổi (pha tĩnh) Nhựa trao đổi là các hợp chất cao phân tử, thể rắn, không tan trong nước, chứa nhiều nhóm chức có khả năng trao đổi

Trong sắc ký cột còn có nhiều kiểu tách bằng các cơ chế khác nhau như hấp phụ, phân bố, rây phân tử, Ví dụ bằng cơ chế hấp phụ người ta có thể sử dụng sắc ký cột để tách hỗn hợp các hóa chất khác nhau với các chất hấp phụ như Al2O3, Silicagel, Florisil,…

Trong bài này chúng ta thực hiện tách hỗn hợp chất màu bằng chất hấp phụ là Al2O3, đồng thời cũng sử dụng nhựa trao đổi cation để thực hiện việc tách Ca2+ trong nước cứng trên cột sắc ký

II Tiến hành thí nghiệm:

A Định lượng ion Ca 2+ trong mẫu nước cứng trước và sau khi qua cột trao đổi Cation:

1 Định tính ion Ca 2+ :

Cho vào ống nghiệm khoảng 20 giọt nước cứng ban đầu + 20 giọt dung dịch nước xà phòng, lắc đều có kết tủa trắng  có Ca2+

2 Định lượng ion Ca 2+ :

a Chuẩn độ mẫu trắng:

Dùng pipet hút 10 ml nước cất cho vào erlen 250 ml + 5 ml dung dịch NaOH 1 M, thêm 1 ít chất chỉ thị murexit Tiến hành chuẩn độ với dung dịch EDTA đến khi dung dung dịch từ màu đỏ chuyển sang màu tím sen Thể tích

EDTA đã dùng là 0 ml.

b Chuẩn độ mẫu nước cứng:

Dùng pipet hút 10 ml nước cứng cho vào erlen 250 ml + 5 ml dung dịch NaOH 1 M, thêm 1 ít chất chỉ thị murexit Tiến hành chuẩn độ với dung dịch EDTA đến khi dung dịch chuyển từ màu đỏ sang màu tím sen Thể tích EDTA

đã dùng là 10,5 ml.

Nồng độ Canxi trong mẫu nước cứng:

C Ca=C EDTA × V EDTA

V Ca ¿

0,01 x (10,5−0)

10 =0,0105mol L-1

Hàm lượng Ca2+ = 0,0105 (mol L-1) x 40 (g mol-1) x 1000 = 420 (mg L-1)

3 Tiến hành trao đổi ion:

a Chuẩn bị cột trao đổi ion:

Cân khoảng 2 g nhựa trao đổi cation, ngâm nước khoảng 10 phút Cho vào cột (đã lót bông ở đáy cột), tạo cột nhựa cao khoảng 15 cm

b Trao đổi Cation:

Dùng pipet hút 20 ml mẫu nước cứng cho vào cột trao đổi cation Để yên khoảng 5 phút Hứng lấy dung dịch qua cột cho vào erlen 250 ml

Chuẩn độ lại Ca2+ bằng dung dịch EDTA: thêm vào erlen trên 5 ml dung dịch NaOH 1 M + một ít chất chỉ thị murexit Tiến hành chuẩn độ với dung dịch EDTA đến khi dung dịch từ màu đỏ chuyển sang màu tím sen

Thể tích EDTA đã dùng là: 0,5 ml

Hàm lượng ion Ca2+ trong mẫu nước cứng sau khi qua cột trao đổi ion:

C Ca=C EDTA × V EDTA

V Ca =

0,5 ×0,01

10 =5 ×10

−4 mol L-1

Hàm lượng ion Ca2+: 5 x 10-4 x 40 x 1000 = 20 mg L-1

Dung lượng trao đổi ion ¿Mili đlgion Ca2+¿

Số gamnhựa Cationid¿ mđlgCa2+ g-1

Ta có mili đương lượng gam Ca2+ được trao đổi:

(4,2−0,2)÷ 2

2 =1

Dung lượng trao đổi ion = 1 mđlgCa2+ g-1

B Phân tích hổn hợp màu methyl orange và methylen blue bằng phương pháp sắc ký cột.

1 Chuẩn bị cột sắc ký:

- Lắp cột sắc ký, gắn cột vào giá đỡ

- Cân 5 g Al2O3 vào bercher 100 ml, cho tiếp 10 ml ethanol vào để tạo thành dạng huyền phù trong ethanol rồi đổ từ từ đến hết vào cột sắc ký đã lót sẵn bông thủy tinh ở đáy Mở khóa cho từ từ dung môi chảy hết và chờ cho cột

ổn định

2 Quá trình tách hổn hợp bằng sắc ký:

Rót 2 ml dung dịch chứa hỗn hợp 2 thuốc thử (dung dịch II) vào cột Theo dõi quá trình hình thành các vùng có màu vàng và màu xanh trong quá trình dung dịch chất màu chảy qua cột sắc ký

3 Rửa giải từng thành phần trên cột:

-Phần methylen xanh được rửa bằng 5 ml ethanol và thu vào bình hứng

-Thay bình hứng và rửa bằng nước để thu hồi methyl da cam

-Cô đuổi dung môi để thu lấy từng chất màu riêng biệt

4 Kết quả phân tách :

Theo dõi thấy quá trình hình thành các vùng có màu vàng và xanh trong cột sắc ký

Đầu tiên dùng ethanol có đọ phân cực kém hơn (độ phân cực = 5.2 ) để rửa giải thu được methylen màu xanh lục

Cuối cùng ta dùng nước (độ phân cực = 9) để rửa giải thì thu được methyl

da cam

BÀI 11: PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ ĐIỆN DẪN XÁC ĐỊNH

NỒNG ĐỘ HCl VÀ HỖN HỢP

HCl + H3BO3

I Nguyên tắc:

Độ dẫn của dung dịch tùy thuộc vào nồng độ và bản chất các ion trong dung dịch, đặc biệt là các ion H +

và OH

có nồng độ dẫn điện cao hơn hẳn Do đó, khi trung hòa một acid mạnh bằng một bazo mạnh (NaOH), ta thay thế H +

bằng Na +

, độ dẫn của dung dịch sẽ giảm Sau khi trung hòa hết acid, NaOH thêm vào sẽ là cho độ dẫn dung dịch tăng lên Với acid yếu, kém phân ly, khi phản ứng trung hòa xảy ra, nếu muối tạo thành có độ dẫn điện cao hơn hoặc hơi thấp hơn acid, đường biểu diễn sẽ hơi đi lên, nằm ngang hoặc hơi đi xuống tương ứng Sau khi acid được trung hòa hết, lượng NaOH dư thêm vào sẽ làm độ dẫn trong dung dịch tăng mạnh Dựa vào điểm gấp khúc, ta có thể xác định được thể tích tiêu tốn và suy ra nồng độ chất cần xác định.

II Nội dung:

Lần lượt tiến hành hai thí nghiệm:

- Xác định nồng độ đương lượng của acid mạnh HCl bằng cách chuẩn độ với dung dịch bazo mạnh NaOH Vẽ đường biểu diễn  theo thể tích NaOH thêm vào, ta sẽ thu được một điểm gãy tương ứng với điểm tương đương Từ đó suy ra V tại điểm tương đương và tính nồng độ đương lượng: C HCl

- Xác định nồng độ của hỗn hợp hai acid HCl (acid mạnh) và H 3 BO 3 (acid yếu) trong cùng một dung dịch Hai acid này cùng được trung hòa bằng dung dịch NaOH chuẩn Đường biểu diễn  = f(V) có hai điểm gãy ứng với hai điểm tương đương, từ đó suy ra nồng độ của HCl và H 3 BO 3

III Kết quả:

1 Lượng cân

H 2 C 2 O 4 2H 2 O = 0,63 g

Thể tích NaOH:

V 1 = 10,3 ml

V 2 = 10,2 ml

V 3 = 10 ml

V tb = 10,16 ml

C NaOH=C H2C2O2× V H2C2O2

V tb =

0,1× 10

10,16 =0,098 N

2 Bảng số liệu:

Chuẩn độ HCl bằng NaOH:

Bảng 1:



0 0.5

1 1.5

2 2.5

3 3.5

4

Đồ thị chuẩn độ HCl bằng NaOH

VNaOH (ml)

Chuẩn độ HCl + H3BO3 bằng dung dịch NaOH:

Bảng 2:

3 0,875 19 1,671

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

Đồ thị chuẩn độ HCl + H3BO3 bằng NaOH

VNaOH (ml)

4.Tính:

- Chuẩn độ HCl bằng NaOH:

Phương trình hồi qui:

 1 = a 1 V + b 1 = -0,2599V + 3,3398

 2 = a 2 V + b 2 = 0,1399V - 0,327

V tđ = 9,17 ml

C HCl = C NaOH V × V NaOH

HCl

=0,098 ×9,17

10 =0,0899 N

- Chuẩn độ HCl + H 3 BO 3 bằng NaOH:

Phương trình hồi qui:

 3 = a 3 V + b 3 = -0,2612V + 1,6654

 4 = a 4 V + b 4 = 0,0568V + 0,4121

 5 = a 5 V + b 5 = 0,1359V - 0,9003

V tđ1 = 3,94 ml

V tđ2 = 16,59ml

C H3BO3= ¿C NaOH ×(V tđ 2−V tđ 1)

V H3BO3 =

0,098 × (16,59−3,94 )

10 =0,12397 N.

BÀI 12: PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ AXIT - BASE XÁC

I NGUYÊN TẮC

Khi trung hòa một axit (đơn hay đa axit) bằng base mạnh,

pH tăng dần trong quá trình trung hòa Đường pH = f(V) với V là thể tích dd NaOH thêm vào cso những dạng khác nhau tùy theo axit được trung hòa là axit mạnh hay axit yếu Với axit đa chức, nếu các chức của axit có pKa khác nhau quá 4 đơn vị, ta có thể lần lượt trung hòa từng chức một Từ giá trị thể tích NaOH ở mỗi điểm tương đương, ta suy ra nồng độ đương lượng của axit.

II NỘI DUNG

Trong bài thí nghiệm bày, chúng ta sẽ tiến hành chuẩn

số liệu thu được, vẽ đường pH= f(V), đường cong này có hai điểm uốn tại hai bước nhảy tương ứng với hai điểm tương đương đầu Từ giá trị Vtđ ta sẽ tính được nồng độ đương lượng của

H 3 PO 4 và từ pH điểm bán tương đương suy ra giá trị pK a1 , pK a2 của

H 3 PO 4.

Để việc xác định Vtđ chính xác, ta có thể dựa vào:

- Đồ thị pH/V theo Vtđ.

- Tính  2 pH/ (V) 2

Phương pháp này giúp loại trừ các sai số do chất chỉ thị gây ra

và có thể xác định được nồng độ axit của các chất có màu mà phương pháp xác định điểm tương đương bằng chất chỉ thị màu không thực hiện được.

III KẾT QUẢ

1 Chuẩn độ lại dung dịch NaOH 0,1N:

Lượng cân H 2 C 2 O 4 2H 2 O=0,63 (g)

Thể tích NaOH đã dùng ml

Vtb=9,53

Bảng 1:

Bảng 2:

0,26 9,53 0,07 9,53

Bảng 3:

0 5 10 15 20 25 30 35 0

2 4 6 8 10

12

14

VNaOH (ml)

Từ đồ thị, ta có V tương đương 1 = 5 ml, V tương đương 2 = 15 ml ứng với pH tương đương 1 = 3,18

và pH tương đương 2 = 7,7  Nồng độ H 3 PO 4 là : C H3PO4 V H3PO4 = C NaOH V NaOH

 C H3PO4 = 5× 0,110 = 0,05N

Ta lại có, H 3 PO4 có pK a1 = 2,15 , pK a2 = 7,2

Phương trình hóa học minh họa :

Nấc 1: 2 NaOH + H3PO4 → 2 H 2 O + NaH 2 PO 4

Nấc 2: 2 NaOH + H3PO4 → 2 H 2 O + Na 2 HPO 4