Bộ Sưu Tập Thí Nghiệm và Báo Cáo Thực Hành Hóa Hữu Cơ | Đại Học Bách Khoa TPHCM

Bộ sưu tập này bao gồm các bài thí nghiệm, báo cáo thực hành và seminar về hóa hữu cơ dành cho sinh viên Đại học Bách Khoa TPHCM. Nội dung chi tiết, dễ hiểu, và được trình bày rõ ràng, giúp sinh viên nắm vững kiến thức và kỹ năng thực hành hóa hữu cơ. Tài liệu hữu ích cho học tập và nghiên cứu chuyên sâu trong lĩnh vực hóa học.

BÀI SỐ 02 – TỔNG HỢP ASPIRIN

Sinh viên không đượ c s ử d ụ ng tài li ệ u và làm tr ự c ti ếp trên đề thi Đề thi có 06 trang

Aspirin là một dẫn xuất của salicylic acid, được xếp vào nhóm thuốc chống viêm non-steroid Aspirin có tác dụng giảm đau, hạ sốt, chống viêm và còn có thể phòng ngừa đau tim và phòng ngừa sự hình thành cua cục nghẽn trong mạch máu khi sử dụng với hàm lượng thấp trong thời gian dài Tuy nhiên aspirin gây kích ứng mạnh với dạ dày nên được khuyết cáo hạn chế sử dụng với người có bệnh lý liên quan đến dạ dày và hoành tá tràng Ngoài ra, aspirin có thể gây ra hội chứng Reye (ảnh hưởng nghiêm trọng đến não bộ và gan, có thể dẫn đến tử vong nếu không xử lý kịp thời) cho trẻ em dưới 12 tuổi nếu sử dụng không theo chỉ định của bác sĩ

Aspirin là chất rắn màu trắng, có nhiệt độ nóng chảy 138 – 140 o C, ít tan trong nước ở nhiệt độ thấp, tan tốt trong acetone, ethanol, ethyl acetate và những dung môi hữu cơ phân cực khác

Trong quy mô công nghiệp cũng như phòng thí nghiệm, aspirin được tổng hợp thông qua phản ứng ester hóa giữa salicylic acid và acetic anhydride Phản ứng xảy ra thuận lợi hơn khi có mặt xúc tác acid

Bước 1 Lần lượt cho anhydride acetic (3,5 mL), salicylic acid (2,5 g) và H2SO4 đậm đặc (1 giọt) vào bình cầu

Bước 2 Đun cách thủy, khuấy đều, duy trì ở nhiệt độ ở 50 – 60°C bằng các đo nhiệt độ của nước bên ngoài trong 15 phút

Bước 3 Làm nguội hệ phản ứng bằng nước (vẫn khuấy) để hạ nhiệt độ xuống nhiệt độ phòng

Bước 4 Thêm vào hỗn hợp 30 mL nước, khuấy thêm 5 phút, làm lạnh và lọc dưới áp suất thấp thu lấy sản phẩm thô, rửa sản phẩm trên phễu lọc bằng nước lạnh

Bước 5 Hòa tan sản phẩm thô vào cồn nóng (lượng tối thiểu, vừa tan) Thêm chậm vào hỗn hợp dung dịch khoảng 15mL nước ấm đến khi hệ vừa đục hoặc xuất hiện tinh thể thì ngừng lại

Bước 6 Làm nguội chậm về nhiệt độ phòng rồi làm lạnh trong nước đá, tinh thể hình kim sẽ xuất hiện Lọc dưới áp suất kém, rửa sản phẩm trên phễu lọc bằng một ít nước lạnh

Câu 1 Vẽ sơ đồ khối trình bày 6 bước thí nghiệm trên

(Lưu ý: Tất cả các giai đoạn có dùng phương pháp “lọc” phải ghi rõ là lấy phần rắn hay lỏng.)

Câu 2 Vẽ và chú thích hệ thống phản ứng ở bước 2

Câu 3 Hoàn thành các thông tin bị khuyết vào các vị trí có dấu trong bảng thông tin sau

Tên chất Lượng sử dụng

Dạng Màu sắc Hàm lượng T nc ( o C) T s ( o C) ρ (g/mL)

Câu 4 Sau khi thực hiện tất cả các bước phản ứng, nhóm thí nghiệm thu được 2,71 gam tinh thể aspirin tinh sau khi sấy khô Viết phương trình điều chế aspirin và xác định hiệu suất phản ứng của nhóm thí nghiệm đạt được

Câu 5 Vì sao trước khi thực hiện phản ứng, các dụng cụ sử dụng đều phải sấy khô cẩn thận ?

Câu 6 Ở bước 1, có thể thay acetic anhydride bằng acetic acid được không ? Vì sao ? Nếu không, có thể thay thế acetic anhydride bằng chất nào và có ưu điểm/hạn chế gì so với acetic anhydride ?

Câu 7 Vì sao ở bước 2, ta phải duy trì nhiệt độ hệ phản ứng trong khoảng 50 – 60 o C ?

Câu 8 Vai trò của việc đun cách thủy ở bước 2 là gì ?

Câu 9 Vì sao ở bước 4, cần phải thêm 30 mL sau khi phản ứng kết thúc ? Có thể bỏ qua bước này được không ? Vì sao ?

Câu 10 Quá trình lọc lần đầu (bước 4) loại bỏ được những tạp chất nào ?

Câu 11 Vai trò của quá trình kết tinh lại trong bước 5 là gì ?

Câu 12 Ở bước 5, vì sao ethanol nóng được cho vào trước nước nóng ? Ta có thể đảo thứ tự cho 2 dung môi này được hay không ? Vì sao ?

Câu 13 Trình bày các bước thực hiện kết tinh lại 2 dung môi và yêu cầu chọn dung môi

Câu 14 Trong quá trình làm nguội ở bước 6, khi hệ không kết tinh ta cần xử lý như thế nào ?

Câu 15 Quá trình kết tinh lại ở bước 6 nên sử dụng beaker hay erlen ? Vì sao ?

Câu 16 Ở bước 6, ta có thể làm lạnh bằng cách cho ngay vào nước đá mà không làm nguội chậm về nhiệt độ phòng được hay không ? Vì sao ?

Câu 17 Thành phần của sản phẩm thô sau phản ứng và sản phẩm cuối cùng là gì ?

Câu 18 Đánh giá độ tinh khiết của sản phẩm thu được Trong sản phẩm có thể lẫn những tạp chất gì và có thể tinh chế bằng cách nào ? Aspirin sau khi điều chế bằng quy trình này có thể sử dụng ngay lập tức trong dược phẩm được không ? Vì sao ?

Câu 19 Trong phản ứng, salicylic acid vẫn có thể còn dư, gây ảnh hưởng đến độ tinh khiết sản phẩm

Ta có thể sử dụng phương pháp nào để nhận biết còn salicilic acid dư trong phản ứng ?

BÀI SỐ 03 – TỔNG HỢP ETHYL ACETATE

Ethyl acetate là một trong những ester phổ biến nhất được sử dụng làm dung môi Đây là một chất lỏng không màu có mùi dễ chịu và đặc trưng, có nhiệt độ sôi thấp (77°C), không bền trong acid và base Ethyl acetate có độ hòa tan thấp trong nước nhưng trộn lẫn tốt với các dung môi hữu cơ khác Ở áp suất thường, ethyl acetate có thể tạo hỗn hợp đẳng phí với ethanol và nước

Ethyl acetate được tổng hợp từ acetic acid và ethanol thông qua phản ứng ester hóa Đây là phản ứng thuận nghịch có thể đạt đến cân bằng sau nhiều ngày Sự có mặt của acid đóng vai trò xúc tác sẽ giúp rút ngắn thời gian phản ứng

Bước 1 Lần lượt cho 7,5 mL acetic acid, 10,0 mL ethanol, 1,0 mL sulfuric acid 98% vào bình cầu Lắp sinh hàn, đun sôi hoàn lưu trong 1 h

Bước 2 Làm nguội hệ thống, lấy sản phẩm cho vào bình chưng cất Tiến hành chưng cất chậm thu lấy chất lỏng có nhiệt độ sôi dưới 90°C

Bước 3 Cho sản phẩm chưng cất vào phễu chiết, rửa với 5 mL dung dịch Na2CO3 10% Tách lấy pha hữu cơ, cho vào erlen, làm khan với 1,25 g Na2SO4 khan

Bước 4 Chưng cất chậm pha hữu cơ, thu lấy chất lỏng ngưng tụ có nhiệt độ sôi 71°C

(Lưu ý: Tất cả các giai đoạn có dùng phương pháp “chiết” phải ghi rõ là lấy pha nhẹ (nằm trên) hay pha nặng (nằm dưới).)

Câu 3 Vẽ và chú thích hệ thống chưng cất ở bước 2

Câu 4 Vẽ và chú thích hệ thống trích ly lỏng – lỏng đơn dung môi ở bước 3

Tên chất Lượng sử dụng Dạng

Màu sắc Hàm lượng T nc ( o C) T s ( o C) ρ (g/mL)

Hỗn hợp đẳng phí Ethyl acetate – Ethanol – H 2 O

Ethyl acetate (wt.%) Ethanol (wt.%) H 2 O (wt.%) T s ( o C) Tỷ trọng ρ (kg/m 3 )

Câu 6 Sau khi thực hiện tất cả các bước phản ứng, nhóm thí nghiệm thu được 10,4 mL dung dịch đẳng phí của ethanol – ethyl acetate Biết rằng hằng số cân bằng của phản ứng điều chế ester ethyl acetate là 4,1, tính hiệu suất phản ứng mà nhóm thí nghiệm đã thực hiện

Câu 7 Vai trò của dung dịch H2SO4 đậm đặc trong phản ứng là gì ? Có thể thay bằng dung dịch HCl đậm đặc được không ? Vì sao ?

Câu 8 Vì sao khi thực hiện phản ứng ở bước 1 phải để phản ứng sôi nhẹ? Muốn lấy triệt để sản phẩm cần phải làm như thế nào ?

Câu 9 Quá trình đun sôi hoàn lưu ở bước 1 để hoàn lưu những chất nào ?

Câu 10 Quá trình đun sôi hoàn lưu có cần thiết phải cho đá bọt vào không ? Vì sao ?

Câu 11 Quá trình đun sôi hoàn lưu nên sử dụng bếp cầu hay bếp khuấy từ ? Vì sao ?

Câu 12 Vì sao ở bước 2, sau khi đun sôi hoàn lưu cần phải làm nguội rồi mới cho sản phẩm vào bình chưng cất ?

Câu 13 Sau khi chưng cất lần 1 (ở bước 2), sản phẩm thu được là dung dịch lỏng có nhiệt độ sôi nhỏ hơn 90 o C chứa những cấu tử nào ? Vì sao phải chưng cất dung dịch lỏng này lần hai ?

Câu 14 Vì sao khi chưng cất sử dụng sinh hàn thẳng và khi thực hiện phản ứng dùng sinh hàn bầu ?

Câu 15 Trong quá trình chưng cất, có nhận định cho rằng: “Phần ống ngay dưới chạc 3 càng dài thì sản phẩm chưng cất càng tinh khiết” là đúng hay sai khi thực hiện quy trình tổng hợp ethyl acetate ? Vì sao ?

Câu 16 Khi chưng cất, nhiệt kế được lắp như thế nào với ống chạc 3 ? Vì sao ?

Câu 17 Khi đang chưng cất, hệ thống nước làm mát sinh hàn bị cắt Trình bày trình tự xử lý sự cố này

Câu 18 Trong quá trình chưng cất, sinh hàn nước, sinh hàn không khí hoặc không dùng sinh hàn được sử dụng trong các trường hợp nào ?

Câu 19 Mục đích của việc sử dụng Na2SO4 ở bước 3 là gì ? Chọn chất có thể thay thế Na2SO4 trong các chất MgSO4, MgCl2, CaCl2 và giải thích lý do vì sao có thể và không thể thay thế

Câu 20 Hỗn hợp đẳng phí là gì ? Có thể phá điểm đẳng phí bằng cách nào ?

Câu 21 Trình bày thành phần của hỗn hợp sau phản ứng ester hóa (kết thúc bước 1), sau chưng cất lần

1 (kết thúc bước 2), sau bước trung hòa (sau khi thêm dung dịch Na2CO3 ở bước 3) và sau chưng cất lần 2 (kết thúc bước 4) ?

Trang này không chứa nội dung bài thi.

BÀI SỐ 04 – TỔNG HỢP BENZOIC ACID

Benzoic acid là carboxylic acid thơm đơn giản nhất và có thể được tìm thấy trong các loài thực vật như một hợp chất trung gian của quá trình sinh tổng hợp các hợp chất chuyển hóa thứ cấp Benzoic acid là tiền chất quan trọng trong công nghiệp hóa học để tổng hợp nhiều hợp chất hữu cơ khác Đặc biệt, acid này và muối của nó, như sodium benzoate, được sử dụng phổ biến làm chất bảo quản thực phẩm nhờ khả năng kìm hãm sự phát triển của vi khuẩn và nấm (được kí hiệu lần lượt E210 và E211 trong thực phẩm)

Benzoic acid có dạng tinh thể không màu, tan tốt trong hầu hết các dung môi hữu cơ, nóng chảy ở 122 o C, ít tan trong nước lạnh, tan nhiều trong nước nóng (1,70 và 56,3 g/L lần lượt ở 0 và 100 o C)

Benzoic acid được sản xuất công nghiệp bằng cách oxi hóa không hoàn toàn toluene bởi O2 được xúc tác bởi muối Co 2+ hoặc Mn 2+ Quá trình này sử dụng các nguyên liệu phổ biến, đơn giản và có hiệu suất cao

Trong phòng thí nghiệm, nhiều phương pháp khác nhau được sử dụng để tổng hợp benzoic acid, bao gồm (i) thủy phân benzonitrile (C6H5CN) hoặc benzamide (C6H5CONH2), (ii) oxi hóa benzaldehyde hoặc benzyl alcohol hoặc toluene, (iii) thủy phân kết hợp oxi hóa benzyl chloride, và (iv) carboxyl hóa hợp chất Grignard, phenylmagnesium bromide (C6H5MgBr, được tổng hợp từ phenyl bromide)

Bước 1 Hòa tan 12 gam KMnO4 trong bình cầu bằng 70 mL nước Lắp sinh hàn, thêm 4 mL toluene qua cổ nhỏ bình cầu

Bước 2 Dùng nút cao su đậy chặt các cổ nhỏ bình cầu, đun sôi hoàn lưu trong 2 h dưới điều kiện khuấy trộn mạnh

Bước 3 Sau 2 h, ngừng gia nhiệt nhưng vẫn duy trì khuấy hỗn hợp phản ứng Sau 10 phút để nhiệt độ hỗn hợp hạ xuống dưới điểm sôi, qua cổ nhỏ bình cầu, nhúng đũa khuấy vào hỗn hợp phản ứng rồi chấm lên giấy lọc

Bước 4 Quan sát màu của vành thấm ướt Nếu xuất hiện màu hồng, thêm khoảng 1 mL ethanol vào hỗn hợp phản ứng qua cổ nhỏ rồi nhanh chóng đậy lại

Bước 5 Sau 5 phút, lặp lại thao tác kiểm tra màu cho đến khi vành thấm ướt không có màu Lưu ý rằng trong suốt quá trình này hỗn hợp phản ứng vẫn được khuấy mạnh

Bước 6 Lọc nóng hỗn hợp phản ứng dưới áp suất thấp, rửa kết tủa nâu bằng một ít nước nóng

Bước 7 Nếu dung dịch sau khi lọc có váng dầu không tan, sử dụng phễu chiết để loại bỏ pha hữu cơ

Bước 8 Cô đặc dung dịch trong beaker 250 mL xuống còn 50 mL (thêm đá bọt để điều hòa sự sôi) sau đó làm nguội về nhiệt độ phòng

Bước 9 Acid hóa dung dịch bằng cách thêm từ từ 10 mL dung dịch HCl đậm đặc, đảm bảo pH của dung dịch ≤ 1 (kiểm tra bằng giấy pH)

Bước 10 Làm lạnh và lọc dưới áp suất thấp, rửa sản phẩm trên phễu lọc bằng một ít nước lạnh

- Thí nghiệm sử dụng chất oxi hóa mạnh và acid HCl đậm đặc Do đó, phải tuyệt đối nghiêm túc chấp hành các quy định an toàn, thực hiện đúng trình tự thí nghiệm và phải báo cáo kịp thời với CBHD khi thấy hiện tượng lạ

- Không được bịt các cổ nhỏ bình cầu bằng màng bọc thực phẩm

- Không được thử màu khi hỗn hợp phản ứng vẫn đang sôi

- Nhanh chóng đậy nút cao su sau khi thêm ethanol vì phản ứng sau đó xảy ra mãnh liệt, tỏa nhiều nhiệt và có thể gây nguy hiểm

(Lưu ý: Tất cả các giai đoạn có dùng phương pháp “chiết” phải ghi rõ là lấy pha nhẹ (nằm trên) hay pha nặng (nằm dưới) và các giai đoạn có dùng phương pháp “lọc” phải ghi rõ là lấy pha rắn hay pha lỏng.)

Câu 3 Vẽ và chú thích cách kiểm tra màu dung dịch ở bước 3 và bước 4

Tên chất Lượng sử dụng Dạng

Màu sắc Hàm lượng T nc ( o C) T s ( o C) ρ (g/mL)

Câu 5 Sau khi thực hiện tất cả các bước phản ứng, nhóm thí nghiệm thu được 2,95 gam tinh thể benzoic acid tinh sau khi sấy khô Viết phương trình điều chế benzoic acid và xác định hiệu suất phản ứng của nhóm thí nghiệm đạt được

Câu 6 Vai trò của KMnO4 trong thí nghiệm này là gì ? Việc thay thế KMnO4 bằng K2Cr2O7 hoặc H2O2 có hạn chế gì so với KMnO4 không ? Vì sao ?

Câu 7 Vì sao ở bước 2, phản ứng được thực hiện trong môi trường trung tính mà không thực hiện trong môi trường acid ?

Câu 8 Vì sao ở bước 2, phản ứng phải được thực hiện ở nhiệt độ sôi của dung dịch ? Có thể thực hiện phản ứng ở nhiệt độ thấp hơn được không ? Vì sao ?

Câu 9 Ở bước 2, khi lắp đặt hệ phản ứng nên sử dụng cá từ hay đá bọt ? Vì sao ?

Câu 10 Ở bước 2, chất tải nhiệt sử dụng trong bếp là nước, glycerin hay cát ? Vì sao ?

Câu 11 Ở bước 2, có thể cho đun trực tiếp hệ phản ứng trên bếp từ mà không sử dụng chất tải nhiệt được không ? Vì sao ?

Câu 12 Khi thực hiện phản ứng ở bước 2, nếu sử dụng nhiệt kế để quan sát, nhóm thí nghiệm thấy rằng nhiệt độ của hệ lúc đầu tăng chậm nhưng sau một thời gian thì nhiệt độ phản ứng lại tăng nhanh

Giải thích hiện tượng trên

Câu 13 Màu hồng của dung dịch khi thử màu ở bước 4 là do nguyên nhân nào gây ra ?

Câu 14 Vai trò của 1 mL ethanol ở bước 4 là gì ?

Câu 15 Kết tủa thu được khi lọc ở bước 6 là kết tủa gì ? Vì sao ở bước này, công đoạn rửa tinh thể kết tủa trên phễu lọc phải sử dụng nước nóng ?

Câu 16 Vì sao ở bước 6 phải tiến hành lọc nóng trọng lực ? Có thể sử dụng phương pháp lọc áp suất thấp ở nhiệt độ phòng được không ? Vì sao ?

Câu 17 Vì sao ở bước 8 cần phải tiến hành cô đặc dung dịch ?

Câu 18 Vì sao quá trình cô đặc ở bước 8 không sử dụng bể điều nhiệt ?

Câu 19 Vai trò của HCl ở bước 9 là gì ? Vì sao không cho HCl ngay từ bước 1 vào hỗn hợp tham gia phản ứng ?

Câu 20 Vì sao quá trình rửa ở bước 10 sử dụng nước lạnh mà không sử dụng nước nóng như quá trình rửa ở bước 6 ?

BÀI SỐ 05 – TỔNG HỢP TERPINEOL

Terpineol là hợp chất có nguồn gốc thiên nhiên, có tính sát khuẩn, không gây hại da, không gây kích ứng da và niêm mạc Terpineol có mùi thơm dễ chịu của hoa linh lan, tử đinh hương Terpineol được tìm thấy trong nhiều nguồn khác nhau như trong tinh dầu thông, tinh dầu tràm, … và được sử dụng nhiều rộng rãi ngành trong công nghiệp hóa học (trong dầu thơm, xà bông, thuốc diệt nấm, các sản phẩm tẩy rửa…) Terpineol thương phẩm là một hỗn hợp của ba đồng phân là   −, − −, terpineol, trong đó thành phần chính là −terpineol terpineol

Terpineol là chất lỏng nhớt, nhẹ hợn nước, có mùi dễ chịu, không màu, dễ cháy, không tan trong nước, tan tốt trong rượu etylic, ete và các dung môi hữu cơ khác, độ quay quang học: từ – 0 o 10’ tới + 0 o 10’, nhiệt độ sôi: 214 – 224 o C Ở nước ta, terpineol thường được trích ly từ tinh dầu tràm và tinh dầu chanh Tinh dầu tràm từ nguyên liệu lấy từ Bình Trị Thiên cũ có 31 thành phần trong đó −terpineol chiếm 5,44 – 11,96% còn trong tinh dầu tràm từ nguyên liệu thu thập ở Long An có chứa 9,8 % −terpineol Tinh dầu vỏ chanh chứa 3,9% terpineol Lá bạch đàn trắng trồng ở Việt Nam cũng có chứa trung bình 1,790,46% tinh dầu tính theo nguyên liệu khô tuyệt đối, trong đó −terpineol chiếm 1,99% Ngoài ra trong bạch đậu khấu và long não cũng có chứa terpineol

Trong tổng hợp hữu cơ, terpineol có thể được tổng hợp từ phản ứng hydrat hóa limonene hay được tổng hợp từ phản ứng dehydrat hóa terpin Terpin thương mại ngậm một phân tử nước gọi là terpinhydrate (hình bên) Terpin là một glycol terpen không bền nhiệt Trong môi trường acid (H2SO4, HCOOH, phtalic acid, KHSO4, ZnCl2, …), terpinhydrate bị dehydrat hóa tạo thành một hỗn hợp có chứa các đồng phân của terpineol

QUY TRÌNH TỔNG HỢP Bước 1 Cho 64 mL dung dịch H2SO4 2,5% vào bình cầu 250 mL có chứa sẵn 8 gam terpin hydrate

Bước 2 Lắp sinh hàn, đun sôi hoàn lưu trong 1 h

Bước 3 Để nguội, dùng phễu chiết tách lớp hữu cơ và rửa lại bằng nước (2  30 mL)

Bước 4 Thu lớp hữu cơ, đem chưng cất lôi cuốn hơi nước cho đến khi lớp dầu màu vàng nhạt được lôi cuốn hết

Bước 5 Dùng phễu chiết tách terpineol ra khỏi pha lỏng

(Lưu ý: Tất cả các giai đoạn có dùng phương pháp “chiết” phải ghi rõ là lấy pha nhẹ (nằm trên) hay pha nặng (nằm dưới).)

Câu 3 Vẽ và chú thích hệ thống chưng cất lôi cuốn hơi nước gián tiếp ở bước 4

Câu 4 Vẽ và chú thích hệ thống trích ly lỏng – lỏng đơn dung môi ở bước 3 và bước 5

Câu 6 Sau khi thực hiện tất cả các bước phản ứng, nhóm thí nghiệm thu được 5,1 mL terpineol tinh khiết sau khi trích ly Viết phương trình điều chế terpineol và xác định hiệu suất phản ứng của nhóm thí nghiệm đạt được

Câu 7 Terpineol thường được trích ly từ tinh dầu tràm và tinh dầu chanh Theo nghiên cứu, vỏ chanh thuộc giống Cymbopogon citratus là một trong những giống cho hàm lượng tinh dầu cao: 1,37% w/w tính theo nguyên liệu ướt Trong một thí nghiệm, yêu cầu sản phẩm thu được là 1 mL dung dịch sau trích ly chứa 5 vl.% terpineol với dung môi hữu cơ thích hợp Biết rằng trong thí nghiệm, terpineol được trích ly từ vỏ chanh trên, trong tinh dầu chanh có 3,9 wt.% terpineol

Giả thiết rằng hiệu suất quá trình tinh chế, phân tách đạt 90% Tính khối lượng vỏ chanh theo gam cần sử dụng trong thí nghiệm này

Câu 8 Ở bước 1, có thể thay H2SO4 2,5% bằng H2SO4 đặc 98% hoặc dung dịch HCl được không ? Vì sao ?

Câu 9 Ở bước 2, ta nên sử dụng cá từ hay đá bọt ? Lựa chọn nào sẽ cho hiệu suất cao hơn ? Vì sao ?

Câu 10 Vì sao trong quá trình thực hiện phản ứng và khi thực hiện quá trình trích ly, ta không được lắc mạnh hỗn hợp ?

Câu 11 Trình bày mục đích của công đoạn rửa bằng nước ở bước 3 Ta có thể bỏ qua gia đoạn rửa được không ? Vì sao ?

Câu 12 Trình bày ưu và nhược điểm của quá trình chưng cất lôi cuốn hơi nước

Câu 13 Trong hệ thống chưng cất lôi cuốn hơi nước, ống dài ở bình đun nước có vai trò ? Chiều dài của ống như thế nào là phù hợp ?

Câu 14 Khi thực hiện chưng cất lôi cuốn hơi nước ở bước 4, dấu hiệu nào cho biết ta nên ngừng quá trình chưng cất ?

Câu 15 Ở bước 4, ta có thể sử dụng phương pháp chưng cất thông thường thay cho chưng cất lôi cuốn hơi nước có được không ? Vì sao ?

Câu 16 Hỗn hợp chất hữu cơ sản phẩm trong bình cầu có nhiệt độ sôi như thế nào so với nhiệt độ sôi của của các cấu tử riêng biệt ?

Câu 17 Phương pháp chiết tách được sử dụng khi nào ? Phương pháp này có ưu điểm gì ?

Câu 18 Trình bằng các bước trích ly lỏng – lỏng đơn dung môi Nếu xuất hiện hệ nhũ tương trong quá trình trích ly thì trình tự xử lý như thế nào ?

Câu 19 Terpinol theo lý thuyết có màu gì và sản phẩm thực tế thu được có màu gì ? Vì sao ?

Câu 20 Vì sao terpinol có thể tạo nhũ với nước ? Trình bày 1 phương pháp để phá hệ nhũ

BÀI SỐ 06 – TỔNG HỢP XÀ PHÒNG

Sinh viên không đượ c s ử d ụ ng tài li ệ u và làm tr ự c ti ế p trên đề thi Đề thi có 06 trang

Xà phòng là muối natri hoặc kali của acid béo mạch dài (RCOOH) Mạch carbon dài gây ra đặc tính hoạt động bề mặt của xà phòng thường là mạch C12 – C18 Xà phòng rắn thường là muối natri của acid béo (RCOONa), còn xà phòng lỏng là muối kali với acid béo (RCOOK)

Xà phòng có cấu trúc gồm 2 phần: phần háo nước là nhóm COO- và phần không phân cực, kỵ nước là gốc R mạch dài

Ví dụ: Với sodium stearate

Khi cho dung dịch xà phòng tiếp xúc với một chất lỏng không phân cực, không hoà tan trong nước chẳng hạn vết dầu nhờn, bởi vì những chất không phân cực hoà tan những chất không phân cực và những chất phân cực hoà tan những chất phân cực nên phân tử xà phòng định hướng bề mặt phân chia nhóm háo nước COO- tới pha nước và gốc kỵ nước R tới pha dầu Do đó làm giảm sức căng bề mặt chất lỏng và chuyển pha dầu thành những hạt nhỏ phân tán vào dung dịch xà phòng, ở đây xà phòng có tác dụng của chất nhũ tương hoá

Khi thuỷ phân các chất béo (triglyceride) như dầu thực vật, mỡ động vật với xúc tác là các base mạnh như KOH, NaOH, … sẽ tạo thành glycerol và muối của acid béo mạnh dài (xà phòng)

Dầu dừa là một trong những nguyên liệu có thể dùng để điều chế xà phòng Dầu dừa được ép từ cùi dừa (Coconucifera) Dầu dừa có tỷ trọng: 0,86 – 0,90 ở 15 o C Nhiệt độ nóng chảy vào khoảng 23 – 26 o C, chỉ số xà phòng = 250 – 260, đương lượng xà phòng = 216 – 255, chỉ số iod = 8 – 9, chất không xà phòng hoá chiếm từ 0.1 – 0.3%

Thành phần chính của dầu dừa là chất béo – ester được tạo bởi glycerin và các acid béo như oleic acid, linoleic acid, plamitic acid, … Thành phần của dầu dừa được trình bày cụ thể qua bảng ở trang sau

QUY TRÌNH TỔNG HỢP

Bước 1 Cho 10 gam dầu dừa vào cốc 250 mL, sau đó cho từ từ 50mL NaOH 10% vào dầu dừa

Bước 2 Lắp hệ thống phản ứng Đun cách thuỷ và khuấy tay bằng đũa khuấy thủy tinh trong 1 giờ 30 phút Kiểm soát nhiệt độ của hệ phản ứng

Bước 3 Sau khi phản ứng kết thúc, cho vào hỗn hợp phản ứng 80 mL dung dịch NaCl bão hoà, khuấy đều, làm nguội, xà phòng sẽ tách lớp

Bước 4 Lọc chân không qua phễu Buchner thu lấy sản phẩm.

QUY TRÌNH ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG TẠO NHŨ CỦA XÀ PHÒNG

Bước 1 Pha dung dịch mẫu 0.5% khối lượng: Cho 0.5 g xà phòng tổng hợp được từ phần I vào cốc 250 mL và cho nước đến 100mL, khuấy đều cho xà phòng tan hoàn toàn

Bước 2 Cho 10 mL dung dịch mẫu 0.5% vào ống nghiệm 30 mL, sau đó thêm vào 10 mL dầu thực vật, đậy nút ống nghiệm lắc kỹ hỗn hợp 30 lần ở 30 o C

Bước 3 Sau đó, dùng thước đo chiều cao lớp dung dịch không tạo nhũ (lớp dưới)

Bước 4 Làm thí nghiệm tương tự với sản phẩm xà bông trên thị trường Từ đó, đánh giá khả năng tạo nhũ của xà phòng tổng hợp được.

QUY TRÌNH ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG TẠO NHŨ CỦA XÀ PHÒNG TRONG NƯỚC CỨNG

Tiến hành thí nghiệm tương tự như trên nhưng thay nước bằng dung dịch CaCl2 5% Từ đó, đánh giá khả năng sử dụng của xà phòng tổng hợp và xà bông thị trường được trong điều kiện nước cứng.

QUY TRÌNH pH CỦA DUNG DỊCH XÀ PHÒNG

Pha loãng xà phòng trong nước cất tạo thành dung dịch 1% Đo pH Thực hiện tương tự với xà bông trên thị trường và so sánh pH giữa hai loại

Câu 1 Vẽ sơ đồ khối trình bày 4 bước thí nghiệm ở phần I

Câu 3 Phân biệt hai khái niệm “glycerin” và “glycerol” như thế nào ?

Câu 4 Chỉ số xà phòng (SV), chỉ số acid (AV), chỉ số iod (IV), chỉ số ester hóa là gì ? Các chỉ số này có ý nghĩa gì trong việc đánh giá xà phòng ?

Câu 5 Các nguồn nguyên liệu nào có thể sử dụng trong quá trình tổng hợp xà phòng ?

Câu 6 Xà phòng có cấu tạo như thế nào ? Xà phòng là chất hoạt động bề mặt loại gì ? Vì sao ?

Câu 7 Vì sao xà phòng có khả năng tẩy rửa ?

Câu 8 Khả năng tạo nhũ ảnh hưởng đến khả năng tẩy rửa của xà phòng như thế nào ?

Câu 9 pH của môi trường và các ion kim loại ảnh hưởng đến khả năng tẩy rửa của xà phòng như thế nào ?

Câu 10 So sánh ưu và nhược điểm của quá trình sản xuất xà phòng bằng phương pháp thủy phân trong nước (phương pháp cũ) và thông qua phản ứng xà phòng hóa (thủy phân trong dung dịch kiềm)

Câu 11 Trong công nghiệp, để sản xuất xà phòng, ta cần thực hiện thêm các bước xử lý trước và sau phản ứng xà phòng nào để xà phòng đạt chất lượng trên thị trường ?

Câu 12 Trình bày một số phương pháp nấu xà phòng trong thực tế và phạm vi áp dụng của những phương pháp đó

Câu 13 Ở bước 2, vì sao cần phải khuấy liên tục và không được đảo chiều khuấy trong suôt thời gian thí nghiệm ?

Câu 14 Ở bước 3, vai trò của NaCl bão hòa là gì ?

Câu 15 Ở bước 4, sau khi lọc chân không, dung môi nào sẽ thích hợp nhất để rửa pha rắn nằm trên phễu lọc ? Vì sao ? Quá trình rửa này có vai trò gì ?

Câu 16 Sau bước 4, mẫu xà phòng thu được có thể lẫn những tạp chất nào ?

Câu 17 Trình bày ít nhất 5 phương pháp nâng hiệu suất tổng hợp xà phòng

Câu 18 So sánh khả năng tạo nhũ của xà phòng tổng hợp được và xà phòng thương mại (xà phòng cục

Lifebouy) trong nước cất và giải thích vì sao

Câu 19 So sánh khả năng tạo nhũ của xà phòng tổng hợp được và xà phòng thương mại (xà phòng cục

Lifebouy) trong nước cứng và giải thích vì sao

Câu 20 So sánh pH của xà phòng tổng hợp được và xà phòng thương mại (xà phòng cục Lifebouy) và giải thích vì sao

BÀI SỐ 07 – TỔNG HỢP 𝜷-NAPTHOL DA CAM

−Naphthol da cam (còn có tên gọi khác là acid orange 7, Orange II, CI

15110) là thuốc nhuộm thuộc họ azo thường được sử dụng để nhuộm sợi len Đây là tinh thể màu cam sáng, nóng chảy ở 164 o C, tan tốt trong nước (116 g/L ở 25 o C)

−Naphthol da cam được tổng hợp bằng phản ứng ghép đôi azo giữa β- naphthol và muối diazonium của sulfanilic acid

Bước 1 Hòa tan 2 gam sulfanilic acid trong beaker bằng 5 mL dung dịch NaOH 2N

Bước 2 Hòa tan 1 gam NaNO2 trong beaker khác bằng 10 mL nước, rồi thêm 2/3 dung dịch này vào dung dịch sodium sulfanilate ở trên

Bước 3 Làm lạnh hỗn hợp đến khoảng 0 o C bằng hỗn hợp đá – muối, thêm từ từ 1.5 mL HCl đậm đặc vào và vẫn giữ ở nhiệt độ thấp Khuấy đều trong 5 phút rồi thêm từ từ 1 mL HCl đậm đặc, sau đó thêm từ từ lượng NaNO2 còn lại Kiểm tra pH của hệ phản ứng bằng giấy đo pH Các tinh thể của muối diazonium sẽ bắt đầu xuất hiện Tiếp tục khuấy và duy trì nhiệt độ thấp cho hỗn hợp này

Bước 4 Hòa tan 1,4 gamβ-naphthol trong dung dịch NaOH 5% Làm lạnh dung dịch thu được cho đến khi đạt khoảng 0 o C

Bước 5 Rót hỗn hợp chứa muối diazonium vào dung dịch chứa β-naphthol Tiếp tục khuấy thêm 30 phút rồi cho NaCl vào, khuấy trong 5 phút Ngâm beaker chứa sản phẩm thêm bể đá thêm 1 h

Bước 6 Lọc lấy sản phẩm dưới áp suất kém, rửa bằng vài lần 5 mL nước lạnh

(Lưu ý: Tất cả các giai đoạn có dùng phương pháp “lọc” phải ghi rõ là lấy pha lỏng hay pha rắn.)

Câu 2 Vẽ và chú thích hệ thống phản ứng

Câu 3 Vẽ và chú thích hệ thống lọc áp suất thấp ở bước 6

Câu 4 Vẽ và chú thích hệ thống lọc áp suất thấp ở bước 6

Câu 6 Sau khi thực hiện tất cả các bước phản ứng, nhóm thí nghiệm thu được 2,23 gam 𝛽-napthol da cam tinh khiết sau khi lọc và sấy khô Viết phương trình điều chế gam 𝛽-napthol da cam và xác định hiệu suất phản ứng của nhóm thí nghiệm đạt được

Câu 7 Vì sao −napthol có màu ? Ta có thể dự đoán một hợp chất có màu hay không dựa trên cơ sở nào ?

Câu 8 Trong thực tế −napthol tồn tại ở dạng muối hay dạng acid ? Vì sao ?

Câu 9 Điều kiện pH và nhiệt độ của môi trường phản ứng trong thí nghiệm này là gì ? Vì sao lại chọn điều kiện pH và nhiệt độ đó ?

Câu 10 Ở bước 3, nếu sau khi kiểm tra pH, pH dung dịch thấp hơn hoặc vượt quá điều kiện pH ta đã chọn cho hệ phản ứng thì trình tự xử lý như thế nào ?

Câu 11 Ở bước 4, vì sao phải hòa tan −napthol bằng dung dịch NaOH 5% trước khi cho −napthol tham gia phản ứng ? Bước này có thể bỏ qua không ? Vì sao ?

Câu 12 Ở bước 5, thay vì rót từ từ dung dịch trong beaker chứa muối diazoni vào beakẻ chứa muối naptholate, việc làm ngược lại, rót từ từ dung dịch trong beaker chứa muối naptholate vào dung dịch trong beak chứa muối diazoni ảnh hưởng như thế nào đến hiệu suất phản ứng ? Vì sao ?

Câu 13 Vai trò của NaCl trong bước 5 là gì ? Vì sao sau khi thêm muối ăn phải để hỗn hợp phản ứng sau 1 h rồi mới đem sản phẩm đi lọc ?

Câu 14 Sau khi thực hiện hết 6 bước, nhóm thí nghiệm thu được tinh thể màu cam sáng và để tinh thể vào đĩa và đặt vào khu vực nộp nhưng không bọc màng bọc thực phẩm lại Sau khi dọn dẹp khu vực thí nghiệm, nhóm quay lại thì thấy tinh thể xuất hiện màu đen Vì sao lại có hiện tượng này ? Đề xuất ít nhất 2 phương pháp để giữ được màu cam sáng của sản phẩm lâu hơn

Câu 15 Sau bước 6, để gia tăng độ tinh khiết sản phẩm, nhóm thí nghiệm quyết định kết tinh lại − napthol Trong khi kết tinh lại, nhóm nên sử dụng đơn dung môi/hệ dung môi nào và nên thực hiện trong beaker hay erlen ? Vì sao ?

Câu 16 Vì sao dung dịch HCl đậm đặc phải chia làm 2 lần cho vào hệ phản ứng ? Vai trò của dung dịch HCl đậm đặc trong mỗi lần cho vào là gì ?

Câu 17 Vì sao dung dịch NaNO2 phải chia làm 2 lần cho vào hệ phản ứng ? Vai trò của dung dịch

NaNO2 trong mỗi lần cho vào là gì ?

Câu 18 Vì sao trong thí nghiệm sử dụng 2 nồng độ khác nhau của dung dịch NaOH (5% và 2N) ? Vai trò của mỗi nồng độ dung dịch NaOH là gì ? Có thể thay bằng dung dịch NaOH chỉ với 1 nồng độ không ? Vì sao ?

Câu 19 Đánh giá về trạng thái tồn tại, màu sắc và hiệu suất sản phẩm nếu thực hiện hết 6 bước thí nghiệm đã nêu

Câu 20 Trình bày 5 hỗn hợp dùng để làm lạnh và nhiệt độ làm lạnh của từng hỗn hợp

LUYỆN TẬP

Nội dung bài thí nghiệm trong mục này đều là những bài thí nghiệm không có trong chương trình thí nghiệm trong lớp nhưng đều sử dụng các thao tác, quy trình (như kết tinh lại, chưng cất, lọc, …) đã học trên lớp

Mục đích của phần II là để luyện tập cho Bài thi Cuối kỳ Trong đó, bên cạnh những vấn đề về an toàn thí nghiệm và các thao tác đã học, đề sẽ có những thí nghiệm hoàn toàn mới nhưng đều sử dụng các kiến thức, thao tác đã học Nhiệm vụ phần này là từ thông tin đề bài cung cấp, sinh viên cần trả lời các câu hỏi thuộc dạng trắc nghiệm, điền khuyết, tự luận ngắn và vẽ sơ đồ khối/quy trình liên quan đến bài thí nghiệm

Các quy tắc an toàn Phòng thí nghiệm, lý thuyết về các quá trình như kết tinh lại, chưng cất, lọc, … được lấy từ Tài liệu Hướng dẫn Thí nghiệm Hóa Hữu cơ do Bộ môn Hữu cơ biên soạn vào Học kỳ 191 (Nếu cần tham khảo và đối chứng, files được upload tại link sau: https://drive.google.com/drive/folders/17Wxe1iP_SS4jAxQzZNTq5ICBJZUu- khV?usp=sharing

Nội dung câu hỏi hoàn toàn do sinh viên tổng hợp và thực hiện nên chỉ có giá trị

tham khảo

BÀI SỐ 01 – KẾT TINH LẠI 1,4-DIBROMOBENZENE

1,4-dibromobenzene (tinh thể màu trắng ở điều kiện thường, nhiệt độ nóng chảy 87 o C) sau khi điều chế còn lẫn một ít tạp chất Phương pháp kết tinh lại sử dụng 2 dung môi được thực hiện để tinh chế sản phẩm Khả năng tan của 1,4-dibrommobenzene trong một số dung môi được cho trong bảng sau:

Dung môi Nhiệt độ sôi dung môi

Nhiệt độ phòng Nhiệt độ sôi

Cho biết ethanol và acetone tan được trong nước, ethylacetate và chloroform kém tan trong nước, các dung môi hữu cơ trên đều tan lẫn vào nhau

Câu 1 Chọn các cặp dung môi phù hợp để kết tinh lại 1,4-dibromobenzene trong các cặp dung môi sau:

Câu 2 Chọn 1 trong các cặp dung môi phù hợp đã chọn của câu 1, trình bày ngắn gọn các thao tác kết tinh lại dùng hệ 2 dung môi để tinh chế 1,4-dibromobenzene

Câu 3 Thao tác kết tinh được tiến hành trong erlen nhằm mục đích chính: a Thu được tinh thể lớn b Thuận tiện cho quá trình lọc sau này c Hạn chế sự bay hơi của dung môi d a, b đúng

Câu 4 Giả sử sau khi được hoà tan bằng dung môi đầu tiên (chưa cho dung môi thứ 2 vào), dung dịch thu được có màu vàng (do có lẫn tạp chất), người ta tiến hành khử màu bằng carbon hoạt tính, sau đó lọc nóng để loại bỏ carbon hoạt tính Trình tự thí nghiệm đúng là: a Làm nguội dung dịch xuống nhiệt độ phòng, cho carbon hoạt tính vào, đun sôi trở lại, lắc đều trong vài phút, sau đó đem lọc b Cho carbon hoạt tính vào khi đang đun sôi dung dịch, lắc đều trong vài phút, sau đó đem lọc c Làm nguội dung dịch xuống nhiệt độ phòng, cho carbon hoạt tính vào, lắc đều trong vài phút, sau đó đem lọc d Cho carbon hoạt tính vào sau khi đã cho dung môi thứ 2, lắc đều trong vài phút, làm nguội, làm lạnh rồi đem lọc

Câu 5 Chọn phát biểu đúng: a Tinh thể thu được càng mịn thì hiệu suất kết tinh càng cao b Trong lúc chờ dung dịch nguội tới nhiệt độ phòng nên dùng đũa khuấy liên tục nhằm gia tăng quá trình tản nhiệt, tinh thể sẽ xuất hiện với kích thước lớn và đẹp hơn c Tinh thể sau khi lọc sẽ được rửa bằng nước lạnh d b, c đúng e Tất cả đều sai

Trang 63/100 ÔN TẬP THÍ NGHIỆM HÓA HỮU CƠ

BÀI SỐ 02 – TỔNG HỢP ARYL O-ACETYL OXIME

Aryl O-acetyl oxime là tiền chất để tổng hợp nhiều hợp chất hữu cơ dị vòng có nitrogen

Quy trình sau gồm 2 giai đoạn được đề xuất để tổng hợp 1 trong những chất thuộc họ oxime này:

Giai đoạn 1

i Acetophenone (22 mmol) được cho vào bình cầu có chứa sẵn pyridine (5 mL, 61.8 mmol), ethanol (10 mL) và NH 2 OH.HCl (2.29 g, 33 mmol) Hỗn hợp được gia nhiệt và khuấy từ liên tục ở 60 o C trong 1h ii Sau 1h, làm nguội và chiết hỗn hợp với nước và ethylacetate (20 mL) iii Phần hữu cơ được rửa bằng dung dịch HCl (1N), chiết lấy phần hữu cơ và làm khan bằng MgSO 4 , cô đuổi phần dung môi còn thừa ở áp suất thấp, thu được dịch lỏng.

Giai đoạn 2

i Phần dịch hữu cơ (giai đoạn 1) được cho tiếp tục phản ứng với anhydride acetic (4.2 mL, 44.4 mmol) và pyridine (10 mL) Phản ứng được khuấy liên tục trong 1h ở nhiệt độ phòng ii Sau phản ứng, hỗn hợp rửa bằng nước và chiết bằng ethyl acetate (210 mL) iii Phần hữu cơ được tiếp tục rửa bằng dung dịch HCl (1N) Hỗn hợp sau đó được chiết và làm khan bằng MgSO 4 , cô đuổi phần dung môi còn thừa ở áp suất thấp, thu được chất rắn màu trắng iv Sản phẩm này được kết tinh lại bằng cách hòa tan vừa đủ trong ethylacetate nóng, thêm hexane nóng đến khi hỗn hợp vừa mờ đục thì dừng lại Hỗn hợp được làm nguội chậm đến nhiệt độ phòng, làm lạnh trước khi tinh thể được lọc, rửa và làm khô

Tên hoá chất Công thức Nhiệt độ sôi ( o C) Nhiệt độ nóng chảy ( o C)

Ethylacetate (lỏng) CH 3 COOC 2 H 5 77 - n-Hexane (lỏng) n-C 6 H 14 69 -

Hydroxylamine hydrochloride (rắn) NH 2 OH.HCl - 156

Câu 1 Vẽ và chú thích chi tiết hệ thống phản ứng ở phần i, giai đoạn 1 (2 điểm)

Câu 2 Giải thích ngắn gọn tại sao ở bước ii và iii, giai đoạn 1 không dùng phương pháp lọc để thu sản phẩm mà lại dùng phương pháp chiết? (1 điểm)

Câu 3 Chọn phát biểu sai ở giai đoạn 1, giải thích ngắn gọn (mỗi ý trả lời được 0.5 điểm, chọn sai 1 câu sẽ bị trừ 0.5 điểm) a Hệ này sẽ sôi ở bước i nên cần dùng đá bọt b Ở bước i cần dùng nhiệt kế c Khi đủ thời gian phản ứng ở bước i, tắt nước và mở sinh hàn rồi mới làm nguội d Nên thay ethanol ở bước i bằng nước e Ở bước ii, sau khi chiết sẽ lấy pha nằm trên f Nên chiết 1 lần duy nhất với 20 mL ethylacetate ở bước ii g Ở bước iii, HCl được dùng để loại pyridine h Có thể thay HCl ở bước iii bằng H 2 SO 4 với cùng nồng độ i Có thể thay MgSO 4 ở bước iii bằng Na 2 SO 4 j Ở bước iii, sau khi chiết, pyridine sẽ nằm ở pha phía dưới bị xả bỏ

Câu 4 Pyridine được loại bỏ ở bước nào ở giai đoạn 2? (0.5 điểm)

Câu 5 Anhydride acetic được loại bỏ ở bước nào ở giai đoạn 2? (0.5 điểm)

Câu 6 Dựa vào các thao tác tiến hành thí nghiệm, cho biết sản phẩm A cuối cùng ở giai đoạn

2 có tan trong nước không? Giải thích (1 điểm)

Câu 7 Ở giai đoạn 2, có thể rửa sản phẩm A bằng NaOH 10% để loại HCl không? Giải thích

Câu 8 Ở bước iv, 2 dung môi được chọn phải đáp ứng những tiêu chí gì? (1 điểm)

Câu 9 Ở bước iv, rửa sản phẩm cuối trên giấy lọc bằng dung môi gì? (1 điểm)

Câu 10 Hãy lựa chọn nhiệt độ để tiến hành kết tinh lại 2 dung môi ở bước iv, giải thích tại sao? (2 điểm)

BÀI SỐ 03 – TỔNG HỢP PROTOCATECHUIC ACID (PCA)

giờ trên bếp khuấy từ Kết thúc phản ứng, dung môi được cô đuổi ở áp suất kém

Bước 3: Hỗn hợp sau đó được đem phân tán kỹ lại trong nước nóng trước khi đem lọc và rửa bằng nước nóng

Bước 4: HCl đậm đặc được cho từ từ vào sản phẩm sau lọc cho đến khi pH < 1 thì dừng Hỗn hợp được khuấy trong 1 giờ trước khi làm lạnh trong 4 giờ tiếp theo Sau 4 giờ, hỗn hợp được lọc và rửa, thu được sản phẩm rắn màu vàng (piperic acid)

Bước 5: Piperic acid thô được kết tinh lại trong ethanol Tinh thể thu được có màu vàng, hình kim

Bước 6: Piperic acid được cho vào bình cầu có chứa dung dịch NaOH, sau đó dung dịch

được cho từ từ vào bình phản ứng Hỗn hợp được khuấy đều trong suốt thời gian phản ứng ở nhiệt độ thích hợp

Bước 7: Sau một giờ, nếu hỗn hợp vẫn còn màu tím hồng, NaHSO 3 sẽ được thêm từ từ vào hệ từng lượng nhỏ cho đến khi đạt yêu cầu và đem lọc dưới áp suất thấp (lọc lần 1) Phần thu được sau lọc được acid hoá môi trường xuống pH < 1, làm lạnh trong 4h và đem lọc rửa thu sản phẩm piperonylic acid (lọc lần 2)

Bước 8: HCl đậm đặc được cho vào bình cầu cùng với sản phẩm ở bước 7, phản ứng cần được khuấy ở nhiệt độ xác định Sau cùng, làm nguội hệ, làm lạnh và đem lọc rửa thu được sản phẩm PCA

 Phân bố điểm: Tự luận và vẽ hình mỗi câu 2 điểm, trắc nghiệm mỗi câu 0.5 điểm

Câu 1 Vẽ sơ đồ khối trình bày 8 bước thí nghiệm trên Lưu ý: Tất cả các giai đoạn có dùng phương pháp “lọc” phải ghi rõ là lấy phần rắn hay lỏng

Câu 2 Chọn phát biểu đúng nhất ở bước 1: a Tiêu đen được nghiền nhỏ để tránh va chạm gây vỡ bình cầu b Nên dùng đá bọt để trộn đều hỗn hợp tốt hơn, đồng thời tránh hiện tượng chậm sôi c Piperine tan tốt trong methanol d Nhiệt độ của hệ thay đổi liên tục trong suốt quá trình trích piperine ra khỏi nguyên liệu

Câu 3 Chọn phát biểu sai ở bước 2: a Có thể thay NaOH bằng KOH, vì KOH tan tốt trong methanol hơn NaOH b Sản phẩm của bước này là dạng muối của piperic acid c Việc cô đuổi dung môi dưới áp suất thấp còn nhằm loại bỏ một phần piperidine d Có thể thay methanol bằng tert-butanol (t o s = 100 o C, ít tan trong nước) để có được hiệu suất tổng hợp cao hơn

Câu 4 Mục đích của bước 3 là: a Hòa tan piperine còn dư, thu dịch lỏng khi sau lọc b Hòa tan piperine còn dư, thu chất rắn sau khi lọc c Hòa tan muối của piperic acid, thu dịch lỏng sau khi lọc d Hòa tan muối của piperic acid, thu chất rắn sau khi lọc e Rửa NaOH, thu dịch lỏng sau khi lọc

Câu 5 Chọn câu đúng về acid HCl được dùng ở bước 4: a Có thể thay bằng H 2 SO 4 đậm đặc b Có thể thay bằng HNO 3 c Có thể dùng HF để thay thế d Tạo môi trường acid e Tất cả đều sai

Câu 6 Cho các phát biểu sau ở bước 4:

1 pH của điểm dừng không ảnh hưởng đến hiệu suất thu piperic acid

2 Mục đính của giai đoạn này là acid hóa môi trường tạo piperic acid

3 Lọc rửa tinh thể bằng cồn lạnh

4 Piperic acid tan nhiều trong nước

5 Mục đích của việc làm lạnh là nhằm kết tinh lại piperic acid trong nước

Các phát biểu đúng là:

Câu 7 Trình bày chi tiết các thao tác kết tinh lại piperic acid ở bước 5

Câu 8 Vẽ hệ thống phản ứng ở bước 2

Câu 9 Giả sử các thao tác thí nghiệm đều đúng trong quá trình kết tinh lại ở bước 5, nhưng không thấy xuất hiện tinh thể Biện pháp nào sau đây là đúng: a Cho vài hạt tinh thể piperin vào b Cho toàn bộ erlen vào tủ đá để tinh thể kết tinh c Cọ nhẹ vài lần đũa thủy tinh vào thành erlen d Cả a và c đúng e Câu a, b, c đều đúng

Câu 10 Chọn phát biểu sai ở bước 6: a Môi trường phản ứng là môi trường oxy hoá mạnh b Piperic acid tan trong môi trường phản ứng c Sau phản ứng sản phẩm khử của Mn +7 là Mn +4 d Sau phản ứng không có pha dị thể xuất hiện e Piperonylic acid tan trong môi trường phản ứng f Nên dùng dư KMnO 4 so với piperic acid

Câu 11 Chọn phát biểu đúng ở bước 7: a NaHSO 3 giúp tạo hệ đệm duy trì pH ổn định b Lọc lần 1 lấy rắn c Lọc lần 2 lấy lỏng d Sản phẩm khử của NaHSO 3 là S +6 ở dạng muối sulfate e NaHSO 3 có mùi hắc của SO 2 f Màu tím hồng là màu của Mn 2+

Câu 12 Ở bước 7, phải chỉnh pH về môi trường acid là nhằm: a Đẩy sản phẩm ra khỏi muối b Trung hoà NaHSO 3 c Trung hoà NaOH d Dập tắt phản ứng oxy hoá

Câu 13 Acid có thể sử dụng ở bước 7:

HCl 1% HNO 3 đặc HClO 3 10% H 2 SO 4 đặc Khí H 2 S

Câu 14 Sản phẩm ở bước 7 nên được rửa bằng:

NaHSO 3 5% NaOH 1% Na 2 CO 3 1N KHCO 3 10%

Cồn lạnh Cồn nóng Nước lạnh Nước nóng

Câu 15 Có thể thay HCl trong bước 8 bằng:

HNO 3 5% H 2 SO 4 đặc HF 5% K 3 PO 4 5%

Câu 16 Phản ứng thuỷ phân và phản ứng oxy hoá khử được sử dụng ở các bước:

Câu 17 Trong 8 bước thí nghiệm, các bước áp dụng khái niệm “acid mạnh đẩy acid yếu ra khỏi muối” là

Câu 18 Vẽ hệ thống phản ứng ở bước 8

BÀI SỐ 04 – TỔNG HỢP PIPERIC ACID

Sinh viên không đượ c s ử d ụ ng tài li ệ u và làm tr ự c ti ếp trên đề thi Đề thi có 03 trang.

Piperine có thể điều chế piperic acid thông qua phản ứng dưới đây

Quy trình thực hiện phản ứng như sau:

Bước 1: 1g piperine được cho vào bình cầu chứa sẵn 100mL dung dịch KOH trong ethanol

(nồng độ 2M) Hỗn hợp phản ứng được đun sôi hoàn lưu trong 25h

Bước 2: Hỗn hợp sau phản ứng được cô đuổi dung môi dưới áp suất chân không Chất rắn thu được được phân tán vào 50ml nước nóng Hỗn hợp huyền phù được khuấy đều, đồng thời dung dịch HCl (nồng độ 6M) được thêm vào cho đến khi pH của hệ 142 o C f Sau khi chưng loại bỏ phân đoạn >130 o C, thu lấy phần lỏng còn lại trong bình chưng

Câu 4 Để gia tăng hiệu suất phản ứng: a Nên dùng dư acetic acid b Nên dùng dư isoamyl alcohol c Thay sulfuric acid (98%) bằng phosphoric acid (85%) d Trong quá trình phản ứng ester hoá, tách loại nước ra ngoài e a, d đúng

Câu 5 Ở bước 6, vẽ hình sơ đồ lắp ráp thiết bị (bao gồm cả giá đỡ, kẹp và nút cao su), chú thích rõ những phần quan trọng trong hệ thống phản ứng

Câu 6 Trong PTN có các loại bình cầu 1 cổ, 2 cổ, 3 cổ với thể tích: 5, 10, 25, 50, 100 mL Bình cầu nào phù hợp nhất để tiến hành thí nghiệm ở bước 1? Giải thích ngắn gọn lý do

Câu 7 Chọn phát biểu sai ở bước 3: a Mục đích của giai đoạn này chủ yếu để trung hoà acetic acid còn lại trong pha hữu cơ và vết sulfuric acid b Có thể thay dung dịch NaHCO 3 5% bằng dung dịch NaOH 0.5 M c Quá trình rửa bằng dung dịch NaHCO 3 5% giúp phó bỏ điểm đẳng phí giữa 3 cấu tử acetic acid, isoamyl alcohol và isoamyl acetate d Trong quá trình thao tác ở giai đoạn này sẽ quan sát thấy lớp hữu cơ nằm trên, lớp nước nằm dưới

Câu 8 Chất làm khan ở bước 5 phải đáp ứng những tiêu chí gì? Hãy đề xuất 2 ứng viên có thể sử dụng làm chất làm khan ở bước 5

Câu 9 Chọn phát biểu đúng về các bước tiến hành thí nghiệm: a Ở bước 1, có thể thay đá bọt bằng cách sử dụng cá từ trên bếp từ có gia nhiệt b Bước 2 có mục đích chủ yếu là pha loãng và loại đi phần lớn sulfuric acid và 1 phần acetic acid c Quá trình làm khan ở bước 5 có thể bỏ qua mà không làm ảnh hưởng đến độ tinh khiết cũng như hiệu suất phản ứng d a, b đúng

Câu 10 Để lắp ráp hệ thống chưng cất đơn giản ở bước 6, cần những dụng cụ, vật liệu và thiết bị nào trong bảng sau (kích thước và dung tích coi như phù hợp với hệ)? Đánh dấu ✓ vào ô chọn, chọn thiếu hoặc dư cũng không có điểm

Bình cầu 1 cổ Kẹp Nhiệt kế

Sinh hàn ruột thẳng Bếp

Beaker Nút cao su Sinh hàn ruột bầu

Bình chưng cất (bình Wurtz) Đá bọt Giá đỡ Bể nước đá Nhiệt kế

BÀI SỐ 09 – TỔNG HỢP N-PROPYLACETATE

Cho quy trình tổng hợp n-propylacetate (mùi quả lê)

Cho acetic acid và n-propanol vào bình cầu, thêm chậm H 2 SO 4 đặc và lắc nhẹ Sau đó tiến hành đun sôi hoàn lưu trong 1h Sau khi hỗn hợp được làm nguội về nhiệt độ phòng thì tiến hành tinh chế như sau:

Bước 1: Rót hỗn hợp vào phễu chiết có chứa sẵn nước cất Tiến hành chiết và loại pha nước

Bước 2: Rửa pha hữu cơ 2 lần bằng dung dịch NaHCO 3 5%

Bước 3: Rửa pha hữu cơ bằng dung dịch NaCl bão hòa

Bước 4: Làm khan hỗn hợp sau bước 3 bằng Na 2 SO 4 khan

Bước 5: Cho pha hữu cơ sau khi làm khan vào bình chưng cất, lắp hệ thống rồi tiến hành chưng cất để thu sản phẩm

Cho bảng dữ kiện sau:

Hóa chất Dạng t sôi ( o C) Độ tan trong H 2 O

Loại hầu hết n-propanol

2 Loại hầu hết H 2 SO 4 3 Loại hầu hết acid acetic

Câu 2 Lựa chọn nào sau đây là phù hợp nhất khi tiến hành phản ứng này:

Ở bước 4 nên dùng NaOH khan để làm khan vì giúp trung hòa acid acetic còn sót lại sau quá trình rửa

Câu 3 Giả sử một ít n-propylacetate bị phân tán vào nước tạo nhũ tương khá bền và khó tách pha hoàn toàn thì nên chọn dung môi nào sau đây để trích ra khỏi nước Biết rằng các dung môi này đều hòa tan tốt n-propylacetate và nhiệt độ phòng đang là 33 o C: a) Ethanol – C 2 H 5 OH (t s ~ 78 o C, tan tốt trong nước) b) Acetone – CH 3 COCH 3 (t s ~ 56 o C, tan tốt trong nước) c) Diethyl ether – C 2 H 5 -O-C 2 H 5 (t s ~ 34 o C, ít tan trong nước) d) Ethyl acetate – CH 3 COOC 2 H 5 (t s ~ 77 o C, ít tan trong nước) e) Xylene – CH 3 -C 6 H 5 -CH 3 (t s ~ 110 o C, ít tan trong nước)

Câu 4 Khi tiến hành chưng cất ở bước 5, ta sẽ sử dụng loại sinh hàn nào sau đây: a) Sinh hàn không khí, ống thẳng b) Sinh hàn nước, ống thẳng c) Sinh hàn không khí, ống bầu d) Sinh hàn nước, ống bầu e) a và b đúng f) b và d đúng

BÀI SỐ 10 – TINH DẦU ĐINH HƯƠNG

Theo đông y, nụ hoa đinh hương (Syzygium aromaticum) có khả năng kích thích tiêu hóa nên được dùng nhiều trong ngành thực phẩm Ngoài ra, nó còn có nhiều ứng dụng trong lĩnh vực nha khoa, hương liệu và mỹ phẩm Thành phần chính trong dịch trích từ nụ hoa đinh hương là eugenol (dạng lỏng, ít tan trong nước, nhiệt độ sôi ~ 250 o C, tỷ trọng 1.06 g/cm 3 ), ngoài ra còn có eugenol acetate và một số hợp chất khác Hệ thống bên dưới dùng để tách sơ bộ eugenol ra khỏi nụ hoa đinh hương

Câu 1 Bản chất của hệ thống trên là: a) Chưng cất lôi cuốn hơi nước b) Phản ứng đun sôi hoàn lưu c) Chưng cất phân đoạn d) Phản ứng có theo dõi nhiệt độ được bổ sung dung môi liên tục e) Phản ứng có tách loại nước ra ngoài liên tục

Câu 2 Khi hệ thống hoạt động ổn định, nhiệt độ của hơi ngưng tụ sẽ khoảng: a) Nhỏ hơn 100 o C b) Khoảng 250 o C c) Khoảng 125 o C d) Dao động trong khoảng 100-125 o C e) Dao động trong khoảng 125-250 o C

Hỗn hợp nụ hoa và nước

Câu 3 Chọn phát biểu đúng: a) Hỗn hợp thu được trong ống đong gồm 1 lớp hữu cơ ở trên, 1 lớp nước chứa chất hữu cơ bị nhũ hóa màu trắng đục ở dưới b) Hỗn hợp thu được trong ống đong gồm 1 lớp hữu cơ ở dưới, 1 lớp nước chứa chất hữu cơ bị nhũ hóa màu trắng đục ở trên c) Nếu chọn đúng thời điểm để hứng sản phẩm thì có thể thu được chỉ 1 lớp hữu cơ mà không bị lẫn nước d) Sản phẩm ngưng tụ ban đầu chỉ là nước, sau đó tới hỗn hợp nước và hữu cơ và cuối cùng chỉ là hữu cơ e) Tất cả đều sai

Câu 4 Dựa theo hình vẽ sơ đồ thiết bị, chọn phát biểu đúng: a) Nên thay sinh hàn giải nhiệt bằng nước bằng sinh hàn không khí b) Không đậy nút bình nước để khi áp suất trong bình cầu quá cao, hơi có thể thoát ra và không gây vỡ bình cầu c) Để đo nhiệt độ của hơi ngưng tụ, có thể cắm nhiệt kế vào cổ bên phải của bình cầu d) Nếu bỏ nhiệt kế thì hệ thống vẫn hoạt động bình thường e) Tất cả đều sai

Câu 5 Sản phẩm hữu cơ ngưng tụ ra bị nhũ hóa bền trong nước, dung môi nào trong các dung môi sau: ethyl acetate (t s ~ 77 o C), decane (t s ~ 174 o C), ethanol (t s ~ 78 o C), thích hợp để trích pha hữu cơ ra khỏi nước ? Giả sử nhiệt độ phòng lúc này là 36 o C và các dung môi sau đây đều hòa tan tốt chất cần trích

Câu 6 Trong các chất bên dưới, hãy chọn chất thích hợp để làm khan pha hữu cơ sau khi trích

BÀI SỐ 11 – TINH DẦU HOA HỒNG – TINH DẦU HOA NHÀI

TINH DẦU HOA HỒNG – CÁC DỮ KIỆN DÙNG CHO CÂU 1 – 5

Hệ thống chưng cất lôi cuốn hơi nước tách tinh dầu hoa hồng (d = 0.964 g/cm 3 ) của người dân Hy Lạp vào thế kỷ 19 được cho trong hình vẽ bên dưới

Câu 1 Chú thích trực tiếp lên hình với những cụm từ đã cho sẵn bên dưới (3.5 điểm)

Nguồn nhiệt Nước đá Bể chứa sản phẩm ngưng tụ Sinh hàn ruột thẳng

Sinh hàn Nước Nước và tinh dầu (thể hơi) Tinh dầu (thể lỏng)

Xửng kim loại có nhiều lỗ nhỏ Nước ra

Câu 2 Về mặt bản chất đây là hệ thống chưng cất lôi cuốn hơi nước trực tiếp hay gián tiếp? Giải thích ngắn gọn (0.5 điểm)

Câu 3 Mô tả ngắn gọn nguyên lý hoạt động của hệ thống trên (1 điểm)

Câu 4 Trong 3 vị trí A, B, C đã được đánh dấu sẵn trên hình, vùng không gian nào có mật độ hơi tinh dầu thấp nhất? Vì sao ? (0.5 điểm)

Câu 5 Trong nguyên liệu cánh hoa hồng có chứa 1 loại carbonhydrate tan nhiều trong nước, chỉ rõ trên hình carbonhydrate sẽ ở đâu sau khi quá trình chưng cất kết thúc Giải thích ngắn gọn (0.5 điểm)

TINH DẦU HOA NHÀI – CÁC DỮ KIỆN DÙNG CHO CÂU 6 – 14

Tinh dầu hoa nhài (d = 0.964 g/cm 3 , nhiệt độ sôi > 200 o C) là một trong những loại tinh dầu có giá trị cao nhất trong ngành hương liệu với cường độ hương rất mạnh, có tác dụng hỗ trợ hệ hô hấp và cải thiện chức năng tuần hoàn máu Trong các thư tịch cổ, mùi hoa nhài được miêu tả là mang lại cảm giác ấm áp của sự sống Thành phần chính tạo ra mùi hương trong tinh dầu hoa nhài là jasmone, một hợp chất trong suốt màu vàng nhạt với 2 nối đôi C = C trong công thức cấu tạo

Hệ thống chưng cất lôi cuốn hơi nước trực tiếp bên dưới được thiết kế nhằm tách tinh dầu hoa nhài ra khỏi nguyên liệu

Câu 6 Vẽ trực tiếp lên hình đường nước vào và ra giải nhiệt cho sinh hàn (0.5 điểm)

Câu 7 Hãy dùng các vị trí được đánh dấu A, B, C, D, E, F và tự vẽ thêm các mũi tên để trình bày ngắn gọn con đường đi của nước và tinh dầu khi hệ thống hoạt động ổn định (1 điểm)

Câu 8 Hãy vẽ và chú thích lại bộ phận được đánh dấu sao để chuyển hệ thống này từ chưng cất lôi cuốn hơi nước trực tiếp sang chưng cất lôi cuốn hơi nước gián tiếp bằng cách chỉ

sử dụng thêm 1 trong các dụng cụ/thiết bị sau: khay nhôm không có lỗ, ống an toàn, bình cầu,

sinh hàn ruột xoắn, khay nhôm có khoan nhiều lỗ, nhiệt kế, cá từ, kẹp (giả sử các dụng cụ/thiết bị trên đều có kích thước phù hợp cũng như đáp ứng mọi điều kiện lắp đặt vào hệ thống) (1 điểm)

Câu 9 Vai trò của ống ở vị trí G là để làm gì? (0.5 điểm)

Câu 10 Sau khi thu được tinh dầu, muốn làm khan sản phẩm này thì có thể sử dụng chất làm khan nào trong những chất sau: sodium sulfate, calcium chloride, magnesium sulfate, nitric acid, cát, sulfuric acid, nước muối bão hoà, sodium hydroxide ? (1 điểm)

Câu 11 Trong trường hợp tinh dầu bị nhũ một phần trong nước, hãy đề xuất 2 phương pháp riêng biệt nhằm tận thu được sản phẩm bị thất thoát (1 điểm)

Câu 12 Trong tinh dầu hoa nhài, ngoài jasmone còn có benzyl benzoate, benzyl acetate, linalool, fatty acid, phytol, methyl ester và một ít paraffin Hỏi có thể phân riêng jasmone bằng phương pháp chưng cất đơn giản ở điều kiện thường được không? Giải thích? (1 điểm)

Câu 13 Hiện nay, ngoài phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước, người ta còn có thể trích tinh dầu hoa nhài trực tiếp bằng cồn ethanol ở nhiệt độ phòng (gồm 2 giai đoạn chính là ngâm dầm và cô đuổi dung môi dưới áp suất thấp) Hãy đưa ra đánh giá về ưu nhược điểm khi so sánh 2 phương pháp này (1 điểm)

Câu 14 Một sinh viên sau khi đã học bài terpineol muốn tận dụng thiết bị trong phòng thí nghiệm để lắp đặt hệ thống chưng cất lôi cuốn hơi nước gián tiếp nhằm tách tinh dầu hoa nhài, hãy vẽ và chú thích đầy đủ (2 điểm)

BÀI SỐ 12 – TINH DẦU HOẮC HƯƠNG

Tinh dầu hoắc hương (Patchouli essential oil, dạng lỏng màu nâu sậm, ít tan trong nước, nhiệt độ sôi: 287 o C ở 760 mmHg, tỷ trọng: 0.963 g/cm 3 ở 25 o C) được tìm thấy trong 1 loài thảo mộc có tên khoa học Pogostemon cablin phân bố nhiều ở vùng khí hậu nhiệt đới châu Á Không chỉ nổi tiếng trong ngành hương liệu như một thành phần không thể thiếu cho dòng nước hoa dành cho cả nam và nữ, tinh dầu hoắc hương còn được biết tới nhờ khả năng kháng viêm và chống lão hoá trong việc điều trị các bệnh về da, giúp giảm gàu và dưỡng tóc, cũng như khả năng làm dịu các vết đốt của côn trùng

Thành phần chính trong tinh dầu hoắc hương bao gồm hỗn hợp đồng phân của norpatchoulenol, patchoulol và germacrene (đều chứa nhiều nối đôi C = C và nhóm hydroxyl) có nhiệt độ sôi lần lượt là 275, 140 và 236.4 o C Hệ thống tách tinh dầu hoắc hương được lắp ráp như hình vẽ

 Phân bố điểm: Từ câu 2 đến câu 10, 0,75 điểm/câu; câu chú thích (câu 1) 3,25 điểm

Câu 1 Chú thích trực tiếp lên hình với những cụm từ đã cho sẵn bên dưới vào các vị trí được dấu từ A – F

Nhiệt kế Bình nước Nước và tinh dầu (thể hơi) Đá bọt

Lá hoắc hương và nước

Câu 2 Bản chất của hệ thống trong hình là: a Phản ứng đun sôi hoàn lưu b Chưng cất lôi cuốn hơi nước trực tiếp c Chưng cất đơn giản d Chưng cất phân đoạn e Chưng cất lôi cuốn hơi nước gián tiếp f Chưng cất dưới áp suất thấp g Tất cả đều sai

Câu 3 Khi hệ thống hoạt động ổn định, nhiệt kế sẽ chỉ: a 275 o C b > 140 o C c Dao động trong khoảng 100 – 287 o C d 226.4 o C e Nhỏ hơn 100 o C

Câu 4 Vai trò của “bình nước” trên hình vẽ là: a Tránh cho hệ thống bị quá áp b Bổ sung nước liên tục cho hệ c Ồn định nhiệt độ cho hệ thống phản ứng d Tránh cho hệ bị hiện tượng chậm sôi e a, d đúng

Câu 5 Chọn phát biểu đúng: a Dựa theo nhiệt độ sôi thì thứ tự các chất đi ra khỏi sinh hàn lần lượt là: norpatchoulenol, germacrene, patchoulol và nước b Dựa theo nhiệt độ sôi thì thứ tự các chất đi ra khỏi sinh hàn lần lượt là: nước, patchoulol, germacrene và norpatchoulenol c Sản phẩm trong ống đong là hỗn hợp của norpatchoulenol, germacrene và patchoulol d Sau khi hệ bắt đầu sôi, sau sinh hàn sẽ hứng được nước đầu tiên, sau đó mới đến hỗn hợp của norpatchoulenol, germacrene và patchoulol e Tất cả đều sai Lá hoắc hương và nước Sinh hàn

Câu 6 Hệ thống vẫn hoạt động bình thường và không ảnh hưởng đến hiệu suất thu sản phẩm nếu: a Không có nhiệt kế b Thay ống đong bằng beaker 500 mL để hứng sản phẩm c Thay sinh hàn ruột thẳng bằng sinh hàn ruột xoắn d Không có cổ bên phải của bình cầu e Cả a, d đều đúng f Tất cả đều sai

Câu 7 Sau khi kết thúc quá trình chưng cất, hỗn hợp trong ống đong được cho vào phễu chiết, chiết lấy pha hữu cơ Chất nào sau đây thích hợp để làm khan pha hữu cơ ? a Muối MgSO 4 khan b Sulfuric acid đặc c Nitric acid đặc d Dung dịch bão hoà NaCl e Muối Na 2 SO 4 10H 2 O

Câu 8 Chọn phát biểu đúng về sản phẩm thu được trong ống đong: a Gồm 1 lớp nước ở trên, 1 lớp hữu cơ nằm dưới và 1 lớp màu trắng đục của sản phẩm bị nhũ hoá nằm ở bề mặt phân chia pha nước và hữu cơ b Toàn bộ là pha hữu cơ chứa tinh dầu hoắc hương c Pha nước nằm dưới, tinh dầu hoắc hương nằm trên, có thể có hiện tượng 1 ít tinh dầu bị nhũ hoá trong nước d Nên để sản phẩm ngưng tụ chảy trên thành ống đong xuống chứ không nên để nhỏ giọt vào ống đong nhằm tránh hiện tượng tinh dầu bị tạo huyền phù trong nước e c, d đúng

Câu 9 Sau khi quá trình chưng cất kết thúc, muốn làm khan sản phẩm thu được trong ống đong, chọn phương án đúng nhất: a Cho toàn bộ sản phẩm trong ống đong vào phễu chiết, chiết lấy pha nằm trên vào erlen, thêm 1 lượng MgSO 4 vừa đủ vào, lắc nhẹ, để yên trong vài phút, gạn bỏ phần rắn b Cho 1 lượng Na 2 SO 4 vừa đủ vào ống đong, để yên trong 5 ph, sau đó cho vào phễu chiết, chiết lấy pha nằm trên c Cho 1 lượng MgSO 4 vừa đủ vào ống đong, để yên trong 5 ph, sau đó cho vào phễu chiết, chiết lấy pha nằm dưới d Cho toàn bộ sản phẩm trong ống đong vào phễu chiết, cho 1 ít dung dịch NaCl bão hoà vào phễu, lắc nhẹ, để yên trong vài phút rồi chiết lấy pha nằm trên e Tất cả đều sai

Câu 10 Chọn phát biểu đúng: a Để đo chính xác nhiệt độ của hơi ngưng tụ, có thể cắm nhiệt kế xuống dung dịch thông qua cổ bên phải của bình cầu b Không nên đậy nút cổ bên phải của bình cầu để tránh hệ bị quá áp c Trong quá trình hứng lỏng ngưng tụ sau sinh hàn, nếu xuất hiện hiện tượng sản phẩm bị tạo nhũ tương bền trong nước, có thể thêm vào 1 ít ethanol để trích lấy pha hữu cơ ra khỏi nước d Trong quá trình hứng sản phẩm ngưng tụ, có thể cho 1 ít dung dịch NaCl bão hoà vào ống đong để hệ mau phân pha hơn

BÀI SỐ 13 – TINH DẦU HƯƠNG THẢO

Hệ thống tách tinh dầu từ lá cây hương thảo Rosemary - Rosmarinus officinalis (d = 0.90 g/cm 3 ) quy mô pilot được cho trong hình vẽ bên dưới

Câu 1 Chú thích trực tiếp lên hình với những cụm từ đã cho sẵn (1.5 điểm)

Nguyên liệu Nước vào Nguồn nhiệt Bể chứa sản phẩm ngưng tụ

Hơi nước Nước Nước và tinh dầu (thể hơi)

Tinh dầu (thể lỏng) Nước xả bỏ

Câu 2 (1.5 điểm) Vẽ thêm giá, kẹp và bể chứa chất tải nhiệt lên hình Tự đề xuất 1 chất tải nhiệt phù hợp cho hệ thống này (không chọn “cát”)

Câu 3 (1.0 điểm) Dùng viết vẽ trực tiếp lên hệ thống những mũi tên nhằm biểu thị con đường đi của hơi nước và tinh dầu

Câu 4 (1.5 điểm) Với nguyên liệu là lá hương thảo tươi được cho trực tiếp vào bình cầu, về mặt bản chất đây là hệ thống chưng cất lôi cuốn hơi nước trực tiếp hay gián tiếp? Giải thích ngắn gọn tại sao?

Câu 5 (1.0 điểm) Trong vòng không quá 5 dòng, sử dụng các vị trí A, B, C và D trên hình vẽ, hãy trình bày ngắn gọn con đường đi của nước và tinh dầu khi hệ thống hoạt động ổn định (1 điểm)

Câu 6 (0.5 điểm) Sau khi kết thúc quá trình chưng cất, ở vị trí E thu được 2 pha lỏng Pha nằm dưới hay nằm trên sẽ được xả bỏ? Vì sao ?

Câu 7 (1.0 điểm) Một sinh viên phát biểu “Trong các quá trình chưng cất bắt buộc phải dùng sinh hàn ruột thẳng để cho dòng chất lỏng có thể chảy được dễ dàng, hình vẽ này sử dụng sinh hàn ruột xoắn là không hợp lý” Hãy cho nhận xét ngắn gọn về phát biểu trên

Câu 8 (1.0 điểm) Giả sử trong lá hương thảo tươi có 3 loại tinh dầu chính là O1, O2, O3, chất

X là carbonhydrate và 1 lượng nhỏ chất Y là muối Na Sau khi chưng cất xong, tinh dầu thu được chứa những chất nào? Vì sao ?

Câu 9 (1.0 điểm) So sánh ưu nhược điểm của chưng cất lôi cuốn hơi nước trực tiếp và gián tiếp

BÀI SỐ 14 – TINH DẦU KHUYNH DIỆP

SO 4 khan

Câu 1 Tại sao nguyên liệu ở bước 1 phải được cắt nhỏ trước khi chưng ? (3 điểm)

Câu 2 Hệ thống chưng cất hơi nước này trực tiếp hay gián tiếp ? Giải thích (3 điểm)

Câu 3 Làm sao để biết được lượng muối khan ở bước 3 cho vào là vừa đủ ? (4 điểm)

BÀI SỐ 15 – TINH DẦU SẢ

Tinh dầu sả (lemongrass oil, nhiệt độ sôi 224 o C, tỷ trọng 0.887 g/mL ở 25 o C) có vai trò quan trọng trong ngành hương liệu, ngoài ra nó còn được sử dụng như một loại thuốc trừ sâu và chất bảo quản Thành phần chính trong tinh dầu sả là citral, farnesol, nerol, citronellal và myrcene

Với nguyên liệu là lá cây sả (Cymbopogon Citratus) đã được băm nhỏ, hệ thống chưng cất lôi cuốn hơi nước (với hơi nước được dẫn từ bên ngoài vào bình chứa nguyên liệu là lá và thân sả băm nhỏ) được lắp đặt như hình vẽ bên dưới nhằm thu lấy tinh dầu sả

Câu 1 Vẽ trực tiếp lên hình đường nước vào và nước ra của sinh hàn cũng như dụng cụ thuỷ tinh phù hợp để hứng sản phẩm sau sinh hàn (kèm chú thích vị trí của pha nước và pha hữu cơ trong vật chứa)

Câu 2 Việc đun trực tiếp bình cầu trên bếp có thể gây nguy hiểm, nếu sử dụng chất tải nhiệt thì cần lưu ý tới những tiêu chí nào ? Đề xuất 2 chất tải nhiệt phù hợp cho hệ thống trên ?

Câu 3 Trong nguyên liệu lá sả có chứa 1 hợp chất hữu cơ A có nhiệt độ nóng chảy là 228 o C, tan nhiều trong nước Sau khi kết thúc quá trình chưng cất, người ta phát hiện sự hiện diện của 1 số lượng lớn A trong bình cấp hơi nước, giải thích ngắn gọn lý do ?

Câu 4 Một sinh viên phát biểu: “Có thể làm khan sản phẩm tinh dầu thu được bằng H 2 SO 4 đặc hoặc NaOH khan” Dựa trên công thức của các thành phần chính trong tinh dầu sả, giải thích và đánh giá ngắn gọn lựa chọn trên

Câu 5 Hệ thống trên có bản chất là chưng cất lôi cuốn hơi nước trực tiếp hay gián tiếp ? Vì sao ?

Câu 6 Chọn phát biểu đúng: a Chưng cất lôi cuốn hơi nước được sử dụng khi muốn phân lập 1 chất tinh khiết ra khỏi 1 hỗn hợp các chất có nhiệt độ sôi cao, không tan trong nước và dễ bị phân huỷ nhiệt b Trong bình chứa nguyên liệu nên bỏ vài viên đá bọt nhằm tránh hiện tượng chậm sôi c Trong quá trình thu tinh dầu sả, nên thay sinh hàn ruột thẳng giải nhiệt bằng nước bằng sinh hàn không khí d Tất cả đều sai

Câu 7 Chọn phát biểu đúng: a Hỗn hợp sản phẩm ngưng tụ ra gồm 2 lớp: 1 lớp nước ở trên và 1 lớp hữu cơ ở dưới b Hỗn hợp sản phẩm ngưng tụ ra gồm 2 lớp: 1 lớp hữu cơ ở trên và 1 lớp nước ở dưới c Nếu sinh hàn đủ dài thì có thể chọn được thời điểm để thu được chỉ 1 pha hữu cơ không lẫn nước d Khi hệ thống chưng cất ổn định, nhiệt độ của hơi ngưng tụ ra sẽ khoảng 224 o C

Câu 8 Trong quá trình hứng sản phẩm ngưng tụ, nếu tinh dầu sả bị phân tán vào nước tạo hệ nhũ tương bền thì dung môi nào sau đây thích hợp để trích ly tinh dầu sả ra khỏi nước (các dung môi này đều hoà tan tốt tinh dầu sả): a Ethyl acetate (t s ~ 77 o C) b Ethanol (t s ~ 78 o C) c Methanol (t s ~ 65 o C) d Decane (t s ~ 174 o C)

Câu 9 Cho hỗn hợp sau khi chưng cất vào phễu chiết, chiết lấy pha hữu cơ và làm khan bằng: a Na 2 SO 4 khan b CaCl 2 khan c H 2 SO 4 đặc d Cả a và b đều dùng được

BÀI SỐ 16 – TỔNG HỢP ALIZARINE YELLOW R

Sinh viên không đượ c s ử d ụ ng tài li ệ u và làm tr ự c ti ếp trên đề thi Đề thi có 03 trang.

Alizarine yellow R hay 5-(p-nitrophenylazo) salicylic acid là chất thuộc họ màu azo,

mL khác (bình B), khuấy đều và làm lạnh trong bể đá

Bước 5: Trộn sản phẩm ở bước 3 và 4 lại với nhau, rồi khuấy 10 phút trong bể đá

Bước 6: Cho từ từ 1.5 mL HCl đậm đặc vào bình cầu

Bước 7: Cho tiếp 1g NaCl vào bình cầu và gia nhiệt nhẹ

Bước 8: Làm nguội bình cầu và làm lạnh 15 phút trong bể đá trước khi đem lọc (áp suất kém), rửa sản phẩm rắn bằng nước lạnh và làm khô ngoài không khí

Câu 1 Muối diazonium được hình thành ở bước nào? (0.5 điểm)

Câu 2 Phản ứng ghép đôi azo xảy ra ở bước nào? (0.5 điểm)

Câu 3 Ở bước 3, giải thích rõ tại sao phải thêm chậm HCl mà không thêm hết 1 lần? (1 điểm)

Câu 4 Ở bước 3, có cần làm lạnh phản ứng không? Tại sao? (1 điểm)

Câu 5 Giải thích tại sao ở bước 2, phải trộn lẫn nitroaniline và NaNO 2 trước rồi ở bước 3 mới thêm HCl mà không làm ngược lại (cho HCl và nitroaniline trước rồi thêm chậm NaNO 2 )? (1 điểm)

Câu 6 Ở bước 4, có thể thay NaOH bằng Na 2 CO 3 không? Giải thích (1 điểm)

Câu 7 Ở bước 5, nêu thao tác thí nghiệm một cách chi tiết và giải thích (1 điểm)

Câu 8 Ở bước 6, tại sao phải thêm HCl? (1 điểm)

Câu 9 Ở bước 7, tại sao phải gia nhiệt hệ lên? (1 điểm)

Câu 10 Ở bước 8, đây có phải là kết tinh lại hay không? Tại sao? (1 điểm)

BÀI SỐ 17 – TỔNG HỢP MORDANT YELLOW 10

Phẩm màu azo chiếm tỷ lệ nhiều nhất trong các loại chất màu hữu cơ Quy trình phản ứng bên dưới miêu tả phản ứng giữa salicylic acid và sulfanilic acid để hình thành 2-hydroxy-

5-((4-sulfophenyl)diazenyl)benzoic acid - phẩm màu với tên thương mại Mordant Yellow 10

Quá trình tổng hợp Mordant Yellow 10 như sau:

Bước 1: 0.49 g sulfanilic acid và 0.13 g Na 2 CO 3 được hoà tan trong 5 mL nước cất nóng thu được dung dịch trong suốt, để nguội

Bước 2: 0.2 g NaNO 2 được hoà tan vào 1 mL nước cất và rót toàn bộ dung dịch này vào dung dịch ở Bước 1

Bước 3: Làm lạnh hỗn hợp ở Bước 2 trong bể đá, thêm từ từ 0.5 mL HCl đậm đặc Khuấy mạnh trong 10 phút sẽ thấy chất rắn màu trắng xuất hiện

Bước 4: 0.36 g salicylic acid được hoà tan trong bình cầu có chứa sẵn 2 mL NaOH 2.5M, làm lạnh trong bể đá

Bước 5: Cho từ từ hỗn hợp ở Bước 3 vào bình cầu ở Bước 4 Tiếp tục khuấy 10 phút trong bể đá

Bước 6: Thêm 1 g NaCl vào hỗn hợp ở Bước 5 Khuấy đều cho đến khi lượng NaCl này tan hết (có thể gia nhiệt để NaCl mau tan) Cuối cùng, giữ lạnh hỗn hợp trong bể đá 45 phút

Bước 7: Lọc hỗn hợp ở Bước 6, rửa tinh thể rắn thu được bằng 5 mL nước cất lạnh, để khô ngoài không khí, cân và bảo quản

Câu 1 Muối diazonium được tạo ra ở bước:

Câu 2 Phản ứng ghép đôi azo xảy ra ở bước:

Câu 3 Chọn nhận định đúng: a Ở Bước 1, nguyên nhân chính của việc hoà tan sulfanilic acid vào Na 2 CO 3 nhằm tạo muối dễ tan, hạn chế lượng nước sử dụng giúp sản phẩm màu ở giai đoạn sau ít bị thất thoát b Ở Bước 2, có thể thay NaNO 2 bằng NaNO 3 c Ở Bước 3, sau khi cho HCl có thể gia nhiệt khoảng 40 o C để các chất khuếch tán vào nhau tốt hơn rồi mới làm lạnh trong bể đá d Ở Bước 4, sau khi hoà tan salicylic acid trong NaOH sẽ thu được muối disodium salicylate với khả năng tham gia phản ứng azo hoá cao hơn salicylic acid

Câu 4 Chọn phát biểu đúng: a Ở Bước 5, nên cho hỗn hợp ở Bước 3 vào dung dịch ở Bước 4 thay vì làm ngược lại b Ở Bước 6, việc NaCl có được hoà tan hết hay không không ảnh hưởng đến việc tính toán hiệu suất phản ứng c Ở Bước 7, nên rửa sản phẩm bằng càng nhiều nước cất lạnh càng tốt d a và b đúng

BÀI SỐ 18 – TỔNG HỢP NAPHTHOL RED

Phẩm màu azo có vai trò cực kì quan trọng trong công nghiệp nhuộm in Quy trình phản ứng bên dưới miêu tả phản ứng giữa 1-napthol và 4-nitroaniline để hình thành một trong những phẩm màu họ naphthol red:

Quy trình thực hiện phản ứng như sau:

Bước 1: 1.5 mL HCl đặc được đồng nhất trong 1.5 mL nước cất

Bước 2: 0.7 g 4-nitroaniline, 0.38 g sodium nitrite (NaNO 2 ) được trộn lẫn trong 1.5 mL nước cất Làm lạnh hỗn hợp trong bể đá Thêm từ từ dung dịch HCl ở bước 1 vào hỗn hợp và khuấy mạnh trong 10 phút Tinh thể màu trắng xuất hiện, lọc lấy phần rắn này

Bước 3: Trong một cốc khác, 0.74 g 1-naphthol được hòa tan với 10 mL NaOH 2.5M Sau đó làm lạnh dung dịch này trong bể đá

Bước 4: Cho từ từ tinh thể thu được ở bước 2 vào dung dịch ở bước 3 Tiếp tục khuấy 30 phút trong bể đá

Bước 5: Thêm chậm 1.5 mL HCl đặc vào hỗn hợp ở bước 4

Bước 6: Thêm 1 g NaCl vào hỗn hợp ở bước 5 Khuấy đều cho đến khi lượng NaCl này tan hết (có thể gia nhiệt để NaCl mau tan) Cuối cùng, giữ lạnh hỗn hợp trong bể đá 15 phút

Bước 7: Lọc hỗn hợp ở bước 6, rửa tinh thể rắn thu được bằng 5 mL nước cất lạnh, để khô ngoài không khí, cân và bảo quản

Câu 1 Tinh thể muối diazonium được hình thành ở bước:

Câu 2 Phản ứng ghép đôi azo được thực hiện ở bước:

Câu 3 Hãy lí giải ngắn gọn lí do tại sao ở bước 4 phải cho tinh thể ở bước 2 vào dung dịch ở bước 3 mà không cho ngược lại ?

Câu 4 Mục đích làm lạnh trong bể đá ở bước 2 và bước 6 có giống nhau không ? Tại sao ?

Câu 5 Từ bước 2 tới bước 6, liệt kê những bước có môi trường pH là acid

Câu 6 Giải thích ngắn gọn tại sao phải đưa naphthol về dạng naphtholate ở bước 3

SEMINAR

Nội dung bài thí nghiệm trong mục này đều là những bài thí nghiệm không có trong chương trình thí nghiệm trong lớp nhưng đều sử dụng các thao tác, quy trình (như kết tinh lại, chưng cất, lọc, …) đã học trên lớp Tuy nhiên, khác với phần II, bài thí nghiệm trong mục này là các seminar được thực hiện bởi các lớp đã học môn Thí nghiệm Hữu cơ tìm hiểu, tổng hợp và thuyết trình trước lớp để lấy điểm bài tập lớn

Các quy tắc an toàn Phòng thí nghiệm, lý thuyết về các quá trình như kết tinh lại, chưng cất, lọc, … được lấy từ Tài liệu Hướng dẫn Thí nghiệm Hóa Hữu cơ do Bộ môn Hữu cơ biên soạn vào Học kỳ 191 (Nếu cần tham khảo và đối chứng, files được upload tại link sau: https://drive.google.com/drive/folders/17Wxe1iP_SS4jAxQzZNTq5ICBJZUu- khV?usp=sharing

Nội dung câu hỏi hoàn toàn do sinh viên tổng hợp và thực hiện nên chỉ có giá trị tham khảo

SEMINAR THÍ NGHIỆM HÓA HỮU CƠ

GIỚI THIỆU

Heliantin, còn gọi là methyl orange là chất rắn màu cam, không có nhiệt độ nóng chảy rõ rệt, kết tinh thành vẩy; độ tan trong nước: 0,2 g/100 mL nước Methyl da cam có khả năng thay đổi màu sắc khi pH môi trường thay đổi, do đó được sử dụng trong các phép chuẩn độ để phân tích Ngoài ra methyl da cam được dùng làm thuốc nhuộm trong công nghiệp Methyl da cam được tổng hợp bằng phản ứng ghép đôi azo giữa acid sulfanilic và dimethylanilin (là chất dầu hơi nhớt, màu vàng nâu, sôi ở 192 o C, độ tan trong nước ở nhiệt độ phòng: 1,4 g/100 mL nước).

QUY TRÌNH THÍ NGHIỆM

Bước 1: Cân 2,4 g Sulfanilic acid rồi hòa tan hoàn toàn vào 25 mL Na2CO3 2,5%

Bước 2: Rót dung dịch vào beaker chứa 1 g NaNO2 Khuấy đều để hoàn tan hoàn toàn

Bước 3: Làm lạnh hỗn hợp đến khoảng 0 o C bằng hỗn hợp đá – muối, thêm từ từ 3 mL HCl 36% vào và vẫn giữ ở nhiệt độ thấp Khuấy đều trong 2 phút

Bước 4: Lấy 1,6 mL N,N-dimethylanilin và 1,26 mL CH3COOH 95% vào becher khác

Bước 5: Rót dung dịch hỗn hợp Bước 3 vào hỗn hợp Bước 4 Làm lạnh trong 10 phút

Bước 6: Thêm từ từ vào becher 3,18mL NaOH 3M Khuấy đều và tiếp tục làm lạnh Đo pH dung dịch bằng giấy quỳ để chắc chắn rằng dung dịch kiềm

Bước 7: Sau đó đun nóng hỗn hợp cho tan hết, nếu không tan hết thì có thể cho thêm nước nóng vừa đủ Khi hỗn hợp đã được tan hết thì thêm vào 1 g NaCl và khuấy đều

Bước 8: Làm lạnh chậm và thu được kết tinh da cam

Bước 9: Lọc dưới áp suất thấp và sấy sản phẩm lọc để thu sản phẩm thô

Bước 10: Kết tinh lại bằng nước nóng

Bước 11: Làm lạnh hỗn hợp đến khi tinh thể kết tinh Lọc sản phẩm với áp suất thấp

Bước 12: Rửa sản phẩm với 1 lần nước lạnh, 1 lần cồn 95% và nhỏ vào vào giọt HCl 5% rồi để khô thu được sản phẩm Methyl da cam

CÂU HỎI Câu 1 Tinh thể muối diazonium hình thành ở bước:

Câu 2 Phản ứng ghép đôi azo được thực hiện ở bước:

Câu 3 Trình bày trình tự kết tinh lại bằng nước nóng ở bước 10

Câu 4 Có thể thay thế NaOH ở bước 6 bằng Na2CO3 được không ? Việc thay thế này ảnh hưởng như thế nào đến hiệu suất thí nghiệm ? Vì sao ?

Câu 5 Ở bước 5, có thể rót hỗn hợp N,N-dimethylanilin vào hỗn hợp muối diazonium được không ?

Câu 6 Có thể thay CH3COOH ở bước 5 bằng các acid khác được không ? Nếu có thì acid thay thế cần có điều kiện gì ?

Câu 7 Chọn nhận định đúng: a Ở Bước 1, nguyên nhân chính của việc hoà tan sulfanilic acid vào Na2CO3 nhằm tạo muối dễ tan, hạn chế lượng nước sử dụng giúp sản phẩm màu ở giai đoạn sau ít bị thất thoát b Ở Bước 2, có thể thay NaNO2 bằng NaNO3 c Ở Bước 3, sau khi cho HCl có thể gia nhiệt khoảng 40 o C để các chất khuếch tán vào nhau tốt hơn rồi mới làm lạnh trong bể đá d Tất cả đều sai

Câu 8 Chọn phát biểu đúng: a Ở Bước 5, nên cho hỗn hợp ở Bước 3 vào dung dịch ở Bước 4 thay vì làm ngược lại b Ở Bước 7, việc NaCl có được hoà tan hết hay không không ảnh hưởng đến việc tính toán hiệu suất phản ứng c Ở Bước 12, nên rửa sản phẩm bằng càng nhiều cồn càng tốt d a và b đúng

Trang này không chứa nội dung seminar.

BÀI SỐ 02 – TINH DẦU VỎ QUẢ QUẤT

Tinh dầu vỏ quả quất (dạng lỏng trong suốt, màu vàng nhạt, ít tan trong nước, nhiệt độ sôi ở 760 mmHg là 176 o C, tỷ trọng 0.84 g/cm 3 ở 25 o C) có mùi thơm dễ chịu Trong tinh dầu vỏ quất chứa khoảng 25 thành phần, trong đó thành phần chủ yếu là D – Limonene, chiếm 93.12% thành phần tinh dầu, bên cạnh đó còn có một số chất khác đặc trung như 1 R – alpha – pinen, sabinen, beta – pinen, Beta – myrcene, limonen, b – ocimen, linalol, acetic acid, geraniol ester

Hàm lượng Limonene cao được sử dụng rộng rãi trong thực phẩm và mỹ phẩm Ngoài ra, theo một số nghiên cứu, Limonene còn có tác dụng tán sỏi, phá khối u, …

QUY TRÌNH THÍ NGHIỆM Bước 1: Chuẩn bị vỏ quả quất và xay nhuyễn nguyên liệu

Bước 2: Ngâm vỏ quả quất đã xay nhuyễn trong dung dịch NaCl 10% trong 3h

Bước 4: Lắp đặt hệ thống chưng cất lôi cuốn hơi nước và thực hiện quá trình chưng cất lôi cuốn hơi nước trong 90 phút

Bước 5: Ngưng tụ dung dịch

Bước 6: Dùng phễu chiết tách lấy sản phẩm thô

Bước 7: Thực hiện quá trình lắng

Bước 8: Làm khan dung dịch bằng Na2SO4

Bước 9: Chiết tinh dầu bằng diethyl ether

Bước 10: Thu sản phẩm tinh dầu quất

CÂU HỎI Câu 1 Điền vào các chú thích từ 1 – 7 trong hình mô tả hệ thống phản ứng bên dưới

Câu 2 Bản chất của hệ thống trong hình trên là:

A Chưng cất dưới áp suất thấp

B Chưng cất lôi cuốn hơi nước trực tiếp

C Chưng cất lôi cuốn hơi nước gián tiếp

Câu 3 Có thể thay thế sinh hàn giải nhiệt bằng nước bằng sinh hàn không khí hay không? Giải thích ngắn gọn lý do vì sao

Câu 4 Trong bước 2, mục đích của việc xay nhuyễn nguyên liệu là gì ? Có phải tất cả các trường hợp nguyên liệu đều được xay nhuyễn hay không ?

Câu 5 Mục đích của việc ngâm trong dung dịch NaCl ở bước 3

Câu 6 Sau bước 4, sản phẩm thu được sau quá trình chưng cất chứa những chất nào ?

Câu 7 Vì sao phải thực hiện quá trình lắng ở bước 7 ?

Câu 8 Na2SO4 trong bước 8 có công dụng gì? Có thể dùng chất khác thay thế được không?

Câu 9 Vì sao diethyl ether được lựa chọn để chiết tinh dầu?

Câu 10 Trong quá trình chưng cất lôi cuốn hơi nước:

A Các hợp chất có tỷ trọng nhẹ hơn nước sẽ đi ra trước hơi nước, sau đó đến các chất nặng hơn

B Các hợp chất có tỷ trọng nặng hơn nước sẽ đi ra trước, sau đó đến các hợp chất có tỷ trọng nhẹ hơn

C Các hợp chất được lôi cuốn ra cùng một lúc cùng với hơi nước

D Trong quá trình chưng cất, sản phẩm thu được chỉ chứa các hợp chất không tan trong nước

E Tùy từng trường hợp cụ thể mà các hợp chất ra trước hay sau hơi nước

BÀI SỐ 03 – ĐIỀU CHẾ SULFANILIC ACID

Sulfanilic acid (còn có tên gọi là p-aminobenzenesulfonic acid) là một chất rắn tinh thể màu trắng, một trong những vật liệu trung gian quan trọng nhất Nó chủ yếu được sử dụng trong thuốc nhuộm và chất làm sáng Sulfanilic acid có màu trắng đến xám bột ít tan trong nước lạnh Sulfanilic acid cũng được chuyển đổi thành thuốc sulfa, được gọi là sulfanilamide, một trong những loại kháng sinh tổng hợp sớm nhất được sử dụng để điều trị nhiễm khuẩn

Sulfanilic acid có thể được điều thống thông qua phản ứng sulfo hóa aniline bằng dung dịch H2SO4 đậm đặc ở 180 o C – 190 o C

Bước 1 Dùng pipet lấy 9 mL aniline vào bình cầu 250 mL hai cổ rồi đưa bình cầu vào làm lạnh trong thau đá

Bước 2 Đong vào ống đong 50 mL, lấy 18 mL H2SO4 98% Rót từ từ lần thứ nhất khoảng 2 – 3 mL H2SO4 vào bình cầu, đợi cho khói trắng bay ra hết (Thao tác thực hiện trong tủ hút)

Bước 3 Rót phần acid còn lại trong ống đong vào bình cầu (Thao tác thực hiện trong tủ hút) Bước 4 Đun hoàn lưu hỗn hợp phản ứng, ổn định nhiệt độ ở 180 – 190 o C trong 2,5 giờ

Bước 5 Làm nguội hỗn hợp phản ứng đến nhiệt độ 70 – 90 o C

Bước 6 Làm lạnh bằng nước đá rồi rót hỗn hợp vào Becher 500 mL, sulfanilic acid sẽ kết tinh

Bước 7 Lọc chất rắn dưới áp suất thấp, rửa lại bằng nước đá 3 lần mỗi lần 20 mL Bước 8 Kết tinh lại sulfanilic acid (tiến hành khử màu và lọc nóng lúc kết tinh lại)

Bước 9 Lọc sản phẩm kết tinh lại trên phễu lọc áp suất kém và rửa bằng 10mL nước lạnh

CÂU HỎI Câu 1 Vẽ sơ đồ khối trình bày 9 bước thí nghiệm trên

Câu 2 Vẽ hệ thống đun hoàn lưu ở bước 4

Câu 3 Tại sao trước khi cho từ từ sulfuric đậm đặc vào bình cầu đang chứa anilin thì phải giải nhiệt bình cầu trước? Sinh hàn nước được dùng để hồi lưu chất nào?

Câu 3 Tại sao phải cho H2SO4 từ từ vào bình cầu ? Khi cho H2SO4 vào thì có xuất hiện khói trắng vậy khói trắng là gì ? Chất trắng xuất hiện ở đáy bình là gì ?

Câu 4 Nếu thực hiện phản ứng ở 170 o C thì kết quả như thế nào? Nếu nhiệt độ phản ứng lớn hơn 200 o C thì xảy ra hiện tượng gì ?

Câu 6 Ở bước 8, trong quá trình khử màu, có thể cho nhiều hơn 1 g than hoạt tính và 100mL nước được không ? Vì sao ?

Câu 7 Ở bước 8, sau khi khử màu, vì sao phải tiến hành lọc nóng mà không tiến hành lọc trọng lực ở nhiệt độ phòng ? Khi lọc nóng cần lưu ý những điểm nào ?

Câu 8 Để tăng hiệu suất của phản ứng thì ta nên:

1 Dùng dư anilin 2 Dùng dư H2SO4 đặc 3 Thêm nước vào hệ để H2SO4 dễ điện li hơn giúp tăng hiệu suất

Câu 9 Có thể thay H2SO4 98% bằng:

Câu 10 Điền từ còn thiếu vào dấu (…): “Trong quá trình tinh chế sản phẩm có thể thêm (…) để tạo muối nhằm tăng khả năng hoà tan và hạn chế sự bay hơi của axit sunfanilic”: a NaOH 10% b NaNO3 + HCl c CaCl2 2N

Câu 11: Nhận định nào dưới đây là đúng ?

1 Có thể loại bỏ được acid thừa và nước ở bước lọc (phần điều chế)

2 Nhiệt độ > 200 o C giúp phản ứng xảy ra nhanh hơn

3 Có thể dùng sinh hàn thẳng thay cho sinh hàn bầu

4 Nhiệt tỏa ra của phản ứng gồm 2 phần

SEMINAR THÍ NGHIỆM HÓA HỮU CƠ BÀI SỐ 04 – TỔNG HỢP P-NITROANILINE TỪ P-NITROACETANILIDE

GIỚI THIỆU p-nitroaniline (còn có tên gọi là 4-nitroaniline, 1-amino-4-nitrobenzene hoặc p- nitrophenyl amine) là một trong những hóa chất trung gian quan trọng trong quá trình tổng hợp phẩm nhuộm, chất chống oxy hóa, dược phẩm và chất ức chế ăn mòn

Trong công nghiệp, p-nitroaniline được tổng hợp qua quá trình amine hóa 4- nitrochlorobenzene bằng aniline

Trong phòng thí nghiệm, p-nitroanline được tổng hợp xuất phát từ aniline Aniline được amide hóa bằng acetic anhydride và sau đó tham gia phản ứng thế ái điện tử bằng hỗn hợp nitric acid, sulfuric acid để thế nhóm nitro vào vị trí para để thu được p-nitroacetanilide Cuối cùng, p-nitroacetanilide tham gia phản ứng thủy phân để tạo thành sản phẩm cuối cùng là p- nitroaniline Trong bài thí nghiệm này, ta chỉ tập trung vào bước cuối cùng: tổng hợp p- nitroaniline từ p-nitroacetanilide.

QUY TRÌNH TỔNG HỢP

Bước 1 Cho 16 g p-nitroacetanilide và 30 mL nước vào trong bình cầu, lắc đều đến khi thu được khối chất sền sệt Cho tiếp vào đó lần lượt 12 mL dd NaOH 35% và 30 mL nước để rửa các vết kiềm dính vào cổ nhám (Khi cho dung dịch NaOH 35% cần thận trọng không để dung dịch kiềm dính vào phần nhám Lau sạch phần nhám và bôi vaselin thật tốt)

Bước 2 Lắp đặt hệ thống đun sôi hoàn lưu và tiến hành đun sôi hồi lưu hỗn hợp phản ứng cho đến khi p-Nitroacetanilide bị thủy phân hoàn toàn (khoảng 1 – 1,5 h) Trong lúc đun sôi hoàn lưu, cần phải lắc đều hỗn hợp cẩn thận Kiểm tra pH của hệ trong suốt thời gian phản ứng sau khi đun sôi hoàn lưu được khoảng 1h

(trong trường hợp cần thiết có thể thêm 10 mL dung dịch NaOH 35% nữa vào bình phản ứng)

Bước 3 Lấy 1 ít hỗn hợp phản ứng (phần kết tủa) và cho vào trong dung dịch HCl 10%

Nếu chất rắn hòa tan hoàn toàn, không có kết tủa thì phản ứng coi như hoàn tất, và cần phải đun nóng thêm một thời gian nữa

Bước 4 Để nguội từ từ hỗn hợp phản ứng đến nhiệt độ phòng Lọc kết tủa trên phễu lọc hút Buchner, rửa bằng nước lạnh đến khi pH nước lọc là trung tính

Bước 5 Kết tinh lại sản phẩm thô bằng ethanol 96%

Bước 6 Làm lạnh, lọc lấy sản phẩm trên phễu lọc hút Buchner, sấy khô trong tủ sấy ở nhiệt độ < 60 độ C

CÂU HỎI Câu 1 Vẽ sơ đồ khối trình bày 6 bước thí nghiệm trên

Câu 2 Vẽ và chú thích hệ thống đun sôi hoàn lưu ở bước 2

Câu 3 Vì sao ở bước 2, khi đun sôi hồi lưu cần phải lắc đều ?

Câu 4 Vì sao ở bước 2, ta cần phải kiểm tra pH của hệ phản ứng ? pH của hệ lúc này khi kiểm tra phải là acid, base hay trung tính ? Vì sao ?

Câu 5 Ở bước 3, hỗn hợp kết tủa cho tác dụng với HCl có thành phần là gì ?

Câu 6 Vì sao sau khi lọc xong kết tủa ta phải rửa kết tủa bằng nước đến khi pH trung tính ?

Câu 7 Vì sao ở bước 5, khi kết tinh lại, dung dịch có màu đậm ta phải dung than hoạt tính để tẩy màu ?

Câu 8 Theo lý thuyết, hiệu suất phản ứng có thể đạt được 83 – 98% theo lý thuyết Tính khối lượng p-nitroaniline có thể thu được nếu trong khoảng hiệu suất trên

QUY TRÌNH TỔNG HỢP Bước 1: Cho 1,52g m-nitro-p-toluidine (C 7 H 8 N 2 O 2 ) trong beaker bằng 10 mL NaOH 1N

Bước 2: Hòa tan 1,5g NaNO2 trong một beaker khác với 10 mL nước, rồi thêm 2/3 dung dịch này vào hỗn hợp dung dịch toluidine ở trên Làm lạnh hỗn hợp trên ở 0 – 5 o C bằng hỗn hợp đá muối

Bước 3: Thêm từ từ 20 mL dung dịch HCl đậm đặc và khuấy đều trong 7 phút, duy trì ở nhiệt độ thấp Sau đó thêm tiếp 1/3 dung dịch NaNO2 còn lại vào hỗn hợp Kiểm tra pH của hệ phản ứng bằng giấy đo pH Tinh thể muối diazonium sẽ bắt đầu xuất hiện Tiếp tục khuấy và duy trì nhiệt độ thấp

Bước 4: Hòa tan 1g β-naphthol vào 15ml dung dịch NaOH 1,5M Sau đó làm lạnh dung dịch này trong bể đá

Bước 5: Rót hỗn hợp chứa muối diazonium vào dung dịch chứa β-naphthol Tiếp tục khuấy thêm

30 phút rồi cho NaCl vào, khuấy trong 10 phút Ngâm beaker chứa sản phẩm trong bể đá thêm 1h

Bước 6: Lọc sản phẩm, rửa lại bằng 5ml nước lạnh, và sấy khô ngoài không khí

Bước 7: Đánh giá màu sắc của sản phẩm sau 1 tuần, dự đoán thành phần tạp chất trong sản phẩm

CÂU HỎI Câu 1 Vì sao ở bước 5, ta không rót từ từ beaker chứa -naphthol vào beaker muối diazonium mà lại rót ngược lại ?

Câu 3 Việc cho thêm NaCl ở bước 5 là để làm gì ? Có thể thay thế NaCl bằng CaCO 3 được hay không ? Vì sao ?

Câu 4 Vì sao ở bước 4, phải hòa tan - napthol bằng NaOH ? Có thể thay NaOH bằng base khác được không ? Vì sao ?

Câu 5 Vì sao sau khi điều chế xong sản phẩm có màu đỏ tươi đẹp, để lâu sau một thời gian thì có màu đen ? Làm sao để thu được sản phẩm tinh khiết ?

Câu 6 Tại sao phải khuấy đều trong quá trình điều chế ? Nếu không làm lạnh hệ phản ứng thì hệ có phản ứng được không ?

GIỚI THIỆU Benzyl acetate là là ester được tổng hợp từ phản ứng ester hóa giữa

Cả 3 ý trên

Câu 5 Chưng cất nên sử dụng thiết bị nào dưới đây?

Tất cả đều sai

Câu 6 Có thể thay Na 2 SO 4 bằng chất làm khan khác được không? Nêu những tiêu chí chọn chất làm khan Có thể sử dụng CaCl 2 được không? Vì sao?

Câu 7 Khi tách chiết lớp trên là lớp gì, lớp dưới là lớp gì? Ta thu lớp trên hay lớp dưới?

Câu 8 Có thể rửa bằng dung dịch nào sau đây?

NaOH 2M

Câu 9 Đun sôi hoàn lưu có sử dụng đá bọt không ? Đá bọt dùng để làm gì ? Có thể thay bằng cá từ được hay không ?

Câu 10 Chất gia nhiệt cho quá trình đun sôi hoàn lưu là gì ? Có thể đun trực tiếp được hay không ? Vì sao ? Tiêu chí của chất gia nhiệt là g ì?

BÀI SỐ 07 – TỔNG HỢP PHẨM MÀU SUNSET YELLOW

Sunset Yellow có tên hóa học là Disodium 2 - hydroxy - 1 - (4-sulfonatophenylazo) naphthalene - 6 – sulfonate, là phẩm màu họ monoazo, công thức nguyên là C16H10N2Na2O7S2 (M = 452.37) Ở điều kiện thường, Sunset Yellow tồn tại dưới dạng tinh thể hay dạng bột, màu đỏ cam Sunset Yellow tan trong nước, ít tan trong ethanol

Phản ứng tổng hợp Sunset Yellow theo nguyên tắc tổng quát để tổng hợp một chất màu azo từ β-naphthol:

+ Sulfo hóa β-napthol để tạo muối 2-naphthol-6-sulfonat natrium + Thực hiện phản ứng ghép cặp giữa muối diazonium của acid sulfanilic với muối 2-naphthol-6- sulfonat natrium.

QUY TRÌNH TỔNG HỢP SUNSET YELLOW

CO 3 thì có thể hòa tan được với dung dịch nào sau đây ?

Câu 8 Sau khi được kết tinh lại, sản phẩm cuối cùng thu được có chứa:

B Sunset Yellow và NaOH dư

BÀI SỐ 08 – TỔNG HỢP ANILINE

Aniline là chất lỏng không màu, có mùi khó chịu của cá ươn; nó còn có tên là phenyl amine hay amino benzene, là một trong những amin thơm đơn giản nhất và quan trọng nhất Aniline không tan trong nước, tan dễ dàng trong cồn, dầu ăn, xăng,… Aniline còn là chất độc có mùi sốc và gây bỏng rát khi dây vào da Tuy nhiên aniline là nguyên liệu quan trọng trong công nghệ phẩm nhuộm

Aniline được tổng hợp bằng phản ứng khử hóa nitrobenzene bằng hydro mới sinh

Bước 1: Cho 4 mL nitrobenzene và 10 gam bột thiếc vào bình cầu 250 mL, lắp hệ thống đun hoàn lưu

Bước 2: Sau mỗi khoảng thời gian lại thêm một lượng HCl đặc vào thông qua ống sinh hàn (thêm tổng cộng 24mL HCl trong khoảng 30 phút) và lắc đều bình mỗi lần thêm Sau khi thêm đủ HCl, đun trong 15 phút

Bước 3: Làm nguội hệ thống và thêm dung dịch NaOH 30% cho đến khi dung dịch có tính kiềm mạnh (có thể thử bằng giấy quỳ), những kết tủa xuất hiện trong bước trên phải được hòa tan hoàn toàn và xuất hiện lớp dầu trên bề mặt

Bước 4: Lắp hệ thống chưng cất lôi cuốn hơi nước và tiến hành cho đến khi lớp dầu trên bề mặt được lôi cuốn hết

Bước 5: Cho một lượng HCl đặc vào sản phẩm chưng cất lôi cuốn hơi nước đến khi dung dịch thể hiện tính acid (dùng giấy quỳ để thử), để nguội và cho vào phễu chiết

Bước 6: Rửa dung dịch trong phễu chiết với 5 mL diethyl ether, tách bỏ lớp ether (thực hiện 2 lần) và lấy phần tan trong nước cho vào beaker

Bước 7: Thêm NaOH rắn vào beaker đến khi dung dịch có tính kiềm

Bước 8: Cho dung dịch vào phễu chiết, rửa với 5 mL ether, chiết lấy phần ether Làm khan phần ether chiết được bằng 5 g KOH rắn

Bước 9: Lọc hỗn hợp dưới áp suất thấp để loại bỏ chất rắn

Bước 10: Cho dung dịch vừa lọc vào bình cầu 50mL, lắp hệ thống chưng cất và tiến hành chưng cất ở khoảng 70 o C

Bước 11: Thay ống sinh hàn nước bằng ống sinh hàn không khí và tiến hành chưng cất ở 180 –

184 o C, thu lấy phần sản phẩm chưng cất

(Lưu ý: Tất cả các giai đoạn có dùng phương pháp “lọc” phải ghi rõ là lấy phần rắn hay lỏng Tất cả các giai đoạn có dùng phương pháp “chiết” phải ghi rõ là lấy pha trên hay pha dưới.)

Câu 2 Vẽ sơ đồ lắp ráp thiết bị và chú thích hệ thống đun hoàn lưu ở bước 1

Câu 3 Vẽ sơ đồ lắp ráp thiết bị và chú thích hệ thống chưng cất lôi cuốn hơi nước ở bước 4

Câu 4 Nhóm A khi làm thí nghiệm vừa xong thời gian đun sôi hoàn lưu thì tắt nước và gỡ ống sinh hàn ra để quạt cho nhanh nguội Khi đi kiểm tra, GVHD đã trừ điểm nhóm A ở thao tác này Thao tác của nhóm A đã sai ở đâu ? Thao tác đó cần được sửa lại như thế nào ?

Câu 5 Vì sao lại cho NaOH vào dung dịch trước khi tiến hành bước 3?

Câu 6 Hãy liệt kê những chất có trong sản phẩm chưng cất lôi cuốn hơi nước trong bước 4?

Câu 7 Khi thực hiện chưng cất lôi cuốn hơi nước, làm thế nào để biết aniline đã được lôi cuốn hết và ngừng hệ thống?

Câu 8 Tại bước 4, vì sao khi thêm hỗn hợp cần chưng cất lôi cuốn hơi nước vào bình chưng ta phải thêm dung dịch sao đó mức dung dịch ở mức cao hơn đầu cấp hơi và thấp hơn đầu thoát hơi ?

Câu 9 Trong bước 5, tại sao lại thêm HCl vào trước lần chiết đầu tiên và tại sao lại loại bỏ lớp ether trong trường hợp đó?

Câu 10 Ở bước 6, thay vì rửa qua ether 2 lần, mỗi lần 5 mL bằng phễu chiết, A Tiều chỉ rửa 1 lần 10 mL bằng phễu chiết, cách làm trên có được không?

Câu 11 Ở bước 7, tại sao lại thêm NaOH vào trước lần chiết thứ hai và tại sao lớp ether trong trường hợp này được giữ lại?

Câu 12 Tác dụng của KOH rắn khi cho vào dung dịch sau khi chiết trong bước 8 là gì? Ta có thể thay

KOH bởi CaCl2 rẻ hơn để tiết kiệm chi phí không?

Câu 13 Tại sao cần phải tiến hành chưng cất 2 lần ở 2 nhiệt độ khác nhau là 70°C và 180 – 184°C?

Câu 14 Vì sao cần phải thay sinh hàn nước bằng sinh hàn không khí trong quá trình chưng cất ở 180 –

Câu 15 Kết tủa sinh ra sau khi tiến hành phản ứng là gì?

Câu 16 Trong bài, thứ tự các chất được cho vào là nitrobenzene, bột thiếc và cuối cùng là HCl đặc Tại sao lại cho thứ tự hóa chất như vậy ?

Câu 17 Vì sao sử dụng bộ tác chất là Sn/HCl mà không phải là một bộ tác chất khác cũng có khả năng cho hydro mới sinh như Fe/HCl, Al/HCl, … ?

BÀI SỐ 09 – TỔNG HỢP HIPPURIC ACID

Hippuric acid là một cacboxylic acid, được tìm thấy trong nước tiểu và là sản phẩm của phản ứng giữa benzoic acid và glycine Khi sử dụng nước ép trái cây, trà và rượu vang, các hợp chất phenolic có trong các sản phẩm này sẽ được chuyển đổi thành benzoic acid, sau đó thành hippuric acid và bài tiết qua nước tiểu Hippuric acid có khả năng diệt khuẩn Vì vậy việc hippuric acid có mặt trong nước tiểu với hàm lượng cao sẽ có tác dụng kháng khuẩn

Tinh thể hippuric acid có dạng lăng trụ hình thoi, chúng dễ hòa tan trong nước nóng, nóng chảy ở 187°C và phân hủy ở khoảng 240°C Hippuric acid thường được tổng hợp từ glycine và benzoyl chloride trong phòng thí nghiệm

Bước 1: Hòa tan 1 gam glycine trong 1 mL dung dịch NaOH 10% trong bình cầu Sau đó, thêm

Bước 2: Lắp bình cầu trên máy khuấy từ, lắp ống sinh hàn lên trên bình cầu, mở nước, mở máy khuấy từ và cho phản ứng xảy ra

Bước 3: Sau khi phản ứng kết thúc, thêm 1 – 2 giọt HCl vào hỗn hợp phản ứng

Bước 4: Lọc sản phẩm, rửa bằng nước và kết tinh lại sản phẩm khô từ nước sôi (khoảng 20 mL) và đồng thời thêm một ít carbon hoạt tính để khử màu (Nếu cần, lọc bằng nước nóng và sau đó kết tinh)

Bước 5: Thu nhận hippuric acid trong phễu lọc và sấy khô trong lò 150 o C

Câu 1 Ở bước 4, trình tự khử màu bằng carbon hoạt tính đúng là: a Làm nguội dung dịch xuống nhiệt độ phòng, cho carbon hoạt tính vào, đun sôi trở lại, lắc đều trong vài phút, sau đó đem lọc b Cho carbon hoạt tính vào khi đang đun sôi dung dịch, lắc đều trong vài phút, sau đó đem lọc c Làm nguội dung dịch xuống nhiệt độ phòng, cho carbon hoạt tính vào, lắc đều trong vài phút, sau đó đem lọc d Làm lạnh dung dịch bằng nước đá, cho carbon hoạt tính vào, đun sôi trở lại, lắc đều trong vài phút, sau đó đem lọc

Câu 2 Chọn phát biểu đúng: a Tinh thể thu được càng mịn thì độ tinh khiết càng cao b Trong lúc chờ dung dịch nguội tới nhiệt độ phòng nên dùng đũa khuấy liên tục nhằm gia tăng quá trình tản nhiệt, tinh thể sẽ xuất hiện với kích thước lớn và đẹp hơn c Tinh thể sau khi lọc sẽ được rửa bằng nước lạnh d b, c đúng e Tất cả đều sai

Câu 3 Thao tác kết tinh được tiến hành trong erlen nhằm mục đích chính: a Thu được tinh thể lớn b Thuận tiện cho quá trình lọc sau này c Hạn chế sự bay hơi của dung môi d a, b đúng

Câu 4 Trường hợp dung dịch nguội mà không kết tinh được, ta phải xử lý như thế nào? a Cho thêm vài hạt nhỏ tinh thể hippuric axid b Dùng đũa thuỷ tinh cọ vào thành bình đến khi tinh thể xuất hiện c Có thể cô đặc dung dịch để dung dịch trở thành dung dịch bão hoà trong trường hợp dung dịch quá loãng d a, c đúng e a, b, c đều đúng

Câu 5 Phát biểu nào dưới đây là đúng với phương pháp kết tinh lại? a Trong quá trình lọc nóng phải thao tác chậm để thu đuược sản phẩm kết tinh trên giấy lọc b Dung môi được chọn không được phản ứng với sản phẩm và không hoà tan chất đó ở nhiệt độ cao và hoà tan chất đó ở nhiệt độ thấp c Các tạp chất không tan trong dung môi ở nhiệt độ thấp nhưng tan tốt ở nhiệt độ cao d Không có phát biểu nào đúng e a, b đúng

Câu 6 Để tăng hiệu suất phản ứng, nên dùng dư benzoyl chloride hay glycine ? Vì sao ?

Câu 7 Vì sao khi điều chế hippuric acid trong phòng thí nghiệm, người ta lại sử dụng benzoyl chloride mà không sử dụng benzoic acid ?

Câu 8 Sự có mặt của NaOH ở bước 1 có tác dụng gì ?

Câu 9 Vì sao phải sử dụng than hoạt tính ở bước 4 ?

Câu 10 Vì sao ở bước 1, phải pha glycine trong NaOH trước khi cho benzoyl chloride vào?

BÀI SỐ 10 – TỔNG HỢP ADIPIC ACID

Adipic acid (còn có tên gọi khác là hexanedioic acid), là một trong những acid 2 chức quan trọng nhất trong công nghiệp Sản lượng adipic acid dưới dạng tinh thể trắng hàng năm có thể đạt đến 2,5 triệu tấn Trong công nghiệp, khoảng 60% adipic acid là tiền chất đê tổng hợp nilon thông qua phản ứng trùng ngưng với hexamethylene diamine để sản xuất nilon – 6,6 Adipic acid cũng là monomer để sản xuất polyurethane Ester của adipic acid được sử dụng làm chất hóa dẻo, sử dụng rộng rãi trong nhiều loại nhựa, đặc biệt là PVC Ngoài ra, adipic acid còn có ứng dụng trong dược phẩm với vai trò ổn định pH acid yếu và trong thực phẩm E355 là mã số phụ gia thực phẩm của adipic acid

Adipic acid có thể được tổng hợp thông qua dầu KA (hỗn hợp của cyclohexanone và cyclohexanol) bằng phản ứng oxy hóa dầu KA với tác nhân HNO3 Bên cạnh đó, adipic acid còn có thể được tổng hợp thông qua phản ứng oxy hóa cyclohexane với xúc tác potassium pemanganate

Bước 1 Thêm 50 mL nước cất, 2 mL Cyclohexene, và 8,4 g Potassium Pemaganate vào erlen

Bước 2 Đậy nút Erlen (hơi lỏng) và để hỗn hợp trên bếp từ để khuấy mạnh trong vòng 5 phút

Sau đó tiếp tục khuấy đều trong 20 phút Trong suốt thời gian phản ứng, nhiệt độ hỗn hợp cần duy trì trong khoảng 35 – 40 o C

Bước 3 Tháo nút Erlen, đưa erlen chứa hỗn hợp phản ứng vào nồi đun hơi nước (steam bath) trong 15 phút

Bước 4 Kiểm tra màu bằng cách lấy đũa khuấy chấm vào hỗn hợp rồi chạm vào giấy lọc Nếu còn xuất hiện vòng màu tím xung quanh vết loang, cho 1 mL ethanol vào erlen Lặp lại quá trình cho đến không còn màu xuất hiện

Bước 5 Lọc chân không hỗn hợp thu được Rửa 2 lần, mỗi lần sử dụng 10 mL dung dịch NaOH

Bước 6 Chuyển dung dịch trong bình lọc vào beaker 250 mL, thêm đá bọt và gia nhiệt để hỗn hợp sôi Đến khi dung dịch còn 10 mL thì dừng

Bước 7 Làm nguội dung dịch từ từ đến nhiệt độ phòng, rồi làm lạnh trong bể đá Điều chỉnh pH xuống 1 bằng cách nhỏ dung dịch HCl đậm đặc (khoảng 3 mL) vào (khuấy liên tục để tránh tạo bọt, hỗn hợp mịn) Sau đó, khuấy đều và làm lạnh trong 5-10 phút

Bước 8 Thu hồi acid dư bằng lọc chân không áp suất thấp sản phẩm thô Sau đó, kết tinh lại bằng 5 mL nước sôi Làm nguội, rồi làm lạnh trong 10 phút

(Lưu ý: Tất cả các giai đoạn có dùng phương pháp “lọc” phải ghi rõ là lấy phần rắn hay lỏng Tất cả các giai đoạn có dùng phương pháp “chiết” phải ghi rõ là lấy pha trên hay pha dưới.)

Câu 2 Vẽ sơ đồ lắp ráp thiết bị và chú thích hệ thống phản ứng ở bước 2

Câu 1 Tại sao ở bước 2, phải có bước khuấy mạnh trước khi khuấy đều? Có thể tiến hành bằng hệ thống bình cầu đun sôi hồi lưu được hay không ? Tác nhân khuấy trong hệ thống là gì ?

Câu 2 Vai trò của KMnO4 trong phản ứng là gì ? Việc thay thế KMnO4 bằng H2O2 hoặc K2Cr2O7 có ảnh hưởng gì đến phản ứng không ? Vì sao ?

Câu 3 Vì sao khi thử màu ở bước 4, khi chấm vào giấy lọc, nếu còn màu tím phải cho ethanol vào và chờ phản ứng tiếp? Có thể thay thế eethanol bằng hóa chất nào khác ?

Câu 4 Ở bước 5, khi thực hiện rửa 2 lần bằng NaOH, cấu tử nào bị rửa giải rửa sạch, cấu tử nào được giữ lại trên phễu lọc ?

Câu 5 Vì sao ở bước 6, phải có bước đun sôi sau khi rửa và lọc ? Vì sao cần phải giữ thể tích sau đun ở mức 10 mL ?

Câu 6 Vì sao ở bước 7, phải làm nguội hệ rồi mới tiến hành acid hóa ?

Câu 7 Sau khi tiến hành thí nghiệm, các dụng cụ như erlen (bình cầu), phễu lọc, cá từ,… có dính chất màu đen khó rửa bằng nước Chất đó là gì ? Để tiến hảnh rửa dụng cụ nên dùng hóa chất gì ?

Câu 8 Vai trò của HCl đậm đặc ở bước 7 là gì ?

Câu 9 Có thể thay HCl đậm đặc ở bước 7 bằng H2SO4 đậm đặc hay HNO3 không ? Vì sao?

Câu 10 Sản phẩm tạo ra có thể chứa tạp chất nào ?

Câu 11 Ở bước 4, có thể dùng Na2S để khử thay cho ethanol được không ? Vì sao ?