Bài giảng Phân tích hữu cơ

Phân tích hữu cơ là một phương pháp của hoá học hữu cơ. Hiện nay hoá học hữu cơ thuần khiết được chia làm hai lĩnh vực chủ yếu: Lý thuyết hoá học hữu cơ và phương pháp nghiên cứu hoá học hữu cơ.Phân tích hữu cơ được coi là một phương pháp nghiên cứu của hoá học hữu cơ thì không nên hiểu nó một cách đơn thuần là “ kỹ thuật phân tích” mà phải coi nó là một phương tiện nghiên cứu giúp đi sâu tìm hiểu bản chất cấu tạo của các hợp chất hữu cơ, nắm được những quy luật chi phối những đặc tính lý, hoá, sinh của chúng.Phân tích hữu cơ bản thân nó lại được chia thành hai lĩnh vực khác nhau: Phân tích hữu cơ cơ bản và phân tích hữu cơ ứng dụng.Phân tích hữu cơ cơ bản có nhiệm vụ chủ yếu là xác định công thức cấu tạo của một hợp chất hữu cơ

Lương Công Quang Phân tích hữu cơ BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHIỆP TUY HÒA  Lương Công, Quang Giáo trình: Phân tích hữu cơ (LƯU HÀNH NỘI BỘ) sp 3 + - + - + + - - 109 o 28 / + + + - - - 120 o + - + - + + - + + + - - sp 2 + - + + ++ 180 O sp Tuy Hòa, năm 2008 MỞ ĐẦU 1 Lương Công Quang Phân tích hữu cơ Phân tích hữu cơ là một phương pháp của hoá học hữu cơ. Hiện nay hoá học hữu cơ thuần khiết được chia làm hai lĩnh vực chủ yếu: Lý thuyết hoá học hữu cơ và phương pháp nghiên cứu hoá học hữu cơ. Phân tích hữu cơ được coi là một phương pháp nghiên cứu của hoá học hữu cơ thì không nên hiểu nó một cách đơn thuần là “ kỹ thuật phân tích” mà phải coi nó là một phương tiện nghiên cứu giúp đi sâu tìm hiểu bản chất cấu tạo của các hợp chất hữu cơ, nắm được những quy luật chi phối những đặc tính lý, hoá, sinh của chúng. Phân tích hữu cơ bản thân nó lại được chia thành hai lĩnh vực khác nhau: Phân tích hữu cơ cơ bản và phân tích hữu cơ ứng dụng. - Phân tích hữu cơ cơ bản có nhiệm vụ chủ yếu là xác định công thức cấu tạo của một hợp chất hữu cơ. - Phân tích hữu cơ ứng dụng rất rộng lớn gắn liền với nhiệm vụ của từng lĩnh vực khoa học và sản xuất tương ứng. Thí dụ phân tích dầu mỏ, nhựa than đá, hợp chất cao phân tử tự nhiên và tổng hợp, phân tích tinh dầu, phân tích các chất dinh dưỡng ( đạm, đường, bột…); xác định kiểm tra sản xuất ( xác định mức độ phản ứng, sản phẩm trung gian, bán thành phẩm và thành phẩm); kiểm tra phân tích các khí, nước thải, mức độ tinh khiết của các hoá chất,… cũng như điều tra thành phần, trữ lượng các nguồn tài nguyên và phân tích môi trường. Ở đây để giới hạn tính chất, yêu cầu của giáo trình và chuyên đề chúng ta chỉ tập trung vào phân tích hữu cơ cơ bản với những nội dung sau đây: - Chuẩn bị chất cho phân tích. - Phương pháp xác định công thức cấu tạo một hợp chất hữu cơ. - Phân tích nguyên tố trong hợp chất hữu cơ. - Phân tích nhóm chức hữu cơ. - Phân tích một chất chưa biết. - Phân tích một hỗn hợp chất hữu cơ. Tuy vậy, nắm chắc được các hiểu biết và nguyên tắc của phân tích hữu cơ cơ bản kết hợp với sự vận dụng năng động sẽ là cơ sở cho phân tích hữu cơ ứng dụng để giải quyết những vấn đề thực tế đặt ra. CHƯƠNG I: CHUẨN BỊ CHẤT CHO PHÂN TÍCH 1.1. Các phương pháp tách và làm sạch chất 1.1.1. Chiết 1.1.1.1. Chiết lỏng - lỏng Chiết lỏng - lỏng là một kĩ thuật tách đơn giản nhất và trung thực nhất. Nó thường được sử dụng để làm sạch hoặc để tách một cấu tử riêng hoặc một loại các cấu tử khỏi mẫu mẹ. Mẫu rắn hoặc lỏng được chiết bằng dung môi hữu cơ thích hợp. Đối với các mẫu nước dung môi chiết phải không tan trong nước. Độ phân cực của dung môi nằm trong một khoảng rộng từ các ankan như pentan, hexan hoặc xiclohexan đến nitrobenzen và n-butanol, cũng như các dung môi cơ clo ( đặc biệt là điclometan, clorofom) là một thuận lợi việc tách. Sự lựa chọn dung môi chiết phụ thuộc vào tính tan của chất phân tích ở trong dung môi đó và vào sự dễ dàng tách được chất phân tích ra khỏi mẫu. 2 Lương Công Quang Phân tích hữu cơ Sự làm giàu chất và hiệu quả của phương pháp chiết phụ thuộc vào tỉ số thể tích của mẫu và của dung môi chiết và vào hệ số phân bố. Tỉ lệ thể tích mẫu và dung môi không thể lấy quá rộng vì nó có ảnh hưởng đến độ chính xác khi định lượng. Hệ số phân bố có thể được cải thiện nhờ thay đỏi pH mẫu, khử muối hoặc sử dụng ion đối vv… Có hai quá trình chiết lỏng - lỏng khác nhau: chiết không liên tục ( chiết đoạn) và chiết liên tục. a. Chiết đoạn Chiết đoạn được thực hiện bằng cách lắc mẫu cùng với dung môi chiết trong phễu chiết và được sử dụng trong những trường hợp có hệ số phân bố lớn và có thể bỏ qua sự mất mát chất nào đó. MẪU NƯỚC V nc , m nc DUNG MÔI CHIẾT V ch , m cb Hình 1.1: Sơ đồ biểu diễn chiết lỏng - lỏng đoạn ( chiết đơn) Chất phân tích phân bố giữa hai pha lỏng theo hệ số phân bố ( xem sơ đồ hình 1.1) ch nc nc ch nc ch V V m m C C K ×== (1.1) Một phương trình cơ bản khác là cân bằng khối trước và sau chiết: m ch + m nc = m nc,o (1.2) Trong đó: m nc,o = lượng chất ban đầu có trong mẫu nước. Kết hợp phương trình (1.1) và (1.2) cho ta phương trình biểu thị độ thu hồi đối với quá trình chiết lỏng - lỏng đoạn ( đơn): VK V 1 VK K m m R o,nc ch ll,ch + −= + == − (1.3) Trong đó V = ch nc V V là tỉ số thể tích Đối với sự chiết đoạn lặp của cùng một mẫu với n thể tích bằng nhau ( = V ch ) của dung môi chiết ta có độ thu hồi là: n ch VK V 1R       + −= (1.4) Sự chiết đoạn lặp cho độ thu hồi cao hơn ( đại lượng trong dấu ngoặc vuông luôn luôn nhỏ hơn 1, n càng lớn thì R ch càng tiến gần đến 1), tuy độ làm giàu giảm. Từ (1.3) và (1.4) ta cũng có thể suy ra chiết gộp dung môi một lần cho hiệu suất chiết thấp hơn so với chia nhỏ lượng dung môi đo ra chiết nhiều lần. Thí dụ: Ta lấy K = 3, V = 1 ( thể tích mẫu nước và dung môi chiết bằng nhau) theo (1.3) chiết đoạn đơn ta được R ch = 0,75 (75%), nếu ta chia nhỏ lượng dụng môi làm 3 lần chiết ( V = 1/3, n = 3) theo (1.4) chiết đoạn lặp ta được R ch = 0,984 (98,4%). 3 Lương Công Quang Phân tích hữu cơ b. Chiết liên tục Quá trình chiết liên tục được áp dụng cho những trường hợp có hệ số phân bố nhỏ, buộc phải chiết đoạn lặp nhiều lần, nên tốt hơn là ta tiến hành chiết liên tục, cũng như đói với những trường hợp không thể bỏ qua được sự mất mát chất ( chiết phân tích). Để đơn giản hoá cho việc xử lí toán học, sự chiết được giả thiết là một quá trình ở trạng thái tĩnh, nồng độ ở trong mẫu ( = C nc ) đi vào buồng chiết là không đổi và nồng độ trong dung môi chiết (C h ch ) đi vào buồng ngưng là không đáng kể ( có thể xem C h ch = 0). Quá trình chiết lỏng - lỏng liên tục có thể được mô tả bằng những phương trình cơ bản sau: - Cân bằng khối trong buồng chiết/tách: F nc .C nc = F ch . * ch C + F nc . * nc C (1.5) - Hằng số phân bố lỏng - lỏng * nc * ch C C K = (1.6) - Cân bằng khối trong bình hứng dung môi chiết chảy ra: * ch ch chch C. V F dt dC = (1.7) Với giả thiết là cân bằng nhiệt động, sự trộn đều trong toàn bộ các pha, các lưu lượng dòng và các thể tích không đổi. Kết hợp các phương trình (1.5) và (1.6) ta có thể biểu thức để tính C * ch . Sau khi thay nó vào (1.7) và lấy tích phân, lượng chất được chiết có thể được biểu thị bằng các phương trình như sau: C ch .V ch = F ch .C nc . t. FK F.K + (1.8) F: Là tỉ số lưu lượng dòng: F = ch nc F F Quá trình này kéo dài cho đến khi mẫu được chuyển toàn bộ vào buồng chiết. Nên ở thời gian: nc o,nc F V t = (1.9) Thì quá trình dừng. Độ thu hồi ( được xác định như là tỉ số của lượng cấu tử ở trong dịch chiết sau khi đã hoàn thành sự chiết và lượng có lúc đầu ở trong mẫu nước) sẽ nhận được sau khi kết hợp các phương trình (1.8) và (1.9): FK K V.C V.C R o,ncnc chch ch + == (1.10) 4 Lương Công Quang Phân tích hữu cơ Từ đây thấy giá trị độ thu hồi theo lý thuyết được xác định bởi hằng số phân bố K và tỉ số lưu lượng dòng F. Trong trường hợp chiết lỏng - lỏng thông thường ta cũng có quan hệ tương tự này ( phương trình 1.3). Rõ ràng các giá trị độ thu hồi bằng nhau sẽ nhận được đối với cả hai kĩ thuật, nếu như tỉ số lưu lượng dòng F của chiết liên tục bằng tỉ số thể tích V của chiết lỏng - lỏng đoạn. Hình 1.4: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc độ thu hồi theo chiết liên tục vào tỉ số lưu lượng dòng đối với các giá trị hằng số phân bố khác nhau. Các đường cong trên hình 1.4 có thể áp dụng cho chiết lỏng - lỏng đoạn đơn sau khi thay F bằng V do độ thu hồi của hai kĩ thuật là như nhau. Tuy nhiên, các nồng độ trong cả hai dung dịch chiết thu được khác nhau nên không liên quan đến độ làm giàu. Theo định nghĩa, độ làm giàu được biểu thị bằng phương trình: E = Ch o,nc ch VR C C = (1.11) Nghĩa là độ làm giàu và độ thu hồi tương quan với nhau thông qua tỉ số thể tích. Tỉ số thể tích thường là cao hơn trong trường hợp chiết liên tục ( tỉ số thể tích 25 – 100 và cao hơn). Do đó độ làm giàu cao của dịch chiết có thể dễ dàng nhận được trong trường hợp chiết liên tục. c. Chiết lỏng - lỏng trên cột Một phương pháp chiết lỏng - lỏng khác được sử dụng gần đây là chiết lỏng - lỏng trên cột, cũng dựa vào định luật phân bố của chất tan giữa hai pha không trộn lẫn vào nhau ( gần với sắc kí phân bố lỏng - lỏng trên cột). Phương pháp chiết lỏng - lỏng trên cột trong trường hợp ở đây tỏ ra hiệu quả hơn, tránh được những điều bất lợi. Không cần làm khô dung dịch thu được và độ thu hồi cao. Nguyên tắc làm việc của phương pháp chiết lỏng - lỏng như sau: Cột (polietilen hoặc thuỷ tinh) được nhồi đất chịu lửa có lỗ rộng (thể tích lỗ cao) trơ hoá học, làm việc được trong khoảng pH = 1 -13. Mẫu nước chứa chất phân tích khi đưa vào cột tự nó sẽ được phân bố trong dạng phim mỏng trên bề mặt chất nhồi và đóng vai trò như một pha tĩnh. Sau đó sự rửa giải xảy ra khi sử dụng những dung môi hữu cơ không trộn lẫn với nước như đietyl ete, etyl axetat hoặc các dung môi hiđrocacbon clo hoá, tất cả các chất 5 10 5 1 0,5 1 2 3 F 100 R ch (%) K: 50 Lương Công Quang Phân tích hữu cơ ưa dầu sẽ được chiết từ pha nước vào pha hữu cơ. Trong quá trình này pha nước nằm lại trên pha tĩnh. Dịch rửa giải thu được không được nhũ hoá và có thể đem bốc hơi dung môi để tiến hành phân tích tiếp mà không cần làm khô. 1.1.1.2. Chiết lỏng - rắn Chiết lỏng - rắn được áp dụng để tách các chất phân tích ra khỏi mẫu vật rắn ( thực vật, đất, các mẫu sịnh học.vv…) bằng dung môi thích hợp. Chất phân tích trong mẫu vật rắn thường nằm ở thành nang nhỏ hoặc phân tán trong chất rắn, vì vậy cần nghiền nhỏ để tăng bề mặt tiếp xúc giữa dung môi và chất phân tích. Tuỳ thuộc vào tính phân cực của chất cần tách ta lựa chọ dung môi chiết, bắt đầu từ những dung môi hiđrocacbon nhẹ đối với những chất ít phân cực đến những dung môi phân cực hơn đietyl ete, axeton, etanol kể cả nước đối với những chất phân cực. Quá trình chiết lỏng - rắn có thể tiến hành theo phương pháp chiết đoạn hoặc chiết liên tục tuỳ theo yêu cầu của việc chiết ( chiết điều chế hoặc chiết phân tích). a. Chiết đoạn ( đơn hoặc lặp) Quá trình chiết đoạn có hiệu quả thấp hơn so với quá trình chiết liên tục. Trong quá trình này mẫu rắn được ngâm vào dung môi tronh cối nghiền, trong bình tam giác hoặc trong cốc trong một thời gian ( có thể khuấy, lắc), sau đó dịch chiết được tách ra bằng lăng gạn hoặc lọc hoặc quay li tâm. Cặn còn lại được chiết tiếp một hai lần nữa bằng dung môi mới. Các dịch chiết được gộp lại ( cần thiết thì làm khô) và cho bay hơi ( thường dưới áp suất giảm) để thu sản phẩm và xử lý tiếp theo. b. Chiết liên tục Quá trình chiết liên tục được thực hiện trong một thiết bị riêng, tốt nhất là sử dụng bộ chiết Soclet cải tiến ( xem hình 1.5). Trong đó phần thân máy chứa ống giấy đựng mẫu được cải tiến để hơi nóng dung môi bốc lên bao quanh được ống đựng mẫu, nhờ đó chất được chiết bằng dung môi nóng, không phải bằng dung môi ngưng lạnh. Hình 1.5: Bộ chiết Soclet 6 Lương Công Quang Phân tích hữu cơ 1.1.1.3. Chiết pha rắn a. Cơ sở lý thuyết Chiết pha rắn là quá trình chiết bao gồm một pha rắn và một pha lỏng. Các cấu tử cần quan tâm và các chất cản trở nằm trong pha lỏng. Khi cho chảy qua cột nhồi chất hấp lưu chuyên dụng, các cấu tử cần quan tâm được lưu giữ lại trên chất hấp lưu, còn các chất cản trở không bị lưu giữ được thải ra khỏi cột theo dòng chảy, sau đó chất cần quan tâm được rửa giải ra khỏi cột nhờ dung môi thích hợp, hoặc ngược lại các chất cản trở được lưu giữ trên chất hấp lưu, còn các cấu tử cần quan tâm không bị lưu giữ chảy ra khỏi cột. b. Chất hấp lưu Các chất hấp lưu dùng trong kĩ thuật chiết pha rắn là silicagen biến tính, silicagen không biến tính ( silicagen thường), nhôm oxit, các polime vv… và được chia thành pha tỉnh ngược và pha tỉnh thường, chất hấp phụ ( cũng được xếp vào loại pha tĩnh thường) và nhựa trao đổi ion ( chất hấp lưu được chỉ ra trên bảng 1.1) Các chất hấp lưu pha mgược là pha tĩnh không phân cực, khi cho mẫu phân tích phân cực chảy qua sẽ giữ lại các chất phân tích không phân cực và cho các chất phân tích phân cực chảy qua cột. Nhờ vậy, các chất hấp lưu pha ngược được dùng để chiết các chất phân tích không phân cực và phân cực vừa từ các mẫu nước. Các chất hấp lưu pha thường ( silicagen không biến tính) là pha tĩnh phân cực, khi cho mẫu phân tích không phân cực chảy qua sẽ giữ lại các chất phân tích phân cực và cho các chất phân tích không phân cực chảy qua cột. Nhờ vậy, các chất hấp lưu pha thường được dùng để chiết chất phân tích phân cực vừa và phân cực từ các mẫu không phân cực. 7 Lương Công Quang Phân tích hữu cơ Bảng 1.1. Các chất hấp lưu dùng trong kĩ thuật chiết pha rắn Pha Chất hấp lưu Kí hiệu Cấu trúc Ngược ( Số 1) Octađexyl Octyl Butyl Etyl Phenyl Xiclohexyl C 18 , RP-18, LC-18 C 8 , RP-8, LC-8 C 4 , RP-4, LC-4 C 2 , RP-2, LC-2 LC-Ph LC-Cyclo -Si(CH 3 ) 2 C 18 H 37 , -SiC 18 H 37 -Si(CH 3 ) 2 C 8 H 7 -Si(CH 3 ) 2 C 4 H 9 -SiC 2 H 5 -SiC 6 H 5 -SiC 6 H 11 Thường (Số 2) Xiano Amino Điol CN, LC – CN NH 2 , LC-NH 2 Điol, LC-Điol -Si(CH 3 ) 2 (CH 2 ) 3 CN -Si(CH 2 ) 3 NH 2 -Si(CH 2 ) 3 OCH 2 CHOHCH 2 OH Hấp phụ (Thường) Silicagen Florisil Nhôm oxit Than Polime Si, LC-Si Florisil, LC-Florisil Alumina A, LC-Alumina A Alumina B, LC-Alumina B Alumina N, LC-Alumina N ENVI-Carb EN, ENVI-Chrom P -SiOH MgSiO 3 Al 2 O 3 (axit) Al 2 O 3 (bazơ) Al 2 O 3 (trung tính) Graphit ( than không xốp) Nhựa đồng trùng hợp Striren - đivinylbenzen Trao đổi ion (Số 3) Amin bậc bốn Amin Axit sunfonic Axit acboxylic N + , LC –SAC, Accell Plus QMA LC-NH 2 LC-SCN LC-WCX, Accell Plus CM -C(O)NH(CH 2 ) 3 N(CH 3 ) 3 + Cl - (R, Ar)-SO 3 - Na + (R)-COO - Na + Các chất hấp lưu là những chất hấp phụ nhờ sự có mặt của các nhóm chức trên chính là chất hấp phụ nên được sử dụng trong những điều kiện như các chất hấp lưu pha thường và cho phép chiết các chất phân tích phân cực từ các mẫu không phân cực. Các chất hấp lưu là nhựa trao đổi ion được sử dụng hoặc là hệ pha thường hoặc là hệ pha ngược ( trộn lẫn), các chất phân tích là ion tích điện ngược dấu với ion trên nhựa trao đổi được giữ lại trong cột. Các dung môi hữu cơ hoặc dung dịch chứac các ion đối có ái lực ion mạnh hơn được sử dụng để rửa giải chất phân tích quan tâm ra khỏi cột. Các chất hấp lưu nhựa trao đổi ion cho phép tách các chất phân tích ion từ các mẫu nước và không nước ( phân cực và không phân cực). 8 Lương Công Quang Phân tích hữu cơ c. Dung môi rửa giải Việc lựa chọn dung môi rửa giải chất phân tích đóng một vai trò quan trọng, dựa trên nguyên tắc dung môi rửa giải làm yếu phản ứng giữa chất phân tích và chất hấp lưu và sự phân bố của chất phân tích trong khắp dung môi rửa giải được xảy ra. Để lựa chọn được dung môi như thế cần phải biết đầy đủ cả về chất phân tích và những thông tin liên quan đến cấu trúc, tính tan, độ phân cực và các tính chất phân bố. Các dung môi rửa cột ( hoạt hoá các phối tử), rửa các chất cản trở và pha mẫu phân tích cũng có ý nghĩa nhất định. Đối với sắc kí pha ngược: (LC-18, LC-8, LC-2, LC-Ph, LC-NC) ứng dụng để chiết các chất không phân cực đến phân cực vừa, nguyên tắc chung lựa chọ dung môi rửa giải là sử dụng dãy dung môi có độ phân cực giảm dần ( xem bảng 1.2); các cấu tử quan tâm bị lưu giữ yếu rửa giải bằng dung môi ít phân cực hơn liên tiếp. Việc rửa giải các cấu tử quan tâm đối với sắc kí pha ngược có thể dựa vào tính tan của chúng. Tiêu chuẩn để xét tính tan: Hoà 10 mg chất vào 1 ml dung môi, lắc 1 phút, nếu tan hoàn toàn được xem là TAN, nếu không tan hoàn toàn được xem là KHÔNG. Trường hợp lượng vết không cần xét tính tan, sự chiết dựa vào tính phân cực. Chất Tan trong nước? KHÔNG TAN Tan trong metanol? Tan trong metanol? KHÔNG TAN KHÔNG TAN Tan trong điclometan? Tan trong điclometan? 3-I Tan trong điclometan? KHÔNG TAN KHÔNG TAN KHÔNG TAN Tan trong Tan trong Tan trong Hexan ? hexan? hexan? KHÔNG TAN KHÔNG TAN KHÔNG TAN 1-B 1-C 1-E 1-E Chú thích: Số 1 là pha ngược, số 2 là pha thường, số 3 là trao đổi ion 9 1-A 2-F 3-I 1-A 2-F 3-I 1-A 2-F 3-I 1-D 2-G 3-I 1-D 2-H 3-I Lương Công Quang Phân tích hữu cơ 1-A: Dung môi rửa giải metanol, axetonitrin, đietyl ete, tretrahiđrofuran hoặc dung môi tương tự, dùng riêng hoặc kết hợp hoặc hỗn hợp với axit loãng, bazơ loãng hoặc đệm. 1-B: Dung môi rửa giải điclometan, tretrahiđrofuran hoặc dung môi tương tự. 1-C: Dung môi rửa giải điclometan, tretrahiđrofuran hoặc dung môi tương tự, hexan. 1-D: Dung môi rửa giải metanol, axetonitrin, đietyl ete, tretrahiđrofuran, điclometan vv… dùng riêng hoặc kết hợp hoặc hỗn hợp với axit loãng, bazơ loãng hoặc đệm. 1-E: Dung môi rửa giải hexan, điclometan, metanol, axetonitrin, đietyl ete, tretrahiđrofuran,vv… dùng riêng hoặc kết hợp. Dung môi hoạt hoá cột: Trường hợp phân tích mẫu nước, mẫu dung môi hữu cơ trộn lẫn với nước hoặc mẫu nước trong dung môi hữu cơ người ta hoặc hoá cột bằng metanol hoặc axetronitrin, sau đó bằng nước hoặc nước có đệm hoặc dung môi hữu cơ có cùng pH của mẫu. Trường hợp mẫu trong điclometan, hexan sử dụng metanol hoặc hỗn hợp metanol ( hoặc axetonitrin) với nước ( lượng dung môi hữu cơ chiếm lớn hơn 50%). Dung môi rửa chất cản trở: Nói chung trong tất cả các trường hợp sử dụng dung dịch hoặc hoá cột sau cùng để rửa chất cản trở. Trong các trường hợp cụ thể còn có thể dùng các dung dịch rửa sau: 1-A: Hỗn hợp dung môi trộn lẫn với nước, với axit loãng, với bazơ loãng hoặc đệm, hoặc điclometan, hoặc hexan. 1-B: Metanol, axetonitrin, hoặc hexan, hoặc hỗn hợp của các dung môi này với lượng nhỏ điclometan, hoặc hỗn hợp metanol hoặc axetonitrin với nước, với axit loãng, với bazơ loãng hoặc đệm. 1-C: Metanol, axetonitrin hoặc hỗn hợp của những dung môi này với lượng nhỏ điclometan, hoặc hỗn hợp của metanol hoặc axetonitrin với nước, với axit loãng, với bazơ loãng hoặc đệm. 1-D: Nước, axit loãng, bazơ loãng, hỗn hợp nước trong dung môi hữu cơ hoặc hexan trong điclometan, hexan. 1-E: Các hỗn hợp nước trong dung môi hữu cơ. Dung môi pha mẫu: Do đặc điểm của chất hấp lưu không cực hấp phụ từ dung môi phân cực ( đặc biệt là nước và ancol) tốt hơn là từ dung môi không phân cực, do đó cần phải tạo cho môi trường mẫu càng phân cực càng tốt, như có thể được. Nói chung trong tất cả các trường hợp (1-A đến 1-E). Nếu chất tan dung môi hữu cơ trộn lẫn với nước hoặc hỗn hợp dung môi trong nước thì cần thêm nước, axit loãng, bazơ loãng để là làm hàm lượng dung môi hữu cơ như có thể được (10% - 50%), nhưng tránh để chất quan tâm kết tủa. Nếu chất là lượng vết trong dung môi trộn lẫn với nước hoặc hỗn hợp dung môi trong nước thì thêm muối, axit loãng hoặc bazơ loãng để tăng cường cho sự chiết. Trường hợp chất tan trong dung môi không trộn lẫn với nước việc chuẩn bị mẫu được tiến hành như sau: 1-B: Chất tan trong điclometan, hoặc dung môi có độ phân cực tương tự: Thêm metanol hoặc axetonitrin để tăng độ phân cực, hoặc hoà loãng với hexan. 10 [...]... xác định cơng thức cấu tạo phân tử một hợp chất hữu cơ Q trình xác định cấu tạo phân tử một hợp chất hữu cơ gồm những giai đoạn sau: 1 – Phân tích định tính, định lượng thành phần ngun tố và phân tử khối của chất khảo sát để thành lập cơng thức phân tử 2 – Phân tích định tính, định lượng các nhóm chức có chứa trong chất khảo sát để thành lập cơng thức cấu tạo 3 – Xác định cấu trúc tinh vi của phân tử... 1 760 1 + α t 26 (2.1) Lương Cơng Quang Phân tích hữu cơ 0,400 = 124.0,001293.d 734,7 273 × → d = 2,75 760 291 Phân tử khối của chất khảo sát sẽ bằng: M = 28,94.d = 28,94.2,75 = 79,58 ≈ 80 Vậy cơng thức của hợp chất là: (C5H5N)n = 80 (12.5 + 1.5 + 1.14)n = 80 ⇒ n = 1 Và cơng thức ngun đơn giản của chất khảo sát chính cũng là cơng thức phân tử Việc xác định cơng thức phân tử của chất khảo sát thuần... CH3-C- OH 0 2 + O CHƯƠNG 3 PHÂN TÍCH NGUN TỐ TRONG HỢP CHẤT HỮU CƠ 3.1 Ngun tắc chung Để xác định thành phần các ngun tố hợp chất hữu cơ ( định tính và định lượng) Ngoại trừ một số ít trường hợp đều dựa vào hai ngun tắc chung sau đây: 1 Vơ cơ hố hợp chất hữu cơ thành những chất đơn giản ( CO 2, H2O, NH3, SO2 , …) hoặc các ion, sau đó sử dụng các phương pháp phân tích vơ cơ đã biết để xác định chúng... hơi dung mơi phân cực đến khơ (metanol) rồi hồ tan lại trong đimetan và hồ lỗng tiếp bằng hexan Lưu ý trong mơi trường hồ lỗng bằng dung mơi ít phân cực khơng được để chất cần quan tâm kết tủa Đối cới sắc kí trao đổi ion (LC-NH2, LC-SAX, LC-WCX, LC-SCX) ứng dụng để chiết phân tích ion: LC-NH2: Cacbonhiđrat, các anion yếu 11 Lương Cơng Quang Phân tích hữu cơ LC-SAX: Các anion mạnh axit hữu cơ LC-WCX:... điện tích hoặc trên ion phân tích hoặc trên bề mặt chất nhồi Thí dụ: Chất phân tích (axit cacboxilic phân li, pH bazơ) - Bề mặt LC-SAX Bề mặt LC-SCX + -N Cl- -SO3Na+ OOC-R PO43- Ion đối rửa giải (photphat) NH3+ -R Chất phân tích (amin proton hoá, pH axit) Ion đối rửa giải (amoni) NH4+ Ngun tắc chung lựa chọn dung dịch rửa giải là dựa vào sự biến đổi pH hoặc lực ion của đệm: Rửa giải chất phân tích. .. chất phân tích từ những dung dịch rất lỗng ( lượng vết) Sự làm giàu lượng vết đặc biệt có lợi khi nồng độ chất phân tích nằm dưới giới hạn xác định của phương pháp Phân đoạn các cấu tử: Khi này người ta sử dụng kĩ thuật “ chương trình tưng bước” các dung mơi rửa giải có lực khác nhau để rửa giải các hợp chất có độ phân cực khác nhau ra thành các phân đoạn Sự phân đoạn có lợi khi ta muốn phân tích những... một mẫu ( phân tích hỗn hợp chất) 15 Lương Cơng Quang Phân tích hữu cơ Hiện nay trên thị trường đã có bán sẵn những ống pha rắn có dạng khác nhau ( thường có dạng như một sơ ranh tiêm) được nhồi các chẩt hấp lưu khác nhau có kích thước lỗ, kích thước hạt và các tính chất xác định tiện cho việc sử dụng Các ống pha rắn bán sẵn có hai qui mơ khác nhau: - Quy mơ phân tích: Là những ống có thể tích nhỏ:... Người ta thường tiến hành vơ cơ hố hợp chất hữu cơ bằng hai phương pháp sau: + Oxi hố phân huỷ các hợp chất hữu cơ bằng O 2, các oxit kim loại hoặc hỗn hợp các chất oxi hố ( Na2O + KClO3, KNO3 + Na2CO3, H2SO4 + K2Cr2O7,…) + Khử phân huỷ các hợp chất hữu cơ bằng H 2, bằng các kim loại hoặc động ( Na, K, Ca, Mg,…) Thí dụ: Hợp chất C8H8O3NSCl ( ClSO2 – C6H4 - NHCOCH3), sau khi vơ cơ hố bằng cách đốt với O2... liên hợp ( tan trong nước) R-NH3+Cl- HCl bazơ hữu cơ (Không tan trong nước) axit liên hợp ( tan trong nước) Ở giai đoạn đầu, chất phân tích quan tâm tạo liên kết điện hố với bề mặt chất nhồi ( chất phân tích điện thay thế ion đối tích điện cùng dấu trên chất nhồi) Ở giai đoạn tiếp theo, chất phân tích được rửa giải khỏi cột nhờ thêm ion đối cạnh tranh điện tích cùng dấu vào dung dịch rửa giải hoặc điều... trưng của từng ngun tố 25 Lương Cơng Quang Phân tích hữu cơ để xác định Thí dụ bằng phương pháp hố học, vật lý tìm thấy trong một hợp chất hữu cơ có chứa 3 ngun tố C, H, N b Xác định thành phần định lượng các ngun tố Mục đích của bước này là xác định số phần trăm khối lượng các ngun tố chứa trong chất khảo sát đã tìm thấy ở bước một để thiết lập một cơng thức thực nghệm ( cơng thức ngun đơn giản) Giả