PHƯƠNG PHÁP THĂNG HOA

Phương pháp tiến hành: Gia nhiệt một chất rắn để bay hơi, làm lạnh hơi của chất rắn đó ta sẽ thu được chất rắn kết tinh có độ tinh khiết cao, còn tạp chất không thăng hoa thì nằm lại ở

I PHƯƠNG PHÁP THĂNG HOA

a Định nghĩa

Thăng hoa là một quá trình biến đổi pha của một chất từ trạng

thái rắn sang trạng thái hơi mà không qua trạng thái lỏng

b Cơ sở lý thuyết

Một số chất như: naphtalen,menton…có khả năng thăng

hoa, vì vậy người ta có thể dùng phương pháp thăng hoa ở áp

suất thường hoặc áp suất thấp để tinh chế chúng

c Phương pháp tiến hành: Gia nhiệt một chất rắn để

bay hơi, làm lạnh hơi của chất rắn đó ta sẽ thu được chất

rắn kết tinh có độ tinh khiết cao, còn tạp chất không

thăng hoa thì nằm lại ở đáy bình

Phương pháp thăng hoa có ưu điểm hơn các phương pháp khác là thu được chất tinh khiết hơn và có thể dùng một lượng nhỏ chất Ngược lại, phương pháp này cũng có nhược điểm là các chất bẩn phải có tính bay hơi khác nhiều so với chất tinh chế, quá trình thăng hoa thường chậm và hao phí nhiều chất hơn các phương pháp khác

Tốc độ thăng hoa tỉ lệ thuận với áp suất hơi của chất ở nhiệt

độ xác định, tỉ lệ với độ lớn bề mặt chất bay hơi và tỉ lệ nghịch với áp suất trong bình

Phương pháp tiến hành thăng hoa ở áp suất thường:

Với dụng cụ đơn giản lượng nhỏ là cho chất cần thăng hoa

vào bát sứ, phủ bằng giấy lọc có chọc thủng nhiều lỗ nhỏ rồi đậy bát bằng phễu thủy tinh có bọc giấy tẩm ướt hay vải ướt

ở bên ngoài, có đậy cuống phễu bằng một ít bong Sau đó đun nóng bát sứ lên trên ngọn lửa đèn cồn hay trên bếp điện qua lưới amiăng hay trên bếp cách cát một cách cẩn thận vì nếu đun nóng quá sẽ phân hủy chất thăng hoa Với lượng lớn hơn

có thể lắp ráp dụng cụ theo hình sau:

HVTH: TÔN NỮ PHÚC HẬU

II MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP KHÁC

1 Xác định nhiệt độ sôi

Nhiệt độ sôi của chất lỏng là nhiệt độ mà tại đó áp suất hơi của chất lỏng bằng trên bề mặt áp suất hơi bên ngoài

nhiệt độ sôi phụ thuộc vào áp suất bên ngoài

- Áp suất cao nhiệt độ sôi thấp và ngược lại

Ta thường dùng công thức:

      to = t + Dt      ( to: đo ở 766 mm Hg)

      D t = k (760 - p)(t + 273)   (k:là hằng số thay đổi tùy theo bản chất chất lỏng)

 

   

Các chất alkyl halogenua, hydrocacbon, ete có k = 0,00012

Chất lỏng tinh khiết có nhiệt độ sôi nhất định, không thay đổi trong quá trình sôi Chất lỏng không tinh khiết nhiệt độ sôi thay đổi trong quá trình sôi…

Nếu lượng chất lỏng lớn ta xác định nhiệt độ sôi của nó bằng phương pháp chưng cất thường, nếu lượng chất lỏng ít ta dùng phương pháp Siwotoboff

Xác định điểm sôi theo phương pháp Siwotoboff

Một ống mao dẫn bịt kín một đầu có đường kính 1mm – 2mm, dài 80 – 120mm, ống thứ hai có đường kính khoảng 4mm dài 70mm một lượng nhỏ chất lỏng muốn xác định điểm sôi (0,5ml) được cho vào ống lớn và đầu hở của ống mao dẫn nhỏ được nhúng vào chất lỏng trong ống lớn Ống lớn được cột vào nhiệt kế và đặt vào becher có chứa nước

Đun becherte từ với tốc độ tăng khoảng 20C trong một phút, không khí thoát ra chậm thành những bọt nhỏ từ đầu của ống mao dẫn nhỏ nhúng vào chất lỏng trong ống lớn Nhiệt độ sôi là nhiệt độ tại đó các bọt khí này thoát ra nhanh và liên tục Muốn

có kết quả chính xác hơn ta ngừng đun, dòng bọt thoát ra sẽ chậm lại, khi bọt cuối cùng xuất hiện và chất lỏng có khuynh hướng bị hút vào ống mao dẫn Ta đọc được nhiệt độ tại đó sẽ chính xác hơn

2 Xác định tỷ trọng

d= m/v (g/mL)

a Dùng tỷ trọng kế cân( picnomet)

Nếu khối lượng của tỉ trọng kế rỗng là P, khi đỏ đầy nước

là P1 và khi đổ đầy chất lỏng nghiên cứu là P2 thì tỷ trọng của chất lỏng ở nhiệt đô được tính theo công thức sau

0

0 2

1

t

t P P

d

P P

−

=

−

• Thường việc xác định được tiến hành ở nhiệt độ 20 0 /20 0 hoặc

25 0 /25 0 để xác định tỷ trọng của chất lỏng ở 4 0 C và trong không gian không có không khí ta chuyển về công thức như sau

•

0 0

20

m

d = Q − λ + λ

ở đây m: khối lượng chất lỏng

W: khối lượng nước trong không khí ở 200C

Q: khối lượng riêng của nước ở 200C và bằng 0.99827 g/cm3

: khối lượng riêng trung bình của không khí ở 200C và bằng 0.00120 g/cm3

λ

• Do đó

• Như vậy trong tất cả các lần xác định tỷ trọng tiếp theo ta chỉ cần biết khối lượng chất lỏng đổ đầy tỷ trọng kế

0 0

m

b Dùng tỷ trọng kế đo trực tiếp (aeromet)

Tỷ trọng kế loại này gồm dãy những aeromet có chia độ ở phần trên ống thủy tinh và ở trong bầu dưới có chứa những

bi chì Mỗi aeromet như vậy có một khoảng trọng lượng xác định

Trường hợp chất hoàn toàn chưa biết tỷ trọng ta cứ thả lần lượt các aeromet có trọng lượng tăng dần vào chất lỏng

Phương pháp này xác định nhanh nhưng không chĩnh xác bằng cách cân và đòi hỏi phải có 1 lượng lớn chất lỏng

c Dùng tỷ trọng kế so sánh (gravitomet)

Nguyên tắc làm việc của phương pháp này dựa vào tỷ trọng của

2 chất lỏng tỉ lệ nghịc với chiều cao của các cột chất lỏng trong cùng một điều kiện thực hiện như nhau:

d1 tỷ trọng của chất đã biết dùng để so sánh (thường dùng

etylbenzen làm chất chuẩn)

d2 tỷ trọng của chất lỏng cần phải đo

h1 và h2 các chiều cao đo được trong thực nghiệm

1 2

2 1

d h

d = h

d Xác định tỷ trọng của chất rắn

Được xác định bằng phương pháp cân nổi Phương pháp này dựa vào sự tạo cân bằng huyền phù của chất rắn trong chất

lỏng, nghĩa là chất rắn không nổi hẳnlên trên bề mặt và không chìm hẳn xuống đáy, nếu như tỷ trọng của nó bằng tỷ trọng của chất lỏng

Trong thực hành người ta chuẩn bị các hỗn hợp chất lỏng hai cấu tử từ những chất sau: bromofom, cacbon tetraclorua,

benzen, nitrobenzen cũng như dung dịch nước của bari iotdua

và thủy ngân iotdua

Cho tinh thể mịn của chất rắn và hỗn hợp lỏng 2 cấu tử vào ống nghiệm và quay li tâm trong 5 phút Nếu tinh thể chìm xuống đáy thì thêm thành phần lỏng nặng hơn, nếu tinh thể nổi lên trên mặt thì thêm thành phần lỏng nhẹ hơn Sự điều chỉnh này được lặp lại cho đến khi ngừng hoàn toàn sự trộn của các hạt trong khi li tâm, sau đó tiến hành xác định tỷ

trọng của chất lỏng sẽ biết được tỷ trọng của chất rắn

3 Xác định nhiệt độ nóng chảy

Nếu nhiệt độ nóng chảy của chất hữu cơ chỉ thay đổi trong khoảng 0,1  0,50C thì xem là tinh khiết Phương pháp đo đơn giản

Dụng cụ và hóa chất: 1 cốc thủy tinh thể tích 100  250 ml Ống mao dẫn đường kính 1 2 mm, dài 80  120 mm, một đầu bịt kín,

1 đầu hở

Phương pháp xác định: Cho chất rắn vào ống mao dẫn khoảng

0,001  0,05 gam ( chất rắn thật khô, tán nhỏ) cột chất trong mao dẫn cao khoảng 2- 5 mm là được Buộc ống mao dẫn vào nhiệt kế bằng dây cao su, chất rắn trong mao dẫn nằm ngang bầu thủy ngân đun chậm 1 phút tăng 2 độ Nhiệt độ tại đó chất rắn bắt đầu hóa

lỏng, nhiệt độ tại đó chất rắn chảy hết Trị số điểm nóng chảy bằng trung bình cộng 2 điểm nóng chảy đó

• Phương pháp mao quản với việc sử dụng hỗn hợp làm lạnh ( axeton hoặc metanol với đá khô) và nhiệt kế rượu hoặc

toluen được dùng để xác định điểm chảy của các chất có

• Ngoài dụng cụ đơn giản này, người ta còn dùng các dụng cụ đốt điện block Marken, máy xác định điểm chảy dưới kính hiển vi Kofler…để đo điểm chảy được nhanh, chính xác hơn.

• Phương pháp xác định điểm chảy hỗn hợp cũng nhằm để

kiểm tra độ sạch của chất phân tích Nếu điểm chảy hỗn hợp thấp hoặc cao hơn điểm chảy của chất tinh khiết thành phần thì chất phân tích xem như bẩn, còn nếu trùng nhau thì chất phân tích coi như sạch.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1 Nguyễn Đức Huệ, Các phương pháp phân tích hữu

cơ, nhà xuất bản ĐHQG Hà Nội

2 http://www.ued.edu.vn/khoahoa/file.php/1/Giao_trinh /DAI_CUONG_HC_Th_Cuong_.pdf

3

http://doan.edu.vn/do-an/ky-thuat-thi-nghiem-hoa-huu-co-37271