GIÁO TRÌNH THỰC HÀNH hóa hữu cơ

hoahoc.edu.vn hoahoc.edu.vn TRNG I HC QUY NHN NGUYN Lấ TUN - HONG N THY LIấN - NGUYN TH VIT NGA GIO TRèNH THC HNH HểA HU C Quy Nhn, 2009 hoahoc.edu.vn LI NểI U Thc hnh gi mt vai trũ ht sc quan trng vic ging dy v nghiờn cu húa hc S kt hp cht ch gia lý thuyt v thc hnh khụng ch giỳp cho ngi hc nm bt kin thc mt cỏch chun xỏc m cũn rốn luyn ủc tớnh thn trng, phỏt huy tớnh sỏng to v k thut thc nghim Nhm ủỏp ng nhu cu trờn, th tỏc gi B mụn Húa hu c khoa Húa hc trng i hc Quy Nhn ủó biờn son Giỏo trỡnh Thc hnh Húa hu c, vi ni dung gm phn: Phn I: Gii thiu nhng thao tỏc v k thut c bn phũng thớ nghim thc hnh húa hu c Phn ny gii thiu cỏc dng c c bn v cỏch s dng Cỏc phng phỏp tỏch bit, tinh ch v cỏch xỏc ủnh cỏc hng s vt lý ca hp cht hu c cng ủc ủ cp Phn II: A Thớ nghim lng nh: Gm 12 bi thc hnh vi hn 100 thớ nghim Phn ny nhm minh chng nhng tớnh cht húa hc ủin hỡnh nht ca cỏc hp cht hu c B Thớ nghim lng ln: Gm bi thc hnh, ủõy l cỏc bi tng hp ủc trng cho cỏc phn ng hu c c bn nht Giỏo trỡnh ủc biờn son da trờn c s ni dung ca cỏc hc phn Húa hu c, phự hp vi s ủi mi chng trỡnh ủo to v kinh nghim thc t nhiu nm ging dy ca cỏc tỏc gi Giỏo trỡnh Thc hnh Húa hu c l ti liu chớnh s dng cho sinh viờn h s phm, h tng hp ca khoa Húa hc, ngoi cũn dựng lm giỏo trỡnh thc hnh cho sinh viờn mt s khoa, ngnh khụng chuyờn nh khoa Sinh, Húa du Tp th tỏc gi chõn thnh cm n cỏc ủng nghip ủó ủúng gúp nhiu ý kin quý bỏu cho bn tho v mong mun nhn ủc nhiu ý kin phờ bỡnh xõy dng ủ cun Giỏo trỡnh ngy cng ủc hon thin hn Cỏc tỏc gi hoahoc.edu.vn MC LC Trang Li núi ủu Mc lc Phn I I CNG Chng Nhng quy tc lm vic phũng thớ nghim Húa hu c 1.1 Ni quy lm vic phũng thớ nghim 1.2 Quy tc lm vic vi cht ủc, cht d n 1.3 Quy tc lm vic vi cht d chỏy 1.4 Quy tc lm vic vi dng c thu tinh 1.5 Quy tc lm vic vi ỏp sut thp 1.6 Quy tc lm vic vi khớ nộn 1.7 Quy tc lm vic vi ỏp sut cao 1.8 Phng phỏp cp cu s b 1.9 Phng phỏp dp tt ủỏm chỏy 1.10 Gii thiu mt s dng c phũng thớ nghim húa hu c Chng Nhng k nng thớ nghim cn thit 23 2.1 Ra v lm khụ dng c 23 2.2 Lc v khuy 23 2.3 Gn, ộp, lc v li tõm 24 2.4 un núng v lm lnh 25 2.5 Cụ cn hay cho bay hi dung mụi 27 2.6 Lm khụ v cht lm khụ 27 2.7 Dung mụi v tinh ch dung mụi 30 2.8 Cỏch x lý húa cht d hay ph thi 31 2.9 Cỏch vit tng trỡnh bi thớ nghim hu c 32 Chng Phng phỏp tỏch bit v tinh ch hp cht hu c 33 3.1 Phng phỏp chng ct 33 3.2 Phng phỏp kt tinh 37 3.3 Phng phỏp chit 38 hoahoc.edu.vn 3.4 Phng phỏp thng hoa 39 3.5 Phng phỏp sc ký 41 Chng Phng phỏp xỏc ủnh cỏc hng s vt lý ca cỏc hp cht hu c 42 4.1 Xỏc ủnh nhit ủ núng chy 42 4.2 Xỏc ủnh nhit ủ sụi 44 4.3 Xỏc ủnh t 44 4.4 Xỏc ủnh nng sut quay cc 46 A TH NGHIM LNG NH 47 Phn II Chng Phõn tớch ủnh tớnh cỏc nguyờn t hp cht hu c 47 Chng Hyủrocacbon no, khụng no, thm 51 Chng Dn xut halogen ca hiủrocacbon 58 Chng Ancol, phenol, ete 61 Chng Anủehit, xeton 72 Chng Axit cacboxylic v dn xut ca nú 80 Chng Amin 86 Chng Hp cht d vũng 93 Chng Hiủroxiaxit v xetoaxit 99 Chng 10 Gluxit 105 Chng 11 Aminoaxit v protein 114 Chng 12 Polime tng hp 119 B TH NGHIM LNG LN 128 Chng Phn ng th hiủroxi bng halogen - Tng hp etyl bromua 128 Chng Phn ng sunfo húa hiủrocacbon thm - Tng hp natri benzensunfonat 131 Chng Phn ng este húa Tng hp este etyl ax/etat 133 Chng Phn ng thy phõn este Tng hp x phũng 137 Chng Phn ng oxi húa hiủrocacbon thm Tng hp axit benzoic 139 Chng Phn ng ghộp azo Tng hp -naphtol da cam 142 Ti liu tham kho 145 hoahoc.edu.vn PHN I Chng I CNG NHNG QUY TC LM VIC TRONG PHềNG TH NGHIM HểA HU C 1.1 Ni quy lm vic phũng thớ nghim - Trc lm mt bi thớ nghim, sinh viờn phi ủc k ti liu, hiu rừ mi chi tit ca thớ nghim trc lm v lng trc cỏc s c cú th xy ủ ch ủng phũng trỏnh Lm xong thớ nghim, phi bỏo cỏo kt qu thớ nghim vi giỏo viờn v ghi vo s tng trỡnh Lm khụng cú kt qu, phi lm li - Trong lm thớ nghim, phi gi trt t, im lng, phi cú tớnh nghiờm tỳc, chớnh xỏc khoa hc Phi tuõn theo cỏc quy tc bo him Phi gi ch lm vic gn gng sch s - Mi sinh viờn phi lm vic ch quy ủnh, ch lm bi thớ nghim ủó ủc giỏo viờn thụng qua v di s giỏm sỏt ca giỏo viờn - Khụng ủc n ung, hỳt thuc, tip khỏch phũng thớ nghim - Khụng ủc vt giy lc, cỏc cht rn, axit, kim, cht d chỏy v cht d bay hi vo b nc ra, m phi ủ vo ch quy ủnh ca phũng thớ nghim - Phi dng c sch s, trỏnh lm ủ v Nu v phi bỏo cỏo vi giỏo viờn hay vi nhõn viờn phũng thớ nghim v ghi vo s ca phũng thớ nghim - Khụng ủc t tin mang dng c, húa cht phũng thớ nghim, khụng dựng nhng dng c, mỏy múc khụng thuc phm vi bi thớ nghim cng nh dng c, mỏy múc cha hiu tớnh nng v cỏch s dng - Phi tit kim ủin, nc, húa cht - Khi lm thớ nghim phi khoỏc ỏo chong - Lm xong thớ nghim, phi dn sch s ch lm vic, cỏc dng c lm thớ nghim ủ tr li cho phũng thớ nghim Phi tt ủốn ủin, khúa nc ri bỏo cỏo vi giỏo viờn hoc nhõn viờn phũng thớ nghim kim tra li mi ủc v 1.2 Quy tc lm vic vi cht ủc, cht d n i s hp cht hu c ớt nhiu ủu ủc, tip xỳc vi húa cht, phi bit ủy ủ tớnh ủc ca nú v quy tc chng ủc - Khi lm vic vi húa cht ủc phi ủeo kớnh hay mt n bo him, phi lm t ht - Khi lm vic vi natri, kali kim loi, phi ủeo kớnh bo him; ly kim loi K, Na, bỡnh bng cp khụng ủc dựng tay; lau khụ kim loi bng giy lc, phi trỏnh cho kim loi tip xỳc vi nc hay cacbon tetraclorua, phi hy cỏc kim loi ny cũn d, cha phn ng ht bng mt lng nh ancol etylic khan Phi gi natri, kali du khan hoahoc.edu.vn - Khi lm vic vi dung dch H2SO4 ủc, oleum, NH3 phi rút cn thn vo bỡnh qua phu v lm t ht Khi pha loóng dung dch H2SO4, phi rút cn thn tng phn axit vo nc v khuy, khụng pha loóng oleum - Khụng chng ct ete etylic, tetrahiủrofuran v ủioxan cha bit cht lng ca chỳng Trong tt c cỏc trng hp, phi tin hnh kh peoxit trc chng ct chỳng Hỡnh 1 Thớ nghim ủang thc hin t ht v mụ hỡnh di chuyn ca dũng khụng khớ t ht 1.3 Quy tc lm vic vi cht d chỏy - Khi lm vic vi ancol, ete, benzen, axeton, etyl axetat, cacbon ủisunfua, ete du v cỏc cht d chỏy khỏc phi ủ xa ngn la, khụng ủc ủun núng bng ngn la ủốn trn hay trờn li v cỏc bỡnh h Khi ủun núng hay chng ct, phi dựng bp cỏch thy, cỏch du, cỏch cỏt hay bp ủin bc - Trc thỏo mỏy cú cht d chỏy, phi tt la hay ủốn hoc bp ủin trn gn ủú - Khụng gi cỏc cht d chỏy ch núng, gn bp ủin hay ủốn, t sy núng - Khụng gi cht d chỏy v cht lng hay rn d tỏch khớ d chỏy cỏc bỡnh mng cú nỳt cht, phi gi ete l nỳt cht cú mao qun hay ng canxi clorua - Khụng ủc ủ cht d chỏy vo thựng rỏc hay mỏng nc - Tt c cỏc húa cht ch lm vic phi ủng l cú dỏn nhón rừ rng Bng Mt s kớ hiu v ý ngha ca nú ủi vi cỏc húa cht nguy him Kớ hiu í ngha ca kớ hiu Cỏch phũng trỏnh Cht d n Trỏnh khuy, lc, la v nhit (E: Explosive) Cht d oxi húa Trỏnh tip xỳc vi cht d bộn la, trỏnh xa ngn la, ỏnh sỏng (O: Oxidizing) hoahoc.edu.vn Cht ủc Cht gõy nguy him ủn sc khe, tip xỳc cn phi ủc bo v (T: Toxic, T+: cc ủc) Cht nguy hi Cht gõy nguy him ủn sc khe, hoc gõy kớch ng da v mt, tip xỳc cn cú dng c bo h Cht n mũn Trỏnh tip xỳc vi mt, da, ỏo qun, tip xỳc cn cú dung c bo h Cht d chỏy Trỏnh xa ngn la, ngun núng (F, cht rt d chỏy F+) 1.4 Quy tc lm vic vi dng c thy tinh - Khi ct hay b ng thy tinh, phi chỳ ý khụng ủ ủu ng thy tinh chm vo tay Trc b, phi dựng dao ct thy tinh ct mt phn t ng ri mi b ch ct ca ng - Khi cho nỳt vo ng thy tinh, ng sinh hn, phu nh git hay nhit k cn phi dựng tay gi gn ch cho nỳt vo, khụng n mnh m xoay nh dn vo Nu dựng nỳt cao su, phi bụi ng thy tinh hay nỳt bng glixerin, sau cho nỳt vo xong phi lau sch glixerin cũn li bờn ngoi - Khụng ủc ủun núng v khụng ủ dung dch núng vo chu hay cỏc bỡnh thy tinh dy 1.5 Quy tc lm vic vi ỏp sut thp - Khi lm vic vi cỏc thit b chõn khụng, nht thit phi ủeo kớnh bo him hoc cú th dựng mt n hay mng bo v bng thy tinh hu c - Khi chng ct hay lc dung mụi l nhng cht d bay hi, hay d phõn tớch cỏc cht cú tớnh axit h chõn khụng thỡ khụng ủc dựng bm du m dựng bm chõn khụng bng dũng nc - Khụng ủc dựng nhng bỡnh ủỏy bng ủ chng ct chõn khụng Phi tuõn th nghiờm ngt nhng quy tc chng ct di ỏp sut thp hay chõn khụng 1.6 Quy tc lm vic vi khớ nộn - Phi ht sc cn thn lm vic vi khớ nộn (hiủro, oxi, clo, metan, axetilen, amoniac, ) bi vỡ d gõy n, chỏy v ng ủc - Phi ủ cỏc bỡnh khớ nộn trng thỏi ủng chc chn trỏnh ủ v hay ủng vo bn lm vic bng vũng st hoahoc.edu.vn - Phi ủ bỡnh khớ nộn cỏch xa ch ủun núng hoc ni gõy ting ủng mnh Bo v chỳng trỏnh tip xỳc vi ỏnh sỏng mt tri - Khi di chuyn cỏc bỡnh khớ, phi dựng xe hay cỏng, khụng ủc vỏc trờn vai - Tt c cỏc bỡnh khớ ủu phi ủc lp ỏp k v van ủiu chnh ủ ủiu chnh khớ ly - Trc lm vic vi bỡnh khớ nộn phi xem mu ủc trng cho loi khớ dựng v nhón cho chc chn, ủt bỡnh ch n ủnh, kim tra van v ỏp k, dõy dn khớ vo mỏy phn ng Hỡnh Mt s dng c phc v cho an ton phũng thớ nghim (1 Tp d PVC, Gi li inox dựng cha dng c thy tinh b v, Rónh kp bng cao su, Tm chn bng thy tinh acrylic, 5.6.7.8 Gng tay, Tm bo v phn mt, 10.11.12.13 Kớnh bo v mt) 1.7 Quy tc lm vic vi ỏp sut cao - Nu tin hnh phn ng nhit ủ cao hn nhit ủ sụi ca cu t cú h hay cn phi cú nng ủ cao ca cỏc cht khớ thỡ phi tin hnh phn ng nhng h kớn di ỏp sut cao Vi mt lng nh cht v ỏp sut khụng cao thỡ dựng ng hn kớn, cũn ỏp sut cao thỡ dựng ni hp kim loi - Trc lm vic, cn phi bit ỏp sut hi ca dung mụi dựng, ủỏnh giỏ ỏp sut mao qun thi gian phn ng cựng vi cỏc cht to thnh Khi lm vic vi ni hp, phi tuõn theo quy tc s dng ni hp phũng thớ nghim 1.8 Phng phỏp cp cu s b - Khi bng nhit, bụi dung dch KMnO4 loóng hay ancol etylic vo ch bng, sau ủú bụi glixerin hoc m vazlin vo vt thng - Khi b bng axit, ch b bng nhiu ln bng nc ri bng dung dch NaHCO3 3% hay dung dch NaOH 3% - Khi b bng kim ủc, ch b bng nhiu ln bng nc, ri bng axit axetic loóng hay dung dch axit boric 1% hoahoc.edu.vn - Khi b bng brom, nhiu ln bng ancol etylic hay bng benzen, ri bng dung dch natri thiosunfat 10%, sau ủú bụi m vazlin vo ch b bng - Khi b bng phenol, nhiu ln bng glixerin cho ti mu da tr li bỡnh thng, ri bng nc, sau ủú bng ch bng bng bụng tm glixerin - Khi ri cht hu c trờn da, s trng hp bng nc khụng cú tỏc dng, thỡ bng dung mụi thớch hp (ancol etylic, benzen, ) Cn nhanh v vi lng ln dung mụi vỡ dung mụi d lm thõm nhp cht ủc hu c qua da nờn trỏnh to thnh dung dch ủm ủc cht hu c trờn da - Khi hớt phi nhiu cht khớ clo hay brom, thỡ ngi bng dung dch amoniac loóng hay ancol ri ủi ch thoỏng - Khi b ủu ủc bi húa cht, ung mt lng tng ủi nhiu nc, sau ủú, nu b ủu ủc bi axit thỡ ung mt cc dung dch NaHCO3 2%, nu b ủu ủc bi kim thỡ ung mt cc dung dch axit axetic 2% - Khi b ủu ủc nng, ch thoỏng, lm hụ hp nhõn to v gi y bỏc s hoc ủi cp cu - Khi b thng bi thy tinh, gp ht cỏc mnh thy tinh vt thng, bụi cn iot 3%, ri bng vt thng li Nu chy mỏu nhiu thỡ ct garụ ri ủi bnh xỏ 1.9 Phng phỏp dp tt ủỏm chỏy - Trng hp cỏc cht lng b chỏy, phi tt ht ủin hay ủốn ph ngn la bng khn mt, hay khn aming, chn hay cỏt hoc bỡnh khớ CO2 - Nu cht chỏy tan nc (ancol, axeton, ) thỡ dp tt bng nc Nu cht chỏy khụng tan nc (ete, benzen, ) thỡ khụng dựng nc m dựng cỏt hay bỡnh cu - Khi qun ỏo b chỏy, khụng chy m di nc vo ch chỏy hay nm ln sn nh ỏp ch chỏy xung sn nh hay ph khn vo ch chỏy Khi ỏo chong b chỏy thỡ ci ỏo chong - Khi cú ủỏm chỏy ln, phi gi trc nht ca c quan phũng chỏy cha chỏy 1.10 Gii thiu mt s dng c phũng thớ nghim húa hu c 1.10.1 Bỡnh cu: Cú nhiu loi bỡnh cu thy tinh vi nhiu kiu dỏng khỏc nhau: bỡnh cu ủỏy trũn, ủỏy bng, bỡnh hỡnh qu lờ, bỡnh c ngn, bỡnh c di, bỡnh cú nhỏnh, bỡnh khụng nhỏnh, bỡnh c, c, c, vi cỏc dung tớch khỏc tựy thuc vo mc ủớch s dng hoahoc.edu.vn Chng PHN NG SUNFO HểA HIROCACBON THM TNG HP NATRI BENZENSUNFONAT 2.1 C s lý thuyt Phn ng sunfo húa l phn ng thun nghch: ArH + H2SO4 ArSO3H H2O + Phn ng xy theo c ch SEAr vi tỏc nhõn electrophin l SO3, nu dựng H2SO4 ủ sunfo húa thỡ SO3 ủc to thnh theo phn ng: H2SO4 SO3 + H3O+ HSO4- + H O + chaọ m O S O SO3- SO3+ HSO4- + SO3H + H 3O+ nhanh + H2O - H2SO4 Tỏc nhõn sunfo húa cú th l axit sunfuric vi nng ủ khỏc (t 92-100%), oleum (dung dch SO3 H2SO4 100% hay cũn gi l axit sunfuric bc khúi), anhiủrit sunfuric, anhiủrit sunfuro v oxi, anhiủrit sunfuro v clo Phn ng sunfo húa l phn ng thun nghch, nc tỏch quỏ trỡnh phn ng lm gim nng ủ H2SO4, lm mt kh nng sunfo húa ca axit v lm tng kh nng thy phõn ca sunfoaxit to thnh Phn ng monosunfo húa xy nhit ủ thp, nu nhit ủ khong 80-90oC thỡ s cú phn ng ph: SO3H SO3H + toC H2SO4 + H2O SO3H 2.2 Tng hp natri benzensunfonat Phn ng chớnh: C6 H C6H5SO3H + + C6H5SO3H C6H5SO3Na HOSO3H NaCl 2.2.1 Hoỏ cht: - Benzen - Axit sunfuric bc khúi - Dung dch NaCl bóo hũa 5ml 10ml 35-40ml - Ancol etylic 131 + + H2O HCl hoahoc.edu.vn 2.2.2 Dng c: - Bỡnh cu ủỏy trũn 250ml - Cc thu tinh 100ml - a thu tinh - Phu lc s 2.2.3 Cỏch tin hnh: Cho 10ml H2SO4 ủc vo bỡnh cu, lm lnh, cho thờm cn thn tng phn nh ca 5ml benzen Lc bỡnh, mi ln cho thờm benzen cn lc cho benzen hũa tan ht ri mi cho phn khỏc Nu phn ng quỏ mnh phi lm lnh bỡnh bng nc ủỏ Sau cho ht benzen vo, lm lnh dung dch ri ủ tng phn mt vo cc cha dung dch NaCl bóo hũa v lm lnh bng nc ủỏ Sau mt thi gian lm lnh, dựng thu tinh c xỏt vo thnh cc s tỏch mui natri benzensunfonat dng kt ta ủc Lc bng phu s, bng mt lng nh dung dch bóo hũa NaCl loi ht mui NaCl, sn phm ủc kt tinh li bng ancol etylic tuyt ủi Lm khụ khụng khớ ri t sy 110oC 2.3 Cõu hi: - Vỡ phi ly d H2SO4 so vi C6H6? - Vỡ phi lm lnh quỏ trỡnh phn ng to C6H5SO3H? - Vỡ phi dựng dung dch NaCl bóo hũa vi lng d? 132 hoahoc.edu.vn Chng PHN NG ESTE HểA TNG HP ESTE ETYL AXETAT 3.1 C s lý thuyt Phn ng axyl húa ancol bng axit ủc gi l phn ng este húa Phõn t nc hỡnh thnh sau phn ng l nhúm OH ca axit cacboxylic kt hp vi nguyờn t H ca ancol Bng phng phỏp ủỏnh du ủng v, ủiu ny ủó ủc chng minh: RCOOH R CO , OR 18 H O + + H O 18 , R H2SO4 H2SO4 H R CO 18 , O R R CO O H 18 + + H2O ( ) , ROH ( ) phn ng (1): nguyờn t O18 ancol ủó ủi vo thnh phn cu to ca este to thnh, cũn phõn t nc khụng cú mt O18 phn ng (2): thy phõn este bng nc cú cha nguyờn t O18 thỡ nguyờn t ny xut hin thnh phn cu to ca axit cacboxylic Phn ng este hoỏ l phn ng thun nghch Ban ủu, tc ủ to thnh este v nc ln, cũn tc ủ phn ng nghch nh Khi lng este v nc tng lờn, tc ủ phn ng nghch tng cho ủn thit lp ủc cõn bng ủng hc ủú ủn v thi gian, lng este v nc to thnh s bng lng ancol v axit to thnh s thy phõn este Do ủú, ch cú khong 2/3 lng axit v ancol phn ng to thnh este v nc Ngha l, ủt ti trng thỏi cõn bng, hiu sut este khụng vt quỏ 66,7% Tuy vy, cú th thỳc ủy cõn bng phn ng chuyn dch theo chiu thun bng cỏc cỏch sau: - Dựng d mt cỏc cht tham gia phn ng, tc tng nng ủ ca cht phn ng T l nng ủ hai cht hn hp phn ng phi gp hn khong ln (thng dựng d ancol) - Gim nng ủ cỏc cht to thnh sau phn ng Nu sn phm este cú nhit ủ sụi thp thỡ ct ly este quỏ trỡnh phn ng Trng hp este cú nhit ủ sụi cao hn nhiu so vi nhit ủ sụi ca nc thỡ ủui nc mụi trng phn ng i vi nhng cht kộm bn thng loi nc bng hn hp ủng phớ vi dung mụi CHCl3, CCl4, C6H6, C6H5CH3 Cng cú th loi nc bng cỏc mui khan nh amoni sunfat, canxi clorua - Phn ng xy thun li ủun núng hn hp phn ng nhit ủ sụi thớch hp (thụng thng l t 100-150oC) 133 hoahoc.edu.vn - Mt khỏc, tc ủ phn ng to este s ủc tng cng hn nu h phn ng cú mt ca cht xỳc tỏc Yu t quan trng thỳc ủy s thit lp trng thỏi cõn bng ủng l H+ Tuy nhiờn, yu t ny thỳc ủy tin trỡnh phn ng khụng lm nh hng ủn t lng cỏc cht trng thỏi cõn bng Vic la chn axit lm xỳc tỏc, lng axit v cỏch dch chuyn cõn bng ủu ph thuc vo bn cht ca axit cacboxylic v ancol ban ủu S tham gia ca ion H+ vo quỏ trỡnh phn ng ủó cho thy rt rừ vic la chn axit v lng axit thờm vo l mt yu t quan trng quỏ trỡnh tng hp este: + R C OH R C OH R C OH + OH R C OR R C , R C OR , + + O , R OH H OH +OH O OH , ROH + H H2 O + H + O OH Thụng thng, axit sunfuric ủc dựng lm xỳc tỏc cho phn ng este húa Ch mt lng nh axit ủc thờm vo h phn ng ủó cú tỏc dng lm xỳc tỏc, cũn thờm mt lng axit ln hn vo phn ng thỡ nú cũn ủúng vai trũ hp thu nc to thnh lm thun li cho quỏ trỡnh tng hp este Tuy nhiờn, nu nng ủ axit quỏ cao thỡ cú th lm gim kh nng phn ng, vỡ lỳc ny xy quỏ trỡnh to ion oxoni ca ancol ROH + + + H ROH2 Khuynh hng ny s dn ủn s hỡnh thnh ete v olefin t ancol Chớnh vỡ vy, lng axit sunfuric thng ch ủc vo khong 5%-10% so vi lng ancol Trong mt s trng hp, ngi ta thay axit dung dch H2SO4 ủc bng hiủroclorua khan Ngoi nhng yu t thc nghim trờn, phn ng este húa cũn chu nh hng ln ca yu t khụng gian Khi cỏc gc hiủrocacbon axit v ancol cng cng knh thỡ kh nng phn ng este húa cng gim Phn ng este húa cng cú th ủc thc hin pha khớ bng cỏch cho hi ca ancol v axit cacboxylic ủi qua ng ủng xỳc tỏc thorioxit, titanoxit nhit ủ 280oC300oC 3.2 Tng hp este etyl axetat Phng trỡnh phn ng: CH3COOH + C2H5OH H2SO4 134 CH3COOC2H5 + H2O hoahoc.edu.vn 3.2.1 Húa cht: - Ancol etylic 95%: 11,5ml - Axit axetic bng: 10ml - Axit sunfuric ủc (d = 1,84g/ml): 1,3ml - Dung dch CaCl2 bóo hũa, - CaCl2 khan - Dung dch Na2CO3 10-20% 3.2.2 Dng c: - Bỡnh Vuyc c 100ml - Sinh hn thng - Nhit k - Ni cỏch thy - Phu nh git - Phu chit - Bỡnh hng 3.3.3 Cỏch tin hnh thớ nghim: Cho vo bỡnh Vuyc 2ml ancol C2H5OH Lm lnh bờn ngoi bỡnh bng nc ủỏ, ri cho t t 1,3ml H2SO4 vo C bỡnh lp phu nh git (cm ủuụi ca phu xung tn cht lng) cha hn hp 9,5ml C2H5OH v 10ml CH3COOH Nhỏnh bờn ca bỡnh lp sinh hn xuụi, qua ng ni cong cui sinh hn ủt bỡnh hng sn phm t bỡnh phn ng trờn bp cỏch du hoc cỏt ri ủun ủn 140oC Nh t t hn hp ancol v axit phu nh git vo bỡnh phn ng cho tc ủ nh git bng tc ủ este ủc ct bỡnh hng Trong sut thi gian phn ng phi luụn trỡ nhit ủ 140oC 135 hoahoc.edu.vn Sau kt thỳc phn ng (khong gi), cho cht lng ct ủc bỡnh hng vo phu chit ri trung hũa axit cũn li hn hp sn phm bng dung dch Na2CO3 cho ủn cú phn ng trung hũa (th bng giy qu) Tỏch ly lp este trờn ri ủem lc vi dung dch CaCl2 Tip tc tỏch ly lp este trờn ri lm khụ bng CaCl2 khan Loi b CaCl2, cho este vo bỡnh ct phõn ủon trờn ni cỏch thy v thu este nhit ủ t 75-78oC Este etyl axetat l cht lng khụng mu, cú mựi thm ca qu chớn Etyl axetat 20 20 tinh khit sụi 77,15oC, d = 0,901& n D = 1,3724 3.3 Cõu hi: - Vỡ phi cho Na2CO3 vo cht lng ủc ct bỡnh hng? - Tỏc dng ca vic dựng dung dch CaCl2 v CaCl2 khan quỏ trỡnh tng hp este? - Vỡ phi ủiu chnh tc ủ nh git ca cỏc cht tham gia phn ng bng tc ủ este ủc ct ra? 136 hoahoc.edu.vn Chng PHN NG THY PHN ESTE TNG HP X PHềNG 4.1 C s lý thuyt: Phn ng thy phõn este ủc xỳc tỏc bi axit hoc kim C ch xỳc tỏc kim nh sau: R- C O , OR + OR- C - OH , OR OH- R C OH O + , OR- RCOO- + R,OH ủõy anion ancolat RO- l baz mnh, tỏc dng nhanh v bt thun nghch, vỡ vy ch cú th thy phõn este mụi trng kim, ch khụng th este húa mụi trng kim Phn ng thy phõn este cũn ủc xỳc tỏc bi axit, c ch nh sau: RCOOR, H+ - H+ OH R C OR, OH R C OH HOR, OH R C OH2 OR, H2O -ROH OH R C OH - H+ R C O OH Ton b quỏ trỡnh ny l thun nghch, ngha l H+ va xỳc tỏc cho s thy phõn este va xỳc tỏc cho s este húa Vỡ vy, s thy phõn este mụi trng kim tt hn mụi trng axit Phn ng thy phõn este ủc dựng lm c s lý thuyt cho quỏ trỡnh sn xut x phũng t du, m Do vy phn ng thy phõn este cũn gi l phn ng x phũng húa 4.2 Tng hp x phũng: Phng trỡnh phn ng: CH2OCOR CHOCOR CH2OCOR + 3RCOONa 3NaOH 4.2.1 Hoỏ cht: - Du da : 15g - Ancol etylic : 25ml - Dung dch NaOH 25% : 8ml - Dung dch NaCl bóo hũa 4.2.2 Dng c: - Bỡnh nún 250ml, ni cỏch thy - Sinh hn khụng khớ - Phu Bucne v bỡnh lc hỳt 137 + CH2OH CHOH CH2OH hoahoc.edu.vn 4.2.3 Cỏch tin hnh: Cho 15g du da vo bỡnh nún c 250ml Thờm vo ủú 25ml ancol etylic Lp sinh hn khụng khớ v ủun cỏch thy ủn hn hp tan ủu Thờm vo ủú 10ml dung dch NaOH 25% v ủun sụi trờn ni cỏch 30 phỳt na cho ủn ủc dung dch ủng nht v sut ton b hn hp vo 100ml dung dch mui n bóo ho núng (35 gam NaCl 100ml nc) Khuy ủu ri ủ ngui, mui natri ca axit bộo (tc x phũng) s tỏch dng kt ta Lc hỳt trờn phu Bucne Nu x phũng cũn nhiu nc ( dng sn st) thỡ cho vo bỏt s ủun cỏch thy cho bay bt hi nc, va ủun va trn ủu cho ủn ủc mt quỏnh úng bỏnh, ủ ngui, x phũng s rn li Cõn, tớnh hiu sut 4.3 Cõu hi: - RCO- cht bộo l gc axyl ca nhng axit no? - Phn ng thy phõn este bng xỳc tỏc baz l phn ng thun nghch hay phn ng mt chiu Gii thớch - Cho thờm dung dch NaCl vo ủ lm gỡ? 138 hoahoc.edu.vn Chng PHN NG OXY HểA HIROCACBON THM TNG HP AXIT BENZOIC 5.1 C s lý thuyt: Oxy húa l mt quỏ trỡnh tng tỏc ca hp cht hu c vi cỏc tỏc nhõn oxy húa nh: oxy, ozon, peoxit, Cl2, Br2, HNO3, KMnO4, K2Cr2O7, MnO2, CrO3, SeO2, Benzen l mt hp cht bn vng di tỏc nhõn oxy húa nh axit cromic, axit HNO3, KMnO4 Nh vy, benzen khú b oxy húa hn so vi hiủrocacbon no Vũng thm s b phỏ v tin hnh oxy húa bi oxy khụng khớ cú mt xỳc tỏc V2O5 nhit ủ 450oC-500oC v phn ng ủc thc hin pha khớ O2 (- CO2) CH COOH CH COOH (- H2O) CH C CH C O O O Naphtalen cng b oxy húa bng O2 khụng khớ vi s cú mt ca V2O5 nhng nhit ủ phn ng thp hn (325oC- 450oC) O O COOH O2 O2 (- CO2) C O - H O) COOH ( C O O Cỏc ủng ủng ca benzen d b oxy húa hn so vi benzen Di tỏc dng ca cỏc cht oxy húa thụng thng thỡ mch nhỏnh b oxy húa cũn vũng thm gi nguyờn Vớ d: C6H5CH3 [0] C6H5COOH Khi oxy húa hiủrocacbon thm cú mch nhỏnh di thỡ ch nguyờn t cacbon ủớnh trc tip vi nhõn b gi li v to thnh nhúm cacboxyl, phn cũn li to axit cacboxylic tng ng 5.2 Tng hp axit benzoic (oxy húa toluen): Phng trỡnh phn ng: C6H5CH3 + 2KMnO4 C6H5COOK + 2MnO2 + KOH +H2O C6H5COOK + HCl C6H5COOH + KCl 5.2.1 Húa cht: - Toluen: 1ml - KMnO4: 2,75gam - Dung dch HCl 139 hoahoc.edu.vn 5.2.2 Dng c: - Bỡnh cu ủỏy trũn c 250ml - Sinh hn - Cc thy tinh - Phu Bucne, ni cỏch thy 5.2.3 Cỏch tin hnh: Cho 1ml toluen v 50ml nc vo bỡnh cu ủỏy trũn c 250ml cú lp sinh hn ngc un núng bỡnh cu trờn ni cỏch thy Qua ng sinh hn cho vo bỡnh phn ng tng phn 2,75gam KMnO4 ủó ủc nghin nh (cho vo vũng gi) ủng thi lc mnh un sụi hn hp phn ng gi cho ủn dung dch mt mu ca KMnO4 v phi thng xuyờn lc bỡnh phn ng hoc khuy Nu sau phn ng, dung dch cũn cú mu hng thỡ thờm vi git ancol C2H5OH hoc mt ớt tinh th axit oxalic cho ủn dung dch mt mu hon ton ngui hn hp phn ng Lc b MnO2 bng phu Bucne, kt ta bng nc núng (2 ln, mi ln 10ml) Nc lc thu ủc cho vo cc ri cho bay hi (trờn ni cỏch thy) ủn th tớch cũn li khong 15-20ml ngui dung dch ủó cụ, axit húa bng dung dch HCl loóng (t l 1:1) cho ti phn ng axit (th bng cht cht ch th) Cỏc tinh th axit benzoic s tỏch di dng hỡnh vy Lc ly axit benzoic tỏch bng phu Bucne, bng nc lnh v lm khụ khụng khớ Cõn sn phm v th nhit ủ núng chy Axit benzoic l cht rn kt tinh, cú nhit ủ núng chy 122oC, ớt tan nc lnh, tan tt nc núng v mt s dung mụi hu c nh benzen, clorofom, axeton, metanol 140 hoahoc.edu.vn 5.3 Cõu hi: - Vỡ phi thng xuyờn lc bỡnh phn ng quỏ trỡnh thc nghim? - Sau kt thỳc phn ng, nu dung dch cũn mu hng, ti phi cho C2H5OH hoc axit oxalic vo? - Cú th tinh ch axit benzoic bng nhng cỏch no? - Vỡ MnO2 phi dựng nc núng, cũn lc C6H5COOH li bng nc lnh? 141 hoahoc.edu.vn Chng PHN NG GHẫP AZO TNG HP - NAPHTOL DA CAM 6.1 C s lý thuyt: Phn ng ghộp azo l s tng tỏc gia mui ủiazoni (gi l hp phn ủiazo) v nhng hp cht thm nh amin hoc phenol (gi l hp phn azo) theo c ch th electrophin vo nhõn benzen + N N Z Hp phn ủiazo Y + Z N= N Y Hp phn azo Tc ủ phn ng ghộp azo tng hp cht ủiazo cú nhúm th hỳt electron, amin hay phenol cú nhúm th ủy electron v ngc li Phn ng ghộp azo ph thuc vo giỏ tr pH ca mụi trng: mụi trng axit mnh núi chung, phn ng ghộp khụng xy gia amin v mui ủiazoni cng nh phenol Mụi trng baz (pH>9) cng khụng thớch hp cho phn ng ghộp vỡ mui ủiazoni chuyn thnh cation ủiazotat khụng cú kh nng tham gia vo phn ng ghộp Thc t phn ng ghộp ch xy mụi trng axit yu hay trung tớnh ủi vi amin (pH=5-7), v mụi trng baz yu ủi vi phenol (pH=8-9) Khi thc hin phn ng ghộp mụi trng trung tớnh hoc kim vi hp phn azo l amin bc hoc amin bc thỡ sn phm to thnh l hp cht ủiazoamino ch khụng phi l hp cht azo: + N N X- + N= N NH NH2 + HX iazoamonibenzen Khi cú xỳc tỏc axit hoc ủun núng nhit ủ 30-40oC, phn ng to thnh ủiazoamonibenzen l phn ng thun nghch, ủng phõn húa thnh p-aminoazobenzen 6.2 Tng hp -naphtol da cam: Phng trỡnh phn ng NaO 3S - O3S - NH + NaNO + 2HCl O3 S ONa + NaO 3S N N + 6.2.1 Húa cht: - Axit sunfanilic : 2g - Natri nitrit : 1g 142 + N N + 2NaCl + 2H O HO N N hoahoc.edu.vn - -naphtol : 1,8g - Axit sunfuric ủc : 5ml - Mui n : 15g - Ancol etylic : 10ml - Dung dch NaOH 10% v dung dch Na2CO3 10% 6.2.2 Dng c: - Cc thy tinh c 100ml v 250ml - Phu nh git, phu lc Bucne 6.2.3 Cỏch tin hnh: Hũa tan 2g axit sunfanilic vo 4,5ml dung dch NaOH 10% cc thy tinh dung tớch 100ml (cú th ủun nh cho ủn tan hũa ton) Pha loóng dung dch bng 15ml nc, va khuy, va nh t t dung dch gm 1g NaNO2 5ml nc Trong quỏ trỡnh cho dung dch NaNO2 cn phi kim tra ủ axit ca mụi trng (pH=1-2) v gi nhit ủ ca hn hp phn ng 10-13oC Hũa tan cc khỏc dung tớch 250ml 1,8g -naphtol 6ml dung dch NaOH 10% un núng nh ủ -naphtol tan hon ton, thờm vo ủú 20ml nc v lm lnh ton b dung dch ủn 10oC Trung ho dung dch mui ủiazoni ca axit sunfanilic bng dung dch Na2CO3 10% ủn pH= 4-5 Sau ủú va khuy dung dch -naphtolat lnh va cho t t dung dch mui ủiazoni lnh vo, ủng thi gi nhit ủ ca hn hp phn ng < 15oC Trong quỏ trỡnh phn ng ghộp cn trỡ mụi trng kim yu (pH=8,5-9) Nu pH thp hn thỡ cn ủiu chnh bng dung dch NaOH 10%, kt thỳc phn ng hn hp cn d mt ớt -naphtolat Khuy hn hp phn ng thờm 15 phỳt ủ hon thnh phn ng ghộp ủụi Sau ủú ton b phn ng ủc ủun trờn ni cỏch thu 60 oC ủ ủc mt dung dch ủng th Lc núng dung dch v cho vo dch lc 15g mui n tinh khit, khuy ủu v lm lnh bng nc ủỏ Sau thi gian kt ta s tỏch ra, lc ly sn phm bng phu Bucne, ộp khụ v ủ khụ ngoi khụng khớ Sn phm ủc kt tinh li bng nc-etanol: ho tan sn phm thụ vi mt lng va ủ nc sụi, lc núng, ủ dch lc ngui dn ủn 70-80 oC, cho thờm vo ủú 10ml ancol etylic v lm lnh hn hp, sn phm s tỏch di dng tinh th mu da cam 6.2.4 Chỳ ý: - Khi thờm gn ht dung dch NaNO2 cn phi kim tra s kt thỳc ca phn ng ủiazo húa: ly mt git hn hp phn ng v th bng giy KI/h tinh bt, nu trờn giy khụng xut hin mu xanh thỡ phi tip tc thờm dung dch NaNO2 vo ủn th thy d mt lng nh axit nitro 143 hoahoc.edu.vn - Kt thỳc phn ng ghộp cn phi d mt ớt -naphtolat bng cỏch: nh mt git dung dch mui ủiazoni ca p-nitroanilin, nu vựng giao ca hai vt loang cú mu da cam chng t hn hp phn ng ủó cú d -naphtolat 6.3 Cõu hi: - Vỡ phi hũa tan axit sunfanilic, -naphtol vo NaOH? - th NaNO2 d phi dựng giy KI/h tinh bt, hin tng no ủ nhn bit, vit phng trỡnh phn ng - Vỡ phi thc hin phn ng ghộp pH= 8,5-9? 144 hoahoc.edu.vn TI LIU THAM KHO Nguyn Vn Tũng, Thc hnh Húa hu c -Tp 2, NXB Giỏo dc, nm 1996 Ngụ Th Thun (ch biờn), Thc Húa hc hu c, NXB i hc Quc Gia H Ni, nm 1999 Sỏch i hc S phm, Thc hnh Húa hc hu c- Tp 1, Tp Ray Q Brewster, Calvin A Vanderwerf, William E McEwen, Unitized Experiments in Organic Chemistry, D Van Nostrand Company John C Gibert, Stephen F Martin, Experimental Organic Chemistry, Saunders College Publishing- 1998 145 ... chương trình ñào tạo kinh nghiệm thực tế nhiều năm giảng dạy tác giả Giáo trình Thực hành Hóa hữu tài liệu sử dụng cho sinh viên hệ sư phạm, hệ tổng hợp khoa Hóa học, dùng làm giáo trình thực hành. .. VIỆT NGA GIÁO TRÌNH THỰC HÀNH HÓA HỮU CƠ Quy Nhơn, 2009 hoahoc.edu.vn LỜI NÓI ðẦU Thực hành giữ vai trò quan trọng việc giảng dạy nghiên cứu hóa học Sự kết hợp chặt chẽ lý thuyết thực hành không... tính chất hóa học ñiển hình hợp chất hữu B Thí nghiệm lượng lớn: Gồm thực hành, ñây tổng hợp ñặc trưng cho phản ứng hữu cơ Giáo trình ñược biên soạn dựa sở nội dung học phần Hóa hữu cơ, phù hợp