Đề tài Phương pháp tách các hợp chất hữu cơ

Khóa học LTĐH đảm bảo môn Hóa học – Thầy Sơn Phương pháp tách các hợp chất hữu cơ Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | 1 - PHƢƠNG PHÁP TÁCH CÁC HỢP CHẤT HỮU CƠ TÀI LIỆU BÀI GIẢNG 1. PHƢƠNG PHÁP TÁCH MỘT SỐ CHẤT a. Phương pháp vật lí: - Chiết: dùng để tách các chất lỏng không tan vào nhau như benzen và ancol .. - Chưng cất: dùng để tách các chất có nhiệt độ sôi khác nhau, thường dùng để tách các chất thuộc 3 nhóm: + Có nhiệt độ sôi thấp : anđehit, xeton, ete, este. + Có nhiệt độ sôi cao : ancol, axit, amin. + Không bay hơi : muối RONa, RCOONa, RCOONH4, aminoaxit. - Kết tinh: Để tách các chất có độ tan khác nhau. - Cô cạn: Tách chất rắn khỏi dung dịch. - Chưng cất phân đoạn: Tách các chất có nhiệt độ sôi gần nhau. b. Sơ đồ tách một số chất : - Phenol 1)NaOH 2) CC C6H5ONa 21)CO 2) CC C6H5OH. - Anilin 1)HCl 2) CC C6H5NH3Cl 1)NaOH 2) CC C6H5NH2. - RCOOH 1)NaOH 2) Chiet RCOONa 1)HCl 2) Chiet RCOOH. - Anken : Br2 và Zn. - Ankin : AgNO3/HCl. 2. BÀI TẬP ỨNG DỤNG Ví dụ 1: Trình bày phương pháp hoá học để tách riêng các khí sau ra khỏi hỗn hợp gồm C2H6, C2H4, C2H2. Hướng dẫn giải Cho hỗn hợp khí trên đi qua dung dịch AgNO3/NH3 dư, khí C2H2 bị giữ lại do tao kết tủa vàng. Dùng dung dịch HCl dư cho vào kết tủa vàng thu lại được khí C2H2 tách được khí C2H2. Phương trình hoá học: C2H2 + 2[Ag(NH3)2 ]OH C2Ag2 + 4NH3 + 2H2O. C2Ag2 + 2HCl C2H2 + 2AgCl. Cho hỗn hợp khí còn lại đi qua dung dịch Br2 dư. Khí C2H4 sẽ bị giữ lại, khí C2H6 bay ra khỏi dung dịch. Thu trở lại khí C2H4 bằng cách cho Zn dư vào dung dịch sau phản ứng và đun nóng. Phương trình hoá học: C2H4 + Br2 C2H4Br2. C2H4Br2 + Zn C2H4 + ZnBr2. *Giải dạng bài tập này có thể dùng sơ đồ hoá như sau: C2H6, C2H4, C2H2 + dd AgNO3/NH3 dư C2Ag2 C2H6, C2H4 C2H2 C2H4Br2 C2H6 C2H4 + dd HCl + dd Br2 + Zn Khóa học LTĐH đảm bảo môn Hóa học – Thầy Sơn Phương pháp tách các hợp chất hữu cơ Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | 2 - Ví dụ 2: Cho hỗn hợp khí gồm C2H6, C2H4, C2H2 và CO2. Hãy tách riêng từng chất ra khỏi hỗn hợp ở dạng tinh khiết. Hướng dẫn giải - Cho hỗn hợp khí qua dung dịch nước vôi trong dư thì CO2 bị hấp thụ hết: Ca(OH)2 + CO2 CaCO3 + H2O - Lọc tách kết tủa CaCO3 cho kết tủa tác dụng với dung dịch H2SO4 loãng dư, thu được CO2. (Nếu dùng HCl thì CO2 thu được có lẫn hơi HCl, phải cho qua dung dịch NaHCO3 để hấp thu HCl dư). - Khí còn lại cho qua dung dịch AgNO3 trong NH3 dư C2H2 bị hấp thụ hết. CH CH + 2AgNO3 + 2NH3 Ag2C2 + 2NH4NO3. - Lọc tách kết tủa của Ag2C2, rồi cho tác dụng với HCl dư, thu lại được C2H2 (C2H2 thu được có thể còn lẫn hơi HCl thì cho qua dung dịch NaOH để hấp thụ HCl, còn lại C2H2 tinh khiết). Cho hỗn hợp khí còn lại đi qua dung dịch Br2 dư. Khí C2H4 sẽ bị giữ lại, khí C2H6 bay ra khỏi dung dịch. Thu trở lại khí C2H4 bằng cách cho Zn dư vào dung dịch sau phản ứng và đun nóng. Phương trình hoá học: C2H4 + Br2 C2H4Br2. C2H4Br2 + Zn C2H4 + ZnBr2. Ví dụ 3: Trình bày phương pháp hoá học để tách riêng các khí sau ra khỏi hỗn hợp: a. CH4, CO2, NH3. b. C2H6, CO2, SO2, HCl. c. N2, NH3, CO2, SO2, C3H6. Hướng dẫn giải a. Cho hỗn hợp 3 khí sục qua dung dịch H2SO4 dư chỉ NH3 bị giữ lại trong dung dịch tạo muối, còn CO2 và CH4 thoát ra, thu lấy 2 khí này. 2NH3 + H2SO4 (NH4)2SO4. - Đun dung dịch tạo thành với NaOH dư thu được khí NH3 H2SO4 + 2NaOH Na2SO4 + 2H2O. (NH4)2SO4 + 2NaOH Na2SO4 + 2H2O + 2NH3 - Cho hỗn hợp 2 khí còn lại sục qua dung dịch Ca(OH)2 dư, CH4 không tác dụng thoát ra, thu lại. Khí CO2 tác dụng tạo kết tủa. - Lọc kết tủa, cho tác dụng với dung dịch HCl thu hỗn hợp khí CO2, HCl, hơi nước. CaCO3 + 2HCl CaCl2 + CO2 + H2O. - Cho hỗn hợp khí CO2, HCl, hơi nước lần lượt qua bình đựng NaHCO3 và H2SO4 đặc (hoặc P2O5 ) thì HCl, hơi nước bị giữ lại. NaHCO3 + HCl ot NaCl + CO2 + H2O. P2O5 + 3 H2O 2H3PO4. Lưu ý: Không cho CaCO3 tác dụng với H2SO4 để điều chế CO2 vì CaSO4 được tạo thành (ít tan) bám vào CaCO3, không cho H2SO4 tiếp tục tác dụng. b. Cho hỗn hợp 4 khí sục qua dung dịch nước brom dư thì SO2 bị giữ lại, còn C2H6, CO2, HCl thoát ra, thu lấy 3 khí này. SO2 + Br2 + 2H2O 2HBr + H2SO4. - Cho dung dịch tạo thành tác dụng với S để thu khí SO2 2H2SO4 + S ot 3SO2 + 2H2O. - Cho hỗn hợp 3 khí còn lại sục qua dung dịch NaOH dư, C2H6 không tác dụng thoát ra, thu lấy khí này. Khí CO2 và HCl tác dụng. CO2 + 2NaOH Na2CO3 + H2O. HCl + NaOH NaCl + H2O. - Cho dung dịch tạo thành tác dụng với H2SO4 dư, Na2CO3 tác dụng cho khí CO2 bay lên, thu lại: Na2CO3 + H2SO4 Na2SO4 + CO2 + H2O. - Đun dung dịch còn lại (H2SO4 dư + NaCl) thu được khí HCl. Khóa học LTĐH đảm bảo môn Hóa học – Thầy Sơn Phương pháp tách các hợp chất hữu cơ Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | 3 - NaCl + H2SO4 (đặc) C00 8070 NaHSO4 + HCl 2NaCl + H2SO4 (đặc) C0200 Na2SO4 + 2HCl Ví dụ 4: Trình bày phương pháp hoá học để tinh chế: 1. Etilen lẫn metan, axetilen. 2. Axetilen lẫn propan, but-1-en. Hướng dẫn giải 1. Cho hỗn hợp khí sục qua dung dịch AgNO3 trong NH3, khí axetilen bị giữ lại trong dung dịch. - Khí etilen và metan không tác dụng sẽ bay ra. Cho 2 khí này sục qua dung dịch nước brom dư, khí metan không tác dụng, etilen bị giữ lại trong dung dịch. - Cho Zn vào dung dịch sau phản ứng, ta thu được C2H4 . 2. Cho hỗn hợp 3 khí sục qua dung dịch AgNO3/NH3 dư, 2 khí propan và but-1-en không tác dụng thoát ra ngoài. Khí axetilen tác dụng tạo kết tủa màu vàng nhạt AgC CAg. - Lọc lấy kết tủa, cho kết tủa tác dụng với dung dịch HCl thu lại được C2H2. Ví dụ 5: Trình bày phương pháp hoá học để tinh chế: stiren ra khỏi hỗn hợp với benzen và toluen. Hướng dẫn giải - Cho hỗn hợp 3 chất tác dụng với dung dịch Br2 dư, benzen và toluen không tác dụng nổi lên trên, stiren tác dụng với Br2 và phân thành 2 lớp, dùng phương pháp chiết ta thu được dung dịch C6H5CHBrCH2Br. C6H5CH=CH2 + Br2 C6H5CHBrCH2Br. - Cho dung dịch trên tác dụng với Zn và đun nóng, thu lại được stiren. C6H5CHBrCH2Br + Zn ot C6H5CH=CH2 + ZnBr2. Ví dụ 6: Trình bày phương pháp hoá học để tinh chế etilen có lẫn etan, axetilen, khí sunfurơ, khí hiđro và khí nitơ bằng phương pháp hóa học. Viết phương trình hóa học. Hướng dẫn giải Dẫn hỗn hợp khí lần lượt qua các bình chứa: + Dung dịch AgNO3/NH3 dư thì axetilen bị giữ lại do phản ứng: CH CH + 2AgNO3 + 2NH3 AgC CAg + 2NH4NO3 + Dung dịch NaOH dư, khí SO2 bị hấp thụ hết: SO2 + 2NaOH Na2SO3 + H2O + Dung dịch brom dư, etilen bị giữ lại, các khí C2H6, H2, N2 bay ra. + Để thu lại C2H4, cho dung dịch tác dụng với Zn/t 0 . CH2 =CH2 + Br2 CH2Br-CH2Br CH2Br-CH2Br + Zn ot CH2 = CH2 + ZnBr2. Giáo viên: Phạm Ngọc Sơn Nguồn: Hocmai.vn