Báo cáo Thực hành hoá hữu cơ

-2009 Điểm Lời phê I. MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM: – Tính chất hóa học của ancol đơn chức. – Phân biệt ancol bậc 1, bậc 2 và bậc 3. – Phân biệt ancol đơn chức và đa chức – Tính chất hóa học của phenol. – Nhận biết phenol. – Điều chế phenolphtalein từ phenol II. THỰC HÀNH: Thí nghiệm 1 : Nhận biết nước có lẫn ancol CuSO4 có màu xanh là do có ngậm nước. Sau khi được đun nóng thì nước bị bốc hơi nên CuSO4 có màu trắng. Khi cho CuSO4 và 2-3 ml etanol vào ống nghiệm thì CuSO4 từ màu trắng chuyển sang màu xanh nhạt CuSO4 .5H2O 0 2 t H O CuSO4 khan trắng 95,57% etanol + 4,43% nước 4CuSO CuSO4.xH2O (xanh) Tùy vào lượng nước trong etanol ta có sự đổi màu đậm nhạt tương ứng. Thí nghiệm 2 : Tính chất của ancol etylic. a. Phản ứng của ancol etylic với natri: Khi cho một mẫu natri vào ống nghiệm có chứa ancol etylic khan thì thấy xuất hiện kết tủa trắng và có khí. C2H5OH khan + Na hạt nhỏ  C2H5ONa trắng (khan) + ½ H2 C2H5ONa trắng (khan) + H2O C2H5OH trắng (khan) + NaOH Báo Cáo Thực Hành Hóa Hữu Cơ GVHD: ThS Nguyễn Ánh Nga Nhóm thực hiện: Nhóm1 Trang 10 Do tính acid của etanol rất yếu nên sử dụng C2H5OH khan phản ứng mới xảy ra. Vì nếu C2H5OH không khan thì khi đó Na cho vào sẽ không tác dụng với rượu mà tác dụng với nước trong dung dịch theo phương trình: 2Na + 2H2O→ 2NaOH + H2 Đồng thời đó, Na trước khi cho vào thí nghiệm phải được cạo sạch bên ngoài vì Na là kim loại hoạt động mạnh nên dễ phản ứng với các chất trong không khí tạo sản phẩm khác (Na2O, NaOH,…) Hidro sinh ra sau phản ứng bị oxi hóa bởi oxi không khí làm cháy trên đầu ống nghiệm. H2 + O2  H2O + Q Muối C2H5ONa của acid rất yếu, yếu hơn cả tính acid của nước nên C2H5ONa có phản ứng thủy phân trong nước theo sơ đồ trên làm biến đổi màu phenoltalien, từ không màu chuyển sang màu đỏ tím. Khi hòa tan phenoltalien vào dung dịch kiềm loãng sẽ có màu đỏ tím, mất màu khi thêm dư kiềm. Phản ứng: C O CO HO OH 2ROH pH 8,2 - 10 C O CO RO OR 2H2O PP OH Nguyên nhân làmphenoltalien mất màu khi thêm dư kiềm là do phenoltalien có khoảng chuyển màu từ 8,0 – 9.8 nên nếu thêm dư kiềm sẽ làm pH tăng lên vượt quá ngưỡng chuyển màu của phenoltalien, làm mất màu thuốc thử. b. Phản ứng oxi hóa ancol etylic bằng Cu (II) oxit: Dây đồng ban đầu có màu đỏ, sau khi bị đun nóng dây đồng có màu đen do bị oxi hóa trong không khí 2Cu + O2 → 2CuO Khi nhúng dây đồng ngay lại trong ống nghiệm chứa ancol etylic  dây đồng trở lại màu đỏ vốn có ban đầu khi chưa bị oxi hóa.Do phản ứng xảy ra theo phương trình sau: C2H5OH + CuO → CH3CHO + Cu + H2 Lặp lại quá trình trên nhiều lần để làm tăng hàm lượng andehit sinh ra. Báo Cáo Thực Hành Hóa Hữu Cơ GVHD: ThS Nguyễn Ánh Nga Nhóm thực hiện: Nhóm1 Trang 11 Nhỏ vào dung dịch thu được vài giọt axit fucsinsunfuro. Phản ứng acid fucsinsunfuro rất nhạy và đặc trưng với andehit. Nhìn chung không phản ứng với xeton. Nếu sau phản ứng dung dịch còn màu hồng chứng tỏ fucsin còn dư, do đó phải cho than hoạt tính vào hấp thụ lượng fucsin, sao đó mới lọc lại để thu acid fucsinsunfuro tinh khiết Thực hiện phản ứng chuyển vị khi nhận andehit sản phẩm có cấu tạo quinoit có màu: C H N H N NH2 OSO OSO C H C H CH3 OH OH R R Cl Do đó: Nhỏ acid fucsinsunfuro không màu vào hỗn hợp không màu dung dịch sẽ hóa hồng. Để nguội hỗn hợp mới cho acid fucsinsunfuro vào (không được đun) vì ở nhiệt độ cao acid sẽ mất SO2 tạo ngược lại fucsin có màu hồng  không phải màu phản ứng. Vì acid fucsinsunfuro rất nhạy với andehyde (CH3CHO) nên không được để đầu ống nghiệm chạm vào ống nghiệm. c. Phản ứng oxi hóa ancol etylic bằng kali pemaganat: Khi cho ancol etylic, KMnO4 và H2SO4 vào ống nghiệm rồi đun nhẹ thì trong ống nghiệm sẽ xảy ra phản ứng tạo andehit Sau đó andehit tiếp tục bị oxihóa tạo thành acid caboxylic. CH3CH2OH + 2KMnO4 + 3H2SO4 t o 5CH3CHO + 2MnSO4 + K2SO4 +8H2O CH3CHO + [O] 4 0 2 4 , KMnO H SO t  CH3COOH Dung dịch màu hồng của Mn+7 nhạt màu dần và cuối cùng trở nên không màu Mn+2 . Nếu dung dịch vẫn còn màu hồng thì thêm vào vài giọt tinh thể natri sunfit hoặc natri hidrosunfit để khử hết tác nhân oxi hóa. Báo Cáo Thực Hành Hóa Hữu Cơ GVHD: ThS Nguyễn Ánh Nga Nhóm thực hiện: Nhóm1 Trang 12 Do hỗn hợp tạo thành sau phản ứng có tính acid nên khi cho acid fucsinsunfuro vào dung dịch chuyển sang màu vàng  nhận biết sự tạo thành CH3COOH từ CH3CH2OH. Thí nghiệm 3 : Phản ứng của etylenglicol và glyxerin với Cu (II) hiđroxit Khi cho CuSO4 và NaOH vào ba ống nghiệm thì sẽ có kết tủa xanh Cu(OH)2. CuSO4 + 2NaOH  Cu(OH)2 + Na2SO4 Ống nghiệm 1: cho etylenglicol vào dung dịch có màu xanh tím. CH2 CH2 OH OH Cu(OH)2 H2C H2C O O CH2 CH2 O O Cu2 2H2O Ống nghiệm 2: cho glyxerin vào dung dịch có màu xanh tím, phản ứng nhanh. H2C HC OH H2C OH OH Cu(OH)2 H2C HC O H2C OH O CH2 CH HO CH2O O Cu 2H2O2 Ống nghiệm 3: cho ancol etylic vào phản ứng không xảy ra. Cho vào 3 ống từng giọt dung dịch HCl: Ống nghiệm 1 và 2: khi cho HCl vào không có phản ứng đống thời có sự tách lớp giữa HCl và phức chất. Nguyên nhân do phức chất tạo thành trong thí nghiệm tương đối bền. Ống 3: khi cho HCl vào kết tủa Cu(OH)2 màu xanh dương không tham gia phản ứng lắng dưới đáy ống nghiệm, lớp trên tham gia phản ứng hình thành dung dịch keo giữa etanol có tính bazơ và HCl: C2H5OH + HCl  C2H5Cl + H2O Thí nghiệm 4 : Phản ứng của ancol với thuốc thử Lucas + Thuốc thử Lucas: là hỗn hợp HCL đậm đặc và ZnCl2 , có khả năng biến đổi Ancol thành dẫn xuất Clo tương ứng , không tan trong hỗn hợp phản ứng , và tùy theo hàm lượng , có thể làm vẩn đục dung dịch hoặc có hiện tượng tách lớp. Đây là thuốc thử thường được dùng để nhận biết bậc rượu dựa trên hiện tượng vẫn đục của dung khi cho thuốc thử vào:  Rượu bậc 1: không phản ứng thuốc thử  Rượu bậc 2: dung dịch vẫn đục khi cho thuốc thử vào khoảng 5 phút  Rượu bậc 3: hiện tượng vẫn đục xảy ra tức thời Báo Cáo Thực Hành Hóa Hữu Cơ GVHD: ThS Nguyễn Ánh Nga Nhóm thực hiện: Nhóm1 Trang 13 Đó là do phản ứng xảy ra theo cơ chế SN1 hoặc SN2: tạo thành gốc R+. Trong đó tùy thuộc vào bậc rượu mà gốc R+ có độ bền khác nhau, bậc 3 thường bền hơn bậc 2 + Thí nghiệm: Cho thuốc thử Lucas vào các ống nghiệm có chứa sẵn: Ống 1 :chứa phenol: có hiện tượng phân lớp, không phản ứng. Ống 2 :chứa etanol: dung dịch vẩn trong suốt. Rượu bậc một hoàn toàn ko phản ứng ở nhiệt độ phòng. Ống 3 chứa isopropanol: dung dịch bị vẩn đục. Rượu bậc 2 phản ứng sau khoảng 5 phút. H3C CH OH CH3 HCl ZnCl H3C CH Cl CH3 H2O Ống 4 chứa tert-butanol: có hiện tượng tách lớp. Rượu bậc 3 phản ứng ngay tức khắc H3C C OH CH3 HCl ZnCl H3C C Cl CH3 H2O CH3 CH3 Thí nghiệm 5 : Một số tính chất của phenol. a. Phản ứng của phenol với natri hidroxit: Lắc đều ống nghiệm ta thấy phenol có khả năng tan trong nước nhờ khả năng hình thành các liên kết hidrogen với nước, nhưng khả năng tan này xảy ra không hoàn toàn, chỉ khi ở 70oC thì tan vô hạn  dung dịch phenol vẩn đục. Phenol có tính acid vì có hiệu ứng cộng hưởng xảy ra trong phân tử. Vì vậy, khác với rượu, phenol còn có thể tác dụng với bazơ mạnh  dung dịch trong lại. C6H5OH + NaOH  C6H5ONa + H2O Chia làm hai ống nghiệm : Ống 1: Cho từ từ dung dịch HCl lắc nhẹ dung dịch vẩn đục lại, do sự tạo thành Phenol. C6H5ONa + HCl  C6H5OH + NaCl Ống 2: Tính axit của phenol rất yếu Ka=10-9,75 nên không làm đổi màu quỳ tím. Vì vậy, muối phenolat bị axit cacbonic tác dụng tạo lại phenol. Khi dẫn khí CO2 vào dung dịch bị vẫn đục. C6H5ONa + CO2 + H2O C6H5OH + NaHCO3 Báo Cáo Thực Hành Hóa Hữu Cơ GVHD: ThS Nguyễn Ánh Nga Nhóm thực hiện: Nhóm1 Trang 14 Cần lưu ý rằng tính axit của phenol tuy yếu hơn nấc 1 của axit cacbonic, nhưng lại lớn hơn nấc phân ly thứ 2 của axit này nên sản phẩm tạo thành phải là NaHCO3 b. Phản ứng của phenol với dung dịch FeCl3 Ống nghiệm 1: chứa phenol: thêm vài giọt FeCl3 loãng vào dung dịch phenol trong nước sẽ có màu tím (phức xanh tím). OH Fe3+ Fe(C6H5O)6 3-6 6H+ Ống nghiệm 2: chứa hidroquinon: thêm vài giọt FeCl3 loãng vào dung dịch hidroquinon trong nước sẽ được kết tủa quinhydron hình kim màu xanh lá cây. Ống nghiệm 3: chứa 2-naphtol: khi thêm vài giọt dung dịch FeCl3 vào dung dịch 2- naphtol trong nước nóng sẽ xuất hiện màu xanh lá cây nhạt, sau một thời gian có kết tủa bông trắng. Các phức tạo thành trong 3 ống nghiệm trên đều kém bền trong cả hai môi trường acid và kiềm, do đó khi cho phức phản ứng với H+ hay OH- kể cả rượu thì màu các phức đều bị mất. Do đó khi cho ancol etylic, HCl, NaOH vào các ống nghiệm đều mất màu  tùy vào độ mạnh yếu của acid hay kiềm mà khả năng mất màu nhanh hay chậm. c. Phản ứng brom hóa phenol: Nhỏ dd nước brôm vào phenol thì xuất hiện kết tủa trắng. OH 3Br22 OH Br Br Br 2 Đổ tiếp tục Brom vào đến dư kết tủa chuyển sang màu vàng do hình thành 2,4,4,6- tetrabrom hexa-2,5-dien-1-on. OH O Br Br Br Br Br2 Báo Cáo Thực Hành Hóa Hữu Cơ GVHD: ThS Nguyễn Ánh Nga Nhóm thực hiện: Nhóm1 Trang 15 Thí nghiệm 6 : Phản ứng Libemen Đun nhẹ hỗn hợp phenol và tinh thể NaNO2 sau đó làm nguội và cho H2SO4 vào dung dịch. Sau khi dun hỗn hợp, thêm H2SO4 dung dịch chuyển sang màu đỏ đậm, kết tinh lại và có khối màu nâu bay lên. C6H5OH không phản ứng trực tiếp với NaNO2 2NaNO2 + H2SO4  2HONO + Na2SO4 OH HONO OH NO OH NO Do nhân thơm được tăng hoạt, phản ứng nitro hóa phenol có thể xảy ra trong điều kiện nhẹ nhàng hơn nitro hóa benzen. Phản ứng không cần phải dùng H2SO4 làm chất xúc tác như trường hợp nitro hóa benzen sản phẩm tạo ra sẽ thế vào vị trí ortho và para. Pha loãng dung dịch trong nước màu đỏ nhạt dần  màu đỏ. Và khi trung hòa bằng dung dịch NaOH 1N xuất hiện kết tủa dạng keo. Nhóm –NO trong sản phẩm sẽ định hướng OH- của NaOH sẽ thế vào vị trí ortho và para cho ta thu được sản phẩm. Điều này giải thích sự xuất hiện tinh kết tủa keo trong ống nghiệm. Thí nghiệm 7 : Điều chế phenolphtalein và phản ứng của phenolphtalein a. Điều chế phenolptalein: Cho anhidrit phtalic vào 3 ống nghiệm: Ống 1: cho phenol vào và xúc tác H2SO4 đậm đặc  dung dịch chuyển dần sang màu đỏ dưới dạng keo  khi đun nóng và làm lạnh  có màu đỏ đậm C C O O O C C O O OH H2SO4 OHOH H2O Báo Cáo Thực Hành Hóa Hữu Cơ GVHD: ThS Nguyễn Ánh Nga Nhóm thực hiện: Nhóm1 Trang 16 Ống 2: cho hidroquinon vào và xúc tác H2SO4 đậm đặc  dung dịch chuyển dần sang màu nâu dưới dạng keo  khi đun nóng và làm lạnh  có màu nâu đậm Hidroquinon có công thức cấu tạo tương tự như phenol chỉ hơn 1 nhóm –OH nên quá trình hình thành PP tương tự như sơ đồ phản ứng trên, nhưng lúc này môi trường tạo sản phẩm có sự khác biệt do nhóm –OH dư gây ra nên PP có màu nâu đậm. Ống 3: cho 2-naptol vào và xúc tác H2SO4 đậm đặc  dung dịch chuyển dần sang màu đỏ dưới dạng keo  khi đun nóng và làm lạnh  có màu đen Tương tự 2-naptol dư một vòng benzen so với phenol nên tạo môi trường có độ pH thấp nên PP có màu đen. b. Phản ứng của phenolphtalein: Ống 1: phenoltalien tan trong dung môi nước, nếu được đun nóng lên khoảng 70oC khả năng tan là vô hạn. Ống 2: phenoltalien bị hóa đỏ tím trong NaOH 2N, trong môi trường kiềm yếu phenoltalien đổi màu. Khi thêm vào kiềm rắn hay dung dịch kiềm đặc thì màu phenoltalien sẽ bị mất. Nguyên nhân là do khoảng chuyển màu của phenoltalien (dựa trên tỉ lệ dạng axit và bazơ liên hợp của nó) là một khoảng nhất định: 8,0 – 9.8 nên khi cho kiềm đặc vào sẽ làm pH vượt quá ngưỡng 9.8 làm nó mất màu. Ống 3: acid hóa dung dịch phenoltalien bằng HCl 2N sẽ tạo ra kết tủa trắng. Kết tủa này tan trong ete và nóng chảy trong nồi cách thủy. Báo Cáo Thực Hành Hóa Hữu Cơ GVHD: ThS Nguyễn Ánh Nga Nhóm thực hiện: Nhóm1 Trang 17 BÁO CÁO THỰC HÀNH HOÁ HỮU CƠ BÀI 4: ANDEHIT- XETON- AXIT CACBOXYLIC Nhóm Thực Hiện: Nhóm 1 Ngày Thực Hành: 1-10-2009 Điểm Lời phê I. MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM: – Điều chế axetandehit từ etanol – Phản ứng oxi hóa axetandehit – Phản ứng cộng nuleophin vào nhóm C=O của andehit và xeton – Phản ứng Canizaro – Tính acid của acid cacboxylic – So sánh tính acid, tính khử của một số acid – Phản ứng định tính của acid salyxilic với FeCl3 – Phân biệt acid với phenol II. THỰC HÀNH: Phần A: Andehit và xeton Thí nghiệm 1: Điều chế andehit từ ancoletylic Dây đồng ban đầu có màu đỏ, sau khi bị đun nóng dây đồng có màu đen do bị oxi hóa trong không khí 2Cu + O2 → 2CuO Khi nhúng dây đồng ngay lại trong ống nghiệm chứa ancol etylic  dây đồng trở lại màu đỏ vốn có ban đầu khi chưa bị oxi hóa, chứng tỏ có phản ứng hòa học xảy ra ;àm CuO bị khử trở lại thành Cu .Phản ứng xảy ra theo phương trình sau: C2H5OH + CuO → CH3CHO + Cu + H2 Sản phẩm thu được là axetandehit Thí nghiệm 2: Phản ứng của andehit với axit fucsinfurơ + Chuẩn bị dung dịch axit fucsinfurơ: Axit fucsinfurơ được điều chế từ fucsin cho bảo hòa khí SO2 Báo Cáo Thực Hành Hóa Hữu Cơ GVHD: ThS Nguyễn Ánh Nga Nhóm thực hiện: Nhóm1 Trang 18 Fucsin có công thứ cấu tạo là: C H2N H2N NH2 Cl Dung dịch fucsin có màu hồng khi cho trong 200ml nước cất và cho bảo hòa khí anhidrrit sunfuro SO2 sẽ tạo thành acid fucsinsunfuro không màu. C H2N H2N H N SO3H OSOH Khí SO2 sục vào dung dịch trên được điều chế theo phương trình: NaHSO3 + HCl → NaCl + SO2↑ + H2O Nếu sau phản ứng dung dịch còn màu hồng chứng tỏ fucsin còn dư, do đó phải cho than hoạt tính vào hấp thụ lượng fucsin, sao đó mới lọc lại để thu acid fucsinsunfuro tinh khiết Ta tiến hành thí nghiệm như sau: Ống 1: chứa 2 giọt dung dịch acid fucsinsunfurơ và cho vào 5 giọt dung dịch fomandehit 40% thì dung dịch xuất hiện màu tím hồng . Sau khi cho 5 giọt dung dịch HCl đặc vào dung dịch chuyển sang màu tím Ống 2: chứa 2 giọt dung dịch acid fucsinsunfurơ và cho vào 5 giọt dung dịch axetandehit 20% thì dung dịch cũng xuất hiện màu hồng. Cho tiếp 5 giọt dung dịch HCl đặc vào dung dịch nhạt dần nhưng vẫn giữ được màu hồng Nguyên nhân là do phản ứng acid fucsinsunfuro rất nhạy và đặc trưng với andehit ( fucsinsunfuro không phản ứng với xeton). Quá trình thực hiện phản ứng chuyển vị khi nhận andehit cho sản phẩm có cấu tạo quinoit có màu: Báo Cáo Thực Hành Hóa Hữu Cơ GVHD: ThS Nguyễn Ánh Nga Nhóm thực hiện: Nhóm1 Trang 19 C H N H N NH2 OSO OSO C H C H CH3 OH OH R R Cl Thí nghiệm 3: Phản ứng của andehit với amiacat bạc ( thuốc thử Tolens) + Điều chế amiacat bạc: Amiacat bạc được điều chế theo phương trình sau: AgNO3 + NH3 + H2O → AgOH + NH4NO3 2AgOH Ag2O + H2O Ag2O + 2NH3 + H2O → 2(Ag(NH3)2)OH + Thí nghiệm với dung dịch fomandehit 40%: Cho dung dịch fomandehit 40% vào amiacat bạc vừa được điều chế , đun nóng. Quan sát ta thấy dưới đáy ống nghiệm nhanh chóng xuất hiện lớp bạc ống ánh, quá trình xảy ra rất nhanh. Thực chất quá trình trên chính là phản ứng tráng gương sinh ra bạc bám dưới đáy ống nghiệm. Phản ứng xảy ra 2 giai đoạn: HCHO + 2AgNO3 + 3NH3 + H2O → HCOONH4 + 2NH4 NO3 + 2Ag↓ HCOONH4 + 2AgNO3 + 3NH3 + H2O → (NH4)2CO3 + 2NH4NO3 + 2Ag↓ Tổng hợp lại, ta có: HCHO + 4AgNO3 + 6NH3 + 2H2O → (NH4)2CO3 + 4NH4NO3 + 4Ag↓ + Thí nghiệm với dung dịch axetandehit 20%: Cho dung dịch axetandehit 20% vào amiacat bạc, đun nóng. Quan sát ta thấy có phản ứng tráng gương xảy ra nhưng bạc bám trên thành ống nghiệm ít hơn , phản ứng cũng xảy ra chậm hơn thí nghiệm với focmandehit. CH3CHO + 2AgNO3 + 3NH3 + H2O → CH3COONH4 + 2NH4 NO3 + 2Ag↓ Như vậy, căn cứ vào phương trình phản ứng ta thấy lượng Ag sinh ra ít hơn ở thí nghiệm trước, nên lượng bạc bám vào đáy ống nghiệm ít hơn. Báo Cáo Thực Hành Hóa Hữu Cơ GVHD: ThS Nguyễn Ánh Nga Nhóm thực hiện: Nhóm1 Trang 20 Thí nghiệm 4: Phản ứng của andehit với Cu(OH) + Thí nghiệm với dung dịch fomandehit : Tiến hành cho 1ml HCHO 5% + 1ml NaOH 10% và từ từ từng giọt dung dịch CuSO4 2% , đun nóng phần trên của hổn hợp, phần dưới để so sánh. Ta thấy dung dịch xuất hiện màu xanh nhạt của huyền phù Cu(OH)2 (sau khi cho từ từ từng giọt dung dịch CuSO4 2%) rồi từ từ chuyển sang màu đỏ gạch dạng tủa (Cu2O).Đó là do các phản ứng xảy ra: 2NaOH + CuSO4 → Cu(OH)2↓xanh nhạt + Na2SO4 HCHO + 4Cu(OH)2 + 2NaOH → Na2CO3 + 2Cu2O↓đỏ gạch + 6H2O + Khi thí nghiệm với axetandehit: Ta cho 1ml CH3CHO 5%,1ml NaOH 10% và từ từ từng giọt dung dịch CuSO4 2% , đem đun nóng phần trên của hổn hợp, phần dưới để so sánh. Ta thấy dung dịch đổi màu từ màu xanh nhạt của huyền sang màu đỏ gạch của tủa tương tự như trên, nhưng lượng tủa đỏ gạch trông ít hơn. Sơ đồ phản ứng: 2NaOH + CuSO4 → Cu(OH)2↓xanh nhạt + Na2SO4 CH3CHO + 2Cu(OH)2 to CH3COOH + Cu2O↓đỏ gạch + 2H2O CH3COOH + NaOH → CH3COONa + H2O Suy ra: CH3CHO + 2Cu(OH)2 + NaOH to CH3COONa + Cu2O↓đỏ gạch + 3H2O (4.4) Như vậy căn cứ vào tỉ lệ andehit và tủa ta thấy lượng Cu2O sinh ra ở phản ứng với axetandehit ít hơn. Thí nghiệm 5: Phản ứng của andehit và xeton với NaHSO3 + Với axetandehit: Lấy 3ml NaHSO3 lắc mạnh và cho tiếp vào 1ml axetandehit, đặt ống nghiệm vào chậu đá lạnh. Hiện tượng thấy được là hỗn hợp tỏa nhiệt, đặt ống nghiệm trong cốc nước đá thì thấy có kết tủa tách ra có dạng tinh thể màu trắng ở ống nghiệm. Lọc lấy kết tủa chia làm hai phần bằng nhau cho vào 2 ống nghiệm.  Phần 1: cho HCl 2N thì kết tủa tan có mùi sốc la mùi SO2 bay lên Báo Cáo Thực Hành Hóa Hữu Cơ GVHD: ThS Nguyễn Ánh Nga Nhóm thực hiện: Nhóm1 Trang 21  Phần 2: cho vào vài giọt NaOH 10% kết tủa tan Các hiện tương trên là do muối tạo thành dễ bị trở lại thành dạng andehit trong môi trường axit hoặc kiềm theo phương trình: Phần 1: C SO3NaH3C OHH HCl C H3C O H NaCl SO2 H2O Phần 2: C SO3NaH3C OHH OH- C H3C O H Na2SO3 H2ONa+ Các phản ứng trên thường dùng để tách andehit ra khỏi hỗn hợp, sau đó tái tạo lại bằng acid hay bazơ + Khi dùng xeton:các quá trình và hiện tượng cũng xảy ra tương tự như với andehyt Sơ đồ phản ứng giữa axeton và NaHSO3: Phần phản ứng với HCl: tủa tan, khí mùi sốc (SO2) bay ra Phần phản ứng với NaOH: tủa tan - Như vậy:cả andehit xeton tham gia phản ứng cộng hidro và NaHSO3 R  H Báo Cáo Thực Hành Hóa Hữu Cơ GVHD: ThS Nguyễn Ánh Nga Nhóm thực hiện: Nhóm1 Trang 22 Phần B: Axit cacboxylic Thí nghiệm 6: Tính axit của cacboxylic a. Lấy 3 ống nghiệm, mỗi ống nghiệm chứa 1-2 giọt dung dịch CH3COOH 10%. Do đó: Ống 1: cho vào 1 giọt metyl da cam .Dung dịch có màu hơi vàng đỏ. Do CH3COOH là axít yếu, phân ly cho ion H+, theo phương trình: CH3COOH CH3COO- + H+ Metyl da cam có khoảng chuyển màu từ 3.1 – 4.4 nên sẽ bị đổi màu Ống 2: cho vào 1 giọt quỳ xanh nhưng không có dung dịch thuốc thử quỳ xanh nên không tiến hành được, ta thấy bằng giấy pH thì thấy giấy chuyển sang màu đò cho thấy một lần nửa tính axit của CH3COOH Ống 3: cho vào 1 giọt phenolphtalein  mất màu và xuất hiện kết tủa C O CO HO OH C O CO OOCH3C CH3COO 2H2O PP 2CH3COOH b. Lấy 1-2ml acid axetic kết tinh vào ống nghiệm, cho thêm một ít bột Mg thì thấy bột tan và có khí không màu thoát ra và khi đốt cháy có ngọn lửa màu xanh→ khí tạo thành sau phản ứng là khí Hidro, khi cháy có màu xanh 2CH3COOH + Mg → (CH3COO)2Mg + H2↑ → Acid cacboxylic tác dụng với kim loại có tính khử mạnh. c. Cho lượng nhỏ CuO vào ống nghiệm, rót tiếp vào đó 2-3ml acid axetic và đun nhẹ hỗn hợp trên ngọn lửa đèn cồn thì thấy màu đen của dung dịch khi cho CuO nhạt dần, dung dịch có một phần màu xanh dương (do muối Cu2+ tạo thành). 2CH3COOH + CuO → (CH3COO)2Cu + H2O → Acid cacboxylic tác dụng với bazo hay oxit bazo. d. Rót 1-2ml acid axetic kết tinh vào ống nghiệm đã chứa sẵn 1-2ml NaCO3 10% thì thấy xuất hiện khí thoát ra, khi đưa que diêm đang cháy vào khí này thì que diêm bị tắt→ khí không duy trì sự cháy(CO2). 2CH3COOH + CaCO3 → (CH3COO)2Ca + CO2↑ + H2O → Acid cacboxylic tác dụng với muối của acid yếu hơn. Báo Cáo Thực Hành Hóa Hữu Cơ GVHD: ThS Nguyễn Ánh Nga Nhóm thực hiện: Nhóm1 Trang 23 Thí nghiệm 7: Các phản ứng oxi hóa acid cacboxylic Cho vào 3 ống nghiệm lần lượt các axit sau: HCOOH đậm đặc, CH3COOH 95%, HOOC-COOH đặc. Cho vào 3 ống một giọt KMnO4 0,1N: Quan sát hiện tượng ta thấy  Ống 1: màu tím hơi nhạt rồi dần chuyển sang màu đỏ nâu  Ống 2: không làm mất màu tím  Ống 3: mất màu tím + Giải thích: Đối với acid fomic có nhóm andehit nên có khả năng tham gia phản ứng oxi hóa nên làm màu thuốc KMnO4 nhạt dần.Phản ứng sinh ra MnO2 nên làm dung dịch xuất hiện đỏ nâu. Còn lại CH3COOH không có khả năng tham gia phản ứng oxi hóa. Do HOOC-COOH có 2 nhóm cacboxyl đều có hiệu ứng hút điện tử về phía mình nên liên kết giữa 2 nhóm này dẽ bị bẻ gãy, do đó khả năng tham gia phản ứng oxi hóa lớn hơn 2 acid còn lại. Thí nghiệm 8: Phản ứng của acid hữu cơ với FeCl3 Lấy vào 4 ống nghiệm:  Ống 1: 0,5ml HCOOH đậm đặc  Ống 2: 0,2ml CH3COOH 95%  Ống 3: 0,5ml HOOC–COOH đặc  Ống 4: 0,2g acid salixylic Cho vào mỗi ống nghiệm dung dịch amoniac 2N để kiềm hóa cho đến khi giấy quỳ đỏ hóa xanh thì có sự tạo thành amin theo phương trình: C O R OH NH4OH C O R ONH4 H2O Do dung dịch amoniac 2N dư, nên ta đun hết mùi amoniac để tránh NH4OH phản ứng với Fe3+ mà lát ta thêm vào: NH4OH to NH3↑ + H2O Cho vào mỗi ống 1ml FeCl3 0,2N và lắc đều.  Ống 1: keo màu đỏ thẫm 3HCOONH4+ FeCl3 → (HCOO)3Fe + 3NH4Cl  Ống 2: dung dịch màu đỏ thẩm Báo Cáo Thực Hành Hóa Hữu Cơ GVHD: ThS Nguyễn Ánh Nga Nhóm thực hiện: Nhóm1 Trang 24 3CH3COONH2 + FeCl3 → (CH3COO)3Fe + 3NH4Cl  Ống 3: không xãy ra phản ứng.  Ống 4: kết tủa màu nâu C O O COONH4 OH FeCl3 OH 3NH4Cl 3 CO O OH C OO HO Fe Thí nghiệm 9: Phân biệt acid cacboxylic và phenol Cho vào 2 ống nghiệm:  Ống 1: 0,5ml phenol lỏng  Ống 2: 0,5ml acid axetic Cho vào mỗi ống nghiệm 1ml Na2CO3 10% lắc đều:  Ống 1: không phản ứng, có hiện tượng tách lớp. Phenol có tính acid nhưng rất yếu (yếu hơn H2CO3), không làm đỏ quỳ tím, không hòa tan được muối cacbonat, dung dịch tách lớp là do Na2CO3 không tan trong phenol.  Ống 2: có hiện tượng xuất hiện nhiều bọt khí,không màu, không mùi. Phản ứng xảy ra do CH3COOH có tính axit mạnh hơn Na2CO3. 2CH3COOH + Na2CO3 → 2CH3COONa + CO2↑ + H2O. Báo Cáo Thực Hành Hóa Hữu Cơ GVHD: ThS Nguyễn Ánh Nga Nhóm thực hiện: Nhóm1 Trang 25 BÁO CÁO THỰC HÀNH HOÁ HỮU CƠ BÀI 5: AMIN – AMINO ACID – PROTIT – CHẤT BÉO – XÀ PHÒNG Nhóm Thực Hiện: Nhóm 1 Ngày Thực Hành: 8-10-2009 Điểm Lời phê I. MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM: – Tính bazo của amin, phản ứng tạo phức với Cu2+ – Phản ứng của aminoacid với Cu2+ – Phản ứng với HNO2 – Tính đệm của protit – Thủy phân chất béo bằng NaOH, điều chế xà phòng – Điều chế chất tẩy rữa – Tính chất của xà phòng và phản ứng tẩy rữa tổng hợp II. BÁO CÁO THÍ NGHIỆM: Thí nghiệm 1: tính chất của metyl amin a. Tính bazơ Thao tác: cho vào ống nghiệm 0,1ml metyl amin, nhỏ vào dung dịch 1 giọt PP Hiện tượng: dung dịch chuyển màu từ không màu sang màu đỏ tím C O CO HO OH C O CO O O PP 2CH3NH2 2CH3NH3 Do trên N có cập electron tự do chưa tham gia liên kết có khả năng nhận proton H+ nên amin có tính bazơ. Đối với metylamin nhóm –CH3 có hiệu ứng cảm +I mang khả năng đẩy electron → làm mật độ electron trên N tăng → khả năng kết hợp proton H+ tăng → tính bazơ tăng và tính bazơ mạnh hơn NH3 . Phản ứng thủy phân trong nước của amin: CH3NH2 + HOH [CH3NH3+]OH- CH3NH3+ + OH- Báo Cáo Thực Hành Hóa Hữu Cơ GVHD: ThS Nguyễn Ánh Nga Nhóm thực hiện: Nhóm1 Trang 26 b. Phản ứng với CuSO4: Thao tác: Cho 0,1ml metylamin + 0,1ml CuSO4 2N → tiếp tục cho metylamin vào đến khi kết tủa tan hết. Ta thấy dung dịch xuất hiện kết tủa xanh đậm của Cu(OH)2, do CuSO4 tạo kết tủa trong môi trường bazơ của metylamin 2[CH3NH3+]OH- + CuSO4  Cu(OH)2 + [CH3NH3+]2SO4 nhưng sau khi cho tiếp metylamin kết tủa tan lại hình thành dung dịch xanh dương tím. Do khả năng tạo phức của amin với ion Cu2+ trong dung dịch bazơ, có màu xanh tím nên tủa tạo ra tan lại khi tiếp tục cho metylamin vào. c. Phản ứng với FeCl3 Thao tác: cho vào ống nghiệm 0,1ml metylamin, tiếp tục cho vào 0,1ml FeCl3 0,1N. Hiện tượng xuất hiện kết tủa nâu đỏ Sơ đồ phản ứng: FeCl3 + 3[CH3NH+3]OH- 3[CH3NH+3]Cl- + Fe(OH)3↓nâu đỏ Do metylamin không có phản ứng tạo phức với Fe(OH)3 nên tủa sẻ không tan lại sau phản ứng. Thí nghiệm 2: Phản ứng của acid aminoaxettic (glyxin) với chất chỉ thị màu và với CuO a) Phản ứng của acid aminoaxettic (glyxin) với chất chỉ thị màu Cho vào 3 ống nghiệm: mỗi ống 1ml NH2CH3COOH 2%. Ống 1 nhỏ vào 2 giọt metyl da cam : dung dịch có màu vàng đổi màu không đáng kể. (khoảng chuyển màu của metyl da cam là 3.1- 4.4) N N(H3C)2N SO3Na Metyl da cam Ống 2 nhỏ vào 2 giọt metyl đỏ: dung dịch chuyển màu từ màu đỏ sang vàng.Khoảng chuyển màu của metyl đỏ là 4.4 – 6.2, gần với với khoảng pH của dung dịch hơn (NH2CH3COOH thường gần trung tính) nên sự chuyển màu thể hiện rõ hơn. NN N(CH3)2 COOH Metyl đỏ Báo Cáo Thực Hành Hóa Hữu Cơ GVHD: ThS Nguyễn Ánh Nga Nhóm thực hiện: Nhóm1 Trang 27 Ống 3 nhỏ vào 2 dung dịch quỳ: dung dịch quỳ có màu xanh chuyển sang vàng. Do dung dịch quỳ có khoảng đổi màu từ 5.0 – 8.0, tại pH= 8 quỳ có màu xanh, và màu đỏ tại pH= 5,0 nên quỳ có màu tung gian của đỏ và xanh do khoảng pH của dung dịch nằm giữa khoảng 5.0- 8.0 (gần bằng 7) Như vậy, glyxin là chất tồn tại cả hai tính chất là acid và bazơ, gần như là có phản ứng trung tính, hay phản ứng acid rất yếu. qua phép chuẩn độ bằng thuốc thử màu cho thấy glyxin có chỉ số pH khoảng 6,8. + Giải thích: Do trong dung dịch, phân tử glyxin tồn tại dạng lưỡng cực axit và bazơ nên trong dung dịch, glyxin tồn tại ở dạng H3N+-CH2-COO- b. Phản ứng của acid aminoaxettic (glyrin) với CuO Cho 0,5 gam CuO và 2 giọt glyxin 2% vào ống nghiệm → lắc và đun nóng vài phút rồi đặt trên giá để cho CuO dư lắng xuống. Hiện tượng: cho tinh thể muối phức nội của đồng có màu xanh Cũng như các acid cacboxylic khác các aminoacid có thể tạo muối với bazo mạnh. Ngoài các muối thường các α-aminoacid có thể tạo phức nội phân tử với kim loại nặng, phức này rất bền. NH2 H2C COOH Cu2+ N H2 H2C OC H2N CH2 C O O O Cu Nhận xét: đây là màu xanh đặc trưng cho tất cả các α-aminoaxit Do muối phức rất bền không bị phân hủy bởi kiềm nên cho 1-2 giọt dung dịch NaOH 1% vào ống nghiệm chứa 0,5ml dung dịch trên sẽ không tạo tủa Cu(OH)2. Nếu có tạo tủa thì do dung dịch trong ống nghiệm có lẫn CuO ban đầu phản ứng dư. Khi gạn lấy dung dịch còn lại cho vào ống nghiệm khác và làm lạnh trong cóc nước đá trộn với NaOH thì màu xanh dung dịch đậm hơn, xanh sẫm, phản ứng dể xảy ra, phức tạo bền hơn. Thí nghiệm 3: Phản ứng của glyxin với acid nitrơ (HNO2) Cho vào ống nghiệm 1ml glyxin 10%, 1ml dung dịch NaNO2 10% và 2 giọt acid axetic đặc. Hiện tượng xảy ra là xuất hiện sủi bọt khí không mùi, ống tỏa nhiệt, dung dịch có màu vàng Phản ứng đầu tiên xảy ra trong hổn hợp là sự tạo thành HNO2: Báo Cáo Thực Hành Hóa Hữu Cơ GVHD: ThS Nguyễn Ánh Nga Nhóm thực hiện: Nhóm1 Trang 28 NaNO2 + CH3COOH → CH3COONa + HNO2 Do đó phản ứng của hổn hợp sẽ xảy ra trong môi trường acid kết quả là nhóm cacboxyl không ion hóa, nhóm amino proton hóa: H2NCH2COOH + HONO → HOCH3COOH + N2↑ + H2O Nhận xét: phản ứng giải phóng khí, dùng để nhận biết amin bậc I, nhận biết bằng sự giải phóng N2 trong phản ứng và khả năng tạo rượu bậc I (đối với amin bậc II, đó là andehit). Trạng thái ion hóa của các nhóm này tùy thuộc vào pH của môi trường. Trong môi trường axit (pH < 7) nhóm cacboxyl không ion hóa, nhóm amino proton hóa. Còn trong môi trường kiềm (pH > 7) nhóm cacboxyl ion hóa, nhóm amino không ion hóa. Thí nghiệm 4:Tính đệm của protit Chuẩn bị dung dịch protein (dung dịch lòng trắng trứng) Phân tử protit gồm các mạch dài (các chuổi) poli petide hợp thành. Các protit khi thủy phân cho các aminoaxit và một thành phần khác không phải protit (phi protit) như gluxit, lipit, acid nuleotic… Tương tự aminoaxit, protein có tính chất điện li lưỡng tính. Tùy theo pH của môi trường, điện tích của các phân tử protein cũng thay đổi Dưới tác dụng của môi trường acid hay bazo, protit bị thủy phân hóa: Protit H2O các poli peptit H2O peptit H2O amino acid H N H C R C O n nH2O H+ hay OH- H2N H C C R O OHn a. Trong môi trường acid Ống nghiệm 1: nhỏ vài giọt metyl da cam vào 0,1ml HCl 0,1N có 1ml nước cất thì màu dung dịch trở thành hồng Ống nghiệm 2: cho vào ống nghiệm khoảng 2-3 ml protic và 1ml dung dịch ở ống 1 từ nâu đỏ chuyển sang cam vàng. Nhận xét: trong môi trường acid thì protit vừa thủy phân tạo amino acid có nhóm cacboxyl không ion hóa, nhóm amino proton hóa. b. Trong môi trường kiềm Ống nghiệm 3: cho 0,1ml NaOH 0,1N cho thêm nước cất, lắc đều và cho thêm 2-3 giọt PP →dung dịch nhuốm màu hồng Ống nghiệm 4: cho vào ống nghiệm khoảng 2-3 ml protit và 1ml dung dịch ở ống 3 Báo Cáo Thực Hành Hóa Hữu Cơ GVHD: ThS Nguyễn Ánh Nga Nhóm thực hiện: Nhóm1 Trang 29 → màu hồng hơi nhạt Nhận xét: trong môi trường bazo thì protit vừa thủy phân tạo amino acid có nhóm cacboxyl ion hóa, nhóm amino không ion hóa. + Giải thích tính chất đệm của protit: do protit bị thủy phân hóa trong môi trường axit hay bazơ tạo thành các amin, những amin này mang tính chất lưỡng tính do có đồng thời nhóm -NH2 và –COOH, tạo thành một hệ đệm làm cho pH dung dịch ít thay đổi khi ta thêm một lượng axit hoặc bazơ vào nên khả năng thay đổi màu của thuốc thử theo pH bị hạn chế Thí nghiệm 5:Các phản ứng màu của protit a. Phản ứng biure Thao tác: (1ml protit + 1ml NaOH 30% + 1 giọt CuSO4) Hiện tượng: tạo thành phức chất màu tím đỏ Trong môi trường OH- protit có phản ứng thủy phân tạo aminoacid sau đó tham gia phản ứng tạo phức với Cu2+: H2N H C C R O O H2 N HC C R O O N H2 CH C R O O CuCu 2+2 Phức màu tím đỏ Nhận xét: Trong đó phức chất được tạo ra giữa Cu liên kết trực tiếp với 2 Oxi và tạo liên kết hidro với 2 Nitơ. Đây là phản ứng đặc trưng của liên kết pepetide (-CONH-), tất cả các chất có từ 2 liên kết peptit trở nên đều cho phản ứng này. b. Phản ứng ninhidrin Thao tác: (1ml protit + 2-3 giọt ninhidrin)  lắc và đun sôi vài phút. Hiện tượng: tạo thành hợp chất màu xanh tím Ninhidrin là hdrat của triextohidrinden. Phản ứng với aminoacid bằng phản ứng deamin oxi hóa của aminoacid với ninhidrin cho sản phẩm muối màu tím: Báo Cáo Thực Hành Hóa Hữu Cơ GVHD: ThS Nguyễn Ánh Nga Nhóm thực hiện: Nhóm1 Trang 30 O O O H C COOHH2N R H2O N O O H C COOH R C2O N O O C H RH2ONH2 O O RCHO O O O H2O N O O O O H+ N O O O O màu tím Nhận xét: các alpha axit amin của protein tham gia phản ứng với ninhidrin, phản ứng chung là phản ứng có sự tham gia của cả hai nhóm α-COOH và α-NH2. Dùng để định tính, định lượng protein c. Phản ứng xantoprotein Cho vào ống nghiệm 1ml protit và 0,2-0,3ml HNO3 đặc, lắc nhẹ  kết tủa dạng keo màu vàng Đun nóng hỗn hợp sôi trong khoãng 1-2 phút  protit tan ra và sẽ cho màu đặc trưng của hổn hợp là màu vàng sáng. Phản ứng nitro hóa tiriozin: OH H2C H C COOH NH2 +2HNO3 -H2O OH H2C H C COOH NH2 NO2O2N vàng sáng Phản ứng xantoprotein cho màu vàng sáng, dùng để nhận ra sự có mặt aminoacid chứa vòng thơm trong phân tử protit hay poli peptit. Màu vàng sinh ra do các hợp chất polinitro được tạo thành nhờ phản ứng nitro hóa trên. Làm nguội hổn hợp cho vào từng giọt NaOH 30% (khoảng 2ml)  cho màu da cam, lắc mạnh ta được màu đỏ (ngả da cam). Báo Cáo Thực Hành Hóa Hữu Cơ GVHD: ThS Nguyễn Ánh Nga Nhóm thực hiện: Nhóm1 Trang 31 Dầu dừa Xà phòng OH H2C H C COOH NH2 NO2O2N vàng sáng O H2C H C COOH NH2 O2N N O OH 2NaOH -2H2O O H2C H C COONa NH2 O2N N O ONa vàng da cam Trong môi trường kiềm, màu vàng sáng chuyển thành màu đỏ cam, do tạo thành anion mang màu. Thí nghiệm 6: Điều chế xà phòng + Thao tác điều chế: Cho vào erlen có dung tích 250ml, khoảng 2,5g NaOH rắn và 7,5ml etanol 96%, cho tiếp 7,5 ml nước để hòa tan NaOH (do etanol không tác dụng được với NaOH và không tan trong nước) Cho tiếp 7,5 gam dầu dừa và thêm vài viên đá bọt → đun khoảng 2 giờ, trong quá trình đun cần khuấy hổn hợp bằng đủa thủy tinh, đem đun sau một thời gian → dạng tủa trắng hơi vàng + Giải thích:  Dầu dừa tan rất ít trong nước nhưng lại tan tốt trong acol nên ta cho etanol vào làm tăng khả năng tan của dầu dừa.  Dầu dừa (có gốc Hidro cacbon dao động từ C8 – C12) tức lipit còn gọi là chất béo, có khả năng thủy phân trong môi trường kiềm (phản ứng xà phòng hóa este)  Hỗn hợp muối natri của các axit béo được gọi là xà phòng. Sơ đồ phản ứng: CH2 CH OOC CH2OOC OOC R R' R'' CH2 CH OOC CH2OOC OOC Na Na Na 3NaOH R R' R'' OH OH OH to Cơ chế phản ứng: R C O OR' OH- R C O- OH OR' R C OH O RO- R COO- R'OH Khi sử dụng chất béo để tổng hợp xà phòng →tạo ra 2 loại, đó là: xà phòng mềm (chứa natri) và xà phòng cứng (chứa kali). Xà phòng mềm cho cảm giác trơn khi tiếp xúc, hình thành bọt khi trộn chung trong nước, và làm sạch. Báo Cáo Thực Hành Hóa Hữu Cơ GVHD: ThS Nguyễn Ánh Nga Nhóm thực hiện: Nhóm1 Trang 32 Trong quá trình phản ứng tạo xà phòng, luôn khấy hỗn hợp phản ứng, đảm bảo sản phẩm phản ứng không bị bón cục. Sau khi khuấy liên tục trong 2h, trong erlen lúc này là xà phòng kết tinh có màu trắng. Tiếp theo, hòa tan 13 gam NaCl trong 75ml nước trong becher 250ml, rót toàn bộ sản phẩm xà phòng hóa còn nóng vào becher này. Dùng đủa thủy tinh khuấy trong khoảng 2-3 phút. Hỗn hợp các muối natri (xà phòng) sinh ra ở trạng thái keo. Muốn tách xà phòng ra khỏi hỗn hợp nước và glixerin, phải cho thêm muối ăn vào dung dịch. Xà phòng natri rất ít tan trong nước muối, vì vậy chúng sẽ nổi lên thành một lớp đông đặc ở phía trên. Lọc lấy xà phòng nổi lên bằng phểu Burchner ở áp xuất thấp, tiếp tục rửa lại bằng nước lạnh 2-3 lần (mỗi lần 10 ml nước). Ép lớp xà phòng thu được giữa 2 lớp giấy lọc cho ráo nước hoàn toàn. Ngoài ra việc cho muối NaCl vào để cố định ion Na+ trong xà phòng. Trong nhà máy điều chế xà phòng còn có công đoạn tách và tinh chế glixerin. Sau khi tách xà phòng dung dịch còn lại có chứa glixerin muối ăn và các tạp chất khác.Có thể xử lí bằng phương pháp hóa học trước để làm kết tủa tạp chất,lọc rồi đem chưng cất dưới áp suất thấp. Khi dung dịch đã đậm đặc,dùng máy li tâm để thu hồi muối ăn,tiếp tục cất phân đoạn để thu lấy glixerin. Thí nghiệm 7: Điều chế chất tẩy rửa + Chất tẩy rửa: Do việc điều chế xà phòng bằng lipit có một nhược điểm là không giặt được trong nước cứng vì nó tạo các kết tủa với các ion canxi và magiê bết lên mặt vải làm vải chóng mục → tổng hợp, hợp chất không phải là muối natri của axit cacboxylic, nhưng có tác dụng tẩy rửa như xà phòng. Những hợp chất đó được gọi là các chất tẩy rửa tổng hợp (còn gọi là bột giặt tổng hợp hay xà phòng bột) Chất tẩy rửa tổng hợp có thành phần chính là Natri tetra-propylen benzen sunfonat hoặc dodexybenzen sunfonatnatri. Chất tẩy rửa có cấu tạo 2 phần: - Phần ưa nước là nhóm phân cực: Sunfo –SO3H(-SO3Na) va 2 gốc sunfat (SO42-) - Phần kỵ nước gồm các hyrocacbon không phân cực, có thể là các gốc Alkyl, Aryl, Alkyl aryl,… Phần kỵ nước có cấu tạo mạch thẳng khả năng hoạt động bề mặt tốt hơn mạch nhánh và thường nhóm có hỗn hợp Alkyl và Aryl tốt hơn Alkyl hoặc Aryl đơn thuần. Báo Cáo Thực Hành Hóa Hữu Cơ GVHD: ThS Nguyễn Ánh Nga Nhóm thực hiện: Nhóm1 Trang 33 Tùy theo đặc tính của nhóm ưa nước người ta chia các chất hoạt động bề mặt tổng hợp thành 3 loại:  Loại Anion: Chủ yếu có nhóm SO3-, OSO3-(- SO3Na, - OSO3Na).  Loại Cation: là loại chứa nhóm amin bậc 4 R N CH3Cl- CH3 CH2 C6H5  Loại không ion( trung tính): có nhóm phân cực là nhóm –OH, ête, este,… Điều chế: Cho các axit được tổng hợp từ sản phẩm dầu mỏ với Na2CO3, ta thu được các muối của nó 12 25 6 4 3 3 2 25 6 4 3 2 22 2 1C H C H SOH NaCO C H C H SO Na H O CO        + Thao tác thí nghiệm: Cho 5 gam LAS vào bercher 250ml, khấy đều và thêm từ từ 1,3 gam Na2CO3 rắn khuấy tiếp 5 phút và để yên trong 10 phút. CH3(CH2CH2)9-12C6H5SO3H + Na2CO3 → CH3(CH2CH2) 9-12C6H5SO3Nachất tẩy + H2O + CO2↑ Phản ứng trên cũng có thể minh họa như sau: Hòa tan 0,5ml NaCl trong 10ml nước → cho từ từ vào bercher trên do khuấy nhẹ tạo thành nhiều bọt nên dừng lại đợi bọt lắng xuống mới cho tiếp dung dich NaCl vào. Tương tự như phản ứng điều chế xà phòng, ta cho muối natri clorua vào nhầm thu được chất tẩy rửa, khi chất tẩy rửa ít tan trong muối nước và tách ra khỏi hợp chất → nổi lên. Và dùng muối để cố định ion Na+ trong nhóm –SO3Na Kiểm tra pH dung dịch bằng giấy quỳ, thấy còn màu đỏ ta thêm từ từ từng lượng nhỏ Na2CO3 rắn đến lúc giấy pH chuyển sang hơi xanh. Do nhóm –SO3H là nhóm acid mạnh và nhóm –SO3Na có tác dụng tẩy rữa và nên ta phải kiềm hóa đến khi giấy quỳ chuyển sang hơi xanh. Thu hồi chất rắn ở dạng sệt, đem sấy khô thu được chất tẩy rữa tổng hợp dạng bột trắng. H2C S O OH O n + NaCO3 H2C S O ONa O n +H2O+CO2 CH3CH3 Báo Cáo Thực Hành Hóa Hữu Cơ GVHD: ThS Nguyễn Ánh Nga Nhóm thực hiện: Nhóm1 Trang 34 Thí nghiệm 8: Tính chất của xà phòng và chất tẩy rữa a) Tính chất tạo nhũ tương Nhũ tương là một hệ phân tán cao của hai chất lỏng mà thông thường không hòa tan được với nhau. Thể trong (thể được phân tán) là các giọt nhỏ được phân tán trong thể ngoài (chất phân tán). Tùy theo môi trường chất phân tán mà người ta gọi thí dụ như là nhũ tương nước trong dầu hay nhũ tương dầu trong nước. Lấy 3 ống nghiệm mỗi ống thêm 0,2ml dầu dừa. Và cho tiếp vào:  Ống 1: 5ml nước cất  nhũ tương nước Dầu dừa có 1 đầu ưa nước –OCO-CH2- sẽ đi vào nước, đầu còn lại là gốc R kỵ nước nằm trên bề mặt nước  nhũ tương nước  Ống 2: 5ml nước xà phòng  nhũ tương dầu trong nước Trộn xà phòng với chất hữu cơ thì đầu kỵ nước của xà phòng gốc (R) sẽ quay về phía chất hữu cơ bao bọc lấy chất hữu cơ, còn đầu ưa nước sẽ hướng ra ngoài. Nó làm giảm sức căng bề mặt của chất hữu cơ. Trong nước các nhóm ưa nước sẽ lôi kéo chất hữu cơ khuếch tán vào dung dịch xà phòng và trôi theo nước  Ống 3: 5ml nước chất tẩy rữa  tương tự như xà phòng chất tẩy rửa cũng tạo ra nhũ tương dầu trong nước nhưng nhóm ưa nước không phải là Na-OCO– nữa mà là – SO3Na. Khả năng hình thành nhũ tương  Xà phòng và chất tẩy rửa tổng hợp có tính chất hoạt động bề mặt cao. Chúng có tác dụng làm giảm sức căng bề mặt của các vết bẩn dầu mở bám trên vải... do đó vết bẩn dầu mở được phân chia thành nhiều phần nhỏ hơn và được phân tán vào nước. Người ta đã sử dụng khả năng đó của xà phòng và chất tẩy rửa tổng hợp vào mục đích giặt rửa. b) Tính chất hoạt động trong nước cứng + Lấy 5ml nước xà phòng cho vào 3 ống nghiệm. Xà phòng bị thủy phân mạnh trong nước: C17H33COONa + H2O C17H33COOH + NaOH Ống 1: 2ml dung dịch CaCl2 1%  tạo kết tủa trắng sữa 2C17H33COOH + Ca2+ → (C17H33COO)2Ca + 2H+ Báo Cáo Thực Hành Hóa Hữu Cơ GVHD: ThS Nguyễn Ánh Nga Nhóm thực hiện: Nhóm1 Trang 35 Ống 2: 2ml dung dịch FeCl3 1%  kết tủa màu đỏ nâu FeCl3 + 3OH- → Fe(OH)3↓ + 3Cl- Ống 3: 2ml dung dịch MgCl2 1%  kết tủa trắng sữa 2C17H33COOH + Mg2+ → (C17H33COO)2Mg + 2H+ + Lấy 5ml chất tẩy rữa cho vào 3 ống nghiệm. Phản ứng điều chế chất tẩy rữa có mặt Na2CO3 và dung dịch này có tính bazo nhờ khả năng thủy phân trong nước: Na2CO3 → Na+ + CO32- CO32- + H2O HCO3- + OH-  Ống 1: 2ml dung dịch CaCl2 1%  xuất hiện kết tủa  dung dịch đục Ca2+ + OH- → Ca(OH)2↓vẫn đục  Chất tẩy rửa không tạo tủa với nước cứng  Ống 2: 2ml dung dịch FeCl3 1%  kết tủa vàng nâu Fe3+ + OH- → Fe(OH)3↓vàng nâu  Chất tẩy rữa cũng có khả năng phản ứng với FeCl3 nhưng xét về sự ưu tiên việc tạo ra kết tủa Fe(OH)3 là cao hơn. Gốc –SO3Na sẽ kéo Fe3+ về phía mình tạo tủa tách ra, và còn muối RCl tan  tính tẫy rữa.  Ống 3: 2ml dung dịch MgCl2 1% → xuất hiện kết tủa → dung dịch đục Mg2+ + OH- → Mg(OH)2↓vẫn đục  Chất tẩy rửa không tạo tủa với nước cứng c) Tính kiềm Cho vào 2 ống nghiệm 2 giọt phenoltalien: Ống 1: 2ml nước xà phòng  dung dịch PP không màu chuyển thành màu đỏ tím. Do xà phòng có phản ứng thủy phân mạnh trong nước, nên có tính kiềm khá mạnh C17H33COONa + H2O C17H33COOH + NaOH → Tính bazo tương đối mạnh. Ống 2: 2ml dung dịch chất tẩy rửa  dung dịch PP không màu hóa hồng. Nhóm OH- được tạo ra trong quá trình thủy phân Na2CO3 mang tính bazơ, nhưng nhóm –SO3Na là nhóm acid mạnh →làm cho tính bazơ chất tẩy rữa yếu hơn xà phòng. Báo Cáo Thực Hành Hóa Hữu Cơ GVHD: ThS Nguyễn Ánh Nga Nhóm thực hiện: Nhóm1 Trang 36 BÁO CÁO THỰC HÀNH HOÁ HỮU CƠ BÀI 6: ĐIỀU CHẾ ASPIRIN Nhóm Thực Hiện: Nhóm 1 Ngày Thực Hành: 22-10-2009 Điểm Lời phê I. MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM : Điều chế acid acetic salicilic (aspinrin) bằng phản ứng este hóa II. TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM : Phản ứng điều chế aspirin là phản ứng thuộc loại phản ứng este hóa. Qui trình thí nghiệm điều chế như sau: Có hai giai đoạn chính xảy ra trong quá trình tiến hành thí nghiệm:  Giai đoạn 1: điều chế aspinrin  Giai đoạn 2: tinh chế aspinrin + Giai đoạn 1: điều chế aspinrin Báo Cáo Thực Hành Hóa Hữu Cơ GVHD: ThS Nguyễn Ánh Nga Nhóm thực hiện: Nhóm1 Trang 37 Phương trình phản ứng : COOH OH H3C C H3C C O O O COOH OCOCH3 CH3COOH Do hiệu ứng hút điện tử mạnh của nhân benzen, nên phenol không thể tham gia phản ứng este hóa với các acid cacboxylic, mà phải dùng acid chloride (clorua) hoặc anhydride acid phản ứng xảy ra một chiều, phản ứng được tiến hành bằng cách chuyển phenol thành dạng phenolat trong nước. Tuy nhiên khi có mặt nhóm cacboxyl trong nhân benzen, Phản ứng của dẫn xuất phenol với anhydric acid tiến hành trong môi trường nước với sự có mặt của một ít acid sunfuric đậm đặc. Tuy nhiên do tính acid của anhydride mạnh nên ta có thể không cần sử dụng môi trường xúc tác acid sunfuric  phản ứng vẫn xãy ra. Cơ chế phản ứng : H3C C O H3C C O O OH H3C C O H3C C O O H3C C OH O O C O CH3H O C O H3C O C O H3C OH C O H3C O C O CH3 COOH COOH COOH Cơ chế phản ứng este hóa giữa Anhydrit axetic và acid salicilic có thể được tóm tắc như sau: trước hết nhóm carbonyl của anhydrit được proton hóa, hình thành cation trung gian. Tiếp theo là giai đoạn tấn công của nguyên tử oxygen trên phân tử acid salicilic vào cation này, kèm theo giai đoạn proton hóa và tạo thành CH3COOH. Cuối cùng là giai đoạn tách proton tái sinh xúc tác, hình thành sản phẩm este. Báo Cáo Thực Hành Hóa Hữu Cơ GVHD: ThS Nguyễn Ánh Nga Nhóm thực hiện: Nhóm1 Trang 38 + Giai đoạn 2: tinh chế aspinrin Aspinrin là tinh thể đơn tà có độ tan trong nước là 0,33% (ở 25oC) nên có khả năng hòa tan trong nước rất kém. Và CH3COOH thì tan vô hạn trong nước, nên cho hỗn hợp sản phẩm vào Bercher 250ml có chứa 20ml nước lạnh  thu Aspinrin tinh thể kết tinh. Tuy khả năng tan trong nước kém nhưng khả năng tan trong rượu là tốt, do đó ta cho Aspinrin chưa tinh khiết vào Becher 50ml chứa 10ml cồn và 10ml nước  Aspinrin tan trong rượu, tạp chất đi vào trong nước. Do nhiệt độ sôi của cồn thấp hơn nhiệt độ nóng chảy của Aspinrin nên ta dễ dàng thu được Aspinrin tinh khiết. III. TRẢ LỜI CÂU HỎI: 1. Phương trình và cơ chế của phản ứng ester hóa: Phản ứng este hóa thực chất là sự ankyl hóa nhóm hydroxy hay nói cách khác là một sự thế hidro của nhóm hiđroxi bằng nhóm axyl. Tác nhân axyl hóa trong trường hôp này có thể là bản thân axit caboxylic (R-COOH), anhyđric axit (R-CO)2O hay halogenua axit (R-COX). Nhưng phản ứng giữa ancol và axit cacboxylic để tạo ra este thường phổ biến và quan trọng hơn. Phản ứng có thể xảy ra theo hai cách : RCOOH HO R' RCOOR' HOH RCOOH HO R' RCOOR' HOH (1) (2) Phản ứng thường xãy ra theo kiểu (1) còn kiểu (2) thường xãy ra giữa ancol và acid vô cơ không chứa oxi hay giữa acid cacboxilic với các ancol bậc 3 trong acid mạnh. Phản ứng este hóa thường phải có mặt xúc tác để làm tăng tốc độ phản ứng vì phản ứng este hóa không có mặt xúc tác diễn ra rất chậm. Khi có mặt xúc tác axit H+, nó làm tăng tính dương của C, vì vậy nó làm tăng khả năng phản ứng với tác nhân ái nhân, làm cho nhóm –OH của phân tử rượu dễ dàng tấn công vào C của nhóm carbonyl trong axit, tạo thành hợp chất trung gian kém bền, hợp chất này sẽ tự phân hủy thành este bền. Phản ứng este hóa là phản ứng thuận nghịch. Vì vậy, bình thường khi đạt trạng thái cân bằng thì hiệu suất không vượt quá 66,7%. Tuy nhiên có thể chuyển dịch cân bằng theo chiều thuận bằng cách :  Dùng dư một trong các chất tham gia phản ứng, thường dùng dư ancol. Báo Cáo Thực Hành Hóa Hữu Cơ GVHD: ThS Nguyễn Ánh Nga Nhóm thực hiện: Nhóm1 Trang 39  Giảm nồng độ chất tạo thành trong phản ứng.  Dùng xúc tác để thúc đẩy phản ứng như axit sunfuric, nhựa trao đổi ion, các muối axit kim loại … 2. Nêu vai trò của Na2CO3 trong phòng thí nghiệm: Na2CO3 được sử dụng chủ yếu để trung hòa các axit còn dư sau khi tiến hành phản ứng. Đó là do sản phẩm khi thu được vẫn còn pha lẫn một ít chất phản ứng ban đầu: axit salixilic, anhiric axetic và H2SO4. Tuy nhiên với axit salixilic và anhiric axetic có khả năng hòa tan vào trong nước nên ta có thể rửa sản phẩm bằng nước cất rồi lọc trong bình hút chân không. Nhưng đối với axit H2SO4 thì ta phải hoà tan vaò trong Na2CO3 vì Na2CO3 có khả năng hấp thụ gốc SO42-. Ta sử dụng Na2CO3 mà không sử dụng NaOH là để tránh ester bị thủy phân. Sau đó ta rửa lại để loại bỏ muối. 3. Tính chất và ứng dụng của etyl axetat: + Tính chất: - Thủy phân trong môi trường axit : Đun nóng este với nước , có axit vô cơ xúc tác, phản ứng tạo ra axit axetic và rượu etylic . Nhưng cũng trong điều kiện đó , axit axetic lại kết hợp với rượu etylic tạo este trở lại do đó đây là loại phản ứng thủy phân thuận nghịch. - Trong môi trường bazo: Đun nóng etyl axetat với dung dịch natri hidroxit, phản ứng tạo ra muối natri axetat và rượu. Phản ứng này còn gọi là phản ứng xà phòng hóa. + Ứng dụng: Axetat etyl hay Etyl axetat là một hợp chất hữu cơ với công thức CH3CH2OC(O)CH3. Đây là một chất lỏng không màu có mùi dễ chịu và đặc trưng, tương tự như các loại sơn móng tay hay nước tẩy sơn móng tay, trong đó nó được sử dụng. Là một loại este thu được từ êtanol và axít axetic, nó thường được viết tắt là EtOAc, và được sản xuất ở quy mô khá lớn để làm dung môi. Axetat etyl là một dung môi phân cực nhẹ, dễ bay hơi, tương đối không độc hại và không hút ẩm. Là chất nhận cũng như cho liên kết hiđrô yếu. Axetat etyl có thể hòa tan tới 3% nước và nó có độ hòa tan trong nước là ~8% ở nhiệt độ phòng. Khi nhiệt độ tăng cao thì độ hòa tan trong nước được tăng lên. Có thể trộn lẫn với một số dung môi Báo Cáo Thực Hành Hóa Hữu Cơ GVHD: ThS Nguyễn Ánh Nga Nhóm thực hiện: Nhóm1 Trang 40 khác như êtanol, benzen, axeton hay dietyl ete. Không ổn định trong dung dịch có chứa axít hay bazơ mạnh. Axetat etyl được dùng rộng rãi làm dung môi cho các phản ứng hóa học cũng như để thực hiện công việc chiết các hóa chất khác. Tương tự, nó cũng được dùng trong sơn móng tay và thuốc tẩy sơn móng tay hay dùng để khử cafêin của các hạt cà phê hay lá chè. Axetat etyl cũng có mặt trong một số loại kẹo, hoa quả hay nước hoa do nó bay hơi rất nhanh và để lại mùi nước hoa trên da. Nó cũng tạo ra hương vị tương tự như của các loại quả đào, mâm xôi hay dứa. Đây là một đặc trưng của phần lớn các este. Axetat etyl cũng có mặt trong rượu vang. Nó được coi là một chất gây ô nhiễm khi ở nồng độ cao, khi các loại rượu vang để lâu trong không khí. Ở nồng độ cao trong rượu vang, nó được coi là chất tạo ra mùi vị lạ, là vị chua bất thường do bị thủy phân dần dần để trở thành axít axetic. Axetat etyl là một chất độc có hiệu lực để sử dụng trong thu thập và nghiên cứu côn trùng. Trong các lọ chứa axetat etyl, hơi của nó sẽ giết chết côn trùng rất nhanh mà không làm hỏng hình dạng của chúng. Do không hút ẩm nên axetat etyl cũng giữ cho côn trùng đủ mềm để có thể thực hiện các công việc ép xác tiếp theo. 4. Tính chất và ứng dụng của Aspirin : Là chất kết tinh không màu, tan ít trong nước nhưng tan tốt trong rượu. Aspirin được phát hiện từ thế kỷ XIX, kể thừ đó đến nay nó được xem như là thần dược trong việc ngăn chặn và cắt đứt cơn đau.Không những thế Aspirin còn được xem là người bạn đồng hành với bệnh nhân tim mạch , bởi lẻ Aspirin không gây rối loạn tim mạch. Với một người tim mạch khi sử dụng Aspirin sẽ an toàn hơn sử dụng Paracitamol , một lượng Paracitamol 400mg có thể gây rối loạn nhịp tim và nguy cơ gây tử vong cao gấp 3 lần so với sử dụng Aspirin ( theo các nhà nghiên cứu của Đại Học Ilinoi Mỹ ). Sở dĩ Aspirin có công năng tuyệt vời này là do Aspirin có đặc tính của một este do đó nó dễ dàng thủy phân trong môi trường axit bên trong thành ruột quá trình này kèm theo sự cân bằng các enzim tổng hợp hoocmon gây ra triệu chứng nhức đầu và những cơn đau . Sự cân bằng này thiết lập một trạng thái điều độ trong quá trình tổng hợp các axit amin tiếp theo làm kìm hãm sự phát sinh quá mức các enzim tổng hợp hoocmon gây triệu chứng nhức đầu và đau đớn do chấn thương. Chính Báo Cáo Thực Hành Hóa Hữu Cơ GVHD: ThS Nguyễn Ánh Nga Nhóm thực hiện: Nhóm1 Trang 41 vì vậy cho đến ngày nay vai trò của Aspirin trong quá trình điều trị vẫn không hề giảm sút, nó vẫn luôn giữ được vị trí của minh trong thế giới dược phẩm trị liệu. Aspirin thường được dùng để trị đau nhức và sưng vì bất cứ lý do gì. Ví dụ sưng vì thấp khớp, trái tay, trị đau tim vì bị nghẽn mạch vành tim, trị bệnh tai biến mạch máu não, tác dụng hạ sốt, giảm đau, chống viêm, tác dụng lên tiểu cầu,…