Sách bài tập Hóa 11 Bài 11 (Kết nối tri thức): Phương pháp tách biệt và tinh chế hợp chất hữu cơ

Giải SBT Hóa 11 Bài 11: Phương pháp tách biệt và tinh chế hợp chất hữu cơ

Bài 11.1 trang 43 Sách bài tập Hóa học 11: Chưng cất là phương pháp tách chất dựa vào sự khác nhau về tính chất vật lí (ở một áp suất nhất định) nào sau đây của các chất trong hỗn hợp?

A. Nhiệt độ sôi.

B. Nhiệt độ nóng chảy.

C. Độ tan.

D. Màu sắc.

Lời giải:

Đáp án đúng là: A

Chưng cất là phương pháp tách chất dựa vào sự khác nhau về nhiệt độ sôi của các chất trong hỗn hợp.

Bài 11.2 trang 43 Sách bài tập Hóa học 11: Chiết là phương pháp dùng một dung môi thích hợp hoà tan chất cần tách chuyển sang pha lỏng (gọi là dịch chiết) và chất này được tách ra khỏi hỗn hợp các chất còn lại. Tách lấy dịch chiết, giải phóng dung môi sẽ thu được

A. chất cần tách.

B. các chất còn lại.

C. hỗn hợp ban đầu.

D. hợp chất khí.

Lời giải:

Đáp án đúng là: A

Khi tách lấy dịch chiết, giải phóng dung môi sẽ được chất cần tách.

Bài 11.3 trang 43 Sách bài tập Hóa học 11: Dung môi thích hợp được lựa chọn trong phương pháp kết tinh thường là dung môi trong đó độ tan của chất cần tinh chế

A. không thay đổi khi thay đổi nhiệt độ của dung dịch.

B. tăng nhanh khi tăng nhiệt độ, tan kém ở nhiệt độ thường.

C. giảm nhanh khi tăng nhiệt độ, tan tốt ở nhiệt độ thường.

D. lớn ở nhiệt độ thường và nhỏ ở nhiệt độ cao.

Lời giải:

Đáp án đúng là: B

Dung môi thích hợp được lựa chọn trong phương pháp kết tinh thường là dung môi trong đó độ tan của chất cần tinh chế tăng nhanh khi tăng nhiệt độ, tan kém ở nhiệt độ thường.

Bài 11.4 trang 43 Sách bài tập Hóa học 11: Trong phương pháp sắc kí, hỗn hợp lỏng hoặc khí của các chất cần tách là pha động. Pha động tiếp xúc liên tục với pha tĩnh là một chất rắn có diện tích bề mặt rất lớn, có khả năng hấp phụ ...(1)... với các chất trong hỗn hợp cần tách, khiến cho các chất trong hỗn hợp di chuyển với tốc độ... (2)... và tách ra khỏi nhau. Cụm từ thích hợp điền vào chỗ trống (1) và (2) lần lượt là

A. (1) giống nhau và (2) giống nhau.

B. (1) khác nhau và (2) khác nhau.

C. (1) khác nhau và (2) giống nhau.

D. (1) giống nhau và (2) khác nhau.

Lời giải:

Đáp án đúng là: B

Trong phương pháp sắc kí, hỗn hợp lỏng hoặc khí của các chất cần tách là pha động. Pha động tiếp xúc liên tục với pha tĩnh là một chất rắn có diện tích bề mặt rất lớn, có khả năng hấp phụ khác nhau với các chất trong hỗn hợp cần tách, khiến cho các chất trong hỗn hợp di chuyển với tốc độ giống nhau và tách ra khỏi nhau.

Bài 11.5 trang 44 Sách bài tập Hóa học 11: Trong quá trình chưng cất dầu thô, người ta thu được nhiều phân đoạn dầu mỏ trong đó có xăng (thành phà̀n chính là hỗn hợp các hydrocarbon có số nguyên tử C từ 4 đến 12, nhiệt độ sôi khoảng từ 40^oC đến 200 ^oC) và dầu hoả (thành phần chính là hỗn hợp các hydrocarbon có số nguyên tử C từ 12 đến 16, nhiệt độ sôi khoảng từ 200 ^oC đến 250 ^oC). Sản phẩm thu được ở 150 ^oC đến 200 ^oC là

A. xăng.

B. dầu hoả.

C. xăng và dầu hoả.

D. dầu hoả và xăng.

Lời giải:

Đáp án đúng là: C

Sản phẩm thu được ở 150 ^oC đến 200 ^oC là xăng và dầu hoà.

Bài 11.6 trang 44 Sách bài tập Hóa học 11: Thêm benzene vào ống nghiệm đựng dung dịch nước bromine. Sau một thời gian quan sát thấy màu đỏ nâu của bromine

A. chủ yếu trong lớp nước.

B. chủ yếu trong lớp benzene.

C. phân bố đồng đều ở hai lớp.

D. bị mất màu hoàn toàn.

Lời giải:

Đáp án đúng là: B

Sau một thời gian quan sát thấy màu đỏ nâu của bromine chủ yếu trong lớp benzene.

Bài 11.7 trang 44 Sách bài tập Hóa học 11: Xét ba yêu cầu: (a) không hoà tan tạp chất; (b) không có tương tác hoá học với chất kết tinh; (c) dễ bay hơi, dễ kiếm, rẻ tiền. Trong ba yêu cầu này, có bao nhiêu yêu cầu là cần thiết đối với dung môi được lựa chọn trong phương pháp kết tinh?

A. 0 .

B. 1 .

C. 2 .

D. 3 .

Lời giải:

Đáp án đúng là: D

Các yêu cầu là cần thiết đối với dung môi được lựa chọn trong phương pháp kết tinh là không hoà tan tạp chất; không có tương tác hoá học với chất kết tinh và dễ bay hơi, dễ kiếm, rẻ tiền.

Bài 11.8 trang 44 Sách bài tập Hóa học 11: Một học sinh muốn tách một hỗn hợp gồm benzoic acid, naphthalene và n-butylamine hoà tan trong ether. Đầu tiên, bạn học sinh thêm vào hồn hợp dung dịch HCl và chiết phần dung dịch nước thì thu được dung dịch A. Sau đó, bạn thêm dung dịch NaOH vào phần còn lại và chiết phần dung dịch nước thì thu được dung dịch B. Phần còn lại là dung dịch C. Xác định các chất được chuyển vào các dung dịch A, B và C.

Lời giải:

Dung dịch A chứa n-butylamine do chất này có nhóm –NH₂ có tính base (tương tự NH₂) phản ứng với acid tạo muối (dạng ion) tan tốt trong nước.

N-C₄H₉NH₂ + HCl → n-C₄H₉NH₃⁺Cl^-

Dung dịch B chứa benzoic acid do chất này có nhóm –COOH có tính acid (tương tự CH₃COOH) phản ứng với base tạo muối (dạng ion) tan tốt trong nước.

C₆H₅COOH + NaOH → C₆H₅COO-Na⁺ + H₂O

Dung dịch C chứa naphthalene tan trong ether do chất này không phân cực, gần như không tan trong nước.

Bài 11.9 trang 45 Sách bài tập Hóa học 11: Để tách đường saccharose (succrose, C12H22O11) từ nước mía (đã làm sạch tạp chất rắn và tạp chất màu), người ta dùng phương pháp kết tỉnh lại. Nhược điểm của việc đun nóng nước đường để bay hơi nước và kết tinh đường là ở nhiệt độ cao, dung dịch nước đường đặc có thể bị caramel hoá (chuyển qua màu vàng nâu và có mùi đặc trưng) hoặc than hoá (chuyển thành carbon màu đen). Đề xuất biện pháp kết tinh đường tránh hiện tượng caramel hoá và than hoá này.

Lời giải:

Để tránh hiện tượng caramel hoá hoặc than hoá, người ta có thể sử dụng biện pháp kết tinh lại dưới áp suất thấp (nhiệt độ sôi phụ thuộc áp suất bề mặt, khi áp suất thấp, nước bay hơi ở nhiệt độ thấp hơn và như vậy quá trình kết tinh lại sẽ diễn ra ở nhiệt độ thấp, không xảy ra hiện tượng caramel hoá hoặc than hoá). Người ta cũng có thể sử dụng mầm kết tinh để kết tinh đường từ dung dịch đậm đặc ở điều kiện thường.

Bài 11.10 trang 45 Sách bài tập Hóa học 11: Phương pháp sắc kí giấy được áp dụng để xét nghiệm độ tinh khiết của các hoá chất trong dược khoa, phát hiện thuốc trừ sâu, thuốc diệt côn trùng trong thức ăn,... Sự tách các chất bằng phương pháp sắc kí giấy dựa chủ yếu trên sự khác nhau về sự phân bố của của các chất trên giấy (cellulose) tẩm nước. Loại chất nào sẽ di chuyển nhanh và loại chất nào sẽ di chuyển chậm trên pha tĩnh là cellulose này?

Lời giải:

Cellulose là một hợp chất phân cực, hấp phụ tốt các chất phân cực, nên các chất càng kém phân cực sẽ di chuyển càng nhanh và càng phân cực sẽ di chuyển càng chậm trên pha tĩnh này.

Lý thuyết Phương pháp tách biệt và tinh chế hợp chất hữu cơ

1. Phương phép chưng cất

a. Nguyên tắc

Chưng cất là phương pháp tách chất dựa vào sự khác nhau về nhiệt độ sôi của các chất trong hỗn hợp ở một áp suất nhất định.

b. Cách tiến hành

Chất lỏng cần tách được chuyển sang pha hơi, rồi làm lạnh cho hơi ngưng tụ, thu lấy chất lỏng ở khoảng nhiệt độ thích hợp.

c. Ứng dụng

Phương pháp chưng cất dùng để tách các chất lỏng ra khỏi hỗn hợp các chất có nhiệt độ sôi khác nhau nhằm thu được chất lỏng tinh khiết hơn.

2. Phương pháp chiết

a. Nguyên tắc

Chiết là phương pháp tách biệt và tinh chế hỗn hợp các chất dựa vào sự hoà tan khách nhau của chúng trong hai môi trường không trộn lẫn vào nhau.

b. Cách tiến hành

- Chiết lỏng - lỏng: thường dùng để tách các chất hữu cơ hoà tan trong nước.

- Chiết lỏng - rắn: dùng dung môi lỏng hoà tan chất hữu cơ để tách chúng ra khỏi hỗn hợp rắn.

c. Ứng dụng

Phương pháp chiết lỏng – lỏng dùng để tách lấy chất hữu cơ khi nó ở dạng nhũ tương hoặc huyền phù trong nước. Áp dụng phương pháp chiết lỏng – rắn để tách lấy chất hữu cơ ra khỏi một hỗn hợp ở thể rắn, thường được áp dụng để ngâm rượu thuốc, phân tích thổ nhưỡng, phân tích dư lượng thuốc bảo vệ thực vật,…

3. Phương pháp kết tinh

a. Nguyên tắc

Kết tinh là phương pháp tách biệt và tinh chế hỗn hợp các chất rắn dựa vào độ tan khác nhau và sự thay đổi độ tan của chúng theo nhiệt độ.

b. Cách tiến hành

- Hoà tan chất rắn lẫn tạp chất vào dung môi để tạo dung dịch bão hoà nhiệt độ cao.

- Lọc nóng loại bỏ chất không tan.

- Để nguội và làm lạnh dung dịch thu được, chất cần tinh chế sẽ kết tinh.

- Lọc để thu được chất rắn.

c. Ứng dụng

- Phương pháp này được dùng để tách và tinh chế chất rắn.

4. Sắc kí cột

a. Nguyên tắc

Sắc kí cột là phương pháp tách biệt và tinh chế hỗn hợp các chất dựa vào sự phân bố khác nhau của chúng giữa hai pha động và pha tĩnh.

b. Cách tiến hành

- Sử dụng các cột thuỷ tinh có chứa các chất hấp phụ dạng bột.

- Cho hỗn hợp cần tách lên cột sắc kí.

- Cho dung môi thích hợp chảy liên tục qua cột sắc kế.

- Cho hỗn hợp cần tách lên cột sắc kí.

- Cho dung môi thích hợp chảy liên tục qua cột sắc kí. Thu các chất hữu cơ được tách ra ở từng phân đoạn khác nhau sau khi đi ra khỏi cột sắc kí.

- Loại bỏ dung môi để thu được chất cần tách.

c. Ứng dụng

Phương pháp sắc kí cột thường dùng để tách các chất hữu cơ có hàm lượng nhỏ và khó tách ra khỏi nhau.

Sơ đồ tư duy Phương pháp tách biệt và tinh chế hợp chất hữu cơ

Xem thêm các bài giải SBT Hóa học 11 sách Kết nối tri thức hay, chi tiết khác:

Bài 12: Công thức phân tử hợp chất hữu cơ

Bài 13: Cấu tạo hoá học hợp chất hữu cơ

Bài 14: Ôn tập chương 3

Bài 15: Alkane

Bài 16: Hydrocarbon không no