Bài giảng Phân tích hữu cơ

PHÂN TÍCH TRONG TRƯỜNG PTthanhhung083@gmail.comTRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNGNội dung nghiên cứuPhân tích định lượng:Xác định hàm lượng các nguyên tố có trong HCHCPhân tích định tính:Xác định thành phần các nguyên tố có trong HCHCPhân tích nguyên tốCác phần trong bài họcĐại học sư phạm – Đại học Đà NẵngI. Phân tích đinh tính1. Xác định CACBON2. Xác định HIDRO3. Xác định NITO4. Xác định HALOGENPhân tích định tínhCác phần trong bài họcĐại học sư phạm – Đại học Đà Nẵng1. Xác định CACBONLàm thế nào để ta biết được trong các hợp chất hữu có có Cacbon?Như ta đã biết thế giới hữu cơ là thế giới của nguyên tố Cacbon.Để kiểm chứng điều này ta có thể oxi hóa các hợp chất hữu cơ (vd: đốt cháy) khí thoát ra cho sục vào dung dịch Ca(OH)2 thì thấy có hiện tượng kết tủa → có CO2 → có CACBONVậy thuốc thử là Ca(OH)2Phân tích định tínhĐại học Sư Phạm – Đại học Đà NẵngBACK2. Xác định HIDROĐể xác đinh sự có mặt của HIDRO trong các hợp chất hữu cơ ta cũng dùng phương pháp oxi hóa chất hữu cơ (vd: đốt cháy) rồi thu hỗn hợp khí cho vào bình đựng CuSO4 khan → thấy CuSO4 khan màu trắng chuyển sang màu xanh → có H2O → có HIDRO Ngoài ra còn có nhiều cách khác như dùng H2SO4 đặc hút nước để định tính cũng như định lượng H2O có trong hỗn hợp khí (phần này sẽ nói kĩ trong PTDL)Phân tích định tínhĐại học Sư Phạm – Đại học Đà NẵngBACK3. Xác định NITOMột số các hợp chất hữu cơ còn có chứa thành phần là nito, làm thế nào để nhận biết nito?Khi đun với H2SO4 đặc, nito có trong một số hợp chất hữu cơ có thể chuyển thành muối amoni và được nhận biết dưới dạng vết NH3Ngoài ra ta còn có nhiều cách, cách hay dùng trong phân tích định tính cũng như định lượng là oxi hóa chất hữu cơ (vd: đốt cháy) rồi cho qua nhiều loại dung dịch để hấp thụ các khí thu được, do có tính chất trơ tốt nên N2 sẽ không phản ứng và khí còn lại là Nito → HCHC có chứa N2Phân tích định tínhĐại học Sư Phạm – Đại học Đà NẵngBACK4. Xác định HALOGEN	Các halogen rất dễ bị chuyển thành dạng muối nên ta dễ dàng nhận ra nó dưới dạng các phản ứng đặt trưng khi đã đưa nó về dạng muốiMột trong những cách đơn giản để đưa về dạng muối halogen là đốt cháy HCHCClo, Brom được nhận biết bằng AgNO3Flo ít gặp trong HCHC, Iot dễ nhận biết dưới dạng hơi màu tím (vì dễ chuyển thành dạng tự do hơn)Phân tích định tínhĐại học Sư Phạm – Đại học Đà NẵngBACKII. Phân tích đinh lượngPhân tích định lượng nhằm xác định tỉ lệ khối lượng (hàm lượng) các nguyên tố trong hợp chất hữu cơNgười ta phân hủy chất hữu cơ thành các hợp chất vô cơ đơn giản rồi định lượng chúng bằng các phương pháp khối lượng, phương pháp thể tích hoặc phương pháp khácKết quả biểu diễn ra tỉ lệ % về khối lượngSơ lược về PTĐLĐại học sư phạm – Đại học Đà NẵngII. Phân tích đinh lượng5. Định lượng CÁC NGUYÊN TỐ KHÁC4. Đinh lượng OXI3. Định lượng NITO2. Định lượng HIDRO1. Định lượng CACBONCác phần trong bài họcĐại học sư phạm – Đại học Đà NẵngPhân tích định lượng1. Định lượng CACBONOxi hóa hoàn toàn một lượng xác định hợp chất hữu cơ A (mA) rồi cho hấp thụ lượng H2O vào CO2 sinh ra, hàm lượng %C tính từ khối lượng CO2 (mCO2) sinh ra như sau:Phân tích định lượngĐại học sư phạm – Đại học Đà NẵngBACK2. Định lượng HIDROOxi hóa hoàn toàn một lượng xác định hợp chất hữu cơ A (mA) rồi cho hấp thụ lượng H2O vào CO2 sinh ra, hàm lượng %H tính từ khối lượng H2O(mH2O)sinh ra như sau:Phân tích định lượngĐại học sư phạm – Đại học Đà NẵngBACK3. Định lượng NITONung m (mg) chất A chứa N với CuO trong dòng khí CO2:CxHyOzNt → CO2 + H2O + N2Hấp thụ CO2 và H2O bằng dung dịch kiềm, đo được thể tích còn lại. Giả sử xác định được V(ml) khí N2 (đkc) thì khối lượng nito (mN) và hàm lượng %N được tính như sau:Phân tích định lượngĐại học sư phạm – Đại học Đà NẵngBACK3. Định lượng OXYTrong các HCHC chủ yếu chỉ chứa 3 nguyên tố là C, H, O, N, đối với những HC này ta chỉ cần xác định % của các nguyên tố C, H, N rồi oxy ta dễ dàng suy ra được nhờ:%C + %H + %O + %N = 100%→ Việc suy ra % của O là hết sức dễ dàng.Tuy nhiên cũng trong nhiều trường hợp ta không có được điều này do các HCHC này còn chứa các nguyên tố khác như Hal, S, P,Phân tích định lượngĐại học sư phạm – Đại học Đà NẵngBACK3. Định lượng các nguyên tố khácNhư đã nói ở trên các nguyên tố lạ đôi khi cũng xuất hiện trong thành phần của các HCHC nên việc định lượng chúng cũng có những phương pháp riêng cho từng loại nguyên tốHalogen: phân hủy HCHC, chuyển Hal về dạng HX rồi định lượng dưới dạng AgX (X = Cl, Br)Lưu huỳnh: phân hủy HCHC rồi định lượng S dưới dạng sunfatLúc này oxi được định lượng cuối cùng như cách tính ở trênPhân tích định lượngĐại học sư phạm – Đại học Đà NẵngBACKPhân tích nguyên tốPhương pháp phân tích nguyên tố là 1 phương pháp cực kì quan trọng trong việc xác định hàm lượng % của các nguyên tố trong hợp chất, nhưng chỉ dừng lại ngang đó ta không thể hình dung được CTPT hay CTCT của 1 HCHC. Muốn làm được việc này ta phải tìm được tỉ lệ của các nguyên tố thông qua hàm lượng %.Công việc xác định tỉ lệ này khá đơn giản tuy nhiên ta cũng chỉ mới suy ra được những con số tỉ lệ.Phân tích định lượngĐại học sư phạm – Đại học Đà NẵngPhân tích nguyên tốTa có công thức CxHyOzNt chẳng hạn, ta đã suy ra hàm lượng % của các nguyên tố trong hợp chất trên, và cả tỉ lệ của các nguyên tố. Tuy nhiên con số này không phải giá trị thực của chỉ số nguyên tố trong phân tử mà chỉ đơn thuần là những con số rút gọn, hay nói cách khác, công thức ta thu được chỉ mới là công thức đơn giản nhất (hay còn gọi là công thức kinh nghiệm)Phân tích định lượngĐại học sư phạm – Đại học Đà NẵngPhân tích nguyên tốPhương pháp phân tích nguyên tố là 1 phương pháp cực kì quan trọng trong việc xác định hàm lượng % của các nguyên tố trong hợp chất, nhưng chỉ dừng lại ngang đó ta không thể hình dung được CTPT hay CTCT của 1 HCHC. Muốn làm được việc này ta phải tìm được tỉ lệ của các nguyên tố thông qua hàm lượng %.Công việc xác định tỉ lệ này khá đơn giản tuy nhiên ta cũng chỉ mới suy ra được những con số tỉ lệ.Phân tích định lượngĐại học sư phạm – Đại học Đà NẵngPhân tích nguyên tốDo đó ta cần 1 phương pháp nữa để xác định CTPTvà CTCT phù hợp cho 1 HCHCTa có nhiều phương pháp để làm việc này, tuy nhiên ta cần thông qua phương pháp xác định công thức kinh nghiệm trước khi đi đến phương pháp xác định CT nguyên và công thức cấu tạoPhân tích định lượngĐại học sư phạm – Đại học Đà NẵngTổng quát lạiXác định CTCT của 1 HCHCCTCTCTPTCTKN% NTPhân tích định lượngĐại học sư phạm – Đại học Đà NẵngXác định công thức kinh nghiệmVí dụ cho 1 bài toán: 1 HCHC A có 3 nguyên tố C, H, O. Đặt A là CxHyOzTa có:Phân tích định lượngĐại học sư phạm – Đại học Đà Nẵng%C = 73,14%%H = 7,24%%O = 19,62%	= 4,971 : 5,905 : 1,000	= 	5 : 6 : 1Xác định công thức kinh nghiệmVậy công thức kinh nghiệm của HC trên là C5H6OTa dễ thấy các chữ số 5, 6, 1 đều là những chỉ số rút gọn nên công thức trên vẫn chưa chắc là CTPT của chất A đóVậy cách chung để xác định CTKN là:Phân tích định lượngĐại học sư phạm – Đại học Đà NẵngXác định công thức phân tửSau khi đã có công thức kinh nghiệm, ta cần có thêm 1 dữ kiện nữa để tìm công thức nguyên tức là công thức phân tử. Đó chính là khối lượng phân tử của chất đó.Việc xác định công thức phân tử có nhiều cách và tùy thuộc vào điều kiện đã cho của bài toán như phương pháp: tỉ khối hơi, độ tăng nhiệt độ sôi nhiệt độ nóng chảy, hoặc đơn giản hơn là dựa vào công thức M = m/nPhân tích định lượngĐại học sư phạm – Đại học Đà NẵngXác định công thức phân tửSau đây ta sẽ có các dạng bài tập tìm công thức phân tử như sauPhân tích định lượngĐại học sư phạm – Đại học Đà NẵngLậpCTPTBiết % khốilượng 1 nguyên tốBiết MTừ PT đốt cháySử dụng giá trị trung bìnhBiết % toànbộ các nguyên tốBiện luận từ CT nguyênthanhhung0803@gmail.comThank You !Đại học sư phạm – Đại học Đà Nẵng