Bài giảng Phân tích hữu cơ: Chương 4 - TS. Nguyễn Thị Thảo Trân

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:69

Thêm vào BST

Báo xấu

11
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Phân tích hữu cơ - Chương 4: Phân tích định lượng nguyên tố, nhóm chức và ước lượng hóa sinh, cung cấp những kiến thức như định lượng nguyên tố; định lượng hóa sinh; định lượng nhóm chức. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Phân tích hữu cơ: Chương 4 - TS. Nguyễn Thị Thảo Trân

CHƯƠNG 4: PHÂN TÍCH ĐỊNH LƯỢNG NGUYÊN PHÂN TỐ, NHÓM CHỨC VÀ ƯỚC LƯỢNG TÍCH HỮU CƠ HÓA SINH Tp. HCM, 09-2016 GVGD: TS. NGUYỄN THỊ THẢO TRÂN Email: ntttran@hcmus.edu.vn
❑ ĐỊNH LƯỢNG NGUYÊN TỐ ❑ ĐỊNH LƯỢNG HÓA SINH - C và H - CARBOHYDRATE - N - S - AMINO ACID - Halogen - ASCORBIC ACID ❑ ĐỊNH LƯỢNG NHÓM CHỨC - PROTEIN - ACID BÉO TỰ DO - HYDROXYL VÀ AMINO - CHỈ SỐ IODINE - ACETYL, ESTER, VÀ AMIDE - CHỈ SỐ SAVON HÓA - CARBONYL - CHOLESTEROL - CARBOXYLIC ACID - DNA - ĐƯỜNG - RNA - ĐỘ BẤT BÃO HÒA
ĐỊNH LƯỢNG NGUYÊN TỐ ➢ CARBON và HYDROGEN Phương pháp Liebig C & H trong hợp chất hữu cơ được định lượng qua phản ứng cháy (sự oxide hóa) với oxygen. Tuy nhiên, nếu hợp chất chứa halogen, sulfur, nitrogen cần phải loại bỏ các nguyên tố này trước khi thực hiện phản ứng cháy. 𝑦 𝑦 𝐶 𝑥 𝐻 𝑦 + (𝑥 + )𝑂2 → 𝑥𝐶𝑂2 + 𝐻2 𝑂 4 2 Hệ thống ước lượng bao gồm: - Bộ phận làm tinh khiết oxygen - Ống thực hiện sự cháy - Ống hấp phụ - Chai mariotte (chai siphon) Chai mariotte
HỆ THỐNG ƯỚC LƯỢNG C VÀ H Friedrich U tube
HỆ THỐNG ƯỚC LƯỢNG C VÀ H
▪ Bộ phận làm tinh khiết oxygen: oxygen sẽ được làm sạch bằng cách đi qua ống Friedrich U với một nhánh chứa amiang soda (soda asbestos) và một nhánh làm khan chứa magnesium perchlorate, Mg(ClO4)2, khan. Một bên còn lại Ống chữ U được nối với một bộ phận đếm bọt khí có chứa H2SO4 đđ với tốc độ dòng oxygen được điều chỉnh ở mức 1-2 bọt/giây. Khí oxygen sau khi qua bộ phận này sẽ hoàn toàn tinh khiết (khan, không chứa CO2) và tiếp tục đi vào ống đốt (combustion tube). ▪ Ống đốt: Ống đốt thích hợp cho phân tích hợp chất hữu cơ là ống thủy tinh cứng hoặc silica trong suốt dài 90 cm, đường kính 1.5-2 cm, hở 2 đầu.
➢ NITROGEN Phương pháp Kjeldahl Hợp chất hữu cơ chứa nitrogen + H2SO4 đđ → (NH4)2SO4 (NH4)2SO4 + 2 NaOH → Na2SO4 + 2 NH3 + H2O Lưu ý: - Ước tính nitrogen trong hợp chất hữu cơ chứa các liên kết N-O, N-N (nitro, nitroso, azo, oxime, osazone), cần phải khử các nhóm nitrogen này thành nhóm amine bằng HCl. - Các hợp chất hương phương dị vòng chứa nitrogen (acid nicotinic) đòi hỏi phải có sự hiện diện của Hg trong hỗn hợp phá mẫu nhằm cắt đứt nối C-N-C (thường thực hiện việc phân hủy trong 1 h ở 370 oC)
Các bước thực hiện: - Phá mẫu: cho hợp chất cần định lượng (100 – 200 g) vào trong bình Kjeldahl, tiếp tục cho 25 mL H2SO4 đđ cùng với 5.25 g hỗn hợp xúc tác (5 g K2SO4 + 0.25 g CuSO4) và một ít bột Se vào. Trong đó, K2SO4 đóng vai trò giúp tang nhiệt độ sôi, còn CuSO4 đóng vai trò xúc tác. Tiến hành đun đến khi hỗn hợp dung dịch chuyển thành không màu. Để nguội và pha loãng với nước cất (2-3 lần), cho hỗn hợp vào bình cầu đáy tròn 1 L của hệ thống. - Chưng cất và chuẩn độ 𝑉1 −𝑉2 ×0.5603𝑥100 - Tính toán: % nitrogen = Trong đó, W là khối lượng mẫu cân 𝑊
Phương pháp Dumas CxHyNz+ CuO → xCO2 + y/2 H2O + z/2 N2 + Cu Oxide của nitrogen + Cu → oxide Cu + N2
➢ SULPHUR Mẫu (0.2-0.5 g) Phương pháp đun chảy 1. Cho vào chén nung nickel 2. Nung ở 80-100 oC trong 1-2 h Cân hợp chất cần phân tích đun chảy 3. Tiếp tục nung với ngọn lửa nhỏ với hỗn hợp KOH:Na2O2 (2:1) hoặc với Mẫu nóng chảy hoàn toàn NaHCO3 khan:KNO3 (4:3) trong chén 1. Tiếp tục nung ở lửa lớn thêm 1 h 2. Làm lạnh nung Ni. Lượng S trong mẫu được định 3. Trích với nước nóng lượng thông qua sản phẩm sulphate 4. Acid hóa với HCl 5. Lọc bỏ cặn (BaSO4). Nước qua lọc 𝐵 ×0.1374 ×100 %S= 𝑊 1. Thêm từng giọt dd BaCl2 10% Trong đó: Tủa BaSO4 (nếu có) - W: khối lượng mẫu cân - B: Khối lượng BaSO4 thu được
Phương pháp messenger Qui trình: cân lượng xác định 0.1-0.2 g mẫu, sau đó: 1. Cho vào bình cầu đáy tròn 250 mL gắn với ống làm lạnh không khí. Cho hợp chất cần phân tích với 2. Thêm dd KOH (0.25-0.5 g trong 50 mL H2O) vào 3. Lắc khối lượng cân xác định oxide 4. Thêm 1-2 g KMnO4 5. Đun hoàn lưu 5 h (thêm vài hạt thủy tinh vào để tránh sôi trào) hóa với kiềm KMnO4. Lượng S 6. Để nguội 7. Thêm HCl đậm đặc và lắc (lượng nhỏ vừa đủ để khử màu KMnO4 dư) trong mẫu được định lượng 8. Tiếp tục đun cho đến khi hh trong bình cầu không màu 9. Lọc, lấy dd qua lọc cho vào beaker (rửa bình cầu 2-3 lần với nước lọc thông qua sản H2SO4 được kết và cho vào chung beaker). 10. Cô đặc dd xuống còn 50 mL. tủa qua BaSO4. 11. Thêm dd BaCl 10% để tạo tủa BaSO4, cho đến khi tạo tủa hoàn toàn. 2 KMnO4 + 2 KOH → 2 K2MnO4 + H2O + [0] H2NCSNH2 + 4 [0] + H2O → H2SO4 + H2NCONH2 H2SO4 + BaCl2 → BaSO4 + 2HCl
Phương pháp Carius Cho hợp chất cần phân tích với khối lượng cân xác định oxide hóa với acid HNO3 khói trong ống nghiệm có đậy nắp. Lượng S trong mẫu được định lượng thông qua sản H2SO4 được kết tủa qua BaSO4.
Qui trình: cân lượng xác định 0.1-0.2 g mẫu, sau đó: 1. Cho vào ống Carius (dài 50 cm, một đầu kín) 2. Thêm 5 mL HNO3 bốc khói vào. 3. Đóng nắp ống lại 4. Đặt ống trong một ống sắt và tiến hành đun trong lò nung Carius ở 250-300 oC trong 6 giờ. 5. Làm lạnh ống. 6. Mở ống nhẹ nhàng với ngọn lửa nhỏ nhằm giải phóng áp suất đã sinh ra bên trong. 7. Cắt đầu ống và chuyển toàn bộ mẫu vào trong beaker (gồm nước rửa thu từ việc rửa 2-3 lần với nước chưng cất) 8. Đun hh với 1 mL HCl loãng 9. Thêm từng giọt dd BaCl 10% để tạo tủa BaSO4, cho đến khi tạo tủa hoàn toàn.
➢ HALOGEN AgNO3 Nung chảy Hợp chất hữu cơ chứa halogen X- AgX + NO3- Phương pháp đun chảy với hh nung Đun chảy lượng mẫu xác định với hh KOH- Na2O2 (2:1) hoặc với Qui trình: cân lượng xác định 0.2-0.5 g mẫu, sau đó: N2CO3-KNO3 (4:3) khan trong chén nung nickel. 1. Cho vào chén nung nickel (theo qui trình của S) Tạo tủa AgX (nếu có 2. Trích mẫu sau nung với nước nóng ion X-) với dd AgNO3 10%. 3. Acid hóa với dd HNO3 loãng. 𝑊 ×𝑋 ×100 4. Thêm từng giọt dd AgNO3 10% để tạo tủa BaSO4, cho đến khi % halogen = 𝑤 tạo tủa hoàn toàn. Trong đó: 5. Làm khô tủa ở 100 oC - w: khối lượng mẫu cân - W: Khối lượng AgX
Phương pháp Carius Qui trình: cân lượng xác định 0.2-0.5 g 𝑀ℎ𝑎𝑙𝑜𝑔𝑒𝑛 100 𝑋 % halogen = × mẫu, sau đó: 𝑀 𝐴𝑔𝑋 𝑤 1. Oxide hóa mẫu với HNO3 bốc khói trong sự hiện diện của AgNO3 trong Trong đó: ống Carius. X: khối lượng AgX thu được w: khối lượng mẫu ban đầu 2. Đun trong lò nung Carius ở 300 oC Với: trong 6 giờ X = 0.2474 (đ/v chlorine; 143.321 g AgCl  35.453 g chlorine) = 0.4256 (đ/v bromine; 187.772 g AgBr  79.904 g bromine) = 0.5407 (đ/v iodine; 234.797 g AgI  126.91 g iodine)
❑ ĐỊNH LƯỢNG NHÓM CHỨC - HYDROXYL VÀ AMINO - ACETYL, ESTER, VÀ AMIDE - CARBONYL - CARBOXYLIC ACID - ĐƯỜNG - ĐỘ BẤT BÃO HÒA
ĐỊNH LƯỢNG NHÓM HYDROXYL VÀ AMINO ❑ PHƯƠNG PHÁP ACETYL HÓA
NGUYÊN TẮC ACETYL HÓA - Nhóm hydroxyl: alcohol (bậc 1&2), hợp chất phenol. - Nhóm amino: chi phương, hương phương. - Hỗn hợp acetyl (lượng thừa): acetic anhydride & pyridine khan (1:3) QUI TRÌNH ACETYL HÓA - Thực hiện phản ứng acetyl hóa trên mẫu thật. - Thủy giải acetic anhydride lượng thừa sau phản ứng acetyl hóa: thêm lượng thừa nước. - Chuẩn độ acetic acid tự do bằng dd KOH. - Thực hiện tương tự với mẫu trắng.