Tinh chế acetanilid bằng phương pháp kết tinh lại

π1π2σThí nghiệm đa giai đoạn – Bài 1I. Giới thiệu về sản phẩm tổng hợp:Acetanilide [antifebrin; n-phenylaxetamit, n-axetylanilin] C8H9ON; M=135,17g/mol1. Công thức cấu tạo2. Tính chất vật lý:Nhiệt độ nóng chảy t0nc=114,20C; t0s=303,80C; d420=1,0261. Ở dạng lá nhỏ [từ nước] óng ánh không màu hoặc ở dạng tấm nhỏ hình thoi. Có vị nóng bỏng. Ở trạng thái tinh khiết không có mùi. Trong 100g nước hòa tan 0,5g [200C]; 18g [1000C]; tan tốt trong rượu etylic 21g[200C]; 46g[600C]; ete 7g[250C]; clorofom; axeton, aniline. Tan kém trong xylin, benzene. Không tan trong các axit và các dung dịch nước của kiềmHằng số phân ly Kbazo40=4,1.10-143. Phản ứng:o Khi đun nóng 0,1g axetanilid với 2ml dung dịch KOH sẽ có mùi aniline. Để nguội thêm tiếp 2ml rượu etylic, 2-3 giọt clorofom và lại đun nóng sẽ có mùi khó chịu của isonitrilo Đun nóng 0,2g axetanilid trong 2 phút với 0,5-1 ml axit clohidric, sau đó thêm 1 giọt hoặc tinh thể phenol, 5ml nước và 1-2 ml dung dịch clorua vôi. Hỗn hợp sẽ có màu tím bẩn. Nếu thêm dư ammoniac vào hỗn hợp, màu sẽ chuyển thành xanh [Phản ứng tạo indophenol]4. Ứng dụng: Trong tổng hợp hữu cơ và làm dược phẩm5. Phương pháp tổng hợp và phản ứng tổng hợp từng giai đoạnQuá trình tổng hợp đi từ nguyên liệu benzenePhản ứng tổng hợp từng giai đoạn:- Giai đoạn nitro hóa benzen: 1Obj100Obj101Obj102Obj103Thí nghiệm đa giai đoạn – Bài 1- Giai đoạn khử nitrobenzen: - Giai đoạn axyl hóa aniline:II. Giai đoạn 1: Nitro hóa benzene thành nitrobenzene1. Giới thiệu sản phẩm: Nitrobenzen [C6H5O2N, M=123,12]- Công thức cấu tạo - Tính chất: t0nc= 5,760C; t0s=210,80C[760mmHg]; 169,90C[10mmHg]; d420=1,2034; d430=1,19341. Là chất lỏng màu vàng nhạt, có mùi đặc trưng của dầu hạnh nhân đắng. Độ hòa tan trong 100g nước là 0,2g, tan tốt trong rượu etylic, trộn lẫn với ete và benzene. Bay theo hơi nước. Là chất cháy Tbc = 900C.- Ứng dụng: Là dung môi để xác định phân tử lượng, để kết tinh, để xác định chiết suất các khoáng vật, để tìm sunfua. Dùng trong công tác nghiên cứu vật lý. Dùng mục đích tổng hợp.- Tác dụng lên cơ thể: Là chất độc, rất độc với máu, đồng thời là chất độc đối với hệ thần kinh. Thở trong thời gian gần một lượng lớn Nitrobenzen sẽ nhanh tróng đưa đến cảm giác và có hiện tượng tê liệt. Tác dụng chậm và lâu dài lên cơ thể: bị xanh xám, chóng mặt, nôn mửa, phá hoạt động của thần kinh, có thể có những hậu quả rất nghiêm trọng nồng độ giới hạn cho phép của hơi Nitrobenzen trong không khí 0,05mg/l.2. Lý thuyết chung và cơ chế phản ứngPhản ứng nitro hoá vòng benzen xảy ra theo cơ chế electrophyl, được biểu diễn bằng phương trình sau :Nhiệt phản ứng của quá trình nitro hoá rất lớn : 100,4 - 142,5 kj/mol [24 – 34 kcal/mol]2.1. Bản chất tác nhân nitro hoáTác nhân nitro hoá là hỗn hợp của hai axít HNO3 và H2SO4 HNO3 + 2H2SO4 NO2+ + H3O+ + 2HSO4- [1]Tác nhân nitro hoá là ion nitroni và H2SO4 đóng vai trò quan trọng làm cho sự phân ly ra NO2+ dễ dàng và lượng HNO3 tiêu tốn ít.2Obj104Obj105Obj106Obj107Thí nghiệm đa giai đoạn – Bài 12.2. Cơ chế phản ứng nitro hoá bằng hỗn hợp H2SO4 + HNO3Khi nitro hóa các hợp chất nhân thơm trong thể lỏng người ta thường dùng tác nhân nitro hóa là hỗn hợp axit nitric và axit sunfuric. Khi hóa hợp axit nitric và axit sunfuric thì hỗn hợp sunfonitric [HOSO2 – ONO2] được tạo ra, sau đó hợp chất này phân ly thành nitroni ion [NO2+] và bisunfat anion. Các quá trình biến đổi đó có thể biểu diễn bằng phương trình phản ứng sau:Nitroni ion mới tạo thành tấn công vào hợp chất nhân thơm như là tác nhân ái điện tử theo cơ chế ái điện tử sau : Sơ đồ mức năng lượng quá trình nitro hoá : Vai trò của axit sunfuric trong phản ứng này là làm xúc tác: Cung cấp proton để tạo ra NO2+, đồng thời ngăn cản không cho HNO3 phân ly thành H+ và NO3- theo cách phân ly bình thường trong nước, cũng chính vì thế trong quá trình phản ứng khi nồng độ H2SO4 giảm đi thì tốc đô phản ứng cũng giảm đi. Thậm chí đến một nồng độ nhất định phản ứng không còn có thể xảy ra. Thực tế người ta nhận thấy khi nitro hoá benzen ở 250C nếu nồng độ acid ở H2SO4 chứa 80% thì tốc độ phản ứng dường như không đáng kể, nếu nồng độ axit 80% - 90% thì tốc độ tăng lên hàng nghìn lần [ tại khoảng nồng độ này NO2+ tạo ra nhiều nhất] Nếu nồng độ 90% - 100% thì tốc độ phản ứng cũng giảm3. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình Nitro hóa- Nhiệt độ:3Obj108Obj109Obj110Obj111Thí nghiệm đa giai đoạn – Bài 1 Phản ứng nitro hoá là phản ứng toả nhiệt mạnh. Nhiệt toả ra này gồm 2 thành phần chính đó là nhiệt phản ứng và nhiệt toả ra do sự pha loãng axit sunfuric của nước tạo thành trong phản ứng. Theo tính toán nhiệt phản ứng khoảng 25 – 55 kcal/mol [tuỳ thuộc chất đem nitro hoá], còn nhiệt hoá loãng axit sunfuric cũng thay đổi theo nồng độ, lúc đầu toả ra nhiệt lượng lớn sau đó giảm dần, lượng nhiệt toả ra biến đổi từ 50 – 150 kcal/mol.Tốc độ phản ứng nitro hoá và hiệu suất phản ứng phụ thuộc rất nhiều vào nhiệt độ.Vận tốc phản ứng tăng khi tăng nhiệt độ phản ứng, nhưng nhiệt độ cao sẽ sinh ra phản ứng oxi hóa, tạo ra nhiều tạp chất, việc điều khiển nhiệt độ thích hợp cho từng phản ứng là cần thiết. vì vậy thiết bị phải có bộ phận làm nóng và làm lạnh để chủ động loại trừ khả năng gây quá nhiệt - Tác động khuấy trộn Phản ứng nitro hoá thường xảy ra giữa 2 pha một bên là pha hữu cơ, bên kia là pha axit. Để 2 pha này tiếp xúc tốt với nhau phải có khuấy trộn mạnh trong điều kiện cùng nhiệt độ, khuấy trộn càng tốt thì phản ứng xảy ra càng mạnh, khuấy trộn càng chậm thì tốc độ phản ứng càng giảm.- Dung lượng khử nước:Trong quá trình phản ứng nước sẽ được sinh ra và thường xuyên hoá loãng axit [cả HNO3 và H2SO4] việc hoá loãng này sẽ đạt tới một giới hạn mà ở đó nồng độ axit thấp hơn yêu cầu nên phản ứng không thể nào xảy ra được nữa. Mỗi chất khác nhau giá trị giới hạn đó cũng khác nhau. Vì vậy cần tính toán sao cho khi phản ứng kết thúc nồng độ H2SO4 vẫn đủ lớn [trên giới hạn cho phép ]. Đây là khái niệm đương lượng khử nước người ta tính DLKN bằng cách lập tỉ số giữa axit H2SO4 ban đầu dùng pha loãng hỗn hợp axit sunfonitric đưa vào phản ứng trên tổng số nước ban đầu dùng pha loãng hỗn hợp axit và lượng nước do phản ứng sinh ra:DLKN của nitro hóa benzene = 3,54. Phần thực nghiệm4.1. Hóa chất- Benzen :18ml - H2SO4 đậm đặc [d420=1,84] : 25ml- Nồng độ cho phép : 0,1 mg/l - Dung dịch Na2CO3 loãng- HNO3 [65,3% ; d420 =1,4] : 20ml - CaCl2 khan- Giấy pH, giấy lọc, đá bọt, nước cất4Obj112Thí nghiệm đa giai đoạn – Bài 1Tính chất vật lý của các chất tham gia phản ứng :Benzen Tnc=5,5330C, Ts=80,10C. Ở điều kiện thường là chất lỏng không màu, dễ cháy, tan kém trong nước và rượu, d=0.8786 g/cm3.Có mùi thơm nhẹ nhưng có hại cho sức khỏe.HNO3Ở điều kiện thường axit nitric là chất lỏng không màu, bốc khói mạnh trong không khí. Axit nitric đặc tan trong nước theo bất kì tỷ lệ nào. Axit nitric tinh khiết kém bền, dễ bị phân hủy dưới tác dụng của ánh sáng và nhiệt:4 HNO3 = 4 NO2 + O2 + 2 H2OKhí NO2 sinh ra lại tan vào axit nitric làm cho chất lỏng từ không màu trở nên có màu vàng. Ts=82,60C, d=1,51g/cm3H2SO4Axit sunfuric là một chất lỏng nặng [d = 1,827 g/cm3 ], sánh như dầu, không có màu và mùi, đông đặc ở 10,370C và sôi kèm theo sự phân hủy ở khoảng 2960C. Axit sunfuric tan vô hạn trong nước và quá trình tan đó tỏa rất nhiều nhiệt. Vì vậy khi pha loãng cần phải đổ dần dần axit vào nước đồng thời khuấy đều, tuyệt đối không được đổ nước vào axit. Axit sunfuric có khả năng hút nước mạnh nên thường được dùng như một chất làm khô.Nitrobenzen Nitrobenzen là chất lỏng màu vàng nhạt, có mùi hạnh nhân; tnc=5,760C; ts=210,90C, d420=1,2034g/cm3; nhiệt bắt cháy 900CNitrobenzen có độc tính cao, dễ hấp thụ qua da 4.2. Dụng cụ- Kính bảo hiểm + Găng tay + Khẩu trang + Khăn lau- Tủ hút độc- Máy khuấy từ - gia nhiệt - Cân KT độ chính xác 0,01g- Tủ sấy + Bộ sấy thổi- Bếp điện + Đèn cồn- Bát nhôm- Các bộ giá + kẹp + Vòng đỡ- Sinh hàn cổ nhám N29; N14,5 [01 nghịch, 01 không khí] + Vazolin bôi nhám- Nhiệt kế cổ nhám N14,5 + nút N14,5 00 – 3000C 1 cái- ống silicon [cao su]- Sinh hàn không khí nhỏ + Nút cao su + Nút bấc- Bình cầu 3 cổ nhám N29, N14,5 100ml 1 cái- Ống nổi cong cổ nhám N29 [sừng bò] 1 cái- Phễu nhỏ giọt 50ml 1 cái5Thí nghiệm đa giai đoạn – Bài 1- Phễu chiết 250ml 1 cái- Bình tam giác 100ml 2 cái- Bình tam giác nhám N29 + nút 250ml 1 cái- Bình tam giác nhám N29 + nút 100ml 3 cái- Phễu thuỷ tính loại nhỏ + đũa khấy + các loại ống đong4.3. Phương pháp tiến hànha. Lắp bộ phản ứng hoàn chỉnh gồm máy khuấy từ, bát cách thủy, bình cầu 3 cổ 250ml, phễu nhỏ giọt, nhiệt kế và sinh hàn nghịch [Hình 1]. Hình 1: Phản ứng nitro hóa benzeneCho 20ml axit HNO3 vào bình cầu 3 cổ, bật máy khuấy từ và duy trì khuấy trong suốt quá trình phản ứng. Cho từ từ từng giọt axit H2SO4 vào bình và làm lạnh bên ngoài [chú ý đeo kính mắt bảo vệ mắt]. Để nguội hỗn hợp axit trong bình phản ứng đến nhiệt độ phòng.Tăng dần nhiệt độ, nhỏ từ từ từng lượng benzen vào bình phản ứng và khống chế nhiệt độ sao cho không quá 60oC.Sau khi cho hết lượng benzen trong phễu nhỏ giọt, duy trì phản ứng ở nhiệt độ 600C trong 30 phút.b. Kết thúc phản ứng, tháo bình cầu và rót hỗn hợp phản ứng vào phễu chiết [Hình 2], tách hỗn hợp axit ra khỏi nitrobezen [Chú ý: hỗn hợp axit này đậm đặc, không đổ vào bồn rửa tránh gây hỏng ống dẫn, cần thu hồi lại để xử lý].Dùng nước rửa nitrobenzen, chiết lấy nitrobenzen, sau đó rửa bằng dung dịch Na2CO3 loãng [thử môi trường bằng giấy chỉ thị pH đến trung tính] và cuối cùng rửa lại bằng nước.6Obj113Thí nghiệm đa giai đoạn – Bài 1c. Cho nitrobenzen thu được vào bình tam giác 50ml, cho một ít CaCl2 khan, lắp ống sinh hàn không khí nhỏ và đun cách thủy cho đến khi sản phẩm trở nên trong suốt [hình 3], lọc bỏ CaCl2 [Chú ý : lọc trong tủ hút].Nitrobenzen thu được cho vào bình chưng cất 100ml, lắp sinh hàn không khí và chưng thu sản phẩm ở 207oC – 211oC [Hình 4].Hình 2: Dụng cụ chiếtHình 3 Hình 4: Sơ đồ chưng cất nitrobenzen4. Những điều cần chú ý- Trong suốt quá trình thí nghiệm phải đeo kính bảo hiểm để bảo vệ mắt!- Nitrobenzen rất độc đối với máu và hệ thần kinh nên không được phép để bay hơi ngoài không khí phòng thí nghiệm7Obj114Obj115Obj116Thí nghiệm đa giai đoạn – Bài 1- Nitrobenzen cũng là chất độc với da nên khi chiết, rửa sản phẩm cần đeo găng tay, nếu bị dây ra tay có thể rửa bằng xà phòng và nước ấm- Khi chưng cất phải cho bọt đá [mầm sôi] vào bình chưng- Không được chưng cất đến cạn khô bình do các chất còn lại trong bình có thể phân hủy và gây nổ5. Kết quả và nhận xétKết thúc phản ứng thu được nitrobenzen.Nitrobenzen là một sản phẩm trung gian quan trọng. Hầu hết nitrobenzen được dùng để chuyển hoá thành anilin ,benzidin, dinitrobenzen, làm chất xúc tiến lưu hoá cao su, dùng để sản xuất thuốc nhuộm anilin đen. Ngoài ra còn dùng làm dung môi chọn lọc để tinh chế dầu mỏ và một số ứng dụng quan trọng nữa là dùng để sản xuất thuốc nổ và dùng trong y dược.Bảng tính tổng hợpHóa chất đầu Lượng hóa chất được dùngTên hóa chất M Ts0;Tnc0Nống độTheo thí nghiệmTheo tính toán Lượng dưmol g mol g mol g8Thí nghiệm đa giai đoạn – Bài 1III. Giai đoạn 2: Khử hóa nitrobenzene thành aniline1. Giới thiệu sản phẩm: Aniline [aminobenzen, phenylamin] C6H7N; M=93,14g/mol- Công thức cấu tạo: - Tính chất vật lý: t0nc= - 6,150C; t0s=184,40C[760mmHg]; 1020C[50mmHg]; 920C[33 mmHg]; 710C[9 mmHg]; d1515=1,0268. Ở trạng thái vừa mới cất aniline là chất lỏng nhờn, không màu hoặc vàng nhạt có mùi đặc trưng, màu thẫm lại khi bị ánh sáng và không khí tác dụng. Độ hòa tan 100g nước 3,4g [200C]; 6,4g [900C], tan vô hạn trong benzene, rượu etylic, ete và nhiều dung môi hữu cơ khác. Hòa tan trong các axit tạo thành muối. Muối sunfat của aniline tương đối ít tan. Bay hơi theo hơi nước. Hằng số phân ly Ka = 4,6.10-10[250C]; 7,6.10-10 [400C]; 1,7. 10-10 [600C]- Ứng dụng: Làm bazơ yếu để kết tủa các nguyên tố hóa trị III và IV dễ bị thủy phân [FeIII; Al; CrIII] dưới dạng các hydroxit tách khỏi các nguyên tố hóa trị II khó thủy phân [MnII]. Dùng trong phản ứng giọt đối với Hg. Dùng trong phép soi kính hiển vi vi tinh thể phát hiện các nguyên tố tạo được các anion phức thioxyanua và các ion khác kết tủa được bằng aniline [Cu; Hg; Ni; Co; Zn; Cd; Mo; W; V].Do có khả năng tạo được sản phẩm màu đậm dưới ảnh hưởng của các chất oxy hóa nên aniline được dùng để tìm chúng [các halogen tự do, các cromat, các vanadat…] để phát hiện các nitritĐể phát hiện các axit cacboxylic theo nhiệt độ nóng chảy các anilit của chúng; dùng trong phân tích hỗn hợp các hydrocacbon [xăng, dầu hỏa] theo điểm aniline. Để phát hiện và xác định hàng lọat các chất hữu cơ. Để sơn đen các bàn gỗ thí nghiệm [“đen aniline”]Tác dụng lên cơ thể: Là chất độc máu rất mạnh. Ở nồng độ cao rất nguy hiểm. Nồng độ giới hạn cho phép của hơi aniline trong không khí là 0,005 mg/l2. Lý thuyết chung và cơ chế phản ứng1. Lý thuyết chungQuá trình khử hóa là quá trình làm giảm độ oxy hóa của chất đem khử, đồng thời qua đó, bản thân hợp chất hữu cơ láy thêm những nguyên tử hidro hay loại khỏi nó nguyên tử dị tố hoặc cũng có thể bản thân phân tử hữu cơ lấy thêm điện tửMục đích của khử hóa : thường là để điều chế các hợp chất hydrocacbon no từ hợp chất hydrocacbon không no, từ những hợp chất có độ oxy hóa cao như axit cacboxylic, xeton, andehit, nitro thành các chất có độ oxy hóa thấp [như ancol, amin ]Phản ứng khử hóa nitrobenzen tạo anilin ở đây ta sử dụng khử hóa là tác nhân kim loại Sn trong axit clohidric9Obj117Obj118Obj119Thí nghiệm đa giai đoạn – Bài 12. Cơ chế phản ứng:Trong môi trường axit, nhóm phân cực mạnh nitro lấy 2 điện tử của sắt, đồng thời lúc đó cũng lấy thêm 2 proton và bằng sự mất đi của một phân tử nước tạo ra nhóm nitrozonBước 2 cũng tương tự tạo ra phenyl hydroxyl aminBước cuối cùng của quá trình là khử hóa phenyl hydroxyl amin thành amin3.Các yếu tố ảnh hưởngĐây là một phản ứng ba pha bởi vì hợp chất nitro, sắt và nước hòa tan xúc tác [axit] ở các pha khác nhau. Tốc độ phản ứng phụ thuộc vào độ oxy hóa của sắt bởi vậy độ lớn tiểu phân của bột sắt, tốc độ khuấy trộn có ảnh hưởng rất lớn tới tốc độ phản ứng của cả quá trình. Đối với các chất khó hòa tan trong nước, việc sử dụng thêm dung môi trợ hòa tan [etanol, methanol, pyridine] có tác dụng làm tăng tốc độ phản ứngPhản ứng đạt hiệu quả tốt nhất khi sử dụng bột gang có hạt mịn do bột gang không phải là kim loại đồng thể và trong đó có thể hình thành nên nhiều cặp pin điện hóa thúc đẩy nhanh quá trình gỉ và nhờ thế xúc tiến nhanh quá trình khử.Phản ứng khử hóa nitrobenzene thành anilin là một phản ứng tỏa nhiệt. Có thể thực hiện việc khử hóa ở cả thể hơi lẫn thể lỏngSau phản ứng với việc cất kéo hơi nước có thể tách được anilin ra khỏi nitrobenzene. Sau đó với cất phân đoạn để tinh chế aniline10Obj120Obj121Obj122Thí nghiệm đa giai đoạn – Bài 14. Phần thực nghiệm4.1. Hóa chất- Nitrobenzen 18,5g [d=1,2055] - Ete 120ml- HCl [d=1,18] 80ml - Muối ăn- Sn hạt 36g- KOH 5g- Giấy pH, giấy lọc, đá bọt, nước cất, nước đá- NaOH 45g- Nước BromTính chất của các chất có trong phản ứngNitrobenzenNitrobenzen là chất lỏng màu vàng nhạt, có mùi hạnh nhân, M=123,12; tnc=5,760C; ts=210,90C, d=1,2034g/cm3; nhiệt bắt cháy 900C.Nitrobenzen có độc tính cao, dễ hấp thụ qua daAnilin Anilin C6H7N, M=93.14, tnc= -6.150C, ts=184,40C [760mmHg], d=1,0268g/cm3 ở trạng thái vừa mới cất, anilin là chất lỏng nhờn không màu hoặc màu vàng, có mùi khó chịu của cá ươn, màu thẫm lại khi bị ánh sáng và không khí tác dụng. Độ tan trong 100g nước: 3.4g [200C], 6.4g [900] ; tan vô hạn trong benzene, rượu etylic, ete và nhiều dung môi hữu cơ khácAniline là chất độc4.2 Dụng cụ- Kính bảo hiểm + Găng tay + Khẩu trang + Khăn lau- Tủ hút độc- Cân KT độ chính xác 0,01g- Tủ sấy + Bộ sấy thổi- Bếp điện + Đèn cồn- Bát nhôm- Các bộ giá + kẹp + Vòng đỡ- Bình thuỷ tinh khử hoá: Bình cầu 500ml, sinh hàn không khí bảo hiểm, nút cao su- Bộ chưng cất lôi cuốn theo hơi nước : loại không nhám, bình cầu 500ml- Sinh hàn cổ nhám N29; N14,5 [01 nghịch, 01 không khí] + Vazolin bôi nhám- Nhiệt kế cổ nhám N14,5 + nút N14,5 00 – 3000C 1 cái- ống silicon [cao su]- Sinh hàn không khí nhỏ + Nút cao su + Nút bấc- Bình cầu 1 cổ nhám N29 250ml 1 cái, 100ml 1 cái11Thí nghiệm đa giai đoạn – Bài 1- Ống nổi cong cổ nhám N29 [sừng bò] 1 cái- Phễu nhỏ giọt 50ml 1 cái- Phễu chiết 250ml 1 cái- Bình tam giác 100ml 2 cái- Bình tam giác nhám N29 + nút 250ml 1 cái- Bình tam giác nhám N29 + nút 100ml 3 cái- Phễu thuỷ tính loại nhỏ + đũa khấy + các loại ống đong4.3. Phương pháp tiến hànhChuẩn bị 2 bát nước: một bát nước nguội và một bát nước sôi. Lắp thiết bị như hình vẽ. Cho vào bình cầu 500ml 18,5g [ khoảng 16,5 ml] nitrobenzene, 36g Sn và 10 ml HCl đậm đặc và lắc. Ban đầu nhúng vào nước sôi để phản ứng xảy ra. Nếu phản ứng quá mãnh liệt phải làm lạnh bên ngoài bằng cách nhúng vào bát nước nguội. Vừa nhúng vừa lắc, thêm dần dần từng phần nhỏ HCl đậm đặc cho phản ứng sôi đều.Sau khi cho hết axit, đun cách thuỷ 40 phút rồi thêm vào hỗn hợp 45g NaOH trong 90ml nước. cất lôi cuốn theo hơi nước để lấy aniline ra. Thử aniline đã cất hết chưa bằng nước brôm.Thao tác với bộ chưng cuốn theo hơi nước: Sau khi lắp xong dụng cụ, cắm bếp đun nước ở bình tạo hơi, khi nước chưa thật sôi mở kẹp ở chẽ va cho thông với bên ngoài để hơi nước thoát ra, không ngưng tụ lại trong bình chưng cất. Khi nước trong nồi tạo hơi sôi phun ra thành luồng hơi, đóng kẹp thông với bên ngoài lại để luồng hơi nước sục vào bình chưng cất. Lúc kết thúc quá trình chưng phải mở kẹp chỗ chẽ ba để thông với bên ngoài, rồi mới tắt bếp điện, nhằm tránh hiện tượng áp suất trong nồi hơi giảm đột ngột làm chất lỏng trong bình chưng có thể bị hút ngược vào nồi hơi. Cất đến khi nước cất chuyển sang trong suốt còn cất thêm khoảng 200-300 ml nước cất nữa vào bình thu sản phẩm khác.Chưng cất anilin bằng lôi cuốn nướcTách anilin khỏi nước cất ở đoạn đầu bằng phễu chiết .Gộp phần nước sau khi đã tách anilin với phần nước cất ở đoạn sau Thêm vào đó NaCl đến bão hòa [ cứ 100ml H2O cho vào 25g NaCl] Dùng ete chiết phần anilin tan trong nước [2 lần, mỗi lần dùng 25ml ete]. 12Obj123Obj124Obj125Thí nghiệm đa giai đoạn – Bài 1Phễu chiếtGộp ete chiết vào phần anilin khô đã thu hồi. Làm khô ete bằng KOH rắn [ít nhất là 6g]Sau khi làm khô, lọc dung dịch tách KOH rắn, cất loại ete trên nồi cách thủy ở khoảng 400C bằng sinh hàn nướcGiữ nguyên bình cầu, lắp sinh hàn không khí như hình vẽ, thu anilin bằng sinh hàn không khí ở nhiệt độ 180 - 184 oC [Hình 6]Thu anilin5. Một số lưu ý trong quá trình chưng chất lỏngPhải chọn nhiệt kế có thang nhiệt độ thích hợp. Lắp nhiệt kế trong bình chưng cất đúng sao cho mặt trên của bầu thủy ngân thấp hơn mặt dưới của ống nhánh khoảng 0.5cm, song song với cổ bình chưng cấtĐể tránh hiện tượng quá nóng [nhiệt kế chỉ nhiệt độ cao hơn nhiệt độ sôi của chất lỏng nhưng chưa thấy hiện tượng sôi] hoặc sôi không đều, trước khi chưng cất chất lỏng, cần cho thêm vào bình chưng mật vài viên đá bọt hoặc ống mao thủy tinh. Trong quá trình chưng cất, đá bọt hoặc ống mao quản sẽ cung cấp bọt khí có tác dụng gây “mầm sôi” đảm bảo quá trình chất lỏng sôi êm đềm.Quá trình chưng cất coi như kết thúc khi trong bình chưng cất còn 1-2ml chất lỏng.6. Kết quả và nhận xétBảng tính tổng hợpHóa chất đầu Lượng hóa chất được dùngTên hóa chất M Ts0;Tnc0Nống độTheo thí nghiệmTheo tính toán Lượng dư13Obj126Obj127Thí nghiệm đa giai đoạn – Bài 1mol g mol g mol g14Thí nghiệm đa giai đoạn – Bài 1IV. Giai đoạn 3: Axyl hóa aniline thành axetanilid1. Lý thuyết chung và cơ chế phản ứng:Quá trình axyl hóa là quá trình thay thế nguyên tử Hydro của một số nhóm chức [nhóm OH, NH2…] bằng gốc axit cacboxylic [gọi là gốc axyl]. Cơ chế phản ứng axyl hóa aniline thành axetanilid2. Thực nghiệm2. Hóa chất:- Aniline 9,3g CH3COONa rắn 15g- Than hoạt tính Anhydrite axetic 7,5g [d=1,08] = 6,25ml- HCl đậm đặc 8,5mlTính chất của các chất có trong phản ứngAnilin Anilin C6H7N, M=93.14, tnc= -6.150C, ts=184,40C [760mmHg], d=1,0268g/cm3 ở trạng thái vừa mới cất, anilin là chất lỏng nhờn không màu hoặc màu vàng, có mùi khó chịu của cá ươn, màu thẫm lại khi bị ánh sáng và không khí tác dụng. Độ tan trong 100g nước: 3.4g [200C], 6.4g [900] ; tan vô hạn trong benzene, rượu etylic, ete và nhiều dung môi hữu cơ khác. Aniline là chất độcAxetanilid t0nc=114,20C; t0s=303,80C; d420=1,0261. Ở dạng lá nhỏ [từ nước] óng ánh không màu hoặc ở dạng tấm nhỏ hình thoi. Có vị nóng bỏng. Ở trạng thái tinh khiết không có mùi. Trong 100g nước hòa tan 0,5 g [200C]; tan tốt trong rượu etylic 21g[200C]; 46g[600C]; ete 7g[250C]; clorofom; axeton, aniline. Tan kém trong xylin, benzene. Không tan trong các axit và các dung dịch nước của kiềm3. Dụng cụ:Bình tam giác 50ml 3 cáiCốc 500ml 1 cáiCốc 100ml 2 cáiĐũa khuấy 1 cáiBộ lọc giảm áp 1 bộĐũa sấy thủy tinh 1 cáiỐng đong hóa chất, giấy lọc4. Phương pháp tiến hành:15Obj128Obj129Obj130Thí nghiệm đa giai đoạn – Bài 1Chuẩn bị dung dịch 15g CH3COONa trong 50ml nước trong cốc 100 ml, 7,5 g anhydrite axetic trong bình tam giác 50mlRót vào cốc [cỡ 500ml] 250ml nước và 8,5 ml HCl đậm đặc. Lắp máy khuấy, vừa khuấy vừa rót aniline vào [Nếu dung dịch có màu dùng than hoạt tính để tẩy màu: Cho vào cốc 1,5-2 gam than hoạt tính, khuấy trong 5 phút rồi đem lọc lấy dung dịch trong, không màu]. Sau đó rót dung dịch CH3COONa vào dung dịch trên và khuấy, đồng thời rót tiếp anhydrite axetic, rồi đem làm lạnh bên ngoài bằng nước đá. Những tinh thể trắng xuất hiện, lọc rửa tinh thể bằng phễu giảm áp, rửa bằng nước đá rồi tách lấy tinh thể axetanilid [Muốn cho sản phẩm tinh khiết có thể kết tinh lại từ nước]. Sản phẩm thu được cho vào đĩa thủy tinh và sấy đến khô ở 800CHiệu suất 10,5-11gam16