Soạn mới giáo án Hóa học 11 KNTT bài 11: Phương pháp tách biệt và tinh chế hợp chất hữu cơ

1

C

H

I

E

T

2

C

H

U

N

G

C

A

T

3

S

A

C

K

I

4

K

E

T

T

I

N

H

HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN - HỌC SINH

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: Chuyển giao nhiệm vụ

- GV tổ chức cho HS tìm hiểu về quá trình nấu rượu gạo thủ công (SGK mục I trang 63) và trả lời câu hỏi:

Quá trình cất rượu dựa trên cơ sở nào? (Sự chênh lệch nhiệt độ sôi của ethanol và nước)

- GV phát biểu khái niệm: Phương pháp tách biệt và tinh chế các chất dựa trên sự chênh lệch về nhiệt độ sôi được gọi là phương pháp chưng cất

- GV cho HS rút ra cách tiến hành và ứng dụng của phương pháp chưng cất.

- GV yêu cầu HS thảo luận trả lời CH hoạt động mục I SGK trang 63:

1. Trong quá trình chưng cất, tỉ lệ ethanol/nước giảm dần hay tăng dần, biết rằng ethanol có nhiệt độ sôi thấp hơn nước?

2. Vai trò của thùng nước lạnh là gì?

- GV chia lớp thành các nhóm, phát cho mỗi nhóm phiếu học tập và bộ dụng cụ hóa chất để thực hiện thí nghiệm Chưng cất ethanol từ dung dịch ethanol – nước.

(Phiếu học tập bên dưới hoạt động 1)

Bước 2: Thực hiện nhiệm vụ

- HS suy nghĩ trả lời câu hỏi của GV, CH hoạt động mục I SGK trang 63, tiến hành thí nghiệm Chưng cất ethanol từ dung dịch ethanol – nước

- GV hướng dẫn, theo dõi, hỗ trợ HS nếu cần thiết.

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- Đại diện HS trả lời câu hỏi của GV, CH hoạt động mục I SGK trang 63, báo cáo kết quả thực hiện thí nghiệm Chưng cất ethanol từ dung dịch ethanol – nước

- GV mời HS khác nhận xét, bổ sung.

Bước 4: Kết luận, nhận định

GV đánh giá, nhận xét, chuẩn kiến thức về phương pháp chưng cất

I. Phương pháp chưng cất

1. 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

2. 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

3. 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.

Trả lời CH hoạt động mục I SGK trang 63:

1. Trong quá trình chưng cất, tỉ lệ ethanol/nước tăng dần cho đến khi không thay đổi nữa (điểm đẳng phí hay hỗn hợp đồng sôi – azeotrope)

Tại điểm đẳng phí, nồng độ ethanol đạt 95,6% và nhiệt độ sôi không đổi là 78,2 ^oC

2. Vai trò của nước lạnh để ngưng tụ pha hơi thành pha lỏng, thu được dung dịch ethanol.

Họ tên:..................................................

Lớp:..........

PHIẾU HỌC TẬP

Thí nghiệm: Chưng cất ethanol từ dung dịch ethanol – nước

Chuẩn bị: rượu (được nấu thủ công); bình cầu có nhánh 250 mL, nhiệt kế, ống sinh hàn nước, ống nối, ống đong 50 mL, bình tam giác 100 mL, đá bọt, nguồn nhiệt (bếp điện, đèn cồn)

Tiến hành:

- Cho 60 mL rượu được nấu thủ công vào bình cầu có nhánh (chú ý chất lỏng trong bình không vượt quá 2/3 thể tích bình), thêm vào viên đá bọt

- Lắp dụng cụ như Hình 11.2

Hình 11.2. Thiết bị, dụng cụ tách chất bằng phương pháp chưng cất thường

- Đun nóng từ từ đến khi hỗn hợp sôi, quan sát nhiệt độ trên nhiệt kế thấy tăng dần, khi nhiệt độ trên nhiệt kế ổn định, đó chính là nhiệt độ sôi của hỗn hợp ethanol và nước. Khi nhiệt độ bắt đầu tăng trở lại thì tắt nguồn nhiệt, ngừng chưng cất

Thực hiện yêu cầu sau:

1. Nhiệt độ sôi của hỗn hợp ethanol ban đầu và nước là bao nhiêu? So sánh với nhiệt độ sôi của ethanol.

2. Dự đoán độ cồn của sản phẩm thay đổi như thế nào so với rượu ban đầu. Giải thích

.......................................................................................................................................

.......................................................................................................................................

.......................................................................................................................................

.......................................................................................................................................

.......................................................................................................................................

HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN - HỌC SINH

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: Chuyển giao nhiệm vụ

- GV cho HS thảo luận nhóm, tìm hiểu về ngâm rượu thuốc từ thảo mộc, pha trà bằng nước sôi, sắc thuốc bắc trong ấm đun:

1. Tại sao dùng rượu để ngâm thảo mộc thì hiệu quả hơn dùng nước? (Vì độ tan của thảo dược trong rượu cao hơn trong nước ở nhiệt độ thường)

2. Tại sao khi pha trà dùng nước sôi chứ không dùng nước ấm hay nước lạnh? (Vì độ tan của trà trong nước sôi cao hơn trong nước ấm hay nước lạnh)

3. Tại sao sắc thuốc bắc cần đun sôi, đun lâu trong ấm đun? (Vì thuốc bắc sẽ tan nhiều hơn khi tăng nhiệt độ và được ngâm chiết trong thời gian lâu hơn)

- GV đưa ra nguyên tắc phương pháp chiết, yêu cầu HS tìm hiểu và trình bày cách tiến hành, ứng dụng của phương pháp chiết lỏng – lỏng và chiết lỏng – rắn

- GV chia lớp thành các nhóm, hướng dẫn HS thực hiện thí nghiệm Tách –carotene từ nước ép cà rốt:

+ GV phát cho các nhóm bộ dụng cụ và hóa chất: nước ép cà rốt, hexane; cốc thủy tinh 100 mL, bình tam giác 100 mL, phễu chiết 60 mL, giá thí nghiệm

+ GV hướng dẫn HS cách tiến hành thí nghiệm:

^o Cho khoảng 20 mL nước ép cà rốt vào phễu chiết. Thêm tiếp khoảng 20 mL hexane, lắc đều khoảng 2 phút

^o Để yên phễu chiết trên giá thí nghiệm khoảng 5 phút để chất lỏng tách thành hai lớp

^o Mở khóa phễu chiết cho phần nước ở dưới đáy chảy xuống, còn lại phần dung dịch –carotene hòa tan trong hexane.

+ GV cho HS thảo luận trả lời CH hoạt động mục II SGK trang 66:

1. Nhận xét màu sắc của lớp hexane trong phễu chiết trước và sau khi chiết

2. Thí nghiệm tách –carotene từ nước cà rốt dựa theo nguyên tắc nào?

Bước 2: Thực hiện nhiệm vụ

- HS thảo luận theo nhóm, đọc SGK, thực hiện thí nghiệm Tách -carotene từ nước ép cà rốt; trả lời cho CH hoạt động mục II SGK trang 66

- GV hướng dẫn, theo dõi, hỗ trợ HS nếu cần thiết.

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- Đại diện HS trình bày kết quả thảo luận, kết quả thực hiện thí nghiệm Tách -carotene từ nước ép cà rốt; câu trả lời CH hoạt động mục II SGK trang 66.

- GV mời HS khác nhận xét, bổ sung.

Bước 4: Kết luận, nhận định

GV đánh giá, nhận xét, chuẩn kiến thức về phương pháp chiết.  

II. Phương pháp chiết

1. Nguyên tắc

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

2. Cách tiến hành

 - Chiết lỏng – lỏng: Dùng một dung môi có khả năng hòa tan tốt chất cần chiết và không tan trong dung dịch ban đầu

+ Cho dung dịch chứa chất cần chiết vào phễu chiết, thêm dung môi

+ Lắc đều phễu chiết rồi để yên, hỗn hợp sẽ tách hai lớp.

+ Mở khóa phễu chiết và lần lượt thu lấy từng lớp chất lỏng riêng biệt

+ Làm bay hơi dung môi từ dịch chiết để được chất tan cần phân tách

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

3. Ứng dụng

- Phương pháp chiết lỏng – lỏng: tách lấy chất hữu cơ khi nó ở dạng nhũ tương, huyền phù trong nước

- Phương pháp chiết lỏng – rắn: áp dụng để ngâm rượu thuốc, phân tích thổ nhưỡng, phân tích dư lượng thuốc bảo vệ thực vật trong nông sản,...

Hình 11.1. Dụng cụ chiết

Trả lời CH hoạt động mục II SGK trang 66:

1. Màu của lớp hexane chuyển sang vàng cam

2. –carotene được tách ra khỏi nước dựa trên tính chất tan ít trong nước, tan nhiều trong dung môi hữu cơ