ĐIỂM Báo Cáo Thực Hành Hóa Hữu Cơ GVHD: Nguyễn Văn Bời AMIN – AMINO ACID – PROTIT – CHẤT BÉO – XÀ PHÒNG &&& Giáo viên hướng dẫn : Nguyễn Văn Bời Ngày làm thí nghiệm : 12/05/2008 Lớp : ĐHHO2A Nhóm: I Họ tên sinh viên : Kha Hải Đăng Nhận xét: . NỘI DUNG 1. MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM • Tính bazo của amin, phản ứng tạo phức với Cu 2+ • Phản ứng của aminoacid với Cu 2+ • Phản ứng với HNO 2 • Tính đệm của protit • Thủy phân chất béo bằng NaOH, điều chế xà phòng • Điều chế chất tẩy rữa • Tính chất của xà phòng và phản ứng tẩy rữa tổng hợp 2. THỰC HÀNH THÍ NGHIỆM 1. Tính chất của metyl amin a. Tính bazo Thao tác: cho vào ống nghiệm 0,1ml metyl amin, nhỏ vào dung dịch 1 giọt PP Hiện tượng: dung dịch chuyển màu từ không màu sang màu đỏ tím 1 SVTH: Kha Hải Đăng Báo Cáo Thực Hành Hóa Hữu Cơ GVHD: Nguyễn Văn Bời C O CO HO OH C O CO O O PP 2CH 3 NH 2 2CH 3 NH 3 Do trên N có cập electron tự do chưa tham gia liên kết có khả năng nhận proton H + nên amin có tính bazo. Đối với metylamin nhóm –CH 3 có hiệu ứng cảm +I mang khả năng đẩy electron → làm mật độ electron trên N tăng → khả năng kết hợp proton H + tăng → tính bazo tăng. Phản ứng thủy phân trong nước của amin: CH 3 NH 2 + HOH [CH 3 NH 3 + ]OH - CH 3 NH 3 + + OH - Ta có pH metylamin = 10,6  PP không màu hóa đỏ tím. b. Phản ứng với CuSO 4 Thao tác: (0,1ml metylamin + 0,1ml CuSO 4 2N)  tiếp tục cho CuSO 4 vào đến khi kết tủa tan hết. Hiện tượng: ban đầu có kết tủa xanh đậm nhưng sau khi cho tiếp metylamin kết tủa tan lại hình thành dung dịch xanh dương tím. Do khả năng thủy phân trong nước  metylamin tạo kết tủa với ion Cu 2+ trong muối CuSO 4 tạo tủa xanh đậm CuSO 4 + [CH 3 NH + 3 ]OH - [CH3NH + 3 ] 2 SO 4 + Cu(OH) 2 ↓ xanh đậm Khả năng tạo phức của amin với ion Cu 2+ trong dung dịch bazo, có màu xanh tím nên tủa tạo ra tan lại khi tiếp tục cho metylamin vào. 4CH 3 NH3 Cu(OH) 2 Cu[CH 3 NH 3 ] 4 2OH - dd xanh tím c. Phản ứng với FeCl 3 Thao tác: cho vào ống nghiệm 0,1ml metylamin, tiếp tục cho vào 0,1ml FeCl 3 0,1N. Hiện tượng: kết tủa nâu đỏ Sơ đồ phản ứng: FeCl 3 + 3[CH 3 NH + 3 ]OH - 3[CH 3 NH + 3 ]Cl - + Fe(OH) 3 ↓ nâu đỏ Nhận xét: ion Fe 3+ phản ứng với dung dịch metylamin đã thủy phân (chứa ion OH - )  tạo tủa của Fe 3+ màu nâu đỏ đặc trưng. Do metylamin không có phản ứng tạo phức với Fe(OH) 3 nên tủa sẻ không tan lại sau phản ứng. 2 SVTH: Kha Hải Đăng Báo Cáo Thực Hành Hóa Hữu Cơ GVHD: Nguyễn Văn Bời THÍ NGHIỆM 2. Phản ứng của acid aminoaxettic (glyxin) với chất chỉ thị màu và với CuO a) Phản ứng của acid aminoaxettic (glyxin) với chất chỉ thị màu Cho vào 3 ống nghiệm: mỗi ống 1ml NH 2 CH 3 COOH 2%. Ống 1 nhỏ vào 2 giọt metyl da cam : dung dịch có màu vàng đổi màu không đáng kể. N N (H 3 C) 2 N SO 3 Na Metyl da cam Ống 2 nhỏ vào 2 giọt metyl đỏ: dung dịch chuyển màu từ màu đỏ sang vàng. NN N(CH 3 ) 2 COOH Metyl đỏ Ống 3 nhỏ vào 2 dung dịch quỳ: dung dịch quỳ có màu xanh chuyển sang vàng. Nhận xét: Glyxin là hợp chất tồn tại cả hai tính chất là acid và bazo, gần như là có phản ứng trung tính, hay phản ứng acid rất yếu. Có chỉ số pH khoảng 6,8. b) Phản ứng của acid aminoaxettic (glyrin) với CuO Thao tác: cho 0,5 gam CuO và 2 giọt glyxin 2% vào ống nghiệm  lắc và đun nóng vài phút rồi đặt trên giá để cho CuO dư lắng xuống. Hiện tượng: cho tinh thể muối phức nội của đồng có màu xanh Cũng như các acid cacboxylic khác các aminoacid có thể tạo muối với bazo mạnh. Ngoài các muối thường các α-aminoacid có thể tạo phức nội phân tử với kim loại nặng, phức này rất bền. NH 2 H 2 C COOH Cu 2+ N H 2 H 2 C OC H 2 N CH 2 C O O O Cu Nhận xét: đây là màu xanh đặc trưng cho tất cả các α-aminoaxit Do muối phức rất bền không bị phân hủy bởi kiềm nên cho 1-2 giọt dung dịch NaOH 1% vào ống nghiệm chứa 0,5ml dung dịch trên  không tạo tủa Cu(OH) 2 . Nếu có tạo tủa thì do dung dịch trong ống nghiệm có lẫn CuO ban đầu phản ứng dư. Khi gạn lấy dung dịch còn lại cho vào ống nghiệm khác và làm lạnh trong cóc nước đá trộn với NaOH  thì màu xanh dung dịch đậm hơn, xanh sẫm  phản ứng dể xảy ra, phức tạo bền hơn. THÍ NGHIỆM 3. Phản ứng của glyxin với acid nitrơ (HNO 2 ) 3 SVTH: Kha Hải Đăng Báo Cáo Thực Hành Hóa Hữu Cơ GVHD: Nguyễn Văn Bời Thao tác: cho vào ống nghiệm 1ml glyxin 10%, 1ml dung dịch NaNO 2 10% và 2 giọt acid axetic đặc. Hiện tượng: sủi bọt trong dung dịch. Trạng thái ion hóa của các nhóm này tùy thuộc vào pH của môi trường. Trong môi trường axit (pH < 7) nhóm cacboxyl không ion hóa, nhóm amino proton hóa. Còn trong môi trường kiềm (pH > 7) nhóm cacboxyl ion hóa, nhóm amino không ion hóa. Phản ứng đầu tiên xảy ra trong hổn hợp là sự tạo thành HNO 2 : NaNO 2 + CH 3 COOH → CH 3 COONa + HNO 2 Do đó phản ứng của hổn hợp sẽ xảy ra trong môi trường acid  nhóm cacboxyl không ion hóa, nhóm amino proton hóa: H 2 NCH 2 COOH + HONO → HOCH 3 COOH + N 2 ↑ + H 2 O Nhận xét: phản ứng giải phóng khí, dùng để nhận biết amin bậc I, nhận biết bằng sự giải phóng N 2 trong phản ứng và khả năng tạo rượu bậc I (đối với amin bậc II  andehit) THÍ NGHIỆM 4. Tính đệm của protic Chuẩn bị dung dịch protein (dung dịch lòng trắng trứng) Phân tử protit gồm các mạch dài (các chuổi) poli petide hợp thành. Các protit khi thủy phân cho các aminoaxit và một thành phần khác không phải protit (phi protit) như gluxit, lipit, acid nuleotic… Tương tự aminoaxit, protein có tính chất điện li lưỡng tính. Tùy theo pH của môi trường, điện tích của các phân tử protein cũng thay đổi Dưới tác dụng của môi trường acid hay bazo, protit bị thủy phân hóa: Protit H 2 O các poli peptit H 2 O peptit H 2 O amino acid H N H C R C O n nH 2 O H + hay OH - H 2 N H C C R O OH n a. Trong môi trường acid Ống nghiệm 1: nhỏ vài giọt metyl da cam vào 0,1ml HCl 0,1N có 1ml nước cất thì màu dung dịch trở thành hồng và có kết tủa tinh thể màu nâu đỏ. Ống nghiệm 2: cho vào ống nghiệm khoảng 2-3 ml protic và 1ml dung dịch ở ống 1 từ nâu đỏ chuyển sang cam vàng. Nhận xét: trong môi trường acid thì protit vừa thủy phân tạo amino acid có nhóm cacboxyl không ion hóa, nhóm amino proton hóa. b. Trong môi trường kiềm 4 SVTH: Kha Hải Đăng Báo Cáo Thực Hành Hóa Hữu Cơ GVHD: Nguyễn Văn Bời Ống nghiệm 3: cho 0,1ml NaOH 0,1N cho thêm nước cất, lắc đều và cho thêm 2-3 giọt PP  dung dịch nhuốm màu hồng Ống nghiệm 4: cho vào ống nghiệm khoảng 2-3 ml protic và 1ml dung dịch ở ống 3  màu hồng hơi nhạt Nhận xét: trong môi trường bazo thì protit vừa thủy phân tạo amino acid có nhóm cacboxyl ion hóa, nhóm amino không ion hóa. THÍ NGHIỆM 5. Các phản ứng màu của protit a. Phản ứng biure Thao tác: (1ml protit + 1ml NaOH 30% + 1 giọt CuSO 4 ) Hiện tượng: tạo thành phức chất màu tím đỏ Trong môi trường OH - protit có phản ứng thủy phân tạo aminoacid sau đó tham gia phản ứng tạo phức với Cu 2+ : H 2 N H C C R O O H 2 N HC C R O O N H 2 CH C R O O Cu Cu 2+ 2 Phức màu tím đỏ Nhận xét: Trong đó phức chất được tạo ra giữa Cu liên kết trực tiếp với 2 Oxi và tạo liên kết hidro với 2 Nitơ. Đây là phản ứng đặc trưng của liên kết pepetide (-CONH-), tất cả các chất có từ 2 liên kết peptit trở nên đều cho phản ứng này. b. Phản ứng ninhidrin Thao tác: (1ml protit + 2-3 giọt ninhidrin)  lắc và đun sôi vài phút. Hiện tượng: tạo thành hợp chất màu xanh tím Ninhidrin là hdrat của triextohidrinden. Phản ứng với aminoacid bằng phản ứng deamin oxi hóa của aminoacid với ninhidrin cho sản phẩm muối màu tím: 5 SVTH: Kha Hải Đăng Báo Cáo Thực Hành Hóa Hữu Cơ GVHD: Nguyễn Văn Bời O O O H C COOHH 2 N R H 2 O N O O H C COOH R C 2 O N O O C H R H 2 O NH 2 O O RCHO O O O H 2 O N O O O O H + N O O O O màu tím Nhận xét: các alpha axit amin của protein tham gia phản ứng với ninhidrin, phản ứng chung là phản ứng có sự tham gia của cả hai nhóm α-COOH và α-NH 2 . Dùng để định tính, định lượng protein c. Phản ứng xantoprotein Cho vào ống nghiệm 1ml protit và 0,2-0,3ml HNO 3 đặc, lắc nhẹ  kết tủa dạng keo màu vàng Đun nóng hỗn hợp sôi trong khoãng 1-2 phút  protit tan ra và sẽ cho màu đặc trưng của hổn hợp là màu vàng sáng. Phản ứng nitro hóa tiriozin: OH H 2 C H C COOH NH 2 +2HNO 3 -H 2 O OH H 2 C H C COOH NH 2 NO 2 O 2 N vàng sáng Phản ứng xantoprotein cho màu vàng sáng, dùng để nhận ra sự có mặt aminoacid chứa vòng thơm trong phân tử protit hay poli peptit. Màu vàng sinh ra do các hợp chất polinitro được tạo thành nhờ phản ứng nitro hóa trên. Làm nguội hổn hợp cho vào từng giọt NaOH 30% (khoảng 2ml)  cho màu vàng da cam. 6 SVTH: Kha Hải Đăng Dầu dừa Xà phòng Báo Cáo Thực Hành Hóa Hữu Cơ GVHD: Nguyễn Văn Bời OH H 2 C H C COOH NH 2 NO 2 O 2 N vàng sáng O H 2 C H C COOH NH 2 O 2 N N O OH 2NaOH -2H 2 O O H 2 C H C COONa NH 2 O 2 N N O ONa vàng da cam Trong môi trường kiềm, màu vàng sáng chuyển thành màu vàng cam, do tạo thành anion mang màu. THÍ NGHIỆM 6. Điều chế xà phòng Cho vào erlen có dung tích 250ml, khoảng 2,5g NaOH rắn và 7,5ml etanol 96%, cho tiếp 7,5 ml nước để hòa tan NaOH (do etanol không tác dụng được với NaOH và không tan trong nước). Cho tiếp 7,5 gam dầu dừa và thêm vài viên đá bọt  đun khoảng 2 giờ, trong quá trình đun cần khuấy hổn hợp bằng đủa thủy tinh ۩ Dầu dừa tan rất ít trong nước nhưng lại tan tốt trong acol nên ta cho etanol vào làm tăng khả năng tan của dầu dừa. ۩ Dầu dừa (có gốc Hidro cacbon dao động từ C 8 – C 12 ) tức lipit còn gọi là chất béo, có khả năng thủy phân trong môi trường kiềm (phản ứng xà phòng hóa este)  Hỗn hợp muối natri của các axit béo được gọi là xà phòng. Sơ đồ phản ứng: CH 2 CH OOC CH 2 OOC OOC R R' R'' CH 2 CH OOC CH 2 OOC OOC Na Na Na 3NaOH R R' R'' OH OH OH t o Cơ chế phản ứng: R C O OR' OH - R C O - OH OR' R C OH O RO - R COO - R'OH ۩ Khi sử dụng chất béo để tổng hợp xà phòng  tạo ra 2 loại, đó là: xà phòng mềm (chứa natri) và xà phòng cứng (chứa kali). Xà phòng mềm cho cảm giác trơn khi tiếp xúc, hình thành bọt khi trộn chung trong nước, và làm sạch. Hòa tan 13 gam NaCl trong 75ml nước trong becher 250ml  rót toàn bộ sản phẩm xà phòng hóa còn nóng vào becher này. Dùng đủa thủy tinh khuấy trong khoảng 2-3 phút. ۩ Hỗn hợp các muối natri (xà phòng) sinh ra ở trạng thái keo. Muốn tách xà phòng ra khỏi hỗn hợp nước và glixerin, phải cho thêm muối ăn vào dung dịch  Xà phòng natri rất ít tan trong nước muối, vì vậy chúng sẽ nổi lên thành một lớp đông đặc ở phía trên. 7 SVTH: Kha Hải Đăng Báo Cáo Thực Hành Hóa Hữu Cơ GVHD: Nguyễn Văn Bời Lọc lấy xà phòng nổi lên bằng phểu Burchner ở áp xuất thấp  rửa lại bằng nước lạnh 2-3 lần (mỗi lần 10 ml nước). Ép lớp xà phòng thu được giữa 2 lớp giấy lọc cho ráo nước hoàn toàn. ۩ Ngoài ra việc cho muối NaCl vào để cố định ion Na + trong xà phòng. Trong nhà máy điều chế xà phòng còn có công đoạn tách và tinh chế glixerin. Sau khi tách xà phòng dung dịch còn lại có chứa glixerin muối ăn và các tạp chất khác.Có thể xử lí bằng phương pháp hóa học trước để làm kết tủa tạp chất,lọc rồi đem chưng cất dưới áp suất thấp. Khi dung dịch đã đậm đặc,dùng máy li tâm để thu hồi muối ăn,tiếp tục cất phân đoạn để thu lấy glixerin. THÍ NGHIỆM 7. Điều chế chất tẩy rữa Do việc điều chế xà phòng bằng lipit có một nhược điểm là không giặt được trong nước cứng vì nó tạo các kết tủa với các ion canxi và magiê bết lên mặt vải làm vải chóng mục  tổng hợp, hợp chất không phải là muối natri của axit cacboxylic, nhưng có tác dụng tẩy rửa như xà phòng. Những hợp chất đó được gọi là các chất tẩy rửa tổng hợp (còn gọi là bột giặt tổng hợp hay xà phòng bột) Cho 5 gam LAS vào bercher 250ml, khấy đều và thêm từ từ 1,3 gam Na 2 CO 3 rắn khuấy tiếp 5 phút và để yên trong 10 phút. CH 3 (CH 2 CH 2 ) 9-12 C 6 H 5 SO 3 H + Na 2 CO 3 → CH 3 (CH 2 CH 2 ) 9-12 C 6 H 5 SO 3 Na chất tẩy + H 2 O + CO 2 ↑ Hòa tan 0,5ml NaCl trong 10ml nước  cho từ từ vào bercher trên do khuấy nhẹ tạo thành nhiều bọt nên dừng lại đợi bọt lắng xuống mới cho tiếp dung dich NaCl vào. Tương tự như phản ứng điều chế xà phòng, ta cho muối natri clorua vào nhầm thu được chất tẩy rửa, khi chất tẩy rửa ít tan trong muối nước và tách ra khỏi hợp chất  nỏi lên. Và dùng muối để cố định ion Na + trong nhóm –SO 3 Na Kiểm tra pH dung dịch bằng giấy quỳ, thấy còn màu đỏ ta thêm từ từ từng lượng nhỏ Na 2 CO 3 rắn đến lúc giấy pH chuyển sang hơi xanh. Do nhóm –SO 3 H là nhóm acid mạnh và nhóm –SO 3 Na có tác dụng tẩy rữa và nên ta phải kiềm hóa đến khi giấy quỳ chuyển sang hơi xanh. Thu hồi chất rắn ở dạng sệt, đem sấy khô thu được chất tẩy rữa tổng hợp dạng bột trắng. THÍ NGHIỆM 8. Tính chất của xà phòng và chất tẩy rữa a) Tính chất tạo nhũ tương 8 SVTH: Kha Hải Đăng Báo Cáo Thực Hành Hóa Hữu Cơ GVHD: Nguyễn Văn Bời Nhũ tương là một hệ phân tán cao của hai chất lỏng mà thông thường không hòa tan được với nhau. Thể trong (thể được phân tán) là các giọt nhỏ được phân tán trong thể ngoài (chất phân tán). Tùy theo môi trường chất phân tán mà người ta gọi thí dụ như là nhũ tương nước trong dầu hay nhũ tương dầu trong nước. Lấy 3 ống nghiệm mỗi ống thêm 0,2ml dầu dừa. Và cho tiếp vào: • Ống 1: 5ml nước cất  nhũ tương nước Dầu dừa có 1 đầu ưa nước –OCO-CH 2 - sẽ đi vào nước, đầu còn lại là gốc R kỵ nước nằm trên bề mặt nước  nhũ tương nước • Ống 2: 5ml nước xà phòng  nhũ tương dầu trong nước Trộn xà phòng với chất hữu cơ thì đầu kỵ nước của xà phòng gốc (R) sẽ quay về phía chất hữu cơ bao bọc lấy chất hữu cơ, còn đầu ưa nước sẽ hướng ra ngoài. Nó làm giảm sức căng bề mặt của chất hữu cơ. Trong nước các nhóm ưa nước sẽ lôi kéo chất hữu cơ khuếch tán vào dung dịch xà phòng và trôi theo nước • Ống 3: 5ml nước chất tẩy rữa  tương tự như xà phòng chất tẩy rửa cũng tạo ra nhũ tương dầu trong nước nhưng nhóm ưa nước không phải là Na-OCO– nữa mà là –SO 3 Na. • Khả năng hình thành nhũ tương  Xà phòng và chất tẩy rửa tổng hợp có tính chất hoạt động bề mặt cao. Chúng có tác dụng làm giảm sức căng bề mặt của các vết bẩn dầu mở bám trên vải . do đó vết bẩn dầu mở được phân chia thành nhiều phần nhỏ hơn và được phân tán vào nước. Người ta đã sử dụng khả năng đó của xà phòng và chất tẩy rửa tổng hợp vào mục đích giặt rửa. b) Tính chất hoạt động trong nước cứng  Lấy 5ml nước xà phòng cho vào 3 ống nghiệm. Xà phòng bị thủy phân mạnh trong nước: C 17 H 33 COONa + H 2 O C 17 H 33 COOH + NaOH • Ống 1: 2ml dung dịch CaCl 2 1%  tạo kết tủa trắng sữa 2C 17 H 33 COOH + Ca 2+ → (C 17 H 33 COO) 2 Ca + 2H + • Ống 2: 2ml dung dịch FeCl 3 1%  kết tủa màu đỏ nâu FeCl 3 + 3OH - → Fe(OH) 3 ↓ + 3Cl - • Ống 3: 2ml dung dịch MgCl 2 1%  kết tủa trắng sữa 9 SVTH: Kha Hải Đăng Báo Cáo Thực Hành Hóa Hữu Cơ GVHD: Nguyễn Văn Bời 2C 17 H 33 COOH + Mg 2+ → (C 17 H 33 COO) 2 Mg + 2H +  Lấy 5ml chất tẩy rữa cho vào 3 ống nghiệm. Phản ứng điều chế chất tẩy rữa có mặt Na 2 CO 3 và dung dịch này có tính bazo nhờ khả năng thủy phân trong nước: Na 2 CO 3 → Na + + CO 3 2- CO 3 2- + H 2 O HCO 3 - + OH - • Ống 1: 2ml dung dịch CaCl 2 1%  xuất hiện kết tủa  dung dịch đục Ca 2+ + OH - → Ca(OH) 2 ↓ vẫn đục  Chất tẩy rửa không tạo tủa với nước cứng • Ống 2: 2ml dung dịch FeCl 3 1%  kết tủa vàng nâu Fe 3+ + OH - → Fe(OH) 3 ↓ vàng nâu  Chất tẩy rữa cũng có khả năng phản ứng với FeCl 3 nhưng xét về sự ưu tiên việc tạo ra kết tủa Fe(OH) 3 là cao hơn. Gốc –SO 3 Na sẽ kéo Fe 3+ về phía mình tạo tủa tách ra, và còn muối RCl tan  tính tẫy rữa. • Ống 3: 2ml dung dịch MgCl 2 1%  xuất hiện kết tủa  dung dịch đục Mg 2+ + OH - → Mg(OH) 2 ↓ vẫn đục  Chất tẩy rửa không tạo tủa với nước cứng c) Tính kiềm Cho vào 2 ống nghiệm 2 giọt PP • Ống 1: 2ml nước xà phòng  dung dịch PP không màu chuyển thành màu đỏ tím. Do xà phòng có phản ứng thủy phân mạnh trong nước, nên có tính kiềm khá mạnh C 17 H 33 COONa + H 2 O C 17 H 33 COOH + NaOH  Tính bazo tương đối mạnh. • Ống 2: 2ml dung dịch chất tẩy rửa  dung dịch PP không màu hóa hồng. Nhóm OH - được tạo ra trong quá trình thủy phân Na 2 CO 3 mang tính bazo, nhưng nhóm – SO 3 Na là nhóm acid mạnh  làm cho tính bazo của chất tẩy rữa yếu. 10 SVTH: Kha Hải Đăng . ĐIỂM Báo Cáo Thực Hành Hóa Hữu Cơ GVHD: Nguyễn Văn Bời AMIN – AMINO ACID – PROTIT – CHẤT BÉO – XÀ PHÒNG &&& Giáo viên hướng dẫn : Nguyễn Văn. R'OH ۩ Khi sử dụng chất béo để tổng hợp xà phòng  tạo ra 2 loại, đó là: xà phòng mềm (chứa natri) và xà phòng cứng (chứa kali). Xà phòng mềm cho cảm giác