Chương 4. Đại cương về hóa học hữu cơ. Bài 25. Hoá học hữu cơ và hợp chất hữu cơ

I- HỢP CHẤT HỮU CƠ VÀ HÓA HỌC HỮU CƠ

1. Khái niệm hợp chất hữu cơ và hóa học hữu cơ

Có hàng chục triệu hợp chất của cacbon với các nguyên tố trong bảng tuần hoàn là hợp chất của cacbon như CO,CO₂, muối cacbonat, xianua, cacbua,… là hợp chất vô cơ.

Hợp chất hữu cơ là hợp chất của cacbon (trừ CO,CO₂, muối cacbonat, xianua, cacbua,…).

Hóa học hữu cơ là ngành Hóa học chuyên nghiên cứu các hợp chất hữu cơ.

2. Đặc điểm chung của các hợp chất hữu cơ

a) Về thành phần và cấu tạo

Hợp chất hữu cơ nhất thiết phải chứa cacbon. Các nguyên tử cacbon thường liên kết với nhau đồng thời liên kết với nguyên tử của các nguyên tố khác như H,O,N,S,P,halogen,… Liên kết hóa học ở các hợp chất hữu cơ thường là liên kết cộng hóa trị.

b) Về tính chất vật lí

Các hợp chất hữu cơ thường có nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi thấp (dễ bay hơi) và thường không tan hoặc ít tan trong nước, nhưng tan trong dung môi hữu cơ.

c) Về tính chất hóa học

Đa số các hợp chất hữu cơ khi bị đốt cháy, chúng kém bền với nhiệt nên dễ bị phân hủy bởi nhiệt. Phản ứng của các hợp chất hữu cơ thường xảy ra chậm, không hoàn toàn, không theo một hướng nhất định, thường cần đun nóng hoặc cần có xúc tác.

II- PHƯƠNG PHÁP TÁCH BIỆT VÀ TINH CHẾ HỢP CHẤT HỮU CƠ

Muốn có chất hữu cơ tinh khiết cần phải sử dụng các phương pháp thích hợp để tách chúng ra khỏi hỗn hợp. Một số phương pháp tách biệt và tinh chế thường dùng như sau.

1. Phương pháp chưng cất

Khi đun sôi một hỗn hợp lỏng, chất nào có nhiệt độ thấp hơn sẽ chuyển thành hơi sớm hơn và nhiều hơn. Khi gặp lạnh, hơi sẽ ngành tụ thành dạng lỏng chứa chủ yếu là chất có nhiệt độ sôi thấp hơn. Quá trình đó gọi là sự chưng cất.

Thí dụ: Sau khi ủ men rượu, người ta thu được một hỗn hợp chủ yếu gồm nước, etanol (ancol etylic) và bã rượu. Etanol sôi ở 78,3^oC nên khi đem chưng cất (nấu rượu) đầu tiên người ta thu được dung dịch chứa nhiều etanol hơn nước. Sau đó hàm lượng etanol giảm dần.

Để tách các chất lỏng có nhiệt độ sôi khác nhau nhiều, người ta dùng cách chưng cất thường như mô tả ở hình 4.1.

2. Phương pháp chiết

Khi hai chất lỏng không trộn lẫn được vào nhau, chất lỏng nào có khối lượng riêng nhỏ hơn sẽ tách lớp trên, chất lỏng nào có khối lượng riêng lớn hơn sẽ nằm ở phía dưới. Dùng phễu chiết (hình 4.2) sẽ tách riêng được hai lớp chất lỏng đó (chiết lỏng – lỏng).

Thí dụ: Sau khi chưng cất cây sả bằng hơi nước (bài Khái niệm về tecpen), người ta thu được hỗn hợp gồm lớp tinh dầu nổi trên lớp nước. Dùng phương pháp chiết sẽ tách riêng được lớp tinh dầu khỏi lớp nước. (hình 4.2)

Người ta còn thường dùng chất lỏng hòa tan chất hữu cơ để tách chúng ra khỏi hỗn hợp rắn (chất lỏng rắn).

3. Phương pháp kết tinh

Đối với hỗn hợp các chất rắn, người ta thường dựa vào độ tan khác nhau và sự thay đổi độ tan theo nhiệt độ của chúng để tách biệt và tinh chế chúng.