Điều chế là gì?

Câu trả lời chính xác nhất: Điều chế là chế tạo một sản phẩm theo một phương pháp hoá học xác định ở quy mô phòng thí nghiệm hoặc quy mô công nghiệp. Vd. khí clo được điều chế bằng phản ứng giữa axit clohiđric đặc và mangan đioxit, hoặc điện phân dung dịch natri clorua

Để hiểu rõ hơn về về câu hỏi Điều chế là gì? Mời các bạn cùng Toploigiai đến với phần nội dung dưới đây nhé!

1. Điều chế là gì?

Điều chế là chế tạo một sản phẩm theo một phương pháp hoá học xác định ở quy mô phòng thí nghiệm hoặc quy mô công nghiệp. Vd. khí clo được điều chế bằng phản ứng giữa axit clohiđric đặc và mangan đioxit, hoặc điện phân dung dịch natri clorua.

>>> Tham khảo: Propyl fomat được điều chế từ? 

2. Một số phương pháp điều chế kim loại

Phương pháp thủy luyện

- Nguyên tắc: Dùng kim loại mạnh đẩy kim loại yếu khỏi dung dịch của nó.

- Phạm vi sử dụng: Thường dùng trong phòng thí nghiệm để điều chế kim loại yếu.

Ví dụ 1: 

Cu + 2AgNO3 → Cu(NO3)2 + 2Ag
Cu + 2Ag+ → Cu2+ + 2Ag
Ví dụ 2: 

Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu

Fe + Cu2+ → Fe2+ + Cu

Lưu ý: Không dùng các kim loại mạnh như Li, Na, k, Ba, Ca để đẩy các ion kim loại yếu hơn. Vì

Phương pháp nhiệt luyện

- Nguyên tắc: Dùng chất khử CO, C, Al, H2 khử oxit kim loại ở nhiệt độ cao.

- Phạm vi sử dụng: Thường dùng trong công nghiệp với kim loại có tính khử trung bình và yếu (sau Al).

Ví dụ:  

3Fe3O4  + 8Al  →   9Fe + 4Al2O3 

Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2

Lưu ý:

 - Các phản ứng dùng kim loại kiềm và kim loại kiềm thổ làm chất khử đều phải thực hiện trong môi trường khí trơ hoặc chân không

 - Trường hợp quặng là sunfua kim loại như Cu2S, ZnS, FeS2…thì phải chuyển sunfua kim loại thành oxit kim loại. Sau đó khử oxit kim loại bằng chất khử thích hợp

Ví dụ với ZnS:

2ZnS + 3O2  → 2ZnO + 2SO2

ZnO + C  → Zn + CO

- Đối với những kim loại kém hoạt động như Hg, Ag chỉ cần đốt cháy quặng cũng thu được kim loại mà không cần dùng chất khử

HgS + O2 → Hg + SO2

Phương pháp điện phân

 - Sự điện phân là quá trình oxi hóa – khử xảy ra ở bề mặt các điện cực khi có dòng điện một chiều đi qua chất điện li nóng chảy hoặc dung dịch chất điện li.

Lưu ý: Khác với phản ứng oxi hóa – khử thông thường, phản ứng điện phân do tác dụng của điện năng và các chất trong môi trường điện phân không trực tiếp cho nhau electron mà phải truyền qua dây dẫn.

- K, Ca, Na, Mg, Al: điện phân nóng chảy      

- Zn, Fe,.....Pt, Au: điện phân dung dịch

>>> Tham khảo: Phản ứng nhiệt nhôm dùng để điều chế những kim loại nào? 

3. Một số phương pháp điều chế axit axetic CH3COOH

Cacbonyl hóa methanol

 - Methanol tác dụng với cacbon monoxit tạo thành axit axetic:

CH3OH + CO → CH3COOH

- Quá trình liên quan đến chất trung gian iodometan, xúc tác là phức chất kim loại với 3 bước sau:

CH3OH + HI → CH3I + H2O

CH3I + CO → CH3COI

CH3COI + H2O → CH3COOH + HI

Oxy hóa axetaldehyt

- Trong công nghiệp, Axit axetic CH3COOH được sản xuất từ butan C4H10 có xúc tác và nhiệt độ

2C4H10 + 3O2 → 4CH3COOH+ 2H2O

Phương pháp lên men trong điều kiện hiếu khí

a. Phương pháp lên men chậm

- Cho axit axetic CH3COOH vào thùng gỗ sồi thể tích 250- 300l, trống 1/5 thể tích lượng axit axetic rồi đổ thêm nước ép nho vào đến khi được ½ thùng.

- Tiến hành lên men ở nhiệt độ thường. Quá trình kéo dài vài tuần. Kiểm tra rượu còn 0.3- 0.5% thì lấy giấm ra, bổ sung thêm dinh dưỡng mới vì nếu để lâu, chất lượng giấm sẽ giảm.

b. Phương pháp lên men nhanh

- Cho axit axetic nồng độ 3- 5% chảy qua lớp phoi bào (lõi bắp) để thanh trùng và axit hóa vật liệu chất mang để vi sinh giống dễ thích nghi.

- Sử dụng nước vô trùng rửa qua và nạp giống vi khuẩn axetic.

- Cho dòng môi trường từ trên xuống qua hệ thống phân phôi đồng thời thổi khí từ dưới lên.

- Vi khuẩn sẽ oxy hóa rượu thành axit axetic CH3COOH, thẩm thấu qua màng tế bào ra ngoài, theo dung dịch xuống đáy thiết bị lên men.

- Quá trình kéo dài từ 8- 10 ngày ở 24- 37oC.

c. Phương pháp lên men chìm

- Cho dung dịch lên men vào thiết bị và thổi khí mạnh vào.

- Thể huyền phù và dung dịch lên men được tạo ra.

d. Phương pháp kết hợp

Hệ thống lên men gồm:

- Lớp trên cùng là lớp đệm chứa vi sinh vật

- Lớp giữa là một thùng chứa dung dịch sau khi lên men chảy xuống

- Tầng dưới đáy là hệ thống thổi khí

 - Hàm lượng axit axetic có trong dịch lên men thường không cao, trong khoảng 5-10 % và thường lẫn với các chất khác, do đó, dịch sau lên men chỉ có thể sử dụng để chế biến thực phẩm.

- Để nâng hàm lượng axit axetic CH3COOH cũng như làm sạch các tạp chất, người ta sử dụng phương pháp chưng cất.

4. Hướng dẫn điều chế nước cất

Nước cất cần phải được chưng cất trên một dây truyền khép kín, các loại dụng cụ cần phải được kiểm tra chất lượng nghiệm ngặt. Bình chứa phải được vệ sinh sạch sẽ và được diệt khuẩn bằng đèn cực tím.

+ Chuẩn bị

Trong cách làm nước cất chúng ta cần chuẩn bị: Bếp, bình nước, ly, 2 ống thủy tinh, nước tự nhiên.

+ Cách làm nước cất

- Bước 1: Tiến hành gắn hai ống nghiệm thủy tinh lại với nhau bằng mối nối, sau đó gắn vào bình nước.

- Bước 2: Đậy kín bình nước chỉ để hé đôi chút sao cho hơi nước có thể thoát ra được qua ống thủy tinh.

- Bước 3: Đổ nước đã chuẩn bị vào bình nước kết hợp với việc bật bếp nước lên đun sôi.

- Bước 4: Đợi khi nước sôi, hơi nước sẽ bốc lên theo hướng ống thủy tinh.

- Bước 5: Sau một vài phút hơi nước sẽ ngưng tụ tạo thành nước và chảy vào ly theo đường dẫn của ống thủy tinh. Đây chính là nước cất lần 1. Thực hiện tiếp tục như vậy sẽ thu được nước cất lần 2 và nước cất lần 3.

Tuy nhiên, đây là cách làm thủ công, chỉ thu được lượng nước cất nhỏ, nếu bạn muốn sử dụng lượng nước lớn thì cần phải mua bởi các nhà cung cấp uy tín.

Hiện nay trên thị trường cũng có rất nhiều loại máy chưng cất nén hơi có thể sản xuất khoảng 5000 gallon nước mỗi ngày. Thiết bị được sử dụng một buồng đơn để chuyển nước sang dạng hơn nước, sau đó hơi nước được đi qua một máy nén và ngưng tị thành nước trong buồng cuối cùng.

-------------------------------------------

Trên đây Toploigiai đã cùng các bạn trả lời cho câu hỏi Điều chế là gì? Và các phương pháp điều chế khác nhau. Chắc hẳn thông qua bài biết này các bạn đã hiểu rõ hơn về điều chế. Chúc các bạn học tốt!