Nicotine (công thức cấu tạo như hình bên) có tính base yếu và được tìm thấy trong lá của cây thuốc lá. Nicotine có khả năng tạo muối tan trong môi trường acid và chuyển về dạng tự do ít tan trong nước khi ở môi trường base.
Trong công nghiệp, nicotine được tách từ lá của cây thuốc lá theo quy trình sau:
• Bước 1: Nguyên liệu thực vật sau khi nghiền được đưa vào thiết bị chiết, tiếp xúc với dung dịch HCl loãng. Nicotine chuyển thành dạng muối tan và đi vào pha nước, còn bã rắn được tách ra.
• Bước 2: Dung dịch chiết được đưa vào bể phản ứng, bổ sung dung dịch NaOH để nâng pH lên khoảng 9 – 11. Nicotine chuyển về dạng tự do ít tan.
• Bước 3: Dung dịch sau kiềm hóa được đưa vào tháp chiết, tiếp xúc với dung môi hữu cơ (như ether hoặc hydrocarbon nhẹ). Nicotine phân bố chủ yếu vào pha hữu cơ.
• Bước 4: Pha hữu cơ được đưa sang thiết bị chưng cất để tách dung môi, thu được nicotine. Dung môi được thu hồi và tái sử dụng.
a) Giảm pH thích hợp sẽ làm tăng độ tan của nicotine (và các dạng muối của nó) trong nước.
b) Dung môi hữu cơ được sử dụng ở Bước 3 dễ hòa tan các chất ít phân cực nên không cần kiềm hóa mà chiết trực tiếp dung dịch sau Bước 1 vẫn thu được hiệu quả tương tự.
c) Ở Bước 3 có thể dùng ethyl alcohol để chiết nicotine.
d) Trong phân tử của nicotine, hydrogen chiếm 8,64% về khối lượng. (Làm tròn kết quả đến hàng phần trăm).
Câu trả lời tốt nhất
(a) Đúng, nicotine kém tan trong nước, tan tốt hơn trong dung dịch acid do tạo muối. Muối này rất dễ thủy phân nên cần duy trì pH thấp phù hợp để muối tan ổn định, không bị thủy phân.
(b) Sai, dung dịch sau bước 1 nicotine đang ở dạng muối có liên kết ion nên không tan trong dung môi hữu cơ không phân cực, vì vậy cần kiềm hóa để nicotine tách ra ở dạng tự do.
(c) Sai, ethylalcohol phân cực hơn ether hoặc hydrocarbon nên hiệu quả chiết sẽ kém đi.
(d) Đúng
Nicotine có CTPT C10H14N2 —> %H = 14/162 = 8,64%