GIÁO án ANCOL PHENOL

Giáo Viên Trần Vũ Thế Hiển Trang 1 ANCOL I ĐỊNH NGHĨA, PHÂN LOẠI, ĐỒNG PHÂN VÀ DANH PHÁP 1 Định nghĩa Ancol là những hợp chất hữu cơ trong phân tử có nhóm hiđroxyl (–OH) liên kết trực tiếp với nguyê.

Giáo Viên: Trần Vũ Thế Hiển ANCOL I ĐỊNH NGHĨA, PHÂN LOẠI, ĐỒNG PHÂN VÀ DANH PHÁP Định nghĩa * Ancol hợp chất hữu phân tử có nhóm hiđroxyl (–OH) liên kết trực tiếp với ngun tử cacbon no Ví dụ: CH3OH, C2H5OH… * Cơng thức tổng quát: Cn H n  22 k Ox R  OH  x ( với k số liên kết  , x số nhóm –OH) *Ancol no, đơn chức mạch hở: Cn H n 1OH Cn H n  2O (n  1) Phân loại:  Theo cấu tạo gốc hiđrocacbon: * Ancol no, đơn chức, mạch hở (CnH2n+1OH) Ví dụ : CH3OH *Ancol không no, đơn chức mạch hở Ví dụ: CH2=CH–CH2OH *Ancol thơm đơn chức Ví dụ: C6H5CH2OH OH   *Ancol vịng no, đơn chức Ví dụ: (xiclohexanol) Theo số nhóm –OH: *Ancol đơn chức Ví dụ: CH3OH, C2H5OH… *Ancol đa chức Ví dụ: CH2OH–CH2OH; CH2OH–CHOH–CH2OH Theo bậc ancol: *Bậc ancol bậc nguyên tử C liên kết trực tiếp với nhóm –OH CH CH  CH  CH  CH  OH ancol bac I CH  CH  C H  CH OH ancol bac II CH  C  CH OH ancol bac III Đồng phân * Ancol no có đồng phân cấu tạo : + Đồng phân mạch cacbon + Đồng phân vị trí nhóm –OH Ví dụ: Đồng phân ancol C4H10O CH3CH2CH2CH2OH: ancol butylic ; CH3CH2CH(OH)CH3: ancol sec–butylic (CH3)2CHCH2OH: ancol isobutylic ; (CH3)3COH: ancol tert–butylic Danh pháp  Tên Thông thường: Tên ancol = Ancol + tên gốc ankyl + ic Ví dụ: CH3OH (CH3)2CHOH CH2 =CH–CH2OH C6H5CH2OH ancol metylic ancol isopropylic ancol anlylic ancol benzylic  Tên thay thế: Tên mạch + số vị trí nhóm -OH + ol - Mạch mạch cacbon dài có chứa nhóm –OH - Số vị trí phía gần nhóm –OH Trang Giáo Viên: Trần Vũ Thế Hiển Công thức cấu tạo CH3CH2CH2CH2OH CH 3CH CHCH Tên thông thường Ancol butylic Ancol sec-butylic Tên thay butan–1–ol butan–2–ol Ancol isobutylic 2–metylpropan–1–ol Etilen glycol etan–1,2–điol glixergol propan–1,2,3–triol | OH CH 3CH CH 2OH | CH3 CH CH | | OH OH CH  CH CH | | | OH OH OH - Ở điều kiên thường ancol từ C1  C12 chất lỏng, ancol  C13 chất rắn - Các ancol C1  C3 tan vô hạn nước Khi số C   độ tan H2O giảm - Ancol tan nhiều nƣớc Phân tử ancol tạo đƣợc liên kết hiđro với nƣớc III TÍNH CHẤT HĨA HỌC Phản ứng H nhóm –OH ancol ● Phản ứng với kim loại kiềm Na, K 2R(OH ) x  x Na   2R(ONa) x  xH Ví dụ: 2C2H5OH + Na   2C2H5ONa + H2 nH Ta có: Đặt T  , theo phản ứng (1) ta thấy : nR (OH )n + T = 0,5 ta suy ancol có chức –OH + T = ancol có hai chức –OH + T = 1,5 ancol có ba chức –OH  nOH ( ancol )  2nH2 Lưu ý: ta ln có nhóm OH tạo ½ khí H2  ● Phản ứng đặc trưng ancol đa chức: tác dụng với Cu(OH)2 2C3 H  OH 3  Cu  OH 2   C3 H  OH 2 O  Cu  H 2O   Điều kiện xảy phản ứng: Ancol chứa từ nhóm –OH trở lên có nhóm –OH liên tiếp (–OH gắn nguyên tử C cạnh nhau) * Hiện tượng: kết tủa Cu(OH)2 tan tạo thành dung dich màu xanh lam đặc trƣng   Phản ứng dùng để nhận biết ancol có nhóm –OH liền kề ● Phản ứng với axit hữu cơ: (phản ứng este hóa)  H ,t   R  CO  OR ' H 2O R  CO  OH  H  OR '   o Ví dụ: CH  C  OH + C2H5 OH || O axit axetic etanol H  ,t o  CH  C  OC2 H + H2O  || O etyl axetat Trang Giáo Viên: Trần Vũ Thế Hiển Phản ứng nhóm –OH ancol ● Phản ứng với ancol o H 2SO4 , 140 C  R–O–R + H2O 2ROH  o H 2SO4 , 140 C  R–O–R’ + H2O ROH + R’OH  H 2SO4 , 140 C  H–OH + C2H5–O–C2H5 (đietyl ete) Ví dụ: C2H5OH + HO C2H5  Chú ý: Ngồi đồng phân ancol C4H10O cịn có đồng phân ete (R1–O–R2) Phản ứng tách nước: o o H 2SO4 , 170 C   Cn H n  H O Phƣơng trình: Cn H n 1OH  o H SO4 d ,170 C C2 H  H O Ví dụ: C2 H 5OH   Quy tắc Zai-xép: Nhóm –OH ƣu tiên tách với H cacbon bậc cao bên cạnh để tạo thành liên kết đôi C = C mang nhiều nhóm ankyl I II H C  CH  C H CH | | | H OH H CH  CH  CH  CH  but   en (san pham chính)  o H SO4( d ) ,t    H 2O CH  CH  CH  CH  but   en ( san pham phu)   Điều kiện xảy phản ứng: o Nhiệt độ  1700, xúc tác H2SO4 đặc o Ancol từ C  ( CH3OH khơng có phản ứng này, CH3OH tạo ete ) o Nguyên tử cacbon bên cạnh cacbon mang nhóm –OH phải cịn ngun tử H Phản ứng oxi hóa ● Oxi hóa khơng hồn tồn + Ancol bậc bị oxi hóa CuO (to) cho sản phẩm anđehit t  RCHO + Cu↓ + H2O R–CH2OH + CuO  + Ancol bậc hai bị oxi hóa CuO (to) cho sản phẩm xeton o t  R–COR’ + Cu↓ + H2O R–CH(OH)–R’ + CuO  + Ancol bậc III khó bị oxi hóa ● Oxi hóa hồn tồn ( phản ứng cháy): tạo CO2 H2O o t  nCO2   n  1 H 2O Đốt cháy ancol no: Cn H n 1OH  O2  o IV ĐIỀU CHẾ Điều chế etanol công nghiệp H SO4 ,300 C  CH 3CH 2OH ● Hiđrat hoá etilen xúc tác axit CH  CH  HOH  o Enzim ● Lên men tinh bột (phương pháp lên men sinh hóa) (C6 H10O5 )n  nH 2O   nC6 H12O6 Enzim C6 H12O6   2C2 H5OH  2CO2 Điều chế metanol cơng nghiệp Cu  2CH3OH ● Oxi hố khơng hồn tồn metan 2CH  O2  200o C ,100 atm ZnO , CrO3 ● Từ cacbon oxit khí hiđro CO  H   CH 3OH 400o C ,200 atm Trang Giáo Viên: Trần Vũ Thế Hiển PHENOL I ĐỊNH NGHĨA, PHÂN LOẠI, CẤU TẠO Định nghĩa * Phenol hợp chất hữu phân tử có nhóm –OH liên kết trực tiếp với nguyên tử C vòng benzen Chú ý: Phân biệt phenol ancol thơm * Ancol thơm, hợp chất hữu có nhóm –OH liên kết với C mạch nhánh vòng benzen OH HO CH2 OH CH3 Ví dụ: Phenol 2-metylphenol (o–Crezol) ancol benzylic Phân loại * Phenol đơn chức: phân tử có nhóm –OH HO HO HO CH3 CH3 2–metylphenol (o–Crezol) 3–metylphenol (m–Crezol) * Phenol đa chức: phân tử co nhiều nhóm –OH CH3 4–metylphenol (p–Crezol) OH OH OH OH OH Catechol Cấu tạo phân tử phenol Rezoxinol OH Hidroquinon * Gốc –C6H5 hút e làm cho liên kết O–H phân tử phenol phân cực liên kết O–H ancol H –OH phenol linh động H –OH ancol biểu tính axit yếu (phenol có tên gọi khác axit phenic) * Do có hiệu ứng liên hợp nên cặp e chưa sử dụng nguyên tử O bị hút phía nhân benzen làm cho mật đọ e vòng benzen đặc biệt vị trí o, p tăng lên nên dễ phản ứng vào vòng benzen phenol ưu tiên vào vị trí o, p   Vì nhóm –OH gốc phenyl –C6H5 phân tử phenol có ảnh hƣởng qua lại lẫn Trang Giáo Viên: Trần Vũ Thế Hiển II TÍNH CHẤT VẬT LÝ * Phenol C6H5OH chất rắn, khơng màu, tan nƣớc lạnh, tan nhiều nƣớc nóng ,tan vơ hạn 66oC, tan tốt etanol, ete axeton * Phenol độc, tiếp xúc với da gây bỏng, để lâu khơng khí bị chảy rữa thẫm màu hút ẩm va bị oxi hóa oxi khơng khí * Phenol có liên kết hiđrơ liên phân tử III TÍNH CHẤT HĨA HỌC Tính chất axit: * Phản ứng với kim loại kiềm ( Na, K…) 2C6 H5OH  2Na   2C6 H5ONa  H Natri phenolat Phản ứng dùng để phân biệt phenol anilin * Phản ứng với dung dịch bazơ: C6 H 5OH  NaOH  C6 H 5ONa  H 2O   Ancol khơng có phản ứng này, chứng tỏ nguyên tử H phenol linh động H ancol   Chứng minh đƣợc ảnh hƣởng gốc phenyl –C6H5 đến nhóm –OH * Phenol bị CO2 đẩy khỏi muối: C6 H5ONa  CO2  H 2O  C6 H5OH   NaHCO3   Phenol có tính axit yếu axit cacbonic   Phenol khơng làm đổi màu quỳ tím   Tính axit: ancol < phenol < H2CO3 Phản ứng vòng benzen a Phản ứng dung dịch Brom Hiện tượng: Phenol làm màu dung dịch nƣớc brom tạo kết tủa trắng Dùng dung dịch nƣớc Br2 dùng để nhận biết phenol   Phản ứng chứng minh ảnh hƣởng –OH lên vòng benzen b Phản ứng nitro hóa OH OH HNO3 H2SO4 O2N NO2 H2O 2,4,6–trinitro phenol (axit picric) NO2 * Axit picric chất rắn màu vàng đƣợc dùng làm thuốc nổ IV ỨNG DỤNG * Sản xuất nhựa phenol fomanđehit dùng làm chất dẻo, chất kết dính * Sản xuất dƣợc phẩm, phẩm nhuộm, thuốc nổ, chất kích thích tăng trƣởng, chất diệt cỏ, diệt nấm mốc… * Điều chế phenol: Sgk Trang Giáo Viên: Trần Vũ Thế Hiển BÀI TẬP ANCOL DẠNG 1: PHẢN ỨNG VỚI KIM LOẠI KIỀM  Phƣơng trình phản ứng tổng quát : 2R(OH )n  2nNa   2R(ONa)n  nH (1)  Đặt T  nH nR (OH )n  n , theo phản ứng (1) ta thấy : + T=0,5 ta suy ancol có chức –OH + T=1, ancol có hai chức –OH + T=1,5, ancol có ba chức –OH  nOH ( ancol )  2nH2 Lưu ý: Ta ln có nhóm OH tạo ½ khí H2  Một số lƣu ý khác: mbinh tang  mancol – mH2  Chú ý: Khi cho dung dịch ancol có DRo  VR 100  a , Vdung dich Vancol  VH2O Vdd Phản ứng với kim loại kiềm Na, K xảy hai phản ứng: H 2O  Na   NaOH  H  nHH22O   nH2  nHancol 2 R(OH ) n  2nNa   R(ONa) n  nH Khi làm tập liên quan đến phản ứng ancol với Na, K nên ý đến việc sử dụng phƣơng pháp giải toán nhƣ : bảo toàn khối lƣợng, tăng giảm khối lƣợng, bảo toàn nguyên tố, phƣơng pháp trung bình, đƣờng chéo DẠNG 2: PHẢN ỨNG ĐỐT CHÁY: (ĐỐT CHÁY CƠ BẢN)  Khi đốt cháy ancol no: Cn H n  2Ox  3n   x t0 O2   n CO2  (n  1) H 2O (1)  Ancol no, đơn chức mạch hở * x =  3n to Cn H n  O  O2   n CO2  (n  1) H 2O (2)  Nhận xét :  nH O  nCO2 * Khi đốt cháy ancol no, ta có:  ( với ancol no)  nancol  nH 2O  nCO2  n  O  2 nCO2 * Khi đốt cháy ancol no, đơn chức, mạch hở:  m mAncol  mH O  CO2  11 * Khi giải tập đốt cháy ancol hỗn hợp ancol ta sử dụng: bảo toàn khối lƣợng, bảo toàn ngun tố, phƣơng pháp trung bình…để tính tốn Ta có: Bảo toàn oxi: O : nOH  2nO  2nCO2  nH 2O ancol đơn O  : nancol  2nO2  2nCO2  nH 2O Bảo toàn khối lƣợng:  m : mX  mO2  mCO2  mH 2O hay  m : mX  mC  mH  mO Trang Giáo Viên: Trần Vũ Thế Hiển DẠNG 3: PHẢN ỨNG TÁCH NƢỚC VÀ NHÓM OH Phản ứng tách H2O ancol tạo ete hidrocacbon ( anken ancol no, đơn chức, mạch hở)  Tách H2O tạo anken ancol no đơn chức, mạch hở H SO4 ( d ) ,170 C * Phƣơng trình: Cn H 2n 1OH  Cn H n  H 2O (n  2) * Tỉ khối d  M Anken  tạo anken)  (sản phẩm nhỏ ancol  M Ancol nancol  nanken  nH 2O *  mancol  manken  mH 2O  Tách H2O tạo ete từ ancol đơn chức H SO4 * Phƣơng trình tổng quát: ROH    R  O  R  H 2O * Tỉ khối d  M Ete  tạo ete )  ( sản phẩm lớn ancol  M Ancol nete  nH O   nancol  2.nH 2O  2.nete *  mancol  mete  mH 2O * Luôn có ancol tạo 1ete 1H2O * Trong trƣờng hợp toán cho số mol ete nhau, điều đồng nghĩa với số mol ancol tham gia phản ứng tạo ete Trang Giáo Viên: Trần Vũ Thế Hiển CHUYÊN ĐỀ ĐỐT CHÁY MỘT SỐ VẤN ĐỀ CẦN GHI NHỚ 2C   H Đối với hợp chất có nhóm chức chứa oxi: k = số liên kết π + số vòng = * Tác dụng với Na/K: nhóm chức –OH (ancol phenol…) , –COOH Khối lƣợng bình tăng  mhchc – mH2 Số mol : nNa  nOH  nCOOH  2nH2 * Tác dụng với NaHCO3 : nhóm chức –COOH nCOOH  nNaHCO3  nCO2 * Tác dụng với NaOH : nhóm chức –OH phenol, –COOH (axit cacboxylic); –COO– (este) Số mol nhóm chức = số mol NaOH Đốt cháy chất hữu cơ: Cx H y Oz  O2   CO2  H 2O H O y z   x  4  Để giải toán ta sử dụng phƣơng pháp sau Ta có: O2  C  * Quan hệ cháy: nCO2  nH2O  (k 1)nhh  nN2  nCO2  nH2O  n  nhh  nN2  key  : nCO  nH 2O  nC C  nCOO  nhh  nN2 * Bảo toàn khối lƣợng:  m : mX  mO  mCO2  mH 2O  m : mX  mC  mH  mO ( X ) * Bảo toàn Oxi: O  : nO ( X )  2nO  2nCO  nH O  Nếu dẫn sản phẩm cháy qua bình đựng H2SO4(đặc) thấy khối lƣợng bình tăng m1 gam, khí m1  mH 2O dẫn tiếp vào bình đựng dung dịch kiềm dƣ thấy khối lƣợng bình tăng m2 gam  m2  mCO2  Nếu cho sản phẩm cháy qua dung dịch kiềm thì: 2 + Khối lƣợng bình tăng: mbinh tang  (mCO2  mH2O )hap thu + Khối lƣợng dung dịch: mdd tang  (mCO2  mH2O )  mket tua mddgiam  mket tua  (mCO2  mH2O )  Số C  nCO2 nX Số H  nH O nX Số O  nO ( X ) nX Trang ... biệt phenol ancol thơm * Ancol thơm, hợp chất hữu có nhóm –OH liên kết với C mạch nhánh vòng benzen OH HO CH2 OH CH3 Ví dụ: Phenol 2-metylphenol (o–Crezol) ancol benzylic Phân loại * Phenol đơn... ancol  M Ancol nete  nH O   nancol  2.nH 2O  2.nete *  mancol  mete  mH 2O * Ln có ancol tạo 1ete 1H2O * Trong trƣờng hợp toán cho số mol ete nhau, điều đồng nghĩa với số mol ancol. .. đốt cháy ancol no, ta có:  ( với ancol no)  nancol  nH 2O  nCO2  n  O  2 nCO2 * Khi đốt cháy ancol no, đơn chức, mạch hở:  m mAncol  mH O  CO2  11 * Khi giải tập đốt cháy ancol hỗn