a. ANKAN (Parafin) : a. 1/ Khái niệm: Hợp chất no, mạch hở, chứa liên kết sigma. · CTTQ: CnH2n+2 (n≥1). · Các chất CH4, C2H6, C3H8.. CnH2n+2 àdãy đồng đẵng của ankan. · Từ C4H10 trở đi có đồng phân cấu tạo (đồng phân mạch C). · VD: C5H10 có ba đồng phân: CH3-CH2-CH2-CH2CH3; CH3-CH (CH3) -CH2-CH3; CH3-C (CH3) 2-CH3 · CT tính số đồng phân của ankan là 2^n-4 + 1 (với 3 < n < 7) a. 2/ Tính chất hóa học: · Trơ về mặt hóa học, ở điều kiện thường chúng không phản ứng được với axit, bazơ, các chất oxi hóa mạnh . · Dưới tác dụng của nhiệt độ và ánh sáng ankan tham gia các phản ứng thế, phản ứng tách, phản ứngoxi hóa. i. Phản ứng thế: § CH4 + Cl2 → CH3Cl + HCl clometan (metylclorua) § CH3Cl + Cl2 → CH2Cl2 + HCl điclometan (metylenclorua) § CH2Cl2 + Cl2 → CHCl3 + HCl triclometan (clorofom) § CHCl3 + Cl2 → CCl4 + HCl tetraclometan (cacbontetra clorua) ii. Phản ứng tách: § Gãy liên kết C-C, C-H; chất xúc tác thường dùng là Cr2O3, Fe, Pt . § Tách H2 (hidro hóa) : ANKAN to→ ANKEN + H2 Vd: CH3-CH3à CH2=CH2 + H2 (xt, to) § Crackinh: ANKAN to→ ANKAN KHÁC + ANKEN iii. Oxi hóa hoàn toàn: CnH2n+2 + (n +1) /2O2 → nCO2 + (n+1) H2O => Đốt HC mà nH2O> nCO2 => HC là ankan, n ankan= nH2O-nCO2, Số ntu C (n) = nCO2/nAnkan. a. 3/ Điều chế: i. Phòng thí nghiệm: Làm thí nghiệm điều chế CH4 từ Natri axetat với vôi tôi xút. § CH3COONa+NaOH -->CH4 +Na2CO3 (to, CaO) § Al4C3+12H2O → 3CH4 + 4Al (OH) 3 ii. Trong công nghiệp: Đi từ khí thiên nhiên, khí mỏ dầu và từ dầu mỏ. a. 4/ Nhận biết: - Có thể nhận biết ankan bằng tính trơ hóa học với hầu hết các thuốc thử thông thường như không làm mất màu dd nước Br2, KMnO4.. và cũng không tan trong axit H2SO4. b. ANKEN: (Olefin) b. 1/ Khái niệm: Hiđrocacbon không no, mạch hở trong phân tử có chứa 1 liên kết đôi C=C còn lại là các liên kết đơn. · CTTQ: CnH2n (n ≥ 2) . b. 2/ Tính chất hóa học: i. Cộng H2: - Phương trình phản ứng tổng quát: CnH2n + H2 → CnH2n+2 (Ni, t0) - Vd: CH2=CH-CH3 + H2 (Ni, t0) -->CH3-CH2-CH3 ii. Cộng dung dịch Br2 · CnH2n + Br2 → CnH2nBr2 (nâu đỏ) (không màu) → dung dịch Br2 là thuốc thử để NHẬN BIẾT anken. iii. Cộng HA: Cộng nước, hiđro halogenua, axit sulfuric đậm đặc.. - PTTQ: CnH2n+ HA → CnH2n + 1A (A là X, OSO3H, OH) · Chú ý: - Phản ứng cộng HA vào anken không đối xứng tạo ra hỗn hợp 2 sản phẩm. - Sản phẩm chính của phản ứng cộng được xác định theo quy tắc cộng Maccopnhicop: H cộng vào C ở liên kết đôi có nhiều H hơn còn X vào C có ít H hơn. - Nếu thực hiện phản ứng cộng HBr vào anken có xúc tác peoxit thì sản phẩm chính lại ngược quy tắc Maccopnhicop. iv. Phản ứng trùng hợp · nA → (B) n (t0, xt, p) · - Tên B = polime + tên monome (nếu tên monome gồm nhiều từ thì đặt trong ngoặc). · nCH2=CH2 → (-CH2–CH2-) n (Polietylen hay PE) NCH2=CH–CH3 → (-CH2–CH (CH3) -) n (Polipropilen hay PP) v. Phản ứng Oxi hóa: · Oxi hóa hoàn toàn: CnH2n + 3n/2O2 → nCO2 + nH2O (nCO2 = nH2O) · Oxi hóa không hoàn toàn: - 3CnH2n + 2KMnO4 + 4H2O → 3CnH2n (OH) 2 + 2KOH + 2MnO2 - Riêng CH2=CH2 còn có phản ứng oxi hóa không hoàn toàn tạo CH3CHO. - CH2=CH2 + 1/2O2 → CH3CHO (PdCl2, CuCl2, t0) → anken làm mất màu dung dịch thuốc tím nên có thể dùng dung dịch thuốc tím để nhận biết anken. (NHẬN BIẾT ) vi. Phản ứng thế clo: - Các phản ứng thế Cl vào anken xảy ra trong điều kiện nhiệt độ cao (từ 450 - 5500C). - Sản phẩm chính ưu tiên thế vào H của C no gắn với C không no (vị trí alyl). · CH2=CH2 + Cl2 → CH2=CHCl + HCl CH2=CH-CH3 + Cl2 → CH2=CH-CH2Cl + HCl b. 3/ Điều chế: i. Phòng TN: Tách nước từ ancol no, đơn chức mạch hở: · CnH2n+1OH → CnH2n + H2O (H2SO4 đặc, ≥ 1700C) VD: C2H5OH à CH2=CH2+H2O (H2SO4 đặc, 170o) · Tách HX từ dẫn xuất CnH2n+1X: CnH2n+1X+NaOH →CnH2n+NaX + H2O Trong 2 phản ứng tách này cần chú ý quy tắc tách Zaixep để xác định sản phẩm chính: -OH và -X được ưu tiên tách cùng nguyên tử H của C bậc cao). ii. Công nghiệp: CnH2n+2 → CnH2n + H2 (Fe, t0) - Cộng H2 có xúc tác Pd/PbCO3 vào ankin hoặc ankađien: CnH2n-2 + H2 → CnH2n
III. ANCOL, PHENOL: 1. ANCOL: A. Độ tan: Phân tử khối càng nhỏ => tan càng nhanh. - Ancol có 1, 2, 3 nguyên tử C trong phân tử tan vô hạn trong nước. - Ancol càng nhiều C tính tan càng giảm vì tính kỵ nước của gốc Hidrocacbon tăng b. Danh pháp: b. 1. Tên thay thế: - Tên thay thế = Tên hiđrocacbon tương ứng + số chỉ vị trí nhóm OH + ol b. 2. Tên thường :(Dạng XĐ CT hóa học của 1 chất từ tên gọi) - Tên thường = ancol (rượu) + Tên gốc hiđrocacbon + ic Chú ý: Một số ancol và cách đọc tên: CH2OH-CH2OH (C2H4 (OH) 2) : Etan-1, 2-điol (Etilen glicol) CH2OH-CHOH-CH2OH (C3H5 (OH) 3) : Propan-1, 2, 3-triol (Glixero) CH3-CH (CH3) -CH2-CH2OH: Ancol isoamylic C6H5-CH2-OH: Phenyl metanol -- (Ancol Benzylic) CH2=CH-CH2-OH: Ancol anlylic (CH3) 3-C-CH2-OH: Ancol neo pentylic VD: Đọc tên một số chất nữa: · CH4O à CH3 (OH) : methanol – Ancol metylic · C2H6Oà CH3CH2OH: etanol – Ancol etylic · C3H8O à CH3-CH2-CH2-OH: propan-1-ol-Ancol etylic CH3-CH (OH) -CH3: propan -2-ol – Ancol isopropylic · C4H10O à CH3-CH2-CH2-CH2-OH: butan-1-ol – Ancol butylic CH3 (OH) CHCH2CH3: Butan-2-ol – Ancol sec-butylic CH3-CH (CH3) -CH2-OH: 2-metyl propan-1-ol-Ancol isobutylic) (CH3) 3C (OH) : 2-metyl propan -2-ol-Ancol tert-butylic c. Tính chất hóa học: c. 1. Phản ứng với kim loại kiềm: NHẬN BIẾT ancol => có khí thoát ra - R (OH) z + zNa → R (ONa) z + z/2H2 *R (ONa) z: Natri ancolat rất dễ bị thủy phân trong nước: - R (ONa) z + zH2O → R (OH) z + zNaOH Chú ý: - Trong phản ứng của ancol với Na: mbình Na tăng = mAncol - mH2 = nAncol. (MR + 16z). Mbình Ancol tăng = mNa - mH2 = nAncol. 22z. - Nếu cho dung dịch ancol phản ứng với Na thì ngoài phản ứng của ancol còn có phản ứng của H2O với Na. - Số nhóm chức Ancol = 2. NH2/ nAncol. c. 2 Phản ứng thế nhóm OH: · Tác dụng với axit vô cơ: R-OH + HCl à R-Cl + H2O VD: C2H5OH + HCl à C2H5Cl + H2O · T/d với axit hữu cơ: C2H5OH + CH3COOH àCH3COOC2H5+H20 (H2SO4, to) · Tác dụng với Ancol: Tạo ete (ĐIỀU KIỆN: H2SO4 đặc, 1400C) R-OH + R'-OH à R-O-R' + H2O VD: CH3OH+C2H5OH à CH3OC2H5 + H2O 2C2H5OHà C2H5OC2H5 +H2O Chú ý: Khi ete hóa hh 2 ancol thì thu được hh 3 ete => ete hóa hh chứa n ancol đơn chức cho n (n +1) /2 ete - Làm mất nước ancol A cho chất B nếu MB/MA > 1 thì sản phẩm là ete. - Nếu MB/MA < 1 thì sản phẩm là anken. c. 3 Phản ứng tách nước (đề hiđrat hóa) : - Tách nước từ 1 phân tử ancol tạo anken của ancol no, đơn chức, mạch hở. CnH2n+1OH → CnH2n + H2O (ĐIỀU KIỆN: H2SO4 đặc, 1700C) đk: N>=2 CH3 (OH) CHCH2-CH3 à CH2=CH-CH2-CH3+H20 (SP phụ) CH3-CH=CH-CH3 +H20 (Sản phẩm chính) - Sản phẩm chính trong quá trình tách nước theo quy tắc Zaixep: Nguyên tử H ở C bậc càng cao thì dễ bị tách hơn nguyên tử H ở C bậc thấp. Bậc Ancol: -CH2-OH: Bậc 1, -CH-OH: Bậc 2, -C-OH: Bậc 3, Chú ý: (Xem tham khảo) - CH3OH không tách nước tạo anken. - Nếu một ancol tách nước tạo ra hỗn hợp nhiều anken thì đó là ancol bậc cao (bậc II, bậc III) và không đối xứng mạch C. - Nhiều ancol tách nước tạo ra một anken thì xảy ra các khả năng sau: + Có ancol không tách nước. + Các ancol là đồng phân của nhau à tạo sp trùng với nhau. - Khi giải bài tập có liên quan đến phản ứng tách nước cần nhớ: mAncol = manken + mH2O + mAncol dư Nancol phản ứng = nanken = nnước - Các phản ứng tách nước đặc biệt: CH2OH-CH2OH → CH3CHO + H2O CH2OH-CHOH-CH2OH → CH2=CH-CHO + 2H2O c. 4 Phản ứng oxi hóa không hoàn toàn. - Ancol bậc I (RCH2OH) + CuO à Anđehit (R-CHO) + Cu+ H2O (t0) : § CH3-CH2-OH + CuO (t0) à CH3-CHO+ Cu + H2O § CH3-OH + CuO (t0) à HCHO + Cu+ H2O => NHẬN BIẾT Ancol bậc I(CuO đun nóng từ màu đen => Cu màu đỏ) c. 5 Phản ứng riêng của một số loại ancol: - Ancol etylic CH3CH2OH: · C2H5OH + O2 → CH3COOH + H2O (men giấm) · 2C2H5OH → CH2=CH-CH=CH2 + 2H2O + H2 (Al2O3, ZnO, 4500C) - Ancol không no có phản ứng như hidrocacbon tương ứng VD: Alylic CH2 = CH - CH2OH · CH2=CH-CH2OH + H2 → CH3-CH2-CH2OH (Ni, t0) · CH2=CH-CH2OH + Br2 → CH2Br-CHBr-CH2OH · 3CH2=CH-CH2OH + 2KMnO4 + 4H2O → 3C3H5 (OH) 3 + 2KOH + 2MnO2 => Ancol không no làm mất màu dd Brom (NHẬN BIẾT) - Ancol đa chức có các nhóm OH liền kề: Tạo dung dịch màu xanh lam với Cu (OH) 2 ở nhiệt độ thường: · 2R (OH) 2 + Cu (OH) 2 → [R (OH) O] 2Cu + 2H2O VD: 2C2H4 (OH) 2 + Cu (OH) 2 à 2H2O + [C2H4 (OHO) ] 2 2C3H5 (OH) 3 + Cu (OH) 2 → [C3H5 (OH) 2O] 2Cu + 2H2O => Dùng tính chất này để NHẬN BIẾT Ancol đa chức có các nhóm OH liền kề. - Một số trường hợp ancol không bền: + Ancol có nhóm OH liên kết với C nối đôi chuyển vị thành anđehit hoặc xeton: · CH2=CH-OH → CH3CHO · CH2=COH-CH3 → CH3-CO-CH3 + Ancol có 2 nhóm OH cùng gắn vào 1 nguyên tử C bị tách nước tạo anđehit hoặc xeton: · RCH (OH) 2 → RCHO + H2O · HO-CO-OH → H2O + CO2 · RC (OH) 2R' → RCOR' + H2O + Ancol có 3 nhóm OH cùng gắn vào 1 nguyên tử C bị tách nước tạo thành axit: · RC (OH) 3 → RCOOH + H2O d. Điều chế: D. 1. Thủy phân dẫn xuất halogen: · CnH2n+2-2k-xXx + xMOH → CnH2n+2-2k-x (OH) x + xMX d. 2. Cộng nước vào anken tạo ancol no, đơn chức, mạch hở: · CnH2n + H2O → CnH2n+1OH (H+) Phản ứng tuân theo quy tắc cộng Maccopnhicop nên nếu anken đối xứng thì phản ứng chỉ tạo thành 1 ancol. d. 3. Thủy phân este trong môi trường kiềm: · RCOOR' + NaOH → RCOONa + R'OH d. 4. Cộng H2 vào anđehit hoặc xeton: · RCHO + H2 → RCH2OH (Ni, t0) · RCOR' + H2 → RCHOHR' (Ni, t0) d. 5. Oxi hóa hợp chất có nối đôi bằng dung dịch KMnO4: · 3CH2=CH2 + 2KMnO4 + 4H2O → 3CH2OH-CH2OH + 2KOH + 2MnO2 d. 6. Lên men tinh bột: (C6H10O5) n → C6H12O6 → C2H5OH Tinh bột --> glucozo ---> rượu etylic · (C6H10O5) n + nH2O → nC6H12O6 · C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2 (men rượu) - Hidrat hóa etilen, xúc tác axit: C2H4 + H2O → C2H5O *Đây là các phương pháp điều chế ancol etylic trong công nghiệp* e. Ứng dụng: - Metanol chủ yếu được dùng để sản xuất Andehit Fomic nguyên liệu cho công nghiệp chất dẻo. - Etanol dùng để điều chế một số hợp chất hữu cơ như axit axetic, dietyl ete, etyl axetat.. Do có khả năng hòa tan tốt một số hợp chất hữu cơ nên Etanol được dùng để pha vecni, dược phẩm, nước hoa, sx sơn... Trong đời sống hàng ngày Etanol được dùng để pha chế các loại đồ uống với độ ancol khác nhau. 2. PHENOL: * Là chất rắn, độc, khi để lâu trong không khí bị chảy rữa do hút ẩm và chuyển thành màu hồng. a. Độ tan: - Phenol ít tan trong nước lạnh, tan nhiều trong nước nóng. b. Danh pháp: Thường chỉ xét phenol đơn giản nhất là C6H5OH. Ngoài ra còn có crezol CH3–C6H4–OH, HO-C6H4-OH (o-catechol, m-rezoxinol, p-hidroquinol). c. Tính chất hóa học c. 1. Tính chất của nhóm OH: - Tác dụng với kim loại kiềm: C6H5OH + Na → C6H5ONa + 1/2H2 - Tác dụng với dung dịch kiềm: C6H5OH + NaOH → C6H5ONa + H2O Ancol không có phản ứng này chứng tỏ H của phenol linh động hơn H của Ancol và chứng minh ảnh hưởng của gốc phenyl đến nhóm OH. - C6H5ONa + CO2 + H2O → C6H5OH + NaHCO3 - C6H5ONa + HCl → C6H5OH + NaCl Phenol bị CO2 đẩy ra khỏi muối → phenol có tính axit yếu hơn axit cacbonic → phenol không làm đổi màu quỳ tím. (dùng axit mạnh đẩy axit yếu ra khỏi muối để chứng minh trật tự tính axit của các chất). Phản ứng này cũng chứng minh được ion C6H5O- có tính bazơ. c. 2. Phản ứng thế vào vòng benzen - Thế Brom: Phenol tác dụng với dung dịch brom tạo 2, 4, 6 - tribromphenol kết tủa trắng: C6H5OH + 3Br2 à C6H2OHBr3 + 3HBr => Phản ứng này dùng để NHẬN BIẾT phenol và chứng minh ảnh hưởng của nhóm OH đến khả năng phản ứng của vòng benzen. - Thế Nitro: Phenol tác dụng với HNO3 đặc có xúc tác H2SO4 đặc, đun nóng tạo 2, 4, 6 - trinitrophenol (axit picric) : C6H5OH + 3HNO3 → C6H2 (NO2) 3OH + 3H2O c. Ứng dụng: · Công nghiệp chất dẻo: Phenol là nguyên liệu để sản xuất nhựa phenol formaldehyde. · Công nghiệp tơ hóa học: Từ phenol tổng hợp ra tơ polyamide. · Hóa chất này dùng để điều chế chất diệt cỏ dại và chất kích thích sinh trưởng thực vật, kích thích tố thực vật 2, 4 – D (là muối natri của axit 2, 4 điclophenoxiaxetic). · Phenol cũng là nguyên liệu để điều chế một số phẩm nhuộm, thuốc nổ (axit picric). · Do có tính diệt khuẩn nên phenol được dùng để trực tiếp làm chất sát trùng hoặc để điều chế các chất diệt nấm mốc, diệt sâu bọ (ortho – và para – nitrophenol) *Đọc thêm cho biết: - Phenol là 1 loại hóa chất có tính rất độc, gây bỏng nặng khi rơi vào da. - Phenol và các dẫn xuất của phenol đều là cácchất độc hạ i gây nguy hiểm cho sức khoẻ con người và mọi sinh vật sống. - Bị ngô độc phenol: - Gây rối loạn tiêu hóa: Nôn mửa, buồn nôn, ỉa chảy. - Rối loạn thần kinh và toàn thân: Mệt mỏi, chóng mặt, nhức đầu, gầy sút nhanh. - Giãy giụa, co giật, hôn mê. - Rối loạn tuần hoàn và hô hấp, sốc nặng. - Khi tiếp xúc với dung dịch đặc có thể gây hoại tử hoặc hoại thư hoặc có thể gây tử vong ngay lập tức c. Điều chế: SGK
