TÍNH CHẤT HÓA HỌC, ĐIỀU CHẾ VÀ ỨNG DỤNG CỦA ANCOL

IV. TÍNH CHẤT HOÁ HỌC

– Cấu tạo phân tử C2H5-OH

* Nhận xét: Trong phân tử C2H5-OH có 1H liên kết với O hình thành nhóm chức hidroxyl (-OH) và hình thành tính chất hóa học đặc trưng của ancol:

– Phản ứng thế H của nhóm -OH

– Phản ứng thế nhóm -OH

– Phản ứng tách nhóm -OH (tách H2O)

– Phản ứng oxi hóa

1. Phản ứng thế H của nhóm -OH

a. Tính chất chung của ancol

– Thí nghiệm: Cho Na vào ống nghiệm chứa ancol etylic

– Hiện tượng: Sủi bọt khí và khí đó gây nổ khi đưa đến gần ngọn đèn cồn.

– Phương trình hóa học:

2C2H5OH + 2Na → 2C2H5ONa + H2

– Phương trình tổng quát:

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

* Lưu 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.

b. Phản ứng với Cu(OH)2

– Thí nghiệm: Cho glixerol vào ống nghiệm chứa Cu(OH)2

– Hiện tượng: Tạo thành dung dịch màu xanh lam.

– Phương trình hóa học:

2C3H5(OH)3 + Cu(OH)2 → [C3H5(OH)2O]2Cu + 2H2O

đồng (II) glixerat

* Điều kiện phản ứng:

– Ancol đa chức có 2 nhóm -OH kế tiếp nhau.

2. Phản ứng thế nhóm -OH

a. Phản ứng với axit vô cơ

Ví dụ: C2H5-OH + H-Br → C2H5-Br + H2O

→ số nguyên tử X bằng tổng số nhóm OH và số liên kết pi.

b. Phản ứng với axit hữu cơ (phản ứng este hóa)

Ví dụ: CH3COOH + C2H5-OH CH3COOC2H5 + H2O

– Phương trình tổng quát:

ROH + R’COOH R’COOR + H2O

yR(OH)x + xR’(COOH)y R’x(COO)xyRy + xyH2O

* Lưu ý:

– Phản ứng được thực hiện trong môi trường axit và đun nóng.

– Phản ứng có tính thuận nghịch nên chú ý đến chuyển dịch cân bằng.

c. Phản ứng với ancol (điều kiện phản ứng H2SO4 đậm đặc, 1400C)

Ví dụ: C2H5-OH + H-O-C2H5 → C2H5-O-C2H5 + H2O

– Phương trình tổng quát:

R-OH + HO-R’ → R-O-R’ + H2O

* Lưu ý:

– Từ n ancol khác nhau khi tách nước ta thu được n.(n + 1)/2 ete trong đó có n ete đối xứng.

– Nếu tách nước thu được các ete có số mol bằng nhau thì các ancol tham gia phản ứng cũng có số mol bằng nhau và nAncol = 2.nete = 2.nH2O và nAncol = mete + mH2O + mAncol dư.

3. Phản ứng tách nhóm -OH (phản ứng tách H2O) (điều kiện phản ứng H2SO4 đậm đặc, 1700C)

Ví dụ: CH3-CH2-OH → CH2=CH2 + H2O

CH3-CH2-CHOH-CH3 → H2O + CH3-CH=CH-CH3 (sản phẩm chính)

→ H2O + CH3-CH2-CH=CH2 (sản phẩm phụ)

* Quy tắc tách Zaixep: Đối với ancol bất đối xứng, khi tách H2O, nhóm -OH sẽ bị tách cùng với nguyên tử hydro tại nguyên tử cacbon ở kế bên cạnh có bậc cao hơn (có ít H hơn).

* Lưu ý:

– Nếu ancol bị tách nước tạo anken thì đó là ancol no, đơn chức.

CnH2n+1OH → CnH2n + H2O

– Nếu một ancol tách nước tạo ra hỗn hợp nhiều anken thì đó là ancol bậc cao (bậc II, bậc III) và mạch C không đối xứng qua C liên kết với OH.

– Nhiều ancol tách nước tạo ra một anken thì xảy ra các khả năng sau:

+ Có ancol không tách nước (số C ≥ 2).

+ Các ancol là đồng phân của nhau.

– Sản phẩm chính trong quá trình tách nước của ancol tuân theo quy tắc tách Zaixep.

– Khi giải bài tập có liên quan đến phản ứng tách nước cần nhớ:

mAncol = manken + mH2O + mAncol dư

nancol phản ứng = nanken = nnước

4. Phản ứng oxi hóa

a. Phản ứng oxi hóa hoàn toàn (phản ứng cháy)

– Đối với ancol no, đơn chức mạch hở

CnH2n+2O + (3n/2)O2 → nCO2 + (n + 1)H2O

– Đối với ancol no, đa chức mạch hở

CnH2n+2Ox + (3n+1-x)/2O2 → nCO2 + (n + 1)H2O

* Lưu ý:

– Khi đốt cháy 1 hợp chất hữu cơ X thấy nH2O > nCO2 → chất đó là ankan, ancol no mạch hở hoặc ete no mạch hở (cùng có công thức CnH2n+2Ox).

nAncol = nH2O – nCO2.

a. Phản ứng oxi hóa không hoàn toàn (oxi hóa hữu hạn)

– Thí nghiệm: Cho dây đồng đốt nóng vào ống nghiệm chứa ancol etylic

– Hiện tượng: Dây đồng màu đen chuyển thành màu đỏ

– Phương trình hóa học:

C2H5OH + CuO → CH3-CHO + H2O + Cu

* Nhận xét:

– Ancol bậc I + CuO tạo anđehit:

RCH2OH + CuO → RCHO + Cu + H2O

– Ancol bậc II + CuO tạo xeton:

RCHOHR’ + CuO → RCOR’ + Cu + H2O

– Ancol bậc III rất khó bị oxi hóa bằng CuO (Nếu có xảy ra thì sẽ không theo quy luật nào)

* Lưu ý:

mchất rắn giảm = mCuO phản ứng – mCu tạo thành = 16.nAncol đơn chức.

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

Ví dụ: anlylic 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

– 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

V. ĐIỀU CHẾ

​1. Phương pháp tổng hợp

a. Điều chế ancol từ dẫn xuất halogen

Ví dụ: C2H5Cl + NaOH → C2H5OH + NaCl

Phương trình tổng quát:

CnH2n+2-2k-xXx + xMOH → CnH2n+2-2k-x(OH)x + xMX

b. Điều chế ancol từ anken (điều kiện phản ứng H+)

Ví dụ: CH2=CH2 + H2O → CH3-CH2OH

Phương trình tổng quát:

CnH2n + H2O → CnH2n+1OH (H+)

Phản ứng tuân theo quy tắc cộng Maccopnhicop:

CH3-CH=CH2 + H2O → CH3-CH2-CH2-OH

Sản phẩm phụ

→ CH3-CHOH-CH3

Sản phẩm chính

c. Điều chế ancol từ andehit hoặc xeton (điều kiện phản ứng Ni, t0)

RCHO + H2 → RCH2OH

RCOR’ + H2 → RCHOHR’

d. Điều chế ancol đa chức từ anken

3CH2=CH­2 + 2KMnO4 + 4H2O → 3CH2OH-CH2OH + 2KOH + 2MnO2

e. Điều chế ancol metylic bằng phương pháp riêng

CH4 + H2O → CO + 3H2

CO + 2H2 → CH3OH (ZnO, CrO3, 4000C, 200atm)

2CH4 + O2 → 2 CH3OH (Cu, 2000C, 100 atm)

​2. Phương pháp sinh hóa điều chế ancol etylic

– Lên men tinh bột:

(C6H10O5)n → C6H12O6 → C2H5OH

Phương trình hóa học

(C6H10O5)n + nH2O → nC6H12O6

C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2 (men rượu)

VI. 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… Trong đời sống hàng ngày Etanol được dùng để pha chế các loại đồ uống với độ ancol khác nhau.

Trung tâm luyện thi, gia sư – dạy kèm tại nhà NTIC Đà Nẵng

V. ĐIỀU CHẾ