Tính chất hóa học của ancol, điều chế, ứng dụng

Tính chất hóa học của ancol, điều chế, ứng dụng

Ancol hay còn gọi với cái tên khác là rượu. Trên thế giới, người ta vẫn thường sử dụng tên hóa học của nhóm chất hữu cơ này hơn. Ancol được sử dụng trong đời sống rất phổ biến, tuy nhiên ta cần phải hiểu sâu những tính chất hóa học của ancol để biết được ứng dụng của nó.

Kiến thức về Ancol

Cấu trúc ancol

Ancol được định nghĩa dựa vào cấu trúc đặc biệt của nó: Phân tử có chứa nhóm -OH liên kết với nguyên tử C của gốc hidrocacbon.

Phân loại ancol

Dựa vào số nhóm -OH trong các phân tử ancol mà ancol được phân thành đơn chức hay đa chức.

Dựa vào cấu trúc

Phân loại theo cấu trúc gồm có: Ancol mạch thẳng, ancol mạch nhánh, ancol mạch vòng

Dựa vào liên kết cacbon

Phân loại theo cấu trúc gồm có: ancol no và ancol không no

Ví dụ: CH₃-CH₂-CH₂-OH là ancol no và CH₂=CH-CH₂-OH là ancol không no.

Dựa vào chức ancol

Phân loại theo chức ancol ancol đơn chức và ancol đa chức

Ví dụ: CH₃-CH₂-OH (etanol) là ancol đơn chức còn OH-CH₂-CH₂-OH (etylen glycol) là ancol đa chức

Tính chất vật lý ancol

Nhiệt độ sôi, nhiệt độ nóng chảy của các ancol

Liên kết hiđro

Khi có liên kết phân tử thì

– Làm tăng nhiệt độ sôi và nhiệt độ nóng chảy

– Làm tăng khả năng hòa tan trong nước

Tính chất hóa học ancol

Phản ứng thế H của nhóm -OH

Phản ứng chung của ancol

– Khi cho ancol tác dụng với kim loại kiềm, sau phản ứng sẽ tạo ra ancolat và giải phóng hiđro.

2C₂H₅-OH + 2Na → 2C₂H₅-ONa + H₂.

2C₃H₅(OH)₃  + 6Na → 2C₃H₅(ONa)₃  + 3H₂.

→  Ancol phản ứng với kim loại kiềm kém mãnh liệt hơn so với nước

– Ancol không phản ứng với NaOH

– Natri ancolat bị thủy phân hoàn toàn trong nước

C₂H₅-ONa + H₂O → C₂H₅OH + NaOH

Phương trình tổng quát của ancol no, đơn, hở:

C_nH_2n+1OH  +  2Na   →   2C_nH_2n+1ONa +  H₂

Phương trình tổng quát:

C_nH_2n+2-2k-x(OH)_x  +  xNa   →   C_nH_2n+2-2k-x(ONa)_x +  H₂

Tính chất đặc trưng của glixerol:

– Etanol không phản ứng với Cu(OH)₂

– Glixerol phản ứng với Cu(OH)₂ tạo dung dịch màu xanh.

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

Đồng (II) glixerat (xanh)

→ Phản ứng trên dùng để nhận biết ancol đa chức có nhóm -OH kề nhau

Phản ứng thế nhóm -OH

Phản ứng với axit.

(CH₃)₂CHCH₂CH₂-OH  +  H₂SO₄  →  (CH₃)₂CHCH₂CH₂-OSO₃H  +  H₂O

isoamyl hiđrosunfat

C₂H₅-OH + H-Br → C₂H₅-Br + HOH

C₃H₅(OH)₃  + 3HNO₃  →  C₃H₅(ONO₂)₃  + 3 H₂O

Glixerol                            glixeryl trinitrat

Phương trình tổng quát: Khi cho ancol phản ứng với axit mạnh như H₂SO₄(đặc, nguội), HNO₃, axit halogenhiđric bốc khói thì nhóm – OH của ancol sẽ bị thay thế bởi gốc axit.

R–OH  +  HA   →   R–A  +  H₂O.

Phản ứng với ancol:

C₂H₅-OH  +  H-OC­₂H₅    →  C₂H₅-O-C₂H₅  +  H₂O

đietyl ete

CH₃OH + CH₃OH   →  CH₃-O-CH₃ + H₂O

đimetyl ete

CH₃OH + C₂H₅OH  → CH₃-O-C₂H₅ + H₂O

Etyl metyl ete

Kết luận:

– n_ancol = n_ete + n_nước

– Khi có n ancol than gia phản ứng sẽ thu được [n(n + 1)]/2 ete với n este đối xứng.

Phản ứng tách nước: từ C₂H₅OH trở lên, đơn chức, mạch hở

Trong điều kiện 170C, H₂SO_4đ

CH₃CH₂OH     →   CH₂=CH₂ + H₂O.

→ Phản ứng sử dụng để điều chế C₂H₄ trong phòng thí nghiệm

CH₃CH(OH)CH₂CH₃  →   CH₃-CH =CH-CH₃ + CH₂=CH-CH₂-CH₃

                                          (sản phẩm chính)       (sản phẩm phụ)

Phương trình tổng quát: (Trong điều kiện 170C, H₂SO_4đ)

C_nH_{2n + 1}OH → C_nH_2n + H₂O.

Phản ứng oxi hoá

Phản ứng oxi hoá hoàn toàn (phản ứng đốt cháy ancol no đơn chức)

C₂H₅OH + 3O₂  →  2CO₂ + 3H₂O

→ Phản ứng toả nhiệt mạnh

Phương trình tổng quát:

C_nH_{2n + 1}OH + O₂  → nCO₂ + (n+1)H₂O

Phản ứng oxi hoá không hoàn toàn

Nhận xét: Khi cho ancol tác dụng với CuO thì

+ Ancol bậc I sau phản ứng sẽ tạo thành anđehit.

+ Ancol bậc II sau phản ứng sẽ tạo thành xeton.

+ Acol bậc III sẽ không phản ứng, đồng thời gặp chất oxi hóa mạnh thì sẽ bị oxi hóa làm gãy mạch cabon.

Độc tính của ancol

Độc tính của Etanol

– Etanol là một chất cồn có trong một số loại đồ uống, với một lượng nhỏ etanol thì sẽ không có hại đối với cơ thể, tuy nhiên một lượng lớn ancol thì có thể gây nguy hại cho sức khỏe, dễ gây nghiện hay ngộ độc rất nguy hiểm.

– Sử dụng nhiều đồ uống có ancol rất hại cho sức khoẻ, nghiện ancol thường sẽ gây ra các bệnh về mắt, làm giảm thị lực và cơ thể dễ bị suy nhược.

Độc tính của Metanol

– Metanol (ancol gỗ) là một trong những loại ancol rất độc, chỉ với một lượng nhỏ cũng có thể gây mù lòa, còn với một lượng lớn rất dễ gây tử vong.

– Khi bị ngộ độc metanol, người ta sẽ dùng etanol để ngăn chặn. Nguyên do là vì etanol khi vào cơ thể sẽ liên kết với các enzim khử hiđro đồng thời ngăn không cho metanol liên kết với các enzim này.

Điều chế

– Trong công nghiệp etanol được điều chế theo hai cách:

+ Thuỷ phân anken (anken hợp nước) trong điều kiện nhiệt độ, H₂SO_4đ

C₂H₄ + H₂O → C₂H₅OH

+ Lên men tinh bột (có chất xúc tác enxim)

(C₆H₁₀O₅)_n → C₆H₁₂O₆ → C₂H₅OH

– Trong công nghiệp metanol được điều chế từ metan theo hai cách:

Ứng dụng

– Là thành phần trong việc sản xuất đồ uống có nồng độ cồn, ở đây người ta chỉ sử dụng etanol làm thành phần, các ancol khác hầu hết không được sử dụng vì độc tính của nó

– Làm nguồn nhiên liệu (metanol) hoặc dung môi hữu cơ cũng như nguyên liệu cho các sản phẩm khác trong công nghiệp (nước hoa, xà phòng v.v…).

– Metanol được dùng để sản xuất nguyên liệu cho công nghiệp chất dẻo (Andehit Fomic)

Bài viết giúp giải đáp được hầu hết các câu hỏi về tính chất hóa học, tính chất vật lý của ancol. Hy vọng bài viết trên mang lại hữu ích giúp các em trong các câu trắc nghiệm lý thuyết cũng như phương pháp giải bài tập độ rượu, tìm công thức ancol.

Đăng bởi: THPT Ngô Thì Nhậm

Chuyên mục: Giáo dục