a. Natri kim loại
b. Cuo ,t°c
c. HBr
d. CH3OH
Hôm nay chúng ta sẽ cùng nhau ôn lại và giải quyết một bài tập rất thú vị về tính chất hóa học của các đồng phân ancol propanol. Để giải quyết bài tập này một cách hiệu quả, chúng ta sẽ áp dụng các kiến thức về ancol đã học trong chương trình Hóa học lớp 11, cụ thể là các phản ứng đặc trưng của nhóm chức -OH. Hãy cùng thầy đi từng bước một nhé!
***
a. Với Natri kim loại
Bước 1: Nêu phản ứng chung và lý thuyết cần nhớ
Ancol có khả năng phản ứng với kim loại kiềm như Natri, trong đó nguyên tử H linh động trong nhóm -OH bị thay thế bởi nguyên tử kim loại. Đây là tính chất thể hiện tính axit rất yếu của ancol.
Phương trình tổng quát:
2ROH + 2Na → 2RONa + H2↑
Bước 2: Áp dụng cho Propan-1-ol
Propan-1-ol có công thức cấu tạo là CH3-CH2-CH2-OH.
Phương trình hóa học:
2CH3CH2CH2OH + 2Na → 2CH3CH2CH2ONa + H2↑
Sản phẩm: Natri propoxit.
Bước 3: Áp dụng cho Propan-2-ol
Propan-2-ol có công thức cấu tạo là CH3-CH(OH)-CH3.
Phương trình hóa học:
2CH3CH(OH)CH3 + 2Na → 2CH3CH(ONa)CH3 + H2↑
Sản phẩm: Natri isopropoxit (hoặc Natri propan-2-olat).
Bước 4: Giải thích ngắn gọn
Các ancol đều có nguyên tử hiđro linh động ở nhóm -OH. Nguyên tử H này có thể bị thay thế bởi kim loại kiềm (như Na), giải phóng khí hiđro (H2). Mức độ linh động của H trong nhóm -OH của ancol yếu hơn nước và axit cacboxylic.
***
b. Với CuO, t°c
Bước 1: Nêu phản ứng chung và lý thuyết cần nhớ
Ancol bậc I và ancol bậc II có thể bị oxi hóa không hoàn toàn bởi đồng(II) oxit (CuO) nung nóng. Ancol bậc I tạo thành anđehit, ancol bậc II tạo thành xeton. Đồng(II) oxit sẽ bị khử thành đồng kim loại, và có nước được tạo thành. Ancol bậc III không phản ứng theo kiểu này.
Phương trình tổng quát:
Ancol bậc I: RCH2OH + CuO Δo RCHO + Cu + H2O
Ancol bậc II: RCH(OH)R’ + CuO Δo RCOR’ + Cu + H2O
Bước 2: Áp dụng cho Propan-1-ol (ancol bậc I)
Propan-1-ol là ancol bậc I.
Phương trình hóa học:
CH3CH2CH2OH + CuO Δo CH3CH2CHO + Cu + H2O
Sản phẩm: Propanal (anđehit propionic).
Bước 3: Áp dụng cho Propan-2-ol (ancol bậc II)
Propan-2-ol là ancol bậc II.
Phương trình hóa học:
CH3CH(OH)CH3 + CuO Δo CH3COCH3 + Cu + H2O
Sản phẩm: Axeton (Propan-2-on).
Bước 4: Giải thích ngắn gọn
Phản ứng này là phản ứng oxi hóa – khử. CuO là chất oxi hóa, ancol là chất khử. Nhóm -CH2OH (bậc I) và >CHOH (bậc II) bị oxi hóa thành nhóm anđehit (-CHO) và xeton (>C=O) tương ứng, đồng thời CuO bị khử thành Cu kim loại. Nhiệt độ (Δo) là điều kiện cần thiết.
***
c. Với HBr
Bước 1: Nêu phản ứng chung và lý thuyết cần nhớ
Ancol phản ứng với axit halogenhiđric (như HBr) bằng cách thay thế nhóm -OH bằng nguyên tử halogen (-Br), tạo thành dẫn xuất halogen tương ứng và nước.
Phương trình tổng quát:
ROH + HBr Δo RBr + H2O
Bước 2: Áp dụng cho Propan-1-ol
Phương trình hóa học:
CH3CH2CH2OH + HBr Δo CH3CH2CH2Br + H2O
Sản phẩm: 1-Bromopropan.
Bước 3: Áp dụng cho Propan-2-ol
Phương trình hóa học:
CH3CH(OH)CH3 + HBr Δo CH3CHBrCH3 + H2O
Sản phẩm: 2-Bromopropan.
Bước 4: Giải thích ngắn gọn
Đây là phản ứng thế nhóm -OH của ancol bằng nguyên tử Br của HBr. Nhóm -OH là một nhóm đi ra không tốt, nhưng khi được proton hóa bởi axit (H+), nó trở thành -OH2+ (tức là H2O), một nhóm đi ra tốt hơn, sau đó nguyên tử Br– sẽ thế vào. Phản ứng thường cần đun nóng (Δo) để xảy ra hiệu quả.
***
d. Với CH3OH
Bước 1: Nêu phản ứng chung và lý thuyết cần nhớ
Ancol không phản ứng trực tiếp với ancol khác theo kiểu cộng hay thế đơn giản. Tuy nhiên, dưới điều kiện thích hợp (xúc tác axit mạnh như H2SO4 đặc và đun nóng ở nhiệt độ vừa phải), hai phân tử ancol có thể tách một phân tử nước để tạo thành ete. Phản ứng này được gọi là phản ứng ete hóa (hay phản ứng khử nước liên phân tử).
Phương trình tổng quát:
ROH + R’OH ΔoH₂SO₄ đ ROR’ + H2O
Bước 2: Áp dụng cho Propan-1-ol với CH3OH
Propan-1-ol (CH3CH2CH2OH) và Metanol (CH3OH) sẽ tạo thành ete không đối xứng.
Phương trình hóa học:
CH3CH2CH2OH + CH3OH ΔoH₂SO₄ đ CH3CH2CH2OCH3 + H2O
Sản phẩm: Metyl propyl ete.
Bước 3: Áp dụng cho Propan-2-ol với CH3OH
Propan-2-ol (CH3CH(OH)CH3) và Metanol (CH3OH) sẽ tạo thành ete không đối xứng.
Phương trình hóa học:
CH3CH(OH)CH3 + CH3OH ΔoH₂SO₄ đ CH3CH(OCH3)CH3 + H2O
Sản phẩm: Metyl isopropyl ete.
Bước 4: Giải thích ngắn gọn
Phản ứng này là quá trình hai phân tử ancol mất nhóm -OH và nguyên tử H của nhóm -OH từ hai phân tử khác nhau để tạo thành một phân tử nước và một phân tử ete. Xúc tác H2SO4 đặc và đun nóng ở nhiệt độ phù hợp (khoảng 140°C) là cần thiết để phản ứng ete hóa xảy ra. Nếu nhiệt độ cao hơn (khoảng 170°C), ancol có thể tách nước nội phân tử tạo anken.
***
Vậy là chúng ta đã hoàn thành việc giải bài tập này một cách chi tiết. Các em hãy nhớ kỹ các tính chất hóa học cơ bản của ancol để áp dụng vào các bài tập khác nhé! Nếu có bất kỳ thắc mắc nào, đừng ngần ngại hỏi thầy.
Propan-1-ol:
Propan-2-ol:
Phương trình hóa học:
a.
b.
c.
d.