Ancol là gì? Tính chất hóa học, tính chất vật lí của ancol

Ancol là gì? Tính chất hóa học, tính chất vật lí của ancol là gì? Để có thể tìm hiểu rõ hơn về ancol thì trong bài viết sau đây chúng tôi sẽ giải thích cho bạn nhé.

Xem ngay:

• Công thức tính pH
• Các công thức hóa học cơ bản
• Axit sunfuric (H₂SO₄) là gì?

Ancol là gì?

+ Ancol hay còn được gọi với cái tên quen thuộc là rượu. Chúng là một hợp chất hữu cơ có chứa nhóm –OH được gắn vào một nguyên tử cacbon nhưng đến lượt nó thì lại gắn với một nguyên tử hydro hay cacbon khác.

+ Cấu trúc của ancol gồm nhóm chức hydroxyl -OH gắn với cacbon lai sp³. Còn gọi là nhóm chức ancol.

Công thức tổng quát của ancol:

• C_xH_yO_z (x, y, z thuộc N*; y chẵn; 4 ≤ y ≤ 2x + 2; z ≤ x): thường dùng khi viết phản ứng cháy.
• C_xH_y(OH)_z hay R(OH)_z: thường dùng khi viết phản ứng xảy ra ở nhóm OH.
• C_nH_2n+2-2k-z(OH)_z (k = số liên kết p + số vòng; n, z là các số tự nhiên; z ≤ n): thường dùng khi viết phản ứng cộng H₂, cộng Br₂, khi biết rõ số chức, no hay không no…

– Độ ancol là % thể tích của C₂H₅OH nguyên chất trong dung dịch C₂H₅OH

– Lần ancol là số nhóm OH có trong phân tử ancol.

– Bậc ancol là bậc của nguyên tử C liên kết với nhóm OH.

Tính chất vật lí

• Ở điều kiện nhiệt độ thường chúng tồn tại dưới chất lỏng hoặc rắn. Nhiệt độ sôi và khối lượng của các ancol sẽ tăng theo chiều tăng phân tử khối. Ngược lại, độ tan trong nước của chúng sẽ giảm đi khi phân tử khối tăng lên.
• Chúng có nhiệt độ sôi cao hơn so với các hidrocacbon có cùng phân tử khối hoặc đồng phân ete của nó do có sự liên kết hidro giữa các phân tử ancol

Tính chất hóa học

Phản ứng cùng kim loại kiềm

Phản ứng của Na với Ancol

R(OH)z+ zNa → R(ONa)z + z/2H₂

Hầu như không phản ứng cùng NaOH, ngược lại natri ancolat bị phân hủy hoàn toàn

R(ONA)z + zH₂O → R(OH)z + zNaOH

Trong phản ứng của ancol cùng với Na

mbình Na tăng = mancol – mH₂ = nancol(Mr+16z)

mbình ancol tăng = mNa– mH₂ = nancol x 22z

+ Nếu cho dung dịch ancol phản ứng cùng Na thì ngoài phản ứng của ancol còn xảy ra phản ứng của H2O với Na
Số nhóm chức của ancol = 2.nH2/nancol

Phản ứng với axit

Phản ứng với axit vô cơ HX

CnH₂n+2-2k-z(OH)z + (z + k)HX → CnH₂n + 2 – zXz + k

Trong đó, số nguyên tử X sẽ bằng tổng số nhóm H với số liên kết pi

Với axit hữu cơ

ROH + R’COOH ↔ R’COOH + H₂O

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

*  Lưu ý:

+ Phản ứng diễn ra trong điều kiện môi trường axit và đun nóng

+ Phản ứng có tính thuận nghịch nên cần chú ý đến chuyển dịch cân bằng

Phản ứng tách nước

Tách nước từ một phân tử ancol tạo anken của ancol no, đơn chức và mạch hở

CnH₂n+1OH → CnH₂n + H₂O (H₂SO₄ đặc và nhiệt độ > 170 độ C)

+ Điều kiện là ancol tham gia phản ứng có Hɑ. Nếu là ancol no và đơn chức, mạch hở không tách nước tạo anken thì nó là loại không có Hɑ.

+ Nếu một ancol tách nước tạo thành hỗn hợp nhiều anken thì đó là ancol bậc cao và có mạch C không đối xứng qua cacbon liên kết với nhóm OH

+ Nhiều ancol tách nước tạo thành một anken thì sẽ xảy ra một số khả năng sau:

• Có loại không tách nước
• Các ancol tham gia phản ứng là đồng phân của nhau
• Phản ứng tách nước đặc biệt:

CH₂OH-CH₂OH → CH₃CHO + H₂O

CH₂OH-CHOH-CH₂H → CH₂=CH-CHO + H₂O

Tách nước từ hai phân tử ancol tạo ete

ROH + ROH → ROR + H₂O (H₂SO₄ đặc, ở 140 độ C)

* Lưu ý:

+ Từ n ancol khác nhau ta sẽ thu được n.(n+1)/2 ete. Trong đó, có n ete đối xứng

+ Nếu tách nước thu được những ete có số mol bằng nhau thì các ancol tham gia vào phản ứng cũng có số mol bằng nhau và nancol = 2.nete = 2.nH₂O, nancol = mete + nH₂O + mancol dư

Phản ứng oxy hóa

Oxy hóa hoàn toàn:

CxHyOz + (x + y/4 – z/2)O₂ → xCO₂ + y/2H₂O

* Lưu ý:

Phản ứng đốt cháy của ancol có đặc điểm tương tư như phản ứng đốt cháy hidrocacbon tương ứng

+ Nếu đốt cháy ancol cho nH₂O > nCO₂ thì ancol được mang đi đốt cháy là ancol no và nAncol = nH₂O – nCO₂

+ Trong trường hợp đốt cháy ancol cho nH2O > 1,5.nCO2 thì ancol sẽ là CH₃OH. Chỉ có H₄ cùng CH₃OH có tính chất này (không kể amin)

+ Khi thực hiện đốt cháy 1 hợp chất hữu cơ X thấy nH₂O > nCO₂, chất đó sẽ là ankan, ancol no, mạch hở hoặc là ete no mạch hở (có cùng công thức là CnH₂n+2O₄)

Với trường hợp oxi hóa không hoàn toàn

Ancol bậc I phản ứng với CuO tạo ra andehit:

RCH₂OH + CuORCHO + Cu + H₂O

Ancol bậc II phản ứng với CuO tạo xeton:

RCHOHR + CuO – RCOR’ + Cu + H₂O

Ancol bậc III không bị oxy hóa bởi CuO

* Lưu ý: m chất rắn giảm = mCuO phản ứng – mCu Tạo thành = 16.nancol đơn chức

Phân loại ancol

+ Từ định nghĩa ancol là gì và cấu trúc của chúng, chúng ta có thể phân loại ancol như sau:

• Phân loại theo cấu trúc sẽ có ancol mạch thẳng và ancol mạch nhánh, vòng.
• Phân loại theo liên kết cacbon gồm ancol no và ancol không no.

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

• Phân loại theo chức ancol có ancol đơn chức và ancol đa chức.

Ví dụ: CH₃-CH₂-OH (etanol) là ancol một lần ancol còn OH-CH₂-CH₂-OH (ethylene glycol) là ancol hai lần ancol.

Điều chế Ancol

Thủy phân dẫn xuất halogen

C_nH_2n+2-2k-xX_x + xMOH → C_nH_2n+2-2k-x(OH)_x + xMX

Cộng nước vào anken tạo ancol no, đơn chức, mạch hở

C_nH_2n + H₂O → C_nH_2n+1OH (H⁺)

Phản ứng tuân theo quy tắc cộng Maccopnhicop nên nếu anken đối xứng thì phản ứng chỉ tạo thành 1 ancol.

 Thủy phân este trong môi trường kiềm

RCOOR’ + NaOH → RCOONa + R’OH

Cộng H₂ vào anđehit hoặc xeton

RCHO + H₂ → RCH₂OH (Ni, tº)
RCOR’ + H₂ → RCHOHR’ (Ni, tº)

Oxi hóa hợp chất có nối đôi bằng dung dịch KMnO₄

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

Phương pháp riêng điều chế CH₃OH

CH₄ + H₂O → CO + 3H₂
CO + 2H₂ → CH₃OH (ZnO, CrO₃, 400ºC, 200atm)
2CH₄ + O₂ → 2 CH₃OH (Cu, 200ºC, 100 atm)

Phương pháp điều chế C₂H₅OH

Lên men tinh bột:

(C₆H₁₀O₅)_n → C₆H₁₂O₆ → C₂H₅OH

Các phản ứng cụ thể:

(C₆H₁₀O₅)_n + nH₂O → nC₆H₁₂O₆
C₆H₁₂O₆ → 2C₂H₅OH + 2CO₂ (men rượu)

Hidrat hóa etilen, xúc tác axit:

C₂H₄ + H₂O → C₂H₅OH

Đây là các phương pháp điều chế ancol etylic trong công nghiệp.

Cách nhận biết ancol

• Khả năng tạo khí không màu với kim loại kiềm (lưu ý phản ứng này đều xảy ra với mọi dung dịch)
• Làm CuO đun nóng chuyển từ màu đen sang màu đỏ
• Với loại đa chức có các nhóm OH liền kề hòa tan Cu(OH)₂ tạo ra dung dịch màu xanh
• Ancol không no sẽ có phản ứng gây mất màu dung dịch Brom

Ứng dụng của ancol

+ Metanol được sử dụng chủ yếu trong sản xuất anđehit fomic – nguyên liệu cho ngành công nghiệp chất dẻo

+ Etanol được dùng để điều chế một số hợp chất hữu cơ như axit axetic, etyl axetat, dietyl ete,… do có khả năng hòa tan tốt một số hợp chất hữu cơ nên chất này được sử dụng trong pha vecni, dược phẩm hay nước hoa,… Trong đời sống, chúng được dùng cho pha chế các loại đồ uống với các độ ancol khác nhau.