Lý thuyết Ancol (mới 2022 + Bài Tập) - Hóa học 11

Bài 40 : Ancol I. Định nghĩa – phân loại

1. Định nghĩa

- Ancol là những hợp chất hữu cơ, trong phân tử có nhóm hiđroxyl – OH liên kết trực tiếp với nguyên tử cacbon no.

- Nhóm OH này được gọi là nhóm – OH ancol.

- Ví dụ một số ancol:

CH3CH2OH; CH2 = CH – CH2 – OH; C6H5 – CH2 – OH.

- Công thức tổng quát của ancol: R(OH)n (n ≥ 1), với R là gốc hiđrocacbon.

- Công thức của ancol no, mạch thẳng, đơn chức: CnH2n+1OH hay CnH2n+2O (với n ≥ 1).

2. Phân loại

- Dựa vào đặc điểm gốc hiđrocacbon, các ancol được chia thành:

+ Ancol no. Ví dụ: CH3OH; CH2OH – CH2OH … + Ancol không no. Ví dụ: CH2 = CH – CH2 – OH …

+ Ancol thơm (phân tử có vòng benzen). Ví dụ: C6H5 – CH2 – OH…

- Dựa vào số nhóm OH trong phân tử, ancol được chia thành:

+ Ancol đơn chức: CH3OH; CH2 = CH – CH2 – OH …

+ Ancol đa chức: CH2OH – CH2OH; CH2OH – CH(OH) – CH2OH …

- Các ancol còn được phân loại theo bậc ancol. Bậc của ancol được xác định bằng bậc của nguyên tử C liên kết với nhóm -OH.

II. Đồng phân, danh pháp 1. Đồng phân

Các ancol no, mạch hở, đơn chức có đồng phân mạch cacbon và đồng phân vị trí nhóm chức – OH trong mạch cacbon.

Ví dụ: C4H10O có các đồng phân ancol như sau:

2. Danh pháp

a) Tên thông thường

- Một số ít ancol có tên thông thường.

- Tên thông thường = Ancol + tên gốc ankyl+ ic.

Ví dụ:

CH3-CH2-OH: ancol etylic.

CH3-OH: ancol metylic.

b) Tên thay thế

Các bước gọi tên thay thế:

-Chọn mạch chính của phân tử ancol là mạch dài nhất có chứa nhóm -OH.

- Đánh số thứ tự nguyên tử cacbon trên mạch chính bắt đầu từ phía gần nhóm -OH hơn.

- Tên thay thế = tên hiđrocacbon tương ứng với mạch chính + số chỉ vị trí nhóm OH + ol.

- Ví dụ:

3 – metylbutan – 1 – ol

Tên một số ancol no, đơn chức, mạch hở III – Tính chất vật lý

- Các ancol là chất lỏng hoặc chất rắn ở điều kiện thường.

- Nhiệt độ sôi, khối lượng riêng của các ancol tăng theo chiều tăng của phân tử khối, ngược lại độ tan trong nước của chúng lại giảm khi phân tử khối tăng.

- Các ancol có nhiệt độ sôi cao hơn các hiđcacbon có cùng phân tử khối hoặc đồng phân ete của nó là do giữa các phân tử ancol có liên kết hiđro ⇒ Ảnh hưởng đến độ tan.

Liên kết hiđro giữa các phân tử ancol với nhau (a) và với nước (b) IV. Tính chất hóa học

Trong phân tử ancol liên kết C – OH, đặc biệt liên kết O – H phân cực mạnh nên nhóm – OH nhất là nguyên tử H dễ bị thay thế hoặc tách ra trong các phản ứng hóa học.

1. Phản ứng thế H của nhóm OH ancol (phản ứng đặc trưng của ancol) - Tính chất chung của ancol tác dụng với kim loại kiềm:

Ví dụ:

2CH3CH2OH + 2Na → 2CH3CH2ONa + H2

Tổng quát:

+ Với ancol đơn chức:

2ROH + 2Na → 2RONa + H2↑

+ Với ancol đa chức:

2R(OH)x + 2xNa → 2R(ONa)x + xH2↑

- Tính chất đặc trưng của glixerol hòa tan Cu(OH)2

Ví dụ:

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

Không chỉ glixerol, các ancol đa chức có các nhóm – OH liền kề cũng có tính chất này.

⇒ Phản ứng này dùng để phân biệt ancol đơn chức với ancol đa chức có các nhóm - OH cạnh nhau trong phân tử.

Thí nghiệm về phản ứng đặc trưng của glixerol 2. Phản ứng thế nhóm OH

a) Phản ứng với axit vô cơ:

Ví dụ:

C2H5OH + HBr ^to C2H5Br + H2O

Các ancol khác cũng có phản ứng tương tự, phản ứng này chứng tỏ phân tử ancol có nhóm – OH.

b) Phản ứng với ancol Ví dụ:

2C2H5OH ^{140 C,H SOo 2 4} C2H5OC2H5 + H2O C2H5OC2H5: đietyl ete

⇒ Công thức tính số ete tạo thành từ n ancol khác nhau là ^{n(n 1)} 2



3. Phản ứng tách nước (phản ứng đehidrat hoá) Ví dụ:

CH3CH2OH ^{170 C,H SOo 2 4}CH2 = CH2 + H2O

Trong điều kiện tương tự, các ancol no, đơn chức, mạch hở (trừ CH3OH) có thể bị tách nước tạo thành anken. Tổng quát:

CnH2n + 1OH ^{170 C,H SOo 2 4} CnH2n + H2O 4. Phản ứng oxi hoá

- Phản ứng oxi hoá hoàn toàn:

Khi bị đốt các ancol cháy, tỏa nhiều nhiệt. Tổng quát cho đốt cháy ancol no, đơn chức, mạch hở:

CnH2n + 2O + ³ⁿ 2 O2

to

 nCO2 + (n + 1)H2O - Phản ứng oxi hoá không hoàn toàn bởi CuO, t^o

+ Các ancol bậc I bị oxi hóa không hoàn toàn tạo thành anđehit. Ví dụ:

CH3CH2OH + CuO ^to CH3CHO (anđehit axetic) + Cu + H2O

+ Các ancol bậc II bị oxi hóa không hoàn toàn tạo thành xeton. Ví dụ:

CH3- CH(OH) – CH3 + CuO ^to CH3 – CO – CH3 + Cu + H2O + Trong điều kiện trên, ancol bậc III không phản ứng.

V. Điều chế

a. Phương pháp tổng hợp Anken + H2O ^{t ,H SOo 2 4} ancol Ví dụ:

CH2 = CH2 + H2O ^{t ,H SOo 2 4} CH3 – CH2 – OH

b. Phương pháp sinh hoá: từ tinh bột, đường, ... lên men.

(C6H10O5)n

o

t ,xt,H O2

C6H12O6 ^enzimC2H5OH

VI. Ứng dụng

Etanol có nhiều ứng dụng trong nhiều lĩnh vực, thể hiện trong hình dưới đây: