Alcohol là gì, tính chất hoá học, tính chất vật lí của Alcohol, điều chế và ứng dụng? Hoá 11 chân trời bài 16

Nội dung về khái niệm Alcohol là gì, tính chất vật lí, tính chất hoá học của Alcohol, cách điều chế và ứng dụng của Alcohol.

1. Khái niệm và cấu trúc của Alcohol

• Alcohol là hợp chất hữu cơ có nhóm chức hydroxy (- OH) liên kết với nguyên tử carbon no.

* Ví dụ:

CH₃ – CH₂ – OH; CH₂ = CH – CH₂ – OH; C₆H₅ – CH₂ – OH.

• Alcohol no, đơn chức, mạch hở có công thức chung là C_nH_2n+1OH (n ≥ 1)

• Alcohol có nhiều hơn 1 nhóm – OH gọi là polyalcohol

• Bậc của alcohol là bậc của nguyên tử carbon liên kết với nhóm – OH.

* Ví dụ:

2. Đồng phân và danh pháp

• Các alcohol no, đơn chức, mạch hở trong phân tử có từ 3 nguyên tử carbon trở lên có đồng phân vị trí nhóm – OH, có từ 4 nguyên tử carbon trở lên có thêm đồng phân mạch carbon.

* Ví dụ: C₃H₈O và C₄H₁₀O có các đồng phân ancol như sau:

- Tên theo danh pháp thay thế của alcohol đơn chức

Tên hydrocarbon (bỏ kí tự e ở cuối) + Số chỉ vị trí nhóm –OH + ol

- Tên theo danh pháp thay thế của alcohol đa chức:

Tên hydrocarbon + Các số chỉ vị trí nhóm –OH + Từ chỉ số lượng nhóm – OH (di, tri,…) + ol

* Ví dụ: 3 – metylbutan – 1 – ol

* Chú ý: Mỗi nguyên tử carbon trong phân tử polyalcohol liên kết với không quá 1 nhóm –OH

3. Tính chất vật lí của Alcohol

- Ở điều kiện thường, các alcohol tồn tại ở thể lỏng hoặc rắn.

- Giữa các phân tử alcohol có liên kết hydrogen liên phân tử nên có nhiệt độ sôi cao hơn hydrocarbon hoặc ether có phân tử khối tương đương. Nhiệt độ sôi tăng khi phân tử khối tăng.

- Polyalcohol có nhiệt độ sôi cao hơn alcohol đơn chức có phân tử khối tương đương.

- Do tạo được liên kết hydrogen với nước nên các alcohol có phân tử khối nhỏ tan tốt trong nước, độ tan giảm khi số nguyên tử carbon tăng.

4. Tính chất hoá học của Alcohol

Trong phân tử Alcohol, liên kết C-O và O-H phân cực về phía nguyên tử Oxygen, 2 liênkết này quyết định các tính chất hoá học của Alcohol.

4.1. Phản ứng thế nguyên tử hydrogen của nhóm - OH

Alcohol có phản ứng thế nguyên tử hydrogen của nhóm – OH.

2C₂H₅OH + 2Na → 2C₂H₅ONa + H₂

4.2. Phản ứng tạo thành ether

Phản ứng giữa hai phân tử alcohol tạo ether

ROH + HOR’  ROR’+ H₂O

4.3. Phản ứng tạo thành alkene

Phản ứng tách nước từ alkanol tạo thành alkene

C_nH_2n+1OH  C_nH_2n + H₂O

Có thể dự đoán sản phẩm chính và phụ của phản ứng dựa vào quy tắc Zaitsev.

4.4. Phản ứng oxi hoá alcohol

a) Phản ứng oxi hoá hoàn toàn

Alcohol + oxygen → Carbon dioxide + nước

C₂H₅OH + 3O₂  2CO₂ + 3H₂O

b) Phản ứng oxi hoá không hoàn toàn

R – CH₂OH  R – CH = O

CH₃CH₂OH + CuO  CH₃-CHO + Cu + H₂O

Ở điều kiện trên, alcohol bậc III không bị oxi hoá.

4.5. Phản ứng riêng của polyalcohol

Các polyalcohol có các nhóm – OH liền kề như ethylene glycol, glycerol, … có thể tạo phức chất với Cu(OH)₂, sản phẩm có màu xanh đặc trưng.

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

5. Ứng dụng và điều chế Alcohol

- Nhiều alchol được ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực đồ uống, dược phẩm, mĩ phẩm, y tế, phẩm nhuộm hoặc làm nhiên liệu, …

- Lạm dụng đồ uống có cồn sẽ gây hại cho sức khoẻ, gây tai nạn khi tham gia giao thông, …

* Chú ý:

- Ethanol được điều chế bằng phản ứng hợp nước của ethylene hoặc lên men tinh bột.

C₆H₁₀O₅)_n + nH₂O  nC₆H₁₂O₆

C₆H₁₂O₆  2C₂H₅OH + 2CO₂

- Glycerol được điều chế từ propylene hoặc chất béo.

CH₂ = CHCH₃  CH₂ = CH – CH₂ – Cl

Cl - CH₂ – CH (OH) – CH – Cl  HO – CH₂ – CH(OH) – CH₂ – OH