ĐIỂM Báo Cáo Thực Hành Hóa Hữu Cơ GVHD: Nguyễn Quang Khuyến ANDEHIT – XETON – ACID CACBOXYLIC &&& Giáo viên hướng dẫn : Nguyễn Quang Khuyến Ngày làm thí nghiệm : Lớp : ĐHHO3 Nhóm: 7 Họ tên sinh viên : Nguyễn Mạnh Hùng Nhận xét: . NỘI DUNG 1. MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM • Điều chế axetandehit từ etanol • Phản ứng oxi hóa axetandehit • Phản ứng cộng nuleophin vào nhóm C=O của andehit và xeton • Phản ứng Canizaro • Tính acid của acid cacboxylic • So sánh tính acid, tính khử của một số acid • Phản ứng định tính của acid salyxilic với FeCl 3 • Phân biệt acid với phenol 2. THỰC HÀNH THÍ NGHIỆM 1. Điều chế axetandehit từ ancoletylic: Thao tác: cho dây đồng bị đốt cháy đến khi có tạo lớp oxit đồng vào ống nghiệm khô chứa ancol etylic. Hiện tượng: dây đồng bị cháy đen sau khi nhúng vào etanol có màu đỏ trở lại. Đồng bị oxi hóa bởi oxi không khí khi đốt cháy hình thành lớp oxit đồng màu đen: 1 SVTH: Nguyễn Mạnh Hùng Báo Cáo Thực Hành Hóa Hữu Cơ GVHD: Nguyễn Quang Khuyến Cu + ½ O 2 → CuO rắn đen Rượu etylic (rượu bậc 1) xúc tác kim loại ở nhiệt độ cao, trong điều kiện thiếu oxi không khí, sẽ xảy ra phản ứng dehydro hóa, hình thành các tạp chất andehyde. CH 3 CH 2 OH + CuO 200 - 300 o C CH 3 CHO + Cu đỏ ↓ + H 2 O Dựa vào phản ứng ta giải thích được dây đồng đỏ lại. THÍ NGHIỆM 2. Phản ứng của andehit với acid fucsinsunfuro Fucsin có công thứ cấu tạo là: C H 2 N H 2 N NH 2 Cl Dung dịch fucsin có màu hồng khi cho trong 200ml nước cất và cho bảo hòa khí anhidrrit sunfuro SO 2 sẽ tạo thành acid fucsinsunfuro không màu. C H 2 N H 2 N H N SO 3 H OSOH Khí SO 2 ta có thể điề chế theo phương trình: NaHSO 3 + HCl → NaCl + SO 2 ↑ + H 2 O Hợp chất này dần dần lại tác dụng với SO 2 còn dư trong dung dịch loại trừ andehit ra dưới dạng hợp chất bisunfit và lại chuyển về dạng acid fucsinsunfuro. Phản ứng acid fucsinsunfuro rất nhạy và đặc trưng với andehit. Nhìn chung không phản ứng với xeton. Nếu sau phản ứng dung dịch còn màu hồng chứng tỏ fucsin còn dư, do đó phải cho than hoạt tính vào hấp thụ lượng fucsin, sao đó mới lọc lại để thu acid fucsinsunfuro tinh khiết Thực hiện phản ứng chuyển vị khi nhận andehit sản phẩm có cấu tạo quinoit có màu: C H N H N NH 2 OSO OSO C H C H CH 3 OH OH R R Cl Do đó: 2 SVTH: Nguyễn Mạnh Hùng Báo Cáo Thực Hành Hóa Hữu Cơ GVHD: Nguyễn Quang Khuyến • Ống 1: chứa 2 giọt dung dịch acid fucsinsunfuro và cho vào 5 giọt dung dịch fomandehit 40%  tím hồng  cho 5 giọt dung dịch HCl đặc vào dung dịch chuyển sang màu tím • Ống 2: chứa 2 giọt dung dịch acid fucsinsunfuro và cho vào 5 giọt dung dịch axetandehit 20%  hồng  cho 5 giọt dung dịch HCl đặc vào dung dịch nhạc dần nhưng vẫn giữ được màu hồng THÍ NGHIỆM 3. Phản ứng của aandehit với amiacat bạc (thuốc thử Tolens) Cho dung dịch AgNO 3 vào ống nghiệm, nhỏ vào đó dung dịch NH 3 đến khi nào kết tủa Ag 2 O vừa sinh ra tan hoàn toàn. AgNO 3 + NH 3 + H 2 O → AgOH + NH 4 NO 3 2AgOH Ag 2 O + H 2 O Ag 2 O + 2NH 3 + H 2 O → 2(Ag(NH 3 ) 2 )OH Chia thuốc thử Tolens vào 2 ống nghiệm: Ống 1: cho andehit fomic vào  bạc bám trên thành ống nghiệm. Ống 2: cho anxetan andehit  bạc bám trên thành ống nghiệm, ít hơn ống 1. Sơ đồ phản ứng: Ống 1: đối với HCHO phản ứng có thể xảy ra 2 lần: HCHO + 2AgNO 3 + 3NH 3 + H 2 O → HCOONH 4 + 2NH 4 NO 3 + 2Ag↓ (3.1) HCOONH 4 + 2AgNO 3 + 3NH 3 + H 2 O → (NH 4 ) 2 CO 3 + 2NH 4 NO 3 + 2Ag↓ (3.2) (3.1) + (3.2) → (3.3) HCHO + 4AgNO 3 + 6NH 3 + 2H 2 O → (NH 4 ) 2 CO 3 + 4NH 4 NO 3 + 4Ag↓ (3.3) Ống 2: CH 3 CHO + 2AgNO 3 + 3NH 3 + H 2 O → CH 3 COONH 4 + 2NH 4 NO 3 + 2Ag↓ Nhận xét: andehit đơn chức A cho phản ứng tráng gương với thuốc thử Tolens cho tỉ lệ mol n A :n Ag = 1:4  thì A phải là HCHO ( các andehit khác cho tỉ lệ mol 1:2)  giải thích vì sao lượng kim loại bạc trong ống 1 lớn hơn ống 2. Nếu phản ứng tráng gương có tạo ra khí thì đó là NH 3 và CO 2 , do sự thủy phân bởi nhiệt: (NH 4 ) 2 CO 3 t o 2NH 3 ↑ + CO 2 ↑ + H 2 O Hay HCHO + 2Ag 2 O NH 3 t o CO 2 + 2H 2 O + 4Ag↓ THÍ NGHIỆM 4. Phản ứng của andehit với Cu(OH) 3 SVTH: Nguyễn Mạnh Hùng Báo Cáo Thực Hành Hóa Hữu Cơ GVHD: Nguyễn Quang Khuyến Thao tác: (1ml HCHO 5% + 1ml NaOH 10% + từ từ từng giọt dung dịch CuSO 4 2%)  đun nóng phần trên của hổn hợp, phần dưới để so sánh. Hiện tượng: dung dịch đổi màu từ màu xanh nhạc của huyền phù (sau khi cho từ từ từng giọt dung dịch CuSO 4 2%) sang màu vàng của kết tủa rồi màu đỏ gạch của tủa. Sơ đồ phản ứng: 2NaOH + CuSO 4 → Cu(OH) 2 ↓ xanh nhạc + Na 2 SO 4 HCHO + 4Cu(OH) 2 + 2NaOH → Na 2 CO 3 + 2Cu 2 O↓ đỏ gạch + 6H 2 O (4.1) Tương tự khi dùng axetandehit, ta được: Thao tác: (1ml CH 3 CHO 5% + 1ml NaOH 10% + từ từ từng giọt dung dịch CuSO 4 2%)  đun nóng phần trên của hổn hợp, phần dưới để so sánh. Hiện tượng: dung dịch đổi màu từ màu xanh nhạc của huyền phù (sau khi cho từ từ từng giọt dung dịch CuSO 4 2%) sang màu vàng của kết tủa rồi màu đỏ gạch của tủa. Sơ đồ phản ứng: 2NaOH + CuSO 4 → Cu(OH) 2 ↓ xanh nhạc + Na 2 SO 4 CH 3 CHO + 2Cu(OH) 2 t o CH 3 COOH + Cu 2 O↓ đỏ gạch + 2H 2 O (4.2) CH 3 COOH + NaOH → CH 3 COONa + H 2 O (4.3) Ta có: (4.2) + (4.3) → (4.4) CH 3 CHO + 2Cu(OH) 2 + NaOH t o CH 3 COONa + Cu 2 O↓ đỏ gạch + 3H 2 O (4.4) Nhận xét: dựa vào tỉ lệ mol giữa andehit A và kết tủa Cu 2 O đỏ gạch tạo ra theo phản ứng (4.1) và (4.4) ta chứng minh được lượng kết tủa tạo ra khi dùng andehit fomic lớn hơn gấp 4 lần khi dùng axetandehit. THÍ NGHIỆM 5. Phản ứng của andehit và xeton với NaHSO 4 Thao tác: (3ml NaHSO 3 + lắc mạnh và cho tiếp vào 1ml axetandehit)  lọc kết tủa, chia làm 2 phần: cho từng giọt HCl 2N vào phần 1 và cho từng giọt Na 2 CO 3 vào phần 2. Hện tượng: hổn hợp tỏa nhiệt, đặt ống nghiệm trong cốc nước đá, kết tủa tách ra ở ống nghiệm có dạng tinh thể màu trắng. • Phần 1: kết tủa tan có mùi sóc • Phần 2: kết tủa tan Sơ đồ phản ứng: Phản ứng cộng NaHSO 4 (dung dịch bảo hòa): C H 3 C O H NaHSO 4 C SO 3 Na H 3 C OH H 4 SVTH: Nguyễn Mạnh Hùng Hợp chất cộng bisunfit Báo Cáo Thực Hành Hóa Hữu Cơ GVHD: Nguyễn Quang Khuyến Phản ứng thường dùng để tách andehit ra khỏi hỗn hợp, sau đó tái tạo lại bằng acid hay bazo: (Na 2 CO 3 có tính kiềm vì trong nước hợp chất này có khả năng thủy phân tạo NaOH) Phần 1: C SO 3 Na H 3 C OH H HCl C H 3 C O H NaCl SO 2 H 2 O Phần 2: Na 2 CO 3 → Na + + CO 3 2- CO 3 2- + H 2 O HCO 3 - + OH - C SO 3 Na H 3 C OH H OH - C H 3 C O H Na 2 SO 3 H 2 O Na + Tương tự, khi dùng xeton: Sơ đồ phản ứng: C H 3 C O R NaHSO 4 C SO 3 Na H 3 C OH R C SO 3 Na H 3 C OH R HCl C H 3 C O R NaCl SO 2 H 2 O Na 2 CO 3 → Na + + CO 3 2- CO 3 2- + H 2 O HCO 3 - + OH - C SO 3 Na H 3 C OH R OH - C H 3 C O R Na 2 SO 3 H 2 O Na + Nhận xét: giống andehit xeton tham gia phản ứng cộng hidro và NaHSO 3 . THÍ NGHIỆM 6. Tính chất acid của cacboxylic Tính chất do nhóm –COOH gây ra. Nguyên nhân do ảnh hưởng qua lại giữa đôi electron p tự do, trên nguyên tử oxi của nhóm –OH phân cực mạnh, H rất linh động do đó có tính acid rõ rệt. Acid cacboxylic phản ứng như một acid vô cơ thông thường. a) Lấy 3 ống nghiệm, mỗi ống nghiệm chứa 1-2 giọt dung dịch CH 3 COOH 10%. Trong nước, acid cacboxylic điện li thành ion: CH 3 COOH CH 3 COO - + H + Do đó: • Ống 1: cho vào 1 giọt metyl da cam  đỏ cam 5 SVTH: Nguyễn Mạnh Hùng mùi sóc R ≠ H mùi sóc Báo Cáo Thực Hành Hóa Hữu Cơ GVHD: Nguyễn Quang Khuyến • Ống 2: cho vào 1 giọt quỳ xanh  đỏ vàng  cam • Ống 3: cho vào 1 giọt phenolphtalein  mất màu và xuất hiện kết tủa C O CO HO OH C O CO OOCH 3 C CH 3 COO 2H 2 O PP 2CH 3 COOH b) Lấy 1-2ml acid axetic kết tinh vào ống nghiệm, cho thêm một ít bột Mg  khí không màu thoát ra và khi đốt cháy có ngọn lửa màu xanh 2CH 3 COOH + Mg → (CH 3 COO) 2 Mg + H 2 ↑ Nhận xét: khí tạo thành sau phản ứng là khí Hidro, khi cháy có màu xanh.  Acid cacboxylic tác dụng với kim loại có tính khử mạnh. c) Lấy khoảng 0,1-0,2g CuO vào ống nghiệm, rót tiếp vào đó 2-3ml acid axetic và đun nhẹ hỗn hợp trên ngọn lửa đèn cồn  CuO có màu đen khi cho dung dịch acid vào tạo thành dung dịch màu đen và khi được đun nhẹ màu đen dung dịch cũng nhạc dần. 2CH 3 COOH + CuO → (CH 3 COO) 2 Cu + H 2 O Nhận xét: CuO dần phản ứng hết với dung dịch acid  Acid cacboxylic tác dụng với bazo hay oxit bazo. d) Rót 1-2ml acid axetic kết tinh vào ống nghiệm đã chứa sẵn 1-2ml NaCO 3 10%  xuất hiện khí thoát ra, khi đưa que diêm đang cháy vào thì que diêm bị tất. 2CH 3 COOH + CaCO 3 → (CH 3 COO) 2 Ca + CO 2 ↑ + H 2 O Nhận xét: phản ứng tạo thành khí CO 2 , không duy trì sự cháy nên que diêm tất  Acid cacboxylic tác dụng với muối của acid yếu hơn. THÍ NGHIỆM 7. Các phản ứng oxi hóa acid cacboxylic Cho vào 3 ống nghiệm lần lượt là: HCOOH đậm đặc, CH 3 COOH 95%, HOOC-COOH đặc. Cho vào 3 ống một giọt KMnO 4 0,1N: • Ống 1: màu tím hơi nhạc • Ống 2: không làm mất màu tím • Ống 3: mất màu tím Nhận xét: do HOOC-COOH có 2 nhóm cacboxyl đều có hiệu ứng hút điện tử về phía mình nên liên kết giữa 2 nhóm này dẽ bị bẻ gãy, do đó khả năng tham gia phản ứng oxi hóa lớn hơn 2 acid còn lại. Đối với acid fomic có nhóm andehit nên có khả năng tham gia 6 SVTH: Nguyễn Mạnh Hùng Báo Cáo Thực Hành Hóa Hữu Cơ GVHD: Nguyễn Quang Khuyến phản ứng oxi hóa nên làm màu thuốc KMnO 4 nhạc dần. Còn lại CH 3 COOH không có khả năng tham gia phản ứng oxi hóa. THÍ NGHIỆM 8. Phản ứng của acid hữu cơ với FeCl 3 Lấy vào 4 ống nghiệm: • Ống 1: 0,5ml HCOOH đậm đặc • Ống 2: 0,2ml CH 3 COOH 95% • Ống 3: 0,5ml HOOC–COOH đặc • Ống 4: 0,2g acid salixylic Cho vào mỗi ống nghiệm dung dịch amoniac 2N để kiềm hóa cho đến khi giấy quỳ đỏ hóa xanh  tạo thành amin theo qui tắc chung sau: C O R OH NH 4 OH C O R ONH 4 H 2 O Do dung dịch amoniac 2N dư, nên ta đun hết mùi amoniac: NH 4 OH t o NH 3 ↑ + H 2 O Cho vào mỗi ống 1ml FeCl 3 0,2N và lắc đều. • Ống 1: keo màu đỏ thẫm 3HCOONH 4 + FeCl 3 → (HCOO) 3 Fe + 3NH 4 Cl • Ống 2: dung dịch màu đỏ thẩm 3CH 3 COONH 2 + FeCl 3 → (CH 3 COO) 3 Fe + 3NH 4 Cl • Ống 3: không xãy ra phản ứng. • Ống 4: kết tủa màu nâu C O O COONH 4 OH FeCl 3 OH 3NH 4 Cl 3 C O O OH C O O HO Fe THÍ NGHIỆM 9. Phân biệt acid cacboxylic và phenol Cho vào 2 ống nghiệm: • Ống 1: 0,5ml phenol lỏng • Ống 2: 0,5ml acid axetic 7 SVTH: Nguyễn Mạnh Hùng Báo Cáo Thực Hành Hóa Hữu Cơ GVHD: Nguyễn Quang Khuyến Cho vào mỗi ống nghiệm 1ml Na 2 CO 3 10% lắc đều:  Ống 1: không phản ứng, có hiện tượng tách lớp. Phenol có tính acid nhưng rất yếu (yếu hơn H 2 CO 3 ), không làm đỏ quỳ tím, không hòa tan được muối cacbonat.  Ống 2: xuất hiện nhiều bọt khí. Phản ứng giữa acid cacboxylic tác dụng với muối của acid yếu hơn: 2CH 3 COOH + Na 2 CO 3 → 2CH 3 COONa + CO 2 ↑ + H 2 O 8 SVTH: Nguyễn Mạnh Hùng . ĐIỂM Báo Cáo Thực Hành Hóa Hữu Cơ GVHD: Nguyễn Quang Khuyến ANDEHIT – XETON – ACID CACBOXYLIC &&& Giáo viên. axetandehit từ etanol • Phản ứng oxi hóa axetandehit • Phản ứng cộng nuleophin vào nhóm C=O của andehit và xeton • Phản ứng Canizaro • Tính acid của acid cacboxylic