Mục lục bài viết
1. Phương trình phản ứng Benzen cộng H2:
C6H6 + 3H2 -> C6H12
– Điều kiện để C6H6 ra C6H12 là:
Điêu kiện để xảy ra phản ứng trên Benzen phản ứng cộng vs H2 khi sử dụng Niken làm chất xúc tác tạo ra xiclohexan
2. Tìm hiểu về C6H12:
2.1. Khái niệm C6H12 là gì?
Cyclohexane là hợp chất hữu cơ thuộc nhóm xicloankan gồm 6 C liên kết với nhau tạo thành vòng, mỗi C sẽ liên kết với 2 nguyên tử H.
Công thức hóa học là: C6H12.
Tên khác của C6H12 là Hexametylen.
C6H12 có thể tồn tại ở dạng bán ghế, xoắn ốc hoặc thuyền. Nó tồn tại dưới dạng chất lỏng trong suốt, không màu, có mùi tương tự như xăng. Nó được dùng làm dung môi hòa tan các chất hữu cơ nên được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp.
2.2. Đặc tính nổi bật của Cyclohexane:
– Hình thức của C6H12: Tồn tại dưới dạng chất lỏng trong suốt, không màu.
– Khối lượng phân tử của C6H12: 84,16 g/mol.
– Tỷ trọng của C6H12: 0,779 g/cm³.
– Nhiệt độ nóng chảy của C6H12: 6,55 độ C cho 279,7K.
– Nhiệt độ của C6H12: 80.74 độ C tương đương 354K.
– Độ hòa tan của C6H12:
+ Không tan trong nước.
+ Tan trong một số dung môi hữu cơ như rượu, benzen, este, clorofom.
2.3. Ứng dụng của C6H12:
Ứng dụng của Xiclohexan trong đời sống và sản xuất:
Có thể kể đến một số ứng dụng nổi bật của Cyclohexane trong đời sống và sản xuất như:
– Tổng hợp các chất hữu cơ: Đây là nguyên liệu quan trọng dùng để điều chế cyclohexanone và cyclohexanol thông qua phản ứng oxy hóa. Trong khi đó, hỗn hợp các chất cyclohexanone-cyclohexanol là thành phần không thể thiếu trong axit adipic, caprolactam – 2 tiền chất của nylon 6 và nylon 6,6 được sử dụng rộng rãi trong ngành dệt may và nhựa.
– Kiểm tra tốc độ bay hơi của các chất phối hợp trong quá trình sản xuất keo, băng keo.
– Ngành Thủ công và thuộc da: Là chất phụ gia trong xà phòng latex và nhôm trong vải dệt thoi. Ngoài ra, nó còn được dùng làm chất tẩy trắng và tẩy sắc tố sơn giúp sản phẩm bền và đẹp hơn.
– Sản xuất sơn: Tăng độ chảy cho sơn cellulose axetat và chất tẩy sơn, chống hư hại sơn cellulose nitrat. Từ đó, tăng cường độ cho lớp sơn phủ và chống thấm.
– Sản xuất nhựa và nhựa in: Đóng vai trò là chất nhũ hóa và chất xúc tác trong sản xuất nhựa polyester. Ngoài ra, nó còn là thành phần trong mực in và nhựa PVC.
2.4. Dung môi Cyclohexane có độc không?
Theo nghiên cứu, Cyclohexane có thể gây ra những tác hại đối với sức khỏe và môi trường như:
– Gây kích ứng da và mắt khi tiếp xúc.
– Hít phải có thể gây buồn nôn và chóng mặt.
Tổn thương nội tạng, thậm chí tử vong.
– Theo đánh giá của IRAC, dung môi cyclohexane không gây ung thư.
– Chất này khi thải ra môi trường có thể gây độc cấp tính và lâu dài cho môi trường nước.
2.5. Lưu ý khi sử dụng và bảo quản:
– Cần sử dụng các thiết bị bảo hộ như khẩu trang, kính đeo mắt, kính cận,… trong quá trình tiếp xúc với hóa chất để đảm bảo an toàn khi sử dụng.
Sử dụng đồ bảo hộ khi sử dụng hóa chất
– Nếu thật sự dung môi có thể văng vào mắt thì phải rửa ngay bằng nước sạch và đến ngay cơ sở y tế gần nhất để được xử lý.
– Nếu tiếp xúc với da, rửa vùng da bị ảnh hưởng bằng nước sạch. Cởi bỏ quần áo nếu bị hóa chất bắn vào và đưa ngay nạn nhân đến bệnh viện để điều trị.
– Trường hợp không may nuốt phải, không rửa miệng cho nạn nhân. Hãy liên hệ với bác sĩ và đưa đến bệnh viện ngay để được điều trị kịp thời.
– Hít phải: Đưa nạn nhân ra nơi thoáng gió để hít thở không khí trong lành, nếu có triệu chứng khó thở thì tiến hành hô hấp nhân tạo, thở ôxy và đưa ngay đến bệnh viện.
– Bảo quản:
+ Vì chất này rất dễ cháy và bốc cháy khi có nhiệt hoặc tia lửa, hơi có thể tạo thành hỗn hợp nổ trong không khí. Do đó, hãy bảo quản ở nơi khô ráo, tránh xa nguồn nhiệt hoặc ánh nắng trực tiếp.
+ Dung môi dễ bay hơi nên cần đóng nắp khi bảo quản.
3. Tìm hiểu về C6H6:
3.1. Khái niệm C6H6:
Benzen là hiđrocacbon thơm, hữu cơ đơn giản nhất. Benzen là một trong những hóa chất cơ bản của dầu và là thành phần tự nhiên của dầu thô. Nó có mùi xăng và là một chất làm dịu không màu. Benzen có độc tính cao và gây ung thư trong tự nhiên. Nó chủ yếu được sử dụng trong sản xuất polystyrene.
Cấu tạo của benzen
– Gồm 6 nguyên tử C trong phân tử tạo thành hình lục giác đều.
– Chúng nằm trên cùng một mặt phẳng (gọi là mặt phẳng phân tử) và các góc liên kết bằng 120 độ.
– Mô hình rỗng và đặc điểm của phân tử C6H6:
3.2. Tính chất vật lý của Benzen:
Benzen (C6H6) là chất lỏng không màu, nhẹ hơn nước và không tan trong nước. Benzen có thể hòa tan được nhiều chất như: dầu ăn, cao su, nến, iot… và nhiều dung môi hữu cơ khác. Benzen độc và dễ cháy.
C6H6 có khối lượng riêng 0,8786 kg/m3, nóng chảy ở 5,5°C, bay hơi ở 80,1°C.
3.3. Tính chất hóa học của C6H6:
a. Phản ứng thế:
Halogen hóa: Benzen phản ứng với brom (với sự có mặt của bột sắt) để tạo thành brombenzene và khí hydro bromua.
Chú ý: trong trường hợp không có sắt mà thay bằng điều kiện có ánh sáng thì brom sẽ thế hiđro ở nhánh.
b. Phản ứng cộng benzen:
-Phản ứng cộng benzen: Benzen + H2
C6H6 + 3H2 → C6H12(xiclohexan)
-Phản ứng cộng benzen: Benzen + Cl2
– Dẫn một lượng nhỏ khí clo vào bình chứa ít benzen, che chắn rồi đem bình ra ngoài nắng. Trong bình xuất hiện khói trắng và trên thành bình xuất hiện lớp bột màu trắng, đó là 1, 2, 3, 4, 5, 6-hexa clo cyclohexan (hexachloran).
C6H6 + 3Cl2 → C6H6Cl6 (hexacloran)
c. Phản ứng nitrat hóa:
Benzen phản ứng với hỗn hợp axit HNO3 đặc và H2SO4 đặc tạo thành nitrobenzen:
d. Phản ứng oxi hóa:
– Benzen dễ tham gia phản ứng thế và khó tham gia phản ứng cộng, bền với chất oxi hóa. Đây cũng là tính chất hoá học đặc trưng của hiđrocacbon thơm => gọi là tính thơm.
→ Benzen không phản ứng với KMnO4.
– Benzen khi đốt cháy trong không khí tạo ra nhiều than, sinh ra khí cacbonic, nước và nhiệt,
3.4. Ứng dụng của Benzen:
Benzen có vai trò rất quan trọng trong hóa học hữu cơ, được dùng làm nguồn nguyên liệu. Dùng trong tổng hợp monome để tạo polime làm cao su, chất dẻo, tơ sợi (không giới hạn ở cao su buna-stiren, politiren, tơ capron). Ngoài ra, người ta còn có thể điều chế Phenol từ benzen và từ benzen thành toulen.
Toluene là một thành phần quan trọng của thuốc nổ TNT (trinitrotoluene).
– Hợp chất toluen, benzen, xylen Thường được dùng làm dung môi trong các phản ứng.
4. Bài tập vận dụng liên quan và lời giải:
Câu 1. Dãy đồng đẳng của benzen (gồm benzen và ankylbenzen) có công thức chung là công thức nào sau đây:
A. CnH2n+6(n ≥ 6).
B. CnH2n-6 (n ≥ 3).
C. CnH2n-8 (n ≥ 8).
D. CnH2n-6 (n ≥ 6).
Xem đáp án
Đáp án D
Giải thích:
Dãy đồng đẳng của benzen (gồm benzen và ankylbenzen) có công thức chung là: CnH2n-6 (n ≥ 6).
Câu 2. Hoạt tính sinh học của benzen, toluen là gì? Chọn đáp án đung trong các đáp án sau đây?
A. Gây ảnh hưởng tốt cho sức khỏe
B. Không gây hại cho sức khỏe
C. Tùy thuộc vào nhiệt độ có thể gây hại hoặc không gây hại
D. Gây hại cho sức khỏe
Xem đáp án
Đáp án D
Giải thích:
Tuy benzen có mùi thơm nhẹ, nhưng mùi này có hại cho sức khỏe (gây bệnh bạch cầu). Ngoài ra, khi hít benzen vào có thể gây vô sinh, cần lưu ý khi tiếp xúc trực tiếp với benzen (có thể gây ung thư máu).
Tương tự vậy, nếu tiếp xúc với toluen trong thời gian đủ dài có thể gây bệnh ung thư
Câu 3. Để phân biệt benzen, toluen, stiren ta chỉ dùng 1 thuốc thử duy nhất là loại thuốc thử nào sau đây:
A. dung dịch brom.
B. Br2 (xt Fe).
C. dung dịch Br2 hoặc dung dịch KMnO4.
D. dung dịch KMnO4.
Xem đáp án
Đáp án D
Giải thích:
Không dùng được Br2 dung dịch vì cả benzen và toluen đều không phản ứng.
Không dùng được Br2 khan (xt Fe) vì benzen và toluen đều cho hiện tượng giống nhau.
Có thể dùng dung dịch KMnO4 vì:
+ C6H6 không làm mất màu
+ Stiren làm mất màu KMnO4 ở nhiệt độ thường
3C6H5CH=CH2 + 10KMnO4 → 3C6H5COOK + 3K2CO3 + 10MnO2+ KOH + 4H2O
+ C6H5CH3 làm mất màu KMnO4 khi đun nóng
C6H5CH3 + 2KMnO4 → C6H5COOK + KOH + 2MnO2 + H2O
Câu 4.Hãy cho biết, Nhận xét nào sau đây đúng?
A. Benzen và đồng đẳng của benzen chỉ có khả năng tham gia phản ứng cộng.
B. Benzen và đồng đẳng của benzen chỉ có khả năng tham gia phản ứng thế.
C. Benzen và đồng đẳng của benzen vừa có khả năng tham gia phản ứng cộng, vừa có khả năng tham gia phản ứng thế.
D. Benzen và đồng đẳng của benzen không có khả năng tham gia phản ứng cộng và phản ứng thế.
Xem đáp án
Đáp án B
