C6H5CH3 + KMnO4 → C6H5COOK + KOH + MnO2 + H2O

1. Phương trình phản ứng C6H5CH3 ra C6H5COOK:

C6H5CH3 + 2KMnO4 → C6H5COOK + KOH + 2MnO2+ H2O

– Điều kiện để Toluen tác dụng với KMnO4:

Điều kiện để xảy ra phản ứng trên khi có Nhiệt độ

– Hiện tượng phản ứng xảy ra

Hiện tượng xảy ra khi cho phản ứng trên là Khi đun nóng toluen với dung dịch KMnO4 thì xảy ra hiện tượng dung dịch KMnO4 bị mất màu.

2. Tìm hiểu về C6H5CH3:

2.1. Khái niệm C6H5CH3 là gì?

– Công thức hóa học: C7H8 hoặc C6H5CH3.

– Tên thường gọi khác: Methylbenzene, Phenylmethane,…

Toluene là một hydrocarbon bao gồm một vòng benzen liên kết với một nhóm methyl, được sử dụng làm dung môi hoặc chất trung gian hóa học cho các ứng dụng công nghiệp khác.

– Trong tự nhiên, chất này có trong dầu thô và cây Tolu. Ngoài ra, nó còn được tạo ra từ việc sản xuất xăng dầu, các nguyên liệu thô khác nhau từ dầu thô và sản xuất than cốc từ đá nhiều hơn.

2.2. Tính chất vật lý hóa học của Toluen:

a. Tính chất vật lý:

– Trạng thái: Dạng lỏng, trong suốt, mùi thơm nhẹ.

– Phân tử khối là 92,14 g/mol.

– Tỷ trọng: 0,8669 g/cm3.

– Độ tan: Ít tan trong nước khoảng 526 mg/L ở 25 độ C, nổi trên mặt nước.

– Nhiệt độ nóng chảy: -94,9°C

– Nhiệt độ tỏa ra: 110,6°C.

– Có thể gây ngộ độc khi hít phải, rơi phải hoặc tiếp xúc với da.

b. Tính chất hóa học:

Toluen có tất cả các tính chất đặc trưng của nhóm hiđrocacbon. Dễ tham gia phản ứng thế nhưng khó tham gia phản ứng cộng. Một số phản ứng Toluen phổ biến bao gồm:

– Phản ứng với brom khan tạo ra brom toluen và axit HBr.

Br2 + C6H5CH3 → C6H5CH2Br + HBr

– Phản ứng với halogen (clo) tạo ra điclometan và axit HCl trong điều kiện có ánh sáng.

Cl2 + C6H5CH3 → HCl + C6H5CH2Cl

– Phản ứng nitro hoá (HNO3) tạo ra nitrotoluen và nước.

– Phản ứng cộng H2 với sản phẩm là metylcyclohexan.

– Tham gia phản ứng oxi hóa nhóm metyl.

2.3. Toluen được ứng dụng như thế nào?

Toluen đóng vai trò quan trọng trong công nghiệp, bao gồm:

– Cho vào xăng cải thiện chỉ số octan tốt, làm phụ gia mang cho nguyên liệu.

– Là nguyên liệu để sản xuất benzen và làm dung môi trong sơn, cao su, sơn mài, chất kết dính và chất kết dính vì nó có thể giúp làm khô, hòa tan và làm mềm các chất khác.

– Là dung môi và chất trung gian hóa học, dùng khi cần độ hòa tan và độ bay hơi cao.

– Dùng để chế tạo thuốc nổ NTN cũng như sản xuất mực in.

– Cũng được sử dụng trong sản xuất nhựa tổng hợp và là một thành phần trong chất tẩy rửa.

– Ngoài ra còn dùng để sản xuất keo, thuốc, thuốc, nước hoa v.v.

2.4. Toluen có độc không?

Toluene là một chất lỏng không màu được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp sơn và có thể gây độc khi hít phải, nôn mửa hoặc tiếp xúc với da. Nó có thể gây ra nhiều triệu chứng sau:

– Tác dụng trên thần kinh trung ương: Mặt, nhức đầu, buồn ngủ. Con người tiếp xúc với hàm lượng toluene cao trong không khí sẽ bị rối loạn chức năng thần kinh, mê man, trầm cảm.

– Hơi Toluene gây cay mắt, cay mắt và khô da.

– Nếu hít phải có thể gây ho, khó chịu, khó chịu, nghiêm trọng hơn là phù phổi.

– Vô tình ăn phải: Nôn mửa, khó tiêu, tiêu chảy, suy hô hấp, thậm chí nguy hiểm đến tính mạng.

– Đã có nghiên cứu báo cáo hóa chất này ảnh hưởng đến sự phát triển như giảm nồng độ, khuyết tật nhỏ ở sọ mặt ở trẻ em và phụ nữ mang thai khi tiếp xúc với toluen ở nhiệt độ cao.

Ngoài ra, nó còn là chất cháy nhẹ, có thể bay hơi và tạo thành chất nổ.

*Để tránh những nguy cơ độc hại mà Toluen mang lại, có thể chủ động phòng ngừa bằng cách:

– Trang bị đầy đủ đồ bảo hộ lao động (găng tay, khẩu trang,…) khi tiếp xúc với hóa chất.

– Nếu giả có thể dây vào da, mắt cần rửa kỹ bằng nước sạch để làm dịu vết kích ứng.

– Bảo quản Toluen đúng quy định, không để nơi dễ gây mẫn cảm, cháy nổ.

3. Tìm hiểu về MnO2:

3.1. Khái niệm MnO2 là gì?

Mangan 4 Oxit là Mangan(IV) Oxit có Mangan ở trạng thái oxy hóa +4. Nó xuất hiện như một con rắn độc màu nâu sẫm ở nhiệt độ phòng. Đương nhiên, nó xảy ra ở dạng vật chất nhiệt. Tên IUPAC ưa thích cho hợp chất này là Mangan(IV) Oxit. Ngoài ra còn một số loại khác như Mangan II Oxit, Mangan III Oxit.

Khối lượng mol của MnO2 là 87 g/mol. Hợp chất này là một chất rắn không tan trong nước và có nhiều ứng dụng hữu ích, ví dụ như là một thành phần trong pin khô. Ngoài ra, nó rất quan trọng trong tổng hợp hữu cơ như một chất oxy hóa.

MnO2 cũng được sử dụng làm chất tạo màu và làm tiền chất cho các hợp chất mangan khác (KMnO4). Nó cũng được sử dụng làm chất xúc tác trong tổng hợp hữu cơ (oxy hóa rượu allylic). Sắc tố oxit mangan, ở dạng không màu nâu, là một trong những hợp chất tự nhiên sớm nhất được con người sử dụng lần đầu tiên.

Hợp chất này cũng được dự định sử dụng trong sơn cơ thể. Sau đó, nó được áp dụng dần dần cho các bức tranh hang động. Một số đồ treo nổi tiếng nhất của châu Âu được làm bằng hợp chất MnO2.

Có một số dạng đa hình và dạng ngậm nước đã biết của MnO2. Hơn nữa, hợp chất này kết tinh ở dạng cấu trúc tinh thể rutile. Hợp chất có 1 tâm kim loại bát diện và 3 oxit phân bố.

3.2. Tính chất vật lý:

Một số tính chất vật lý cơ bản của MnO2:

– Nó là một loại bột màu đen.

– Có những thành phần không hợp phức

– Khi đun nóng lên, nó sẽ phân hủy thành các oxit thấp hơn.

– Không tan trong nước.

3.3. Tính chất hóa học:

Ở điều kiện thường, MnO2 bền nhất trong các oxit và ngược lại của mangan. Khi đun nóng MnO2 tan trong axit và bay hơi dưới dạng oxit lưỡng tính. Chúng phản ứng với dung dịch axit đặc biệt không tạo ra muối không bền đóng vai trò là chất oxi hóa.

– MnO2 tan trong dung dịch kiềm Đặc tạo dung dịch màu xanh chứa các ion Mn +5 và Mn +3. Và ion Mn +4 không tồn tại.

2M nO2 + 6KOH → K3MnO4 + K3[Mn(OH)6].

– Khi đun chảy với kiềm hay oxit bazơ  mạnh để tạo thành muối mangan.

MnO2 + 2NaOH → Na2MnO3 + H2OMnO2 + CaO → CaMnO3.

– Ở nhiệt độ cao, MnO2 có thể bị khử hoàn toàn bởi H2, CO và C thành tôn kim loại.

Huyền phù của MnO2 trong nước ở 0°C phản ứng với khí SO2 để tạo ra Mangan(II) -dithionate (MnS2O6).

– Nung nóng huyền phù thích hợp với SO2 tạo ra muối mangan(II) bạc sunfat:

MnO2 + SO2 → MnSO4.

– Khi nấu chảy với latex và với sự có mặt của KNO3, KClO3 hoặc O2, nó tạo ra Mangan Dioxide bị oxy hóa thành Mangan.

3.4. Ứng dụng:

Pirolusite và Mangan Oxit tự tạo là những hợp chất Mn hiệu quả nhất trong thực tế. Ở dạng bột, MnO2 được dùng làm chất xúc tác cho phản ứng phân hủy (KClO3; H2O2); phản ứng oxi hóa NH3 tạo NO; chuyển axit axetic thành axeton. Ngoài ra nó còn được dùng làm nguyên liệu để nấu thủy tinh. Trong công nghiệp trang trí, MnO2 được dùng để tạo màu men. Nó là một vật liệu không thể thiếu cho pin khô và là nguyên liệu thô để sản xuất feromagan.

3.5. Mangan có ảnh hưởng đến sức khỏe con người không ?

– Ngộ độc mangan từ nước uống làm giảm khả năng ngôn ngữ, giảm trí nhớ, sự khéo léo của tay và tốc độ chuyển động của mắt. Tiếp xúc với truyện tranh trong thời gian dài (hơn 10 năm) sẽ dẫn đến các triệu chứng thần kinh bất thường ở người già như dáng đi và ngôn ngữ bất thường.

– Mangan không nguy hiểm như các loại ô nhiễm khác như asen, chì, thủy ngân,… Nhưng nếu hấp thụ manga trong thời gian dài sẽ ảnh hưởng đến hệ thần kinh. Điều này dẫn đến một hội chứng giống như bệnh Parkinson.

– Nước lọc nhiễm Mangan không chỉ ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe mà còn ảnh hưởng đến sinh hoạt hàng ngày của chúng ta. Nó nhanh chóng làm hỏng các thiết bị gia dụng, đồ đạc bị hoen gỉ, hoen ố,… Nó gây tắc nghẽn đường ống, làm ố vàng mọi vật dụng mà nó tiếp xúc. Vì vậy, việc sử dụng nước liên tục hàng ngày để lau, giặt quần áo sẽ ảnh hưởng đến độ bền của đồ dùng. Đặc biệt, giặt quần áo bằng nước nhiễm Mn sẽ hình thành các vết màu nâu, đen do quá trình oxy hóa MnO2.

4. Bài tập vận dụng liên quan:

Câu 1. Toluen tác dụng với dung dịch KMnO4 khi đun nóng, thu được sản phẩm hữu cơ là sản phẩm nào dưới đây:

A. C6H5OK.

B. C6H5CH2OH.

C. C6H5CHO.

D. C6H5COOK.

Đáp án D

Câu 2. Trong các câu dưới đây, hãy cho biết câu nào không đúng?

A. Benzen dễ tham gia phản ứng thế, khó tham gia phản ứng cộng và bền với các chất oxi hoá.

B. Stiren vừa có tính chất giống anken, vừa có tính chất giống benzen.

C. Naphtalen có thể tham gia các phản ứng thế, phản ứng cộng tương tự như bezen.

D. Toluen không thể tác dụng với dung dịch KMnO4 ngay khi ở nhiệt độ cao.

Đáp án D

Câu 3. Cho ba chất lỏng trong ba ống nghiệm riêng biệt: benzen, toluen và stiren. Dùng hoá chất nào dưới đây để phân biệt các chất trên?

A. Dung dịch Br2

B. Dung dịch NaOH

C. Dung dịch AgNO3/NH3.

D. Dung dịch KMnO4.

Đáp án D

Giải thích:

Benzen không tác dụng với đung dịch KMnO4 .

Toluen tác dụng với dung dịch KMnO4 ở nhiệt độ cao.

Stiren tác dụng với dung dịch KMnO4 ở nhiệt độ thường.

Câu 4. Chất nào sau đây có khả năng làm mất màu dung dịch KMnO4 khi đun nóng?

A. benzen

B. toluen

C. propan

D. metan

Đáp án B