Anđehit là một nhóm hợp chất hữu cơ quan trọng, được đặc trưng bởi sự có mặt của nhóm chức -CHO. Anđehit là một nhóm hợp chất hữu cơ có nhiều ứng dụng quan trọng trong đời sống và công nghiệp. Bài viết với chủ đề Chất thuộc loại anđehit là chất nào? sẽ giúp các em học sinh hiểu hơn về chất hóa học này.
Mục lục bài viết
1. Chất thuộc loại anđehit là chất nào?
A. CH3COOH
B. C2H5OH
C. CH3CHO
D. CH3NH2
Đáp án: C. CH3CHO
Giải thích:
Trong số các chất được liệt kê, CH3CHO là một anđehit. Anđehit là hợp chất hữu cơ có nhóm chức -CHO, trong đó một nhóm cacbonyl (C=O) được liên kết trực tiếp với một nguyên tử hydro. CH3COOH là axit axetic, một loại axit carboxylic có nhóm chức -COOH. C2H5OH – còn được gọi là etanol – là một loại rượu với nhóm chức hydroxyl -OH. Cuối cùng, CH3NH2 là metylamin, một amin có nhóm chức -NH2. Do đó, chỉ có CH3CHO phù hợp với định nghĩa của một anđehit. Cho nên, C là đáp án đúng.
2. Tìm hiểu chung về Anđehit:
2.1. Cấu tạo:
Anđehit là một nhóm hợp chất hữu cơ đa dạng với nhiều loại khác nhau, phân loại dựa trên cấu trúc của gốc hidrocacbon và số nhóm -CHO trong phân tử.
Cấu trúc của anđehit bao gồm một nhóm cacbonyl (C=O) nơi nguyên tử cacbon được liên kết đôi với một nguyên tử oxy và liên kết đơn với một nguyên tử hydro hoặc một gốc hydrocacbon. Điều này tạo nên nhóm formyl, là nhóm chức đặc trưng của anđehit.
Trong nhóm chức -CHO, liên kết đôi C=O bao gồm một liên kết sigma (σ) bền và một liên kết pi (π) kém bền hơn. Liên kết pi này là yếu tố làm cho anđehit có khả năng tham gia vào các phản ứng hóa học như phản ứng cộng, oxi hóa và khử.
Ví dụ, trong phản ứng cộng, nhóm chức -CHO có thể cộng hợp với các hợp chất khác như hydro hoặc halogen. Trong phản ứng oxi hóa, anđehit có thể bị chuyển hóa thành axit carboxylic khi tiếp xúc với các chất oxi hóa mạnh.
* Công thức tổng quát của anđehit:
– Công thức tổng quát của anđehit là: R(CHO)m (m ≥ 1)
R có thể là H hoặc gốc hiđrocacbon và đặc biệt có hợp chất CHO-CHO, trong đó m = 2, R không có.
– Công thức của anđehit no đơn chức, mạch thẳng:
CnH2n+1CHO (n ≥ 0)
– Trong phân tử anđehit có nhóm chức -CHO liên kết với gốc R có thể no hoặc không no.
2.2. Phân loại:
Có năm loại anđehit chính: anđehit no, anđehit không no, anđehit thơm, anđehit đơn chức, và anđehit đa chức.
– Anđehit no là những hợp chất có gốc hidrocacbon no, không chứa liên kết đôi hoặc ba giữa các nguyên tử cacbon: metanal (HCHO) – còn được gọi là anđehit fomic – là hợp chất đơn giản nhất trong số các anđehit. Hay Etanal (CH3CHO), hay anđehit axetic, là một anđehit no, đơn chức.
– Anđehit không no chứa một hoặc nhiều liên kết đôi C=C: acrolein (CH2=CHCHO)
– Anđehit thơm có gốc hidrocacbon là hợp chất thơm như benzen: benzanđehit (C6H5CHO), có mùi thơm đặc trưng và thường được sử dụng trong công nghiệp nước hoa.
– Anđehit đơn chức có một nhóm -CHO trong phân tử: anđehit axetic, là một anđehit no, đơn chức.
– Anđehit đa chức chứa hai hoặc nhiều nhóm -CHO: glutaraldehyde (OHC(CH2)3CHO), có hai nhóm -CHO và được sử dụng trong y tế và công nghiệp như một chất khử trùng.
Các anđehit cũng có thể được phân loại dựa trên cách chúng được điều chế. Anđehit có thể được sản xuất từ ancol thông qua quá trình oxi hóa nhẹ hoặc từ hidrocacbon bằng cách thay thế một nhóm hydro bằng nhóm -CHO.
2.3. Danh pháp:
– Tên thay thế: Tên hiđrocacbon no tương ứng với mạch chính + al
– Tên thông thường: anđehit + tên axit tương ứng.
| Anđehit | Tên thay thế | Tên thông thường |
| HCH=O CH3CH=O CH3CH2CH=O (CH3)2CHCH2CH=O CH3CH=CHCH=O | metanal etanal propanal 3-metylbutanal but-2-en-1-al | fomanđehit (anđehit fomic) axetanđehit (anđehit axetic) Propionanđehit (anđehit propionic) isovaleranđehit (anđehit isovaleric) crotonanđehit (anđehit crotonic) |
2.4. Tính chất vật lý:
– Anđehit đầu dãy thường là chất khí và có khả năng tan tốt trong nước.
– Khi phân tử khối tăng lên, chúng trở thành chất lỏng hoặc rắn và độ tan trong nước giảm dần.
– Nhiệt độ sôi của anđehit thấp hơn so với rượu có cùng khối lượng phân tử do không có liên kết hidro giữa các phân tử anđehit.
– Một ví dụ điển hình là anđehit fomic, khi ở dạng dung dịch bão hòa (37 – 40%), được gọi là fomalin, một chất có nhiều ứng dụng trong công nghiệp và y tế.
2.5. Tính chất hóa học:
* Phản ứng cộng hiđro:
Phản ứng cộng hiđro của anđehit là một phản ứng hóa học quan trọng, trong đó anđehit được khử bởi hiđro để tạo thành ancol bậc một. Quá trình này thường diễn ra với sự có mặt của một xúc tác kim loại như niken (Ni) và cần nhiệt độ để phản ứng xảy ra.
Trong phản ứng cộng hiđro, nhóm chức -CHO của anđehit sẽ nhận thêm hai nguyên tử hiđro, chuyển thành nhóm -CH2OH, từ đó tạo thành ancol.
Phản ứng này cũng có thể giúp xác định số lượng nhóm chức anđehit trong một hợp chất cũng như số lượng liên kết pi có thể có trong gốc R của anđehit.
Ví dụ cụ thể của phản ứng này có thể được mô tả qua phương trình hóa học sau:
Phản ứng cộng hiđro không chỉ giới hạn ở anđehit mà còn áp dụng cho xeton, tuy nhiên sản phẩm của phản ứng khi xeton tham gia sẽ là ancol bậc hai.
* Phản ứng oxi hóa không hoàn ttoàn
HCHO + 2AgNO3 + H2O + 3NH3 −tº→ H-COONH4 + 2NH4NO3 + 2Ag
TQ: R-CH=O + 2AgNO3 + H2O + 3NH3 −tº→ R-COONH4 + 2NH4NO3 + 2Ag
Pư trên còn được gọi là pư tráng bạc.
Hay: 2CH3-CH=O + O2 −tº, xt→ 2CH3-COOH
2R-CHO + O2 −tº, xt→ 2R-COOH
Nhận xét: Anđehit vừa thể hiện tính oxi hóa vừa thể hiện tính khử.
* Tác dụng với brom và kali pemanganat:
Anđehit rất dễ bị oxi hoá, nó làm mất màu nước brom, dung dịch kali pemanganat và bị oxi hoá thành axit cacboxylic, thí dụ :
RCH=O + Br2 + H2O → R-COOH + 2HBr
* Chú ý:
Đối với HCHO phản ứng xảy ra như sau :
HCH=O + 2Br2 + H2O → CO2 + 4HBr
2.6. Điều chế:
– Oxi hóa ancol bậc I để thu được anđehit tương ứng. Khi oxi hóa etanol với CuO ở nhiệt độ cao, người ta có thể thu được anđehit axetic.
– Trong công nghiệp, anđehit formic được điều chế bằng cách oxi hóa metanol với xúc tác là Cu hoặc Ag ở nhiệt độ khoảng 600-700 độ C.
– Phản ứng cộng nước vào acetylene trong môi trường axit sulfuric và xúc tác HgSO4 ở nhiệt độ 80 độ C cũng có thể tạo ra anđehit acetic.
2.7. Ứng dụng:
– Được sử dụng rộng rãi trong sản xuất các loại nhựa, như poli (phenolfomanđehit), làm chất dẻo có độ bền cao.
– Fomanđehit, một loại anđehit đơn giản, được dùng trong tổng hợp phẩm nhuộm và dược phẩm.
– Dung dịch fomanđehit có nồng độ 37-40% được biết đến với tên gọi fomalin, có khả năng diệt trùng và được dùng để bảo quản xác động vật và thuộc da.
– Anđehit axetic có vai trò quan trọng trong ngành thực phẩm, nơi nó được sử dụng như một chất bảo quản trong các sản phẩm như gia vị, mứt, nước chấm và nước mắm.
– Trong ngành công nghiệp nước hoa, anđehit thơm như benzanđehit được sử dụng để tạo mùi hương đặc trưng.
– Anđehit cũng có mặt trong nhiều loại chất tẩy rửa gia đình, nơi chúng giúp loại bỏ các vết bẩn và mỡ.
– Trong lĩnh vực y tế, glutaraldehyde – một anđehit đa chức – được sử dụng như một chất khử trùng mạnh mẽ, đặc biệt trong việc tiệt trùng thiết bị y tế.
– Có vai trò trong tổng hợp hóa học, nơi chúng tham gia vào nhiều phản ứng quan trọng, bao gồm phản ứng cộng, oxi hóa và tạo phức với các hợp chất khác.
– Đặc biệt, phản ứng tráng bạc là một phản ứng đặc trưng của anđehit, nơi chúng được oxi hóa và tạo ra kết tủa bạc sáng bóng, một phương pháp quan trọng trong phân tích hóa học.
– Anđehit cũng được sử dụng trong các quá trình công nghiệp khác như sản xuất giấy, dệt may và làm sạch nước.
3. Bài tập vận dụng liên quan kèm đáp án:
Câu 1: Cho hỗn hợp X gồm ancol metylic và hai axit cacboxylic (no, đơn chức, kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng) tác dụng hết với Na, giải phóng ra 6,72 lít khí H2 (đktc). Nếu đun nóng hỗn hợp X (có H2SO4 đặc làm xúc tác) thì các chất trong hỗn hợp phản ứng vừa đủ với nhau tạo thành 25 gam hỗn hợp este (giả thiết phản ứng este hóa đạt hiệu suất 100%). Hai axit trong hỗn hợp X là
A. CH3COOH và C2H5COOH
B. HCOOH và CH3COOH
C. C2H5COOH và C3H7COOH
D. C3H7COOH và C4H9COOH
Đáp án: A
Hướng dẫn giải chi tiết:
nH2 = 6,72 : 22,4 = 0,3 mol
n-OH + n-COOH = 2.nH2
→ nancol + naxit = 2.0,3 = 0,6 mol
Các chất trong hỗn hợp phản ứng vừa đủ với nhau → nacol = naxit = 0,3 mol
Đặt công thức chung của este tạo thành là RCOOCH3
→ Meste = meste/neste = 25/0,3 = 83,33
→ MR = 24,33 → 15 (-CH3) < 24,33 < 29 (-C2H5)
→ Hai axit là: CH3COOH và C2H5COOH
Câu 2: Một hỗn hợp đẳng mol gồm một axit cacboxylic no đơn chức và một ancol no đơn chức. Chia hỗn hợp làm hai phần bằng nhau. Phần 1 đem đốt cháy thu được 0,2 mol CO2 và 0,25 mol H2O. Phần 2 đem thực hiện phản ứng este hóa, phản ứng xong đem loại nước rồi đốt cháy thu được 0,2 mol CO2 và 0,22 mol H2O. Hiệu suất của phản ứng este hóa là
A. 40%
B. 45%
C. 50%
D. 60%
Đáp án: D
Hướng dẫn giải chi tiết:
Phần 1: nancol = nH2O – nCO2 = 0,25 – 0,2 = 0,05 mol
Phần 2: Lượng nước loại đi chính là số mol este tạo thành
neste = 0,25 – 0,22 = 0,03 mol
→ H% = 0,03/0,05 . 100 = 60%
Câu 3: Oxi hóa m gam ancol đơn chức X, thu được hỗn hợp Y gồm axit cacboxylic, nước và ancol dư. Chia Y làm hai phần bằng nhau. Phần một phản ứng hoàn toàn với dung dịch KHCO3 dư, thu được 2,24 lít khí CO2 (đktc). Phần hai phản ứng với Na vừa đủ, thu được 3,36 lít khí H2 (đktc) và 19 gam chất rắn khan. Tên của X là
A. propan-1-ol
B. etanol
C. metanol
D. propan-2-ol
Đáp án: B
Hướng dẫn giải chi tiết:
Phần 1: n-COOH = nCO2 = naxit = 0,1 mol
Phần 2: n-COOH + n-OH + nH2O = 2.nH2 = 2.0,15 = 0,3 mol
Chất rắn khan còn lại là: RCH2ONa 0,1 mol; NaOH 0,1 mol; RCOONa 0,1 mol
→ (R + 53).0,1 + 40.0,1 + (R + 67).0,1 = 19
→ R = 15 (-CH3)
→ X là CH3CH2OH (etanol)
THAM KHẢO THÊM:
