Etyl axetat, etanol, axit acrylic, phenol, anilin, phenyl amoni clorua, ancol benzylic, và p-crezol là các hợp chất hóa học có nhiều ứng dụng trong công nghiệp và phòng thí nghiệm. Các chất etyl axetat, etanol, axit acrylic, phenol, anilin, phenyl amoni clorua, ancol benzylic, p-crezol có phản ứng với NaOH hay không?
Mục lục bài viết
1. Các chất phản ứng với NaOH:
Cho các chất etyl axetat, etanol, axit acrylic, phenol, anilin, phenyl amoni clorua, ancol benzylic, p-crezol. Trong dãy các chất trên, số chất phản ứng với NaOH là?
A. 6
B. 5
C. 4
D. 3
Đáp án: B. 5
Trong số các chất được liệt kê, có 5 chất phản ứng với NaOH.
– Etyl axetat phản ứng tạo thành etanol và muối natri của axit acrylic.
CH3COOC2H5 + NaOH t°→ CH3COONa + C2H5OH
– Etanol không phản ứng với NaOH.
– Axit acrylic phản ứng với NaOH tạo thành muối natri của nó.
CH2=CHCOOH + NaOH t°→ CH2=CHCOONa + H2O
– Phenol và p-crezol cũng phản ứng với NaOH tạo thành muối phenolat.
+ Phenol: C6H5OH + NaOH t°→ C6H5ONa + H2O
+ p-crezol: p-CH3C6H4OH + NaOH t°→ p-CH3C6H4ONa + H2O.
– Anilin không phản ứng với NaOH, do tính chất của nó là một bazơ yếu. Anilin không có khả năng nhận proton từ NaOH, một bazơ mạnh, do đó không có phản ứng xảy ra giữa hai chất này.
– Ngoài ra: Trường hợp muối phenylamoni clorua cũng có khả năng phản ứng NaOH: C6H5NH3Cl + NaOH t°→ C6H5NH2 + NaCl + H2O.
– Ancol benzylic cũng không phản ứng với NaOH.
Vì vậy, các chất phản ứng với NaOH bao gồm etyl axetat, axit acrylic, phenol, phenylamoni clorua và p-crezol, tổng cộng là 5 chất, đáp án B là chính xác.
2. Tại sao etyl axetat, axit acrylic, phenol, phenylamoni clorua và p-crezol phản ứng được với NaOH:
2.1. Etyl axetat:
Etyl axetat phản ứng với NaOH trong một quá trình được gọi là phản ứng xà phòng hóa. Trong phản ứng này, etyl axetat (CH3COOC2H5) – một loại este – phản ứng với NaOH, một bazơ mạnh, để tạo ra muối natri axetat (CH3COONa) và rượu etanol (C2H5OH). Đây là một phản ứng thủy phân este trong môi trường kiềm, nghĩa là este bị phân cắt bởi nước (H2O) trong điều kiện kiềm để tạo ra axit và rượu. Phản ứng này không chỉ quan trọng trong hóa học hữu cơ mà còn có ứng dụng trong sản xuất xà phòng và các sản phẩm hóa chất khác.
Điều kiện cần thiết cho phản ứng thường là nhiệt độ cao và một môi trường kiềm, như dung dịch NaOH. Khi etyl axetat và NaOH phản ứng, ban đầu hỗn hợp sẽ tách thành hai lớp do sự khác biệt về độ tan của hai chất. Khi phản ứng tiến triển, hỗn hợp trở nên đồng nhất khi este đã hoàn toàn thủy phân.
Phản ứng xà phòng hóa là một phản ứng một chiều, tức là nó diễn ra theo một hướng từ este và kiềm tạo thành muối và rượu mà không có sự đảo ngược, đảm bảo rằng sản phẩm của phản ứng có thể được thu hồi một cách hiệu quả sau khi phản ứng hoàn tất.
Cơ chế của phản ứng này bao gồm việc ion OH- từ NaOH tấn công vào carbon của nhóm carbonyl trong etyl axetat, dẫn đến sự phá vỡ liên kết este và hình thành sản phẩm.
2.2. Axit acrylic:
Axit acrylic phản ứng với NaOH do tính chất hóa học của nó. Axit acrylic có công thức cấu tạo là CH2=CH-COOH, chứa nhóm carboxyl (-COOH) có khả năng phản ứng với các bazơ mạnh như NaOH để tạo thành muối và nước. Trong phản ứng này, nhóm -COOH của axit acrylic sẽ tác dụng với ion Na+ từ NaOH, tạo ra muối natri acrylat (CH2=CH-COONa) và giải phóng ion H+ kết hợp với ion OH- từ NaOH tạo thành nước (H2O). Trong quá trình này, ion Na+ từ NaOH kết hợp với ion carboxylate từ axit acrylic, tạo thành muối natri acrylat.
2.3. Phenol:
Phenol phản ứng với NaOH do tính chất hóa học đặc trưng của nó. Phenol với công thức phân tử C6H5OH, chứa một nhóm hydroxyl (-OH) liên kết với vòng benzen. Trong môi trường nước, phenol có thể phân li ra ion phenoxide (C6H5O-) và ion hydronium (H3O+), cho thấy nó là một axit yếu. Khi tác dụng với NaOH – một dung dịch bazơ – phenol phản ứng tạo thành muối natri phenoxide (C6H5ONa) và nước.
Điều này khác biệt với ancol, không phản ứng với NaOH do không có khả năng phân li tương tự phenol. Phản ứng giữa phenol và NaOH cũng được sử dụng để phân biệt phenol với các hợp chất hữu cơ khác như anilin.
Phenol phản ứng với NaOH thông qua một phản ứng cộng nucleophile, nơi NaOH hoạt động như một nucleophile tấn công vào nhóm hydroxyl của phenol, tạo ra muối phenolat natri (C6H5ONa) và nước (H2O). Cơ chế này liên quan đến việc ion OH- từ NaOH loại bỏ một proton từ nhóm hydroxyl của phenol, dẫn đến hình thành muối phenolat.
2.4. Phenylamoni clorua:
Phenylamoni clorua phản ứng với NaOH thông qua một phản ứng thế nucleophile. Trong phản ứng này, ion hydroxit (OH-) từ dung dịch NaOH tấn công vào nguyên tử clo (Cl) của phenylamoni clorua, tạo thành sản phẩm anilin (C6H5NH2), nước (H2O) và muối natri clorua (NaCl).
Cơ chế phản ứng giữa phenylamoni clorua và NaOH là một quá trình thú vị và phức tạp, diễn ra theo các bước cụ thể. Đầu tiên, ion hydroxit (OH-) trong dung dịch NaOH sẽ tấn công vào nguyên tử clo (Cl) của phenylamoni clorua. Phản ứng này xảy ra vì nguyên tử clo mang điện tích dương nhẹ do sự hút electron của nhóm phenyl, làm cho nó trở thành một điểm tấn công hấp dẫn cho các nucleophile như OH-. Khi OH- liên kết với Cl, nó tạo ra một trạng thái chuyển tiếp phức tạp, nơi mà liên kết giữa nitơ (N) và clo (Cl) bắt đầu bị suy yếu và cuối cùng bị đứt gãy.
Sau khi liên kết N-Cl bị phá vỡ, một phân tử nước (H2O) được giải phóng và ion natri (Na+) từ NaOH sẽ liên kết với ion clorua (Cl-) để tạo thành muối natri clorua (NaCl). Trong khi đó, nhóm phenyl (C6H5-) được giải phóng khỏi nguyên tử nitơ và nitơ này sau đó liên kết với một nguyên tử hydro (H) từ phân tử nước vừa được giải phóng, tạo thành anilin (C6H5NH2). Quá trình này không chỉ đơn giản là sự thay thế một nhóm chức bằng một nhóm chức khác mà còn là sự chuyển đổi từ một hợp chất ion sang một hợp chất không ion.
Phản ứng là một ví dụ của phản ứng thủy phân, trong đó một liên kết trong phân tử bị phá vỡ bởi sự tác động của nước hoặc dung dịch nước. Đây là một phản ứng quan trọng trong hóa học hữu cơ vì nó cho phép sự chuyển đổi của các nhóm chức trong các phân tử hữu cơ, mở ra cánh cửa cho việc tổng hợp nhiều hợp chất khác nhau.
Anilin – sản phẩm của phản ứng – là một hợp chất có nhiều ứng dụng trong công nghiệp, đặc biệt là trong sản xuất các loại thuốc nhuộm, chất dẻo, cao su và thuốc trừ sâu. Đồng thời, phản ứng này cũng minh họa cho khả năng của NaOH trong việc tác dụng với các hợp chất hữu cơ để tạo ra các sản phẩm có giá trị thương mại cao.
Phenylamoni clorua khi phản ứng với NaOH, cũng cho thấy tính chất của một bazơ yếu, có khả năng tác dụng với các axit mạnh để tạo ra muối và nước, là cơ sở cho việc sử dụng nó trong các quá trình hóa học khác nhau.
2.5. P-crezol:
P-crezol – còn được gọi là para-cresol hay 4-methylphenol – là một hợp chất hóa học quan trọng có công thức phân tử CH3C6H4OH. Nó là một dẫn xuất của phenol và là một trong ba đồng phân của cresol.
Khi p-crezol phản ứng với NaOH, phản ứng xảy ra theo cơ chế của phản ứng acid-base, nơi mà NaOH hoạt động như một base mạnh, tác dụng với nhóm hydroxyl của p-crezol, tạo ra muối natri của p-crezol và nước.
Phản ứng này được viết như sau: p-CH3-C6H4-OH + NaOH → p-CH3-C6H4-ONa + H2O.
Đây là một phản ứng điển hình trong hóa học hữu cơ, nơi mà các hợp chất phenolic thường phản ứng với các base mạnh để tạo ra các muối tương ứng. Phản ứng này không chỉ quan trọng trong việc nghiên cứu tính chất hóa học của p-crezol mà còn có ứng dụng trong sản xuất công nghiệp, nơi p-crezol được sử dụng để sản xuất nhiều loại hóa chất khác nhau.
3. Tại sao etanol, anilin, ancol benzylic không phản ứng với NaOH?
3.1. Etanol:
Etanol – hay còn được gọi là C2H5OH – không phản ứng với NaOH vì cả hai chất này có tính chất hóa học khác nhau. Etanol là một loại rượu, trong khi NaOH là một bazơ mạnh.
Trong các phản ứng hóa học, bazơ thường phản ứng với axit để tạo thành muối và nước, nhưng etanol không phải là một axit mạnh đủ để phản ứng với NaOH. Điều này giải thích vì sao khi trộn etanol với NaOH, không có phản ứng hóa học xảy ra.
3.2. Anilin:
Anilin – một hợp chất hữu cơ với công thức hóa học là C6H5NH2 – không phản ứng với NaOH do tính chất hóa học của nó là một bazơ yếu.
Trong dung dịch, anilin không đủ mạnh để nhận proton từ NaOH, một bazơ mạnh, để tạo thành các ion amoniu. Thay vào đó, NaOH phân li trong nước thành ion Na+ và OH-, trong khi anilin chỉ có khả năng nhận một proton từ nước và tạo thành ion amonium (NH4+) và OH-. Do đó, không có phản ứng xảy ra giữa anilin và NaOH.
Bởi đó cho phép anilin giữ nguyên đặc điểm của nó và không chuyển hóa thành các chất mới khi tiếp xúc với NaOH, giúp nó có thể được sử dụng trong nhiều phản ứng hóa học khác mà không bị ảnh hưởng bởi NaOH.
3.3. Ancol benzylic:
Ancol benzylic không phản ứng với NaOH do cấu trúc phân tử đặc biệt của nó. Trong phân tử ancol benzylic, nhóm -OH gắn với nguyên tử cacbon benzylic, làm cho nó có tính chất hóa học khác biệt so với các ancol thông thường. NaOH là một bazơ mạnh và thường phản ứng với các axit để tạo muối và nước, nhưng trong trường hợp của ancol benzylic, nhóm -OH không đủ axit để phản ứng với NaOH.
Thêm vào đó, sự hiện diện của vòng benzen trong cấu trúc của ancol benzylic làm tăng độ ổn định của nhóm -OH, do đó ngăn cản phản ứng xảy ra. Đó là lý do tại sao ancol benzylic không phản ứng với NaOH, mặc dù các ancol khác có thể phản ứng và tạo thành các sản phẩm khác nhau khi tiếp xúc với NaOH.
THAM KHẢO THÊM:
