LÝ THUYẾT AMIN ĐẾN SẮT

Tài liệu biên soạn còn dở dang chưa thể hoàn thiện được. Quá trình biên soạn tác giả cố gắng cập nhật thực tiễn, nhưng vẫn còn hạn chế, sai sót và lỗi thời. Mong mọi người thông cảm, Xin cảm ơn

Công thức tổng quát của amin là

Công thức tổng quát của amin no, đơn, hở là

Công thức tổng quát của amin đơn chức bậc I là

2 Phân loại theo bậc amin:

Bậc amin là số nguyên tử H trong phân tử NH3 bị thay thế bởi gốc hiđrocacbon Theo đó, các amin được phân loại thành:

Xác định bậc của các amin/ancol sau sau:

19

II ĐỒNG PHÂN, DANH PHÁP

– Metyl–, đimetyl–, trimetyl– và etylamin là những chất khí có mùi khai khó

chịu, độc, dễ tan trong nước, các amin đồng đẳng cao hơn là chất lỏng hoặc rắn

- Anilin là chất lỏng, nhiệt độ sôi là 184oC, không màu, rất độc, ít tan trong nước,

tan trong ancol và benzen Anilin để lâu chuyển sang màu nâu đen do bị oxi hóa

20

IV TÍNH CHẤT HOÁ HỌC

1 Tính bazơ

CH3NH2 + H2O ⇌ CH3NH3+ + OH− a Đổi màu chỉ thị - Dung dịch metylamin và nhiều đồng đẳng của nó có khả năng làm giấy quỳ tím hóa

hoặc làm phenolphtalein hóa

- Anilin và các amin thơm rất ít tan trong nước Dung dịch của chúng quỳ tím và phenolphtalein ⇒ Lực bazơ giảm dần:

b Tác dụng với axit CH3−NH2 + HCl →

(CH3)2NH + HCl →

(CH3)3N + HCl →

C6H5−NH2 + HCl →

Tổng quát: R–NH2 + HCl →

Mô tả thí nghiệm, nêu hiện tượng và viết các phương trình hóa học xảy ra

21

c Tác dụng dung dịch muối của các kim loại tạo hiđroxit kết tủa: CH3NH2 + H2O + FeCl3 →

CH3NH2 + H2O + AlCl3 →

CH3NH2 + H2O + MgCl2 →

d Phản ứng thế ở nhân thơm của anilin Do ảnh hưởng của nhóm NH 2 (tương tự nhóm –OH ở phenol), ba nguyên tử H ở các vị trí ortho và para so với nhóm –NH 2 trong nhân thơm của anilin bị thay thế bởi ba nguyên tử brom: Hiện tượng: ……… ……… ………

Viết gọn: ……… ……… ……… ………

e Phản ứng cháy của amin no đơn chức mạch hở:

Đốt cháy amin no, đơn, hở

CnH2n+3N

Nhận xét:

V ỨNG DỤNG

Các ankylamin được dùng trong tổng hợp hữu cơ, đặc biệt là các điamin được dùng để tổng hợp polime

- Công thức chung: (H2N)x – R – (COOH)y

- Amino no, hở, có 1 nhóm NH2 và 1 nhóm COOH:

II DANH PHÁP

1 Tên thay thế: axit + vị trí + amino + tên axit cacboxylic tương ứng

2 Tên bán hệ thống: axit + vị trí chữ cái Hi Lạp (α, β, γ, δ, ε, ω) + amino + tên thông thường của

axit cacboxylic tương ứng

Amino axit Tên thay thế Tên bán hệ thống Tên thường

Axit aminoetanoic

Axit aminoaxetic

Glyxin (Gly)

Axit 2-aminopropanoic

Axit 𝜶-aminopropionic

Alanin (Ala)

Axit 2-amino-3-metylbutanoic

Axit 𝜶-aminoisovaleric

Valin (Val)

23

Axit 2-aminopetanđioic

Axit 𝜶-aminoglutaric

Axit glutamic (Glu)

Axit 2,6-điaminohexanoic

Axit

𝜶, 𝜺-điaminocaproic

Lysin (Lys)

Lysine có nhiều trong phô mai, khoai tây, sữa, trứng, thịt đỏ, các sản phẩm men

Valine có nhiều trong sữa, thịt, ngũ cốc, nấm, đậu tương và lạc

24

H2N–CH2–COOH + HCl →

Nhưng yếu: ClH3N–CH2–COONa + NaOH →

3 Phản ứng este hóa nhóm COOH

H2N–CH2–COOH + C2H5OH →

4 Phản ứng trùng ngưng

- Do có nhóm NH2 và COOH nên amino axit tham gia phản ứng trùng ngưng tạo thành polime

nH2N-[CH2]5-COOH t→ 0 Axit 𝜀-aminocaproic

nH2N-[CH2]6-COOH t→ 0 Axit 𝜔-aminoenantoic

V ỨNG DỤNG

- Amino axit thiên nhiên (hầu hết là α-amino axit) là cơ sở để kiến tạo nên các loại protein của

cơ thể sống

- Muối mononatri của axit glutamic được dùng làm mì chính (hay bột ngọt)

- Axit ε-aminocaproic và axit ω-aminoenantoic là nguyên liệu sản xuất tơ tổng hợp (nilon – 6

và nilon – 7)

- Axit glutamic là thuốc hỗ trợ thần kinh, methionin là thuốc bổ gan

25

C PEPTIT

I KHÁI NIỆM, PHÂN LOẠI

1 Khái niệm

- Liên kết của nhóm với nhóm giữa hai đơn

vị được loại là liên kết peptit

- Peptit là những hợp chất chứa từ đến gốc

liên kết với nhau bằng các

2 Phân loại

Các peptit được phân thành hai loại:

a Oligopeptit : gồm các peptit có từ đến gốc α - amino axit và được gọi tương ứng là

26

2 Danh pháp

Tên của peptit được hình thành bằng cách ghép tên gốc axyl của các α-amino axit bắt đầu từ đầu N, rồi kết thúc bằng tên của axit đầu C (được giữ nguyên)

III TÍNH CHẤT VẬT LÝ Các peptit thường ở thể rắn, có nhiệt độ nóng chảy cao và dễ tan trong nước IV TÍNH CHẤT HÓA HỌC 1 Phản ứng màu biure - Amino axit và đipeptit không cho phản ứng này Các tripeptit trở lên tác dụng với Cu(OH)2 tạo phức chất

2 Phản ứng thủy phân đến cùng a Thủy phân bằng enzim Viết gọn:

Tổng quát: Xn+ H2O enzim →

Ví dụ: Gly3 + H2O enzim →

Gly3Al2 + H2O enzim →

b Thủy phân bằng axit Tổng quát: Xn + H2O + HCl →

Ví dụ: Gly3 + H2O + HCl →

Gly3Al2 + H2O + HCl →

- Protein được phân thành 2 loại:

+ Protein đơn giản: được tạo thành chỉ từ các

+ Protein phức tạp: được tạo thành từ kết hợp với các phân

tử như axit nucleic, lipit, cacbohiđrat

II TÍNH CHẤT VẬT LÝ

1 Hình dạng:

- Dạng sợi: như keratin (trong tóc), miozin (trong cơ), fibroin (trong tơ tằm)

- Dạng cầu: như anbumin (trong lòng trắng trứng), hemoglobin (trong máu)

28

2 Tính tan : Protein hình sợi , protein hình cầu

3 Sự đông tụ : Là sự đông lại của protein và tách ra khỏi dung dịch khi hoặc thêm

Khi bị ngộ độc kim loại nặng như chì (Pb 2+ ) thì ta sẽ sơ cứu bằng cách nào ?

III TÍNH CHẤT HÓA HỌC

1 Phản ứng thủy phân protein đơn giản tương tự như thủy phân peptit

Các làm nước mắm từ cá thưc chất là sự thủy phân protein cá thành các axit amin

Khóm chứa một loại enzim bromelain có khả năng phân hủy protein nên ăn nhiều khóm sẽ

bị rát lưỡi

2 Phản ứng màu

29

HNO 3 đặc

Cu(OH) 2

30

I KHÁI NIỆM, PHÂN LOẠI VÀ DANH PHÁP

1 Khái niệm

- Là hợp chất hữu cơ có khối lượng phân tử lớn do nhiều đơn vị nhỏ (mắt xích) liên kết với nhau

- Công thức tổng quát: (A)n trong đó:

+ n: là hệ số trùng hợp, hệ số polime hóa, độ polime hóa

- Polime nhân tạo hay bán tổng hợp (nguyên liệu tổng hợp có sẵn trong tự nhiên: tơ visco,

tơ axetat, điều chế từ xenlulozơ)

- Polime tổng hợp (nguyên liệu không có sẵn phải tổng hợp nên)

b Theo cấu trúc

31

a) Mạch thẳng (hầu hết polime)

b) Mạch nhánh (rezol, amilopectin, glicogen…)

c) Mạng không gian (rezit hay bakelit, cao su lưu hóa)

- Trùng ngưng là phản ứng cộng hợp liên tiếp nhiều phân tử nhỏ giống nhau hoặc tương tự nhau

để tạo thành polime đồng thời có giải phóng các phân tử chất vô cơ đơn giản như H2O

- Điều kiện để monome tham gia phản ứng trùng ngưng: trong phân tử phải có 2 nhóm chức trở lên có khả năng tham gia phản ứng

II TÍNH CHẤT CỦA POLIME

Hầu hết là chất rắn, không bay hơi, không có nhiệt độ nóng chảy xác định, đa số không tan trong dung môi thường

3 Poli metyl metacrylat

+ Poli metyl metacrylat có đặc tính trong suốt cho ánh sáng truyền qua tốt (trên 90%) nên được dùng để chế tạo thủy tinh hữu cơ plexiglas

d Poli phenol - fomanđehit (PPF)

PPF có 3 dạng: nhựa novolac, nhựa rezol, nhựa rezit

33

B TƠ

I KHÁI NIỆM

Tơ là những vật liệu polime hình sợi dài và mảnh với độ bền nhất định

II PHÂN LOẠI

TƠ THIÊN NHIÊN Có sẵn trong thiên nhiên,

được sử dụng trực tiếp Bông, len, tơ tằm

TƠ

HÓA

HỌC

Tơ tổng hợp

Polime được tổng hợp bằng phản ứng hóa học

Tơ poliamit (nilon 6, nilon 7, nilon 6,6),

tơ vinylic (nitron), tơ polieste (lapsan)

Tơ bán tổng hợp

(nhân tạo)

Chế biến polime thiên nhiên bằng phương pháp hóa học

Tơ visco, tơ xenlulozo axetat

III MỘT SỐ LOẠI TƠ TỔNG HỢP THƯỜNG GẶP

3 Tơ nitron (hay olon)

+ Tơ nitron dai, bền với nhiệt và giữ nhiệt tốt nên thường được dùng để dệt vải may quần áo hoặc bện thành sợi len đan

II PHÂN LOẠI

Có hai loại cao su: Cao su thiên nhiên và cao su tổng hợp

1 Cao su thiên nhiên

Cao su thiên nhiên là polime của isopren:

36

• Khi đồng trùng hợp buta-1,3-đien với acrilonitrin có mặt Na, ta được cao su buna-N có tính chống dầu cao

• Khi trùng hợp isopren có hệ xúc tác đặc biệt, ta được poliisopren gọi là cao su isopren:

• Cao su cloropren và cao su floropren bền với dầu mỡ hơn cao su isopren

37

I VỊ TRÍ CỦA KIM LOẠI TRONG BẢNG TUẦN HOÀN

Trong bảng tuần hoàn, các nguyên tố kim loại có mặt ở:

- Nhóm IA (trừ hiđro) - Nhóm IIA

- Nhóm IIIA (trừ bo), - Một phần nhóm IVA, VA, VIA

- Các nhóm B (từ IB đến VIIIB) - Họ lantan và actini

II TÍNH CHẤT VẬT LÍ CỦA KIM LOẠI

Tính chất vật lí chung là tính dẻo, tính dẫn điện, tính dẫn nhiệt và ánh kim

- Kim loại dẻo nhất là

- Độ dẫn điện

+ giảm theo thứ tự:

+ nhiệt độ thì tính dẫn điện cùa kim loại

- Độ dẫn nhiệt: kim loại nào dẫn điện thì cũng dẫn nhiệt Một số tính chất khác của kim loại:

- Khối lượng riêng:

+ kim loại có khối lượng riêng nhỏ nhất là D = 0,5g/cm3 + kim loại có khối lượng riêng lớn nhất là D = 22,6g/cm3

- Nhiệt độ nóng chảy:

+ thấp nhất là nóng chảy ờ -39°C, + cao nhất là nóng chảy ở 3410°C

- Tính cứng:

+ mềm nhất là (0,2) + cứng nhất là (9)

39

4 Tác dụng với nước: ở điều kiện thường

Bao gồm các kim loại Li, Na, K, Rb, Cs, Ca, Sr, Ba Tạo dung dịch bazơ và H2

41

IV ĐIỀU CHẾ KIM LOẠI

PHƯƠNG PHÁP Điện phân nóng chảy

Điện phân dung dịch Nhiệt luyện

Thủy luyện

1 Điện phân nóng chảy

Với kim loại kiềm: điện phân nóng chảy

Với kim loại kiềm thổ : điện phân nóng chảy

Với kim loại nhôm: điện phân nóng chảy

Sơ đồ và phương trình điện phân nóng chảy NaCl:

Sơ đồ và phương trình điện phân nóng chảy CaCl2:

Sơ đồ và phương trình điện phân nóng chảy NaOH:

NH4+ thì chỉ có nước sẽ tham gia điện phân

- Nếu trong dung dịch có nhiều cation thì

cation nào có tính oxi hóa mạnh hơn sẽ bị khử

trước Ag + > Fe3+ > Cu2+ >Fe2+ >Zn2+

- Gốc axit có chứa oxi NO3–, SO42–, PO43–,

CO32–,… thì chỉ nước tham gia điện phân

- Gốc axit không chứa oxi như halogenua X-, sunfua S2- thì gốc axit tham gia điện phân

- Thứ tự anion bị oxi hóa: S2– > I– > Br– > Cl–

Sơ đồ và phương trình điện phân dung dịch CuCl2

Sơ đồ và phương trình điện phân dung dịch NaCl

43

Sơ đồ và phương trình điện phân dung dịch CuSO4

Sơ đồ và phương trình điện phân dung dịch Na2SO4

3 Phương pháp nhiệt luyện

- Nguyên tắc: Dùng chất khử CO, C, Al, H2 khử oxit kim loại sau nhôm ở nhiệt độ cao

Al2O3 + CO →

Fe3O4 + CO →

4 Phương pháp thủy luyện

Dùng kim loại có tính khử mạnh đẩy kim loại có tính khử yếu ra khỏi dung dịch muối cùa chúng

Fe + CuSO4

→

V ĂN MÒN KIM LOẠI

- Ăn mòn kim loại là sự phá hủy kim loại hoặc hợp kim dưới

tác dụng của môi trường xung quanh

- Ăn mòn có hai loại: Ăn mòn hóa học và ăn mòn điện hóa

(mãnh liệt hơn)

1 Ăn mòn hóa học

- Nguyên nhân: do kim loại có phản ứng hóa học trực tiếp với các chất ở môi trường xung quanh

- Bản chất: là phản ứng oxi hóa - khử trong đó kim loại đóng vai trò chất khử

Zn+ H2SO4 →

Cu + FeCl3 →

44

2 Ăn mòn điện hóa

- Bản chất của ăn mòn điện hóa: là sự oxi hóa kim loại ở cực âm và sự khử môi trường ở cực

dương Electron được chuyển từ cực này sang kim cực kia tạo ra dòng điện

- Kim loại càng bị ăn mòn càng

- Điều kiện xảy ra sự ăn mòn điện hóa:

- Cơ chế của quá trình ăn mòn điện hóa Zn-Cu/H2SO4:

- Cơ chế của quá trình ăn mòn điện hóa Zn/CuSO4:

45

Nhúng thanh Zn vào dung dịch H2SO4 loãng sau đó nhỏ vào đó vài giọt dung dịch CuSO4, hãy cho biết tốc độ thoát khí thay đổi như thế nào?

- Cơ chế của quá trình ăn mòn điện hóa thép Fe-C/ O2-H2O:

3 Bảo vệ kim loại khỏi sự ăn mòn

Để bảo vệ kim loại khỏi sự ăn mòn có thể sử dụng các phương pháp sau:

- Cách li kim loại với môi trường: sơn, mạ, tráng, nhúng nhựa

- Dùng chất kìm hãm

- Tăng khả năng chịu đựng: hợp kim chống gỉ

- Phương pháp điện hóa: dùng kim loại mạnh hơn kim loại ở cực âm gắn vào vật bị ăn mòn phần chìm trong dung dịch điện li (anot hi sinh)

Đinh sắt ở cốc nào sẽ bị ăn mòn nhanh nhất ?

46

TRỌNG CỦA KIM LOẠI KIỀM

A KIM LOẠI KIỀM

I VỊ TRÍ TRONG BẢNG TUẦN HOÀN, CẤU HÌNH ELECTRON NGUYÊN TỬ

Kim loại kiềm thuộc nhóm IA của bảng tuần hoàn, gồm các nguyên tố:

Cấu hình electron nguyên tử:

II TÍNH CHẤT VẬT LÍ

Các kim loại kiềm có màu và có , dẫn điện , nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi , khối lượng riêng

, độ cứng (do kim loại kiềm có mạng tinh thể lập

phương tâm khối, cấu trúc tương đối rỗng, ngoài ra trong tinh thể các

nguyên tử và ion liên kết với nhau bằng liên kết kim loại yếu)

Nguyên tố T nc ( o C) T s ( o C ) Tỉ khối (g/cm 3 ) Thế khử chuẩn M + /M (V)

47

II TÍNH CHẤT HÓA HỌC

Các nguyên tử kim loại kiềm có tính Tính từ liti đến xesi Trong hợp chất, các kim loại kiềm có số oxi hóa

1 Tác dụng với phi kim

48

IV ỨNG DỤNG, TRẠNG THÁI TỰ NHIÊN VÀ ĐIỀU CHẾ

1 Ứng dụng

- Dùng chế tạo hợp kim có nhiệt độ nóng chảy thấp như

- Hợp kim siêu nhẹ, được dùng trong kĩ thuật hàng không - được dùng làm tế bào quang điện 2 Trạng thái tự nhiên Các kim loại kiềm không có ở dạng đơn chất mà chỉ tồn tại ở dạng hợp chất Trong nước biển có chứa một lượng tương đối lớn muối NaCl Đất cũng chứa một số hợp chất của kim loại kiềm ở dạng silicat và aluminat

3 Điều chế Phương pháp:

Nguyên liệu:

Ví dụ:

49

B MỘT SỐ HỢP CHẤT QUAN TRỌNG CỦA KIM LOẠI KIỀM

I NATRI HIĐROXIT

1 Tính chất

- Natri hiđroxit (NaOH) hay xút ăn da là chất rắn, không màu,

dễ nóng chảy (tnc = 322oC), hút ẩm mạnh (dễ chảy rữa), tan nhiều trong nước và tỏa ra một lượng nhiệt lớn nên cần phải cẩn thận khi hòa tan NaOH trong nước

- Natri hiđroxit là một bazơ mạnh

2 Ứng dụng

Natri hiđroxit là hóa chất quan trọng, đứng hàng thứ hai sau axit sunfuric

Natri hiđroxit được dùng để nấu xà phòng, chế phẩm nhuộm, tơ nhân tạo, tinh chế quặng nhôm trong công nghiệp luyện nhôm và dùng trong công nghiệp chế biến dầu mỏ,

II NATRI HIĐROCACBONAT

NaHCO3 được dùng trong công nghiệp dược phẩm (chế

thuốc đau dạ dày, ) và công nghiệp thực phẩm (làm bột nở, )

Na2CO3 là muối của axit yếu (axit cacbonic) và có những tính chất chung của muối

Khi cho Na 2 CO 3 từ từ vào dung dịch HCl

Na2CO3 là hóa chất quan trọng trong công nghiệp thủy tinh, bột giặt, phẩm nhuộm, giấy, sợi,

IV KALI NITRAT

1 Tính chất

Kali nitrat (KNO3) là những tinh thể không màu, bền trong không

khí, tan nhiều trong nước Khi đun nóng ở nhiệt độ cao hơn nhiệt độ nóng

chảy (333oC), KNO3 bắt đầu bị phân hủy thành O2 và KNO2

2 Ứng dụng

KNO3 được dùng làm phân bón (phân đạm, phân kali) và được dùng để chế tạo thuốc nổ

II TÍNH CHẤT VẬT LÝ

- Màu sắc : kim loại kiềm thổ có màu trắng bạc hoặc xám nhạt

- Một số tính chất vật lý quan trọng của kim loại kiềm thổ :

III TÍNH CHẤT HOÁ HỌC

Các kim loại kiềm thổ có , hơn so với kim loại kiềm Tính khử của các kim loại kiềm thổ

1 Tác dụng với phi kim

- Khi đốt nóng trong không khí, các kim loại kiềm thổ đều bốc cháy

tạo oxit, phản ứng phát ra nhiều nhiệt