LÝ THUYẾT HOÁ ÔN ĐẠI HỌC

Lý thuyết hoá ôn đại học

Trang 1

VÔ CƠ A.HALOGEN VÀ ĐỒNG BỌN

I.Clo

1.Trạng thái tự nhiên

Có trong khoáng vật cacnalit (KCl.MgCl2.6H2O) và xinvinit (NaCl.KCl)

2.Điều chế

Nguyên tắc : oxi hóa Cl(-) thành Cl2

a.Trong phòng thí nghiệm

Dùng HCl đặc tác dụng với các chất oxi hóa mạnh (MnO2,KMnO4,KClO3,K2Cr2O7, ) MnO2+4HCl -> MnCl2+Cl2+H2O (đun nóng)

2KMnO4+16HCl ->2KCl+2MnCl2+5Cl2+8H2O (nhiệt độ thường)

KClO3+6HCl ->KCl+3Cl2+3H2O (nhiệt độ thường)

K2Cr2O7+14HCl ->2KCl+2CrCl3+3Cl2+7H2O

b.Trong công nghiệp

(sản phẩm phụ của công nghiệp sản xuất xút (NaOH))

Điện phân dung dịch NaCl có màng ngăn

2NaCl+2H2O ->H2+Cl2+2NaOH

II.Khí HCl

1.Trong phòng thí nghiệm

Dùng NaCl rắn (tinh thể) tác dụng H2SO4 đặc

(phương pháp này cũng được dùng để điều chế HNO3 và HF)

NaCl+H2SO4 ->NaHSO4+HCl (nhiệt độ không quá 250 độ C hoặc nhiệt độ thường)

2NaCl+H2SO4 ->Na2SO4+2HCl (nhiệt độ > 400 độ C)

2.Trong công nghiệp

a.Phương pháp sunfat : tương tự điều chế trong phòng thí nghiệm

b.Phương pháp tổng hợp

H2+Cl2 ->2HCl

(H2 và Cl2 thu được từ điện phân dd NaCl có màng ngăn)

c.Thu HCl tinh khiết từ “clo hóa các chất hữu cơ”

III.Các hợp chất khác của Clo

1.Nước Gia-ven

Dùng NaOH loãng nguội tác dụng với Clo

2NaOH+Cl2 ->NaCl+NaClO+H2O

(Hoặc điện phân dd NaCl không màng ngăn)

2.Clorua vôi

Dùng Clo tác dụng với vôi tôi hoăc sữa vôi

Ca(OH)2+Cl2 ->CaOCl2+H2O (30 độ C)

3.Muối Clorat (quan trọng nhất là KClO3)

Dùng Clo tác dụng với dd kiềm nóng

3Cl2+6KOH ->5KCl+KClO3+3H2O

Điện phân dd KCl 25%

3H2O+KCl ->KClO3+3H2 (70-75 độ C)

^_^

IV.Flo

Có trong khoáng vật florit (CaF2) và criolit (Na3AlF6 hay AlF3.3NaF)

2.Điều chế

a.Trong công nghiệp

Do F2 là chất oxi hóa rất mạnh nên không có chất khử nào đủ mạnh để tách được Flo ra khỏi hỗn hợp của nó Vì vậy phương pháp tối ưu nhất là điện phân hỗn hợp KF+2HF (nhiệt

độ nóng chảy 70 độ C)(dùng hỗn hợp này cũng bởi vì giúp giảm nhiệt độ nóng chảy)

Trang 2

(Cực dương làm bằng than chì và cực âm làm bằng thép đặc biệt hoặc Cu)

V.Khí HF

Do F2 tác dụng quá mãnh liệt với nước nên phương pháp duy nhất để điều chế HF là dùng CaF2 tác dụng với H2SO4 đặc

CaF2+H2SO4 ->CaSO4+2HF (250 độ C)

VI.Brom và Iốt

Sau khi lấy muối ăn ra khỏi nước biển, phần còn lại chứa nhiều muối NaBr và KBr.Ta sục khí Cl2 vào dd Bromua:

2NaBr+Cl2 ->2NaCl+Br2

(điều chế Iôt tương tự)

VII.Khí HBr

Thủy phân PBr3

PBr3+3H2O ->H3PO3+3HBr

Thực tế, cho Br2 tác dụng trực tiếp với P và H2O (PT như trên)

VIII.Một số chất khác

1.OF2(oxi florua)

Cho F2 qua dd NAOH loãng (khoảng 2%) và lạnh

2F2+2NaOH ->2NaF+H2O+OF2

B.OXI VÀ ĐỒNG BỌN

I.Oxi

Phân hủy hợp chất chứa oxi và kém bền nhiệt (thường là những chất có tính oxi hóa mạnh)

(KMnO4,KClO3,H2O2, )

2KMnO4 ->K2MnO4+MnO2+O2 (đun nóng)

2KClO3 ->2KCl+3O2 (xúc tác MnO2 đun nóng hoặc >500 độ C)

2H2O2 ->2H2O+O2 (xúc tác MnO2)

( Nhiệt phân muối nitrat của kim loại kiềm(hoặc kiềm thổ) cũng tạo ra được O2 nhưng chắc do tính nguy hiểm của phản ứng này nên nó không được dùng để điều chế O2 trong phòng thí nghiệm

2RNO3 ->2RNO2+O2 )

a.Từ không khí

Không khí hóa lỏng ở áp suất cao, nhiệt độ thấp sau đó chưng cất phân đoạn không khí lỏng thu

O2 ở -183 độ C, Ar ở -186 độ C, N2 ở -196 độ C

b.Điện phân H2O (có hòa tan các chất điện li như H2SO4, NaOH, để tăng tính dẫn điện) 2H2O ->2H2+O2

II.Lưu huỳnh

1.Khai thác lưu huỳnh tự do trong lòng đất

Sử dụng hệ thống thiết bị nén H2O siêu nóng (170 độ C) vào mỏ S đẩy S nóng chảy lên (phương pháp Frasch)

2.Sản xuất từ hợp chất

a.Đốt H2S trong điều kiện thiếu không khí

H2S+O2 ->2S+2H2O

b.Dùng H2S khử SO2

2H2S+SO2 ->3S+2H2O

(Thu hồi >90% lượng S trong khí độc SO2 và H2S)

III.H2S

Trong công nghiệp, không sản xuất H2S (do đây là khí độc và không có ứng dụng trong

Trang 3

thực tiễn)

Trong phòng thí nghiệm,

FeS+HCl(dd) ->H2S+FeCl2

IV.SO2

Na2SO3+H2SO4(dd) ->Na2SO4+H2O+SO2 (đun nóng)

-Đốt cháy S

S+O2 ->SO2

-Đốt quặng sunfua kim loại như FeS2,Cu2S,

4FeS2+11O2 ->2Fe2O3+8SO2

V.SO3

2SO2+O2< ->2SO3 (xúc tác V2O5 450-500 độ C)

VI.H2SO4

(3 công đoạn)

1.Sản xuất SO2

2.Sản xuất SO3

3.Sản xuất H2SO4

H2SO4 98% hấp thụ SO3 thu Oleum H2SO4.nSO3

H2SO4+nSO3 ->H2SO4.nSO3

Dùng nước thích hợp pha loãng Oleum

H2SO4.nSO3+H2O ->(n+1)H2SO4

C.NITƠ VÀ ĐỒNG BỌN

I.N2

Có trong khoáng vật “diêm tiêu natri”(NaNO3)

2.Điều chế

a.Trong phòng thí nghiệm

NH4NO2 ->N2+H2O (đun nóng nhẹ)

Hoặc đun nóng nhẹ hỗn hợp bão hòa NH4Cl và NaNO2

NH4Cl+NaNO2 ->N2+NaCl+2H2O (đun nóng nhẹ)

Hoặc

2NH4Cl+4CuO ->N2+H2+CuCl2+3Cu (nhiệt độ)

Chưng cất phân đoạn không khí lỏng thu N2 ở -196 độ C (xem điều chế O2)

II.NH3

-Muối amoni tác dụng chất kiềm đun nóng nhẹ

2NH4Cl+Ca(OH)2 ->2NH3+CaCl2+2H2O

(Làm khô NH3: cho qua bình đựng CaO)

-Điều chế nhanh 1 lượng nhỏ NH3: đun nóng dd NH3 đậm đặc (làm khô như trên) 2.Trong công nghiệp

N2+3H2 ->2NH3 (450-500 độ C, 200-300 atm, xúc tác Al2O3,K2O, )

III.Một số chất khác (trong phòng thí nghiệm)

1.N2O

NH4NO3 ->N2O+2H2O (đun nóng nhẹ)

2.NO

3Cu+8HNO3(loãng) ->2NO+4H2O+3Cu(NO3)2

3.NO2

Cu+4HNO3(đặc) ->2NO2+2H2O+Cu(NO3)2

4.N2O5

2HNO3 (P2O5) >N2O5+H2O

Trang 4

5.N2H4(hidrazin-nhiên liệu tên lửa) trong công nghiệp

2NH3 < -> N2H4+H2 (tia cực tím)

IV.HNO3

NaNO3 (hoặc KNO3) rắn tác dụng với H2SO4 đặc nóng

NaNO3+H2SO4 ->HNO3+NaHSO4

(phương pháp này chỉ điều chế một lượng nhỏ HNO3 bốc khói)

PHƯƠNG PHÁP OXI HÓA (3 giai đoạn)

a.Oxi hóa NH3 bằng oxi không khí

4NH3+5O2 ->4NO+6H2O (800-900 độ C, xúc tác Pt) phản ứng tỏa 907KJ

b.Oxi hóa NO thành NO2 (làm nguội NO hóa hợp với O2)

2NO+O2 ->NO2

c.Chuyển hóa NO2 thành HNO3

4NO2+2H2O+O2 ->4HNO3

PHƯƠNG PHÁP HỒ QUANG

N2 ->NO ->NO2 ->HNO3

V.Phốt pho

Có trong khoáng vật apatit (3Ca3(PO4)2.CaF2), phốtphorit (Ca3(PO4)2)

2.Điều chế trong công nghiệp

Nung hỗn hợp quặng phốtphorit, cát, than cốc ở 1200 độ C trong lò điện

Ca3(PO4)2+3SiO2+5C ->3CaSiO3+2P+5CO

(Hơi P thoát ra ngưng tụ khi làm lạnh, thu P trắng dạng rắn)

VI.H3PO4

P+5HNO3(đặc) ->H3PO4+5NO2+H2O

PCl5+4H2O ->H3PO4+5HCl

a.Phương pháp trích li: H2SO4 đặc + quặng phốtphorit (hoặc apatit)

Ca3(PO4)2+3H2SO4 ->3CaSO4+2H3PO4 (nhiệt độ)

(Tách muối CaSO4 kết tinh và cô đặc dd, làm lạnh để axit kết tinh.Axit H3PO4 điều chế được không tinh khiết, chất lượng thấp=>chủ yếu để sản xuất phân bón)

b.Phương pháp nhiệt: Điều chế H3PO4 tinh khiết và nồng độ cao hơn

4P+5O2 ->2P2O5 (nhiệt độ)

P2O5+3H2O ->3H3PO4

CACBON VÀ ĐỒNG BỌN

I.Cacbon

Có trong khoáng vật canxit (CaCO3), magiezit (MgCO3), đolomit (CaCO3.MgCO3)

2.Điều chế

a.Kim cương nhân tạo

Nung than chì ở 2000 độ C, áp suất 50-100 nghìn atm, xúc tác Fe,Cr hay Ni

b.Than chì nhân tạo

Nung than cốc ở 2500-3000 độ C trong lò điện (không có không khí)

c.Than cốc

Nung than mỡ khoảng 1000 độ C trong lò cốc (không có không khí)

d.Than gỗ

Tạo nên khi đốt cháy gỗ trong điều kiện thiếu không khí

e.Than muội

Nhiệt phân CH4 có xúc tác

CH4 >C+H2

6.Than mỏ

Trang 5

Khai thác trực tiếp từ các vỉa than trong lòng đất

II.CO

Cho H2SO4 đặc và axit HCOOH, đun nóng

HCOOH >CO+H2O (nhiệt độ H2SO4 đặc)

-Cho hơi nước qua than nung đỏ

C+H2O ->CO+H2

(Hỗn hợp khí tạo thành gọi là khí than ướt , chứa trung bình khoảng 44% CO, còn lại là CO2,N2,H2, )

-Sản xuất trong lò gas: thổi không khí qua than nung đỏ CO2 bị khử thành CO

CO2+C ->2CO

(Hỗn họp khí thu được gọi là khí lò gas hay khí than khô , chứa trung bình khoảng 25% CO, ngoài ra là N2,CO2 và một lượng nhỏ khí khác)

III.CO2

Cho dd HCl tác dụng với đá vôi trong bình kíp

CaCO3+2HCl ->CaCl2+CO2+H2O

Được tạo ra trong quá trình đốt than để thu năng lượng ngoài ra trong quá trình chuyển hóa khí thiên nhiên, các sản phẩm dầu mỏ, nung vôi, lên men rượu từ glucozo,

IV.Si

Có trong khoáng vật cao lanh (Al2O3.2SiO2.2H2O), xecpentin (3MgO.2SiO2.2H2O), fenspat (Na2O.Al2O3.6SiO2)

2.Điều chế

a.Trong phòng thí nhiệm

Đốt cháy hỗn hợp bột Mg với cát nghiền mịn

SiO2+2Mg ->Si+MgO (đốt cháy)

Dùng than cốc khử SiO2 trong lò điện ở nhiệt độ cao

SiO2+2C ->Si+2CO (nhiệt độ)

KIM LOẠI

I.Phương pháp chung điều chế kim loại (trong công nghiệp)

1.Phương pháp thủy luyện (điều chế kim loại có tính khử yếu như

Cu,Hg,Ag,Au, )

Cơ sở của phương pháp là dùng những dung dịch thích hợp như dd H2SO4, NaOH, NaCN, để hòa tan KL và tách ra khỏi phần không tan có trong quặng Sau đó, các ion KL trong dd được khử bằng KL có tính khử mạnh hơn như Fe,Zn,

VD

Ag2S+4KCN ->2K(Ag(CN)2)+K2S

2K(Ag(CN)2)+Zn ->K2(Zn(CN)4)+2Ag

2.Phương pháp nhiệt luyện (điều chế KL có tính khử trung bình và yếu như Zn,Fe,Sn,Pb,Cu, )

Cơ sở của phương pháp là khử những ion LK trong các hợp chất ở nhiệt độ cao bằng các chất khử mạnh như C,CO,H2 hoạc kim loại Al, kim loại kiềm và kiềm thổ

-Trường hợp là quặng sunfua KL như Cu2S,ZnS,FeS2, thì phải chuyển sunfua KL thành oxit KL sau đó khử oxit KL bằng chất khử thích hợp.

VD

2ZnS+3O2 ->2ZnO+2SO2 (nung)

ZnO+C ->CO+Zn (nhiệt độ cao)

-Đối với những KL khó nóng chảy như Cr,Fe dùng Al làm chất khử (phương pháp nhiệt nhôm)

Trang 6

Cr2O3+2Al ->2Cr+Al2O3

-Với những KL kém hoạt động như Hg,Ag chỉ cần đốt cháy quặng cũng thu được KL mà không cần phải khử bằng các tác nhân khác.

3.Phương pháp điện phân (điều chế được hầu hết các KL)

Cơ sở của phương pháp là dùng dòng điện một chiều để khử các ion KL.

-Điều chế những KL có tính khử mạnh như Li,Na,Al,K, bằng cách điện phân những hợp chất (muối, bazơ, oxit) nóng chảy của chúng

VD

2KCl ->2K+Cl2

-Điều chế KL có tính khử trung bình và KL có tính khử yếu như Zn,Cu, bằng cách điện phân dung dịch muối của chúng

VD

2ZnSO4+2H2O ->2Zn+2H2SO4+H2

II.Kim loại kiềm và kiềm thổ

Do không có chất nào khử được ion KL kiềm nên phương pháp thường dùng là điện phân nóng chảy muối halogenua của chúng thu KL ở Catot

VD

Điều chế Na: điện phân hỗn hợp 2NaCl+CaCl2 (để hạ nhiệt độ nóng chảy xuống còn khoảng 600 độ C)

2NaCl ->2Na+Cl2

*Điều chế NaOH

Điện phân dd có màng ngăn

2NaCl+2H2O ->H2+Cl2+2NaOH

(dd NaOH lẫn nhiều NaCl Người ta cô đặc dd NaCl ít tan so với NaOH nên kết tinh

trước.Tách NaCl còn lại NaOH)

III.Al

Điện phân nóng chảy Al2O3 và Na3AlF6 (nhiệt độ nóng chảy 900 độ C)

(Tác dụng: tiết kiệm năng lượng,tạo chất lỏng có tính dẫn điện tốt hơn Al2O3,hỗn hợp này

có khối lượng riêng < Al nổi lên trên Al, ngăn cản Al tiếp xúc với không khí)

2Al2O3 ->4Al+3O2

IV.Cr

Có trong quặng cromit (FeO.Cr2O3)

2.Điều chế

Tách Cr2O3 từ quặng cromit, điều chế Cr bằng phương pháp nhiệt nhôm

Cr2O3+2Al ->2Cr+Al2O3 (nhiệt độ)

(Độ tinh khiết của Cr 97-99%, tạp chất là Al,Fe,Si)

V.Fe và đồng bọn

Có trong quặng hematit đỏ (Fe2O3), hematit nâu (Fe2O3.nH2O), manhetit (Fe3O4)-quặng giàu Fe nhất, xiderit (FeCO3), pirit sắt (FeS2)

2.Điều chế

a.Fe

3Fe2O3+CO ->2Fe3O4+CO2 (400 độ C)

Fe3O4+CO ->3FeO+CO2 (500-600 độ C)

FeO+CO ->Fe+CO2 (700-800 độ C)

b.FeO (phòng thí nghiệm)

phân hủy Fe(OH)2 ở nhiệt độ cao (không có không khí)

Fe(OH)2 ->FeO+H2O (nhiệt độ)

c.Fe(OH)2 (phòng thí nghiệm)

Phản ứng trao đổi ion của dd muối Fe(II) + dd bazo (không có không khí)

FeCl2+2NaOH ->Fe(OH)2+ 2NaCl hay Fe(2+)+2OH(-) ->Fe(OH)2

c.Muối Fe(II) (phòng thí nghiệm)

Trang 7

-Fe hoặc hợp chất Fe(II) như FeO, Fe(OH)2 tác dụng với dd HCl hoặc H2SO4 (không có không khí)

-Từ muối Fe(III)

2FeCl3+Fe ->3FeCl2

d.Fe2O3

Phân hủy Fe(OH)3 ở nhiệt độ cao

2Fe(OH)3 ->Fe2O3+3H2O

e.Fe(OH)3

Phản ứng trao đổi ion của dd muối Fe(III) hoặc phản ứng oxi hóa Fe(OH)2

FeCl3+3NaOH ->2NaCl+Fe(OH)3 hay Fe(3+)+3OH(-) ->Fe(OH)3

f.Muối Fe(III)

Điều chế trực tiếp từ phản ứng Fe tác dụng với chất oxi hóa mạnh như

Cl2,HNO3,H2SO4(đặc, nóng), phản ứng hợp chất Fe(III) với axit

2Fe(OH)3+3H2SO4 ->Fe2(SO4)3+6H2O

Fe2O3+6HCl ->2FeCl3+3H2O

VI.Cu (đã bỏ)

A.HIĐROCACBON

I.Phương pháp chung điều chế hiđrocacbon (đi từ dầu mỏ)

1.Hai phương pháp chế biến dầu mỏ

a.Rifominh

(Là quá trình sử dụng xúc tác và nhiệt độ biến đổi cấu trúc của H-C

từ không phân nhánh thành phân nhánh, từ không thơm thành thơm.)

Điều kiện: 500 độ C, 20-40 atm, xúc tác Pt,Pd,Ni, trên chất mang là Al2O3 hoặc nhôm silicat

-Chuyển ankan mạch thẳng thành ankan mạch nhánh và xicloankan

VD

CH3(CH2)5CH3 ->(CH3)2CHCH2CH(CH3)2 hoặc C6H11CH3 (mạch vòng)+H2

-Tách hiđro chuyển xicloankan thành aren

VD

C6H12(mạch vòng) >C6H6+3H2

Tách hiđro chuyển ankan thành aren

VD

CH3(CH2)5CH3 ->C6H6CH3+4H2

b.Crăckinh

(là quá trình bẻ gãy phân tử H-C mạch dài thành các phân tử H-C mạch ngắn hơn nhờ tác dụng nhiệt hoặc xúc tác và nhiệt)

-Crăckinh nhiệt ( 700-800 độ C ) (tạo ra eten,propen,buten,penten, )

-Crăckinh xúc tác ( 400-450 độ C, Alumino silicat (75-90% SiO2, 10-35% Al2O3)+HF ) (chuyển H-C mạch dài (C21-C35) thành mạch ngắn)

2.Một số phương pháp khác

a.Nung RCOONa rắn với vôi tôi xút (CaO có vai trò làm giảm nhiệt lượng=>an toàn hơn)

RCOONa+NaOH ->RH+Na2CO3 (nung, xúc tác CaO)

(RH có thể là ankan,anken, )

b.Phương pháp Wuyêc-fictic

RX+R’X+2Na ->R-R’+2NaX

Hoặc

RX+R'X+Zn ->R-R'+ZnX2 (axeton)

(X là halogen (Cl,Br,I))

(R và R’ có thể là ankan,anken,aren, )

c.Cộng 2 H-C

VD

C6H6+C3H6 ->C6H5CH(CH3)2(Cumen) (nhiệt độ, H+)

C6H6+C2H4 ->C6H6C2H5 (nhiệt độ, H+)

Trang 8

d.Phản ứng điện phân (phương pháp Konbơ)

RCOONa+2H2O ->R-R+2CO2+2NaOH+H2

II.Ankan

Nung CH3COONa rắn với vôi tôi xút

CH3COONa+NaOH ->Na2CO3+CH4 (nung)

Thủy phân Al4C3

Al4C3+12H2O ->3CH4+4Al(OH)3

III.Xicloankan

CH3(CH2)4CH3 ->C6H12+H2 (nhiệt độ, xt)

IV.Anken

Đun ancol với axit sufuric đặc

VD

CH3CH2OH ->CH2=CH2+H2O (170 độ C,H2SO4 đặc)

-Tách hiđro từ ankan hoặc crăckinh

VD

C2H6 ->C2H4+H2 (400-600 độ C, xt Cr2O3)

3.Khác

a.Tách H2O ra khỏi nước

R-CH(OH)-CH2-R’ ->R-CH=CH-R’+H2O (170 độ C,H+)

b.Tách HX ra khỏi dẫn xuất halogen

R-CHX-CH2-R’+NaOH ->R-CH=CH-R’+NaX+H2O (đun nóng, xt ancol)

V.Ankađien

CH3CH2CH2CH3 ->CH2=CH=CH=CH2+2H2 (xt, nhiệt độ)

CH3CH2(CH3)CH2CH3 ->CH2=C(CH3)CH=CH2+2H2 (xt, nhiệt độ)

VI.Ankin

Điều chế C2H2

-Phương pháp điều chế trong công nghiệp hiện nay: nhiệt phân metan ở 1500 độ C, làm lạnh nhanh

2CH4 ->C2H2+3H2 (1500 độ C)

Phương pháp cũ

CaO ->CaC2 ->C2H2

CaO+3C ->CO+CaC2(đất đèn)

CaC2+2H2O ->Ca(OH)2+C2H2

VII.Benzen và ankin benzen

CH3(CH2)4CH3 ->C6H6+4H2 (xt, nhiệt độ)

CH3(CH2)5CH3 ->C6H5CH3+4H2 (xt, nhiệt độ)

C6H6+C2H4 ->C6H5C2H5 (nhiệt độ,H+)

VIII.Điều chế một số hợp chất quan trọng từ khí thiên nhiên (CH4)

1.Butađien (C4H6)

CH4(1500 độ C) ->C2H2 (+H2O)(80 độ C, xt H2SO4,HgSO4) ->CH3CHO(+H2)(Ni, nhiệt độ) ->C2H5OH(400-500 độ C, xt Al2O3) ->C4H6

CH4 ->C2H2(CuCl,NH4Cl hoặc CuCl2) ->C4H4(vinyl axetilen)(Pd/PbCO3) ->C4H6

Phương pháp cũ

mùn cưa ->glucozo ->C2H5OH ->C4H6

2.Stiren

CH4 ->C2H2(than hoạt tính, 600 độ C) ->C6H6(+C2H4)(H+) ->C6H5C2H5(ZnO, nhiệt

độ) ->C6H5C2H3

B.DẪN XUẤT HALOGEN-ANCOL-PHENOL

I.Dẫn xuất halogen

Trang 9

Hiđrocabon không no tác dụng với HCl, HBr, Cl2, … (phản ứng cộng)

Hiđrocacbon no tác dụng với Cl2, Br2, … (phản ứng thế)

(Ngoài ra, hiđrocacbon không no cũng có thể thế halogen ở 450-500 độ C)

VD

C2H4 ->CH2Cl-CH2Cl ->CH2=CH-Cl

C2H4+Cl2 ->CH2Cl-CH2Cl (etanol,NaOH)

CH2Cl-CH2Cl ->CH2=CH-Cl+HCl (500 độ C)

C2H2+HCl ->CH2=CHCl (150-200 độ C, HgCl2)

(xem điều chế glixerol)

Từ ancol

ROH+HX ->RX+H2O (nhiệt độ, ZnCl2)

R-OH+PCl5 ->RCl+POCl3+HCl

3ROH+PI3 ->3RI+H3PO3

II.Ancol

1.Phương pháp chung

-Hidrat hóa anken trong môi trường axit (H2SO4,HCl,H3PO4,HBr,HClO4, )

-Thủy phân dẫn xuất halogen bằng dd kiềm nóng

R-Cl+HOH ->R-OH+H-Cl

-Khử anđêhit và xeton bằng H mới sinh (H(+)+Fe) hoặc tác dụng với H2 xúc tác Ni,Pt, R-CHO+2H ->R-CH2-OH (Ni, nhiệt độ)

R-CO-R’+2H ->R-CH(OH)-R’ (Ni, nhiệt độ)

-Từ este (Cách này thuộc phần nâng cao)

RCOOR' ->RCH2OH+R'OH (nhiệt độ, xúc tác LiAlH4- chất khử mạnh)

-Ngoài ra cũng có thể tạo ancol từ amin bậc nhất

R-NH2+HNO2 ->R-OH+N2+H2O

2.Etanol (C2H5OH) trong công nghiệp

-Hidrat hóa etilen xúc tác axit

CH2=CH2+HOH ->CH3-CH2-OH (H2SO4, 300 độ C)

-Lên men tinh bột

(C6H10O5)n+nH2O ->nC6H12O6 (enzim)

C6H12O6 ->2C2H5OH+2CO2 (enzim- men zima)

3.Metanol (CH3OH)

Cách 1

2CH4+O2 ->2CH3OH (200 độ C, 100 atm, xúc tác Cu)

Cách 2

CH4+H2O ->CO+3H2 (xúc tác, nhiệt độ)

CO+3H2 ->CH3OH (400 độ C, 200 atm, xúc tác ZnO,CrO3)

4.Một số ancol quan trọng khác

a.Etylen glicol (CH2OH-CH2OH)

3CH2=CH2+2KMnO4+4H2O ->3HOCH2-CH2OH+2MnO2+2KOH (nhiệt độ thường) Trong công nghiệp

CH2=CH2(+Cl2) ->CH2Cl-CH2Cl(+H2O)(xúc tác Na2CO3) ->CH2OH-CH2OH

b.Glixerol hay glixerin (CH2OH-CHOH-CH2OH)

CH2=CH-CH3(+Cl2)(450

độC) ->CH2=CH-CH2Cl(+Cl2+H2O) ->CH2Cl-CHOH-CH2Cl(+NaOH) ->Glixerol

-Xà phòng hóa chất béo

-Lên men glucozo có mặt NaHSO3

C6H12O6 ->CH2OH-CHOH-CH2OH+CH3CHO+CO2 (NaHSO3)

III.Phenol

1.Phương pháp cũ

C6H6+Cl2 ->C6H5Cl+HCl (Fe)

C6H5Cl+2NaOH ->C6H5ONa+NaCl+H2O (300 độ C, 200 atm)

C6H5ONa+H(+) ->C6H5OH+Na(+)

Trang 10

2.Phương pháp chủ yếu hiện nay là sản xuất đồng thời phenol và axeton

C6H6(+CH2=CH-CH3)(H+) ->C6H5CH(CH3)2 1)O2(kk);2)H2SO4 >C6H5OH+CH3-CO-CH3 C.ANĐEHIT-XETON-AXIT CACBONXYLIC

I.Anđehit-Xeton

1.Từ ancol

-Phương pháp chung để điều chế anđehit và xeton là oxi hóa nhẹ ancol bậc I và bậc II tương ứng bằng CuO

-Fomanđehit được điều chế trong công nghiệp bằng cách oxi hóa nhẹ metanol nhờ oxi kk

ở 600-700 độ C, xúc tác Cu hoặc Ag

2CH3OH+O2 ->2HCHO+2H2O (600 độ C, Ag)

2.Từ hiđrocacbon

-Các anđehit và xeton thông dụng thường được sản xuất từ hiđrocacbon

+Oxi hóa không hoàn toàn metan là phương pháp mới sản xuất HCHO

CH4+O2 ->HCHO+H2O (xúc tác, nhiệt độ)

+Oxi hóa etilen là phương pháp hiện đại sản xuất CH3CHO

2CH2=CH2+O2 ->2CH3CHO (PdCl2,CuCl2, nhiệt độ)

+Oxi hóa Cumen rồi chế hóa với axit H2SO4 thu được axeton cùng phenol (xem phần điều chế phenol)

-Ngoài ra

C2H2+H2O ->CH3CHO (HgSO4, H2SO4, 80 độ C)

-Thủy phân dẫn xuất halogen

R-CHCl2 ->RCH(OH)2 (không bền) ->RCHO+H2O

RCHCl2+2NaOH ->RCHO+H2O+2NaCl

II.Axit cacbonxylic

-Oxi hóa hiđrocacbon, ancol,

C6H5CH3(+KMnO4+H2O)(80-100 độ C) ->C6H5COOK(H3O+) ->C6H5COOH

-Từ dẫn xuất halogen

RX (+KCN) ->RCN(H3O+, nhiệt độ) ->RCOOH

RX3+3NaOH ->RCOOH+3NaX+H2O

C2H5Br(+Mg)(ete khan) ->C2H5MgBr(+CO2) ->BrMg-OOC-C2H5(H+) ->C2H5COOH (và MgOHBr-magie hiđroxit bromua)

-Từ anđehit

CH3CHO(+HCN) ->CH3CH(OH)-CN(H+) ->CH3COOH

-Ngoài ra, thủy phân este (xúc tá H2SO4 đặc)

-Lên men giấm là phương pháp cổ nhất , ngày nay chỉ còn dùng để sản xuất giấm ăn CH3CH2OH+O2 ->CH3COOH+H2O (men giấm, 25-30 độ C)

-Oxi hóa anđehit axetic trước đây là phương pháp chủ yếu sản xuất CH3COOH

CH3CHO+1/2O2 ->CH3COOH (Mn2+, nhiệt độ)

-Đi từ metanol và CO nhờ xúc tác thích hợp là phương pháp hiện đại sản xuất CH3COOH CH3OH+CO ->CH3COOH (xúc tác, nhiệt độ)

(phương pháp này cho axit axetic với giá hạ nhất)

3.Phương pháp khác trong công nghiệp

-Từ hiđrocacbon (năm nay rất dễ thi đến nó)

2R-CH2-CH2-R’+5O2 ->2R-COOH+2R’-COOH+2H2O (nhiệt độ, xúc tác)

2CH3CH2CH2CH3+5O2 ->4CH3COOH+2H2O (xúc tác, 180 độ C, 500 atm)

R-CH=CH-R’+[O](KMnO4) ->RCOOH+R’COOH

-Chưng gỗ: trong nước chưng gỗ có 10% CH3COOH, trung hòa bằng nước vôi trong thành Ca(CH3COO)2 Tách riêng muối này rồi chế hóa bằng H2SO4 và đun nóng, axit axetic bay ra được ngưng tụ lại

4.Một số axit cacbonxylic quan trọng khác

a.Axit oxalic (HCOO-COOH)

2HCOONa ->NaOOC-COONa+H2 (400 độ C)

Định dạng
Số trang	11
Dung lượng	84 KB