Điều chế và tính chất của methane 1.1 Điều chế methane Khi cho vào ống nghiệm khô có nút và ống dẫn khí khoảng 4,5 gam hỗn hợp sodium axetate khan và vôi tôi xút 1,5 gam sodium axetate
Trang 11
CHƯƠNG 2 PHƯƠNG PHÁP KẾT TINH SẢN PHẨM
Bài 1: KẾT TINH LẠI BENZOIC ACID
I Các bước tiến hành
1 Kiểm tra sự hoà tan của benzoic acid trong các dung môi
Dung môi ethanol:
- Cân 30mg benzoic acid cho vào beacher 100ml, cho 10 giọt dung môi ethanol, khuấy Ta thấy được benzoic acid tan hoàn toàn
- Tiếp theo cho theo nước từ từ vào cho đến khi xuất hiện kết tủa Sau đó đem đun cách thủy cho kết tủa tan
- Kết quả: benzoic acid kết tinh khi làm nguội ở nhiệt phòng
Dung môi acetone:
- Cân 30mg benzoic acid cho vào beacher 100ml, cho 10 giọt dung môi acetone, khuấy Ta thấy được benzoic acid tan hoàn toàn
- Tiếp theo cho theo nước từ từ vào cho đến khi xuất hiện kết tủa Sau đó đem đun cách thủy cho kết tủa tan
- Kết quả: benzoic acid kết tinh khi làm nguội ở nhiệt phòng
Dung môi acetic acid:
- Cân 30mg benzoic acid cho vào beacher 100ml, cho 10 giọt dung môi acetic acid, khuấy Ta thấy được benzoic acid tan (tan ít)
- Tiếp theo cho theo nước từ từ vào cho đến khi xuất hiện kết tủa Sau đó đem đun cách thủy cho kết tủa tan
- Kết quả: benzoic acid kết tinh khi làm lạnh ở nhiệt độ 27oC
Dung môi nước:
- Cân 30mg benzoic acid cho vào beacher 100ml, cho 10 giọt dung môi nước, khuấy Ta thấy được benzoic acid không tan
Mục tiêu học tập: Sau khi học xong bài này, người học có thể:
- Biết và hiểu được phương pháp kết tinh lại một chất và cách chọn dung môi để kết tinh;
- Kỹ năng làm việc nhóm
-
Trang 2
2
- Sau đó đem đun cách thủy ta thấy benzoic acid cũng không tan
- Thêm từng giọt ethanol vào thì thấy bezoic acid tan
- Kết quả: benzoic acid kết tinh khi làm lạnh ở nhiệt độ 25oC
2 Kết tinh lại benzoic acid:
Cho 1,gam benzoic acid vào beacher 250ml, vừa khuấy vừa thêm nước sôi vào cho đến khi benzoic acid tan hết Đun sôi và lọc nóng, để yên cho nguội từ từ, acid benzoic sẽ kết tinh Lọc bằng áp suất kém, làm khô ở 65 – 70oC
II Kết quả
Khối lượng kết tinh lại benzoic acid là 0,4455(g)
III Trả lời câu hỏi
1 Những dung môi nào có thể dùng để kết tinh lại benzoic acid?
Những dung môi có thể dùng để kết tinh lại benzoic acid là:nước, nước là dung môi tốt và hiệu quả nhất, ngoài ra còn có thể sử dụng acetic acid vì ít tan
2 Tính hiệu suất quá trình kết tinh lại benzoic acid
Hiệu suất quá trình kết tinh lại benzoic acid là:
𝐻 =0.4455
1 × 100 = 44,55%
Trang 33
CHƯƠNG 3 PHÂN TÍCH ĐỊNH TÍNH XÁC ĐỊNH NHÓM CHỨC
CÁC HỢP CHẤT HỮU CƠ
Bài 1: HIDROCARBON
I Cơ sở lý thuyết
1 Tính chất của hydrocarbon no
Alkanes không phản ứng được với dung dịch Br2, dung dịch Potassium Permanganate (KMnO4)
2 Tính chất của hydrocarbon không no
Alkenes và Alkynes làm mất màu dung dịch Br2(phản ứng cộng AE), dung dịch Potassium Permanganate (KMnO4) (phản ứng oxi hoá – khử)
II Hoá chất và dụng cụ
1 Hoá chất
- Sodium acetate khan (CH3COONa)
- Potassium Permanganate 1 % (KMnO4)
- Ammonia solution 5% (dung dịch NH3)
- Copper (I) clorua (CuCl)
- Ethanol
- - Cancium oxide (CaO)
- Sodium carbonate 5 % (Na2CO3)
- Calcium carbide (CaC2)
- Sulfuric acid đặc (H2SO4)
- Silver nitrate 1% (AgNO3)
2 Dụng cụ (số lượng)
- Ống nghiệm có nhánh (1)
- Cối sứ (1)
- Kẹp ống nghiệm(1)
- Đèn cồn (1)
- - Ống nghiệm (2)
- Giá ống nghiệm (1)
- Ống nhỏ giọt (4)
III Hiện tượng và kết quả thí nghiệm
1 Điều chế và tính chất của methane
1.1 Điều chế methane
Khi cho vào ống nghiệm khô có nút và ống dẫn khí khoảng 4,5 gam hỗn hợp sodium axetate khan và vôi tôi xút (1,5 gam sodium axetate và 3gam vôi tôi xút) đã được nghiền nhỏ và trộn đều sau đó đem đun nóng bằng ngọn lửa đèn cồn Thấy trong ống nghiệm sủi bọt và có khí thoát ra khoảng một lúc sau đốt khí methane ở đầu ống dẫn khí tạo ra ngọn lửa màu xanh
Mục tiêu học tập: Sau khi học xong bài này, người học có thể:
- Biết phản ứng đặc trưng nhận biết hydrocarbon no, không no
- Điều chế được khí methan, ethylene, acetylene trong phòng thí nghiệm
- Kỹ năng làm việc nhóm
Trang 4
4
Phương trình phản ứng:
CH3COONa + NaOH CH4↑ + Na2CO3
CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O
1.2 Tương tác của methane với dung dịch Potassium Permanganate
Tiến hành điều chế methane như phần 1.1 và đưa khí methane vào ống nghiệm
chứa 2ml dung dịch KMnO4 1% và 1ml dung dịch Na2CO3 5% Ta thấy phản ứng không xảy màu của dung dịch KMnO4 không bị mất
2 Điều chế ethylene và tính chất của ethene
2.1 Điều chế ethene
Khi cho 2ml ethanol vào ống nghiệm , nhỏ từng giọt 4ml H2SO4 đặc vào và đun ống nghiệm có lắp ống dẫn khí Thấy hỗn hợp trong ống
nghiệm nóng và sôi lên đồng thời xuất hiện có khí thoát ra (ethylene) sau
đó đốt ethylene ở đầu ống dẫn khí xuất hiện ngọn lửa có màu xanh hơi
vàng
Phương trình phản ứng:
C2H5OH C2H4↑ + H2O
C2H4 + 3O2 → 2CO2↑ + 2H2O
2.2 Phản ứng oxi hoá ethylene bằng dung dịch Kali pemanganat
Tiến hành điều chế ethene như phần 1.1 và đưa khí ethene vào
ống nghiệm chứa 2ml dung dịch KMnO4 1% và 0,5ml dung dịch Na2CO3
5% Ta thấy màu của dung dịch KMnO4 bị có chất kết tủa màu nâu đen
(MnO2) và sau đó kết tủa tan dân, dung dịch trở nên trong suốt điều này
cho thấy khí ethene tạo ra chưa tinh khiết có lẫn các phân tử acid sulfuric
Phương trình phản ứng:
H2C=CH2 + KMnO4 + H2O → H2C(OH)-C(OH)H2+ MnO2(tủa nâu đen) + KOH
H2SO4+2KOH→K2SO4+H2O 2H2SO4+MnO2→Mn(SO4)2+2H2O
3 Điều chế axetylene và tính chất của axetylene
3.1 Điều chế axetylene
Khi cho vào ống nghiệm có ống dẫn khí vài viên canxi cacbua và thêm khoảng 1ml nước vào Quan sát thấy trong ống nghiệm có sủi bọt (có
khí thoát ra,C2H2) Sau đó đốt axetylene ở đầu ống dẫn khí thì cháy, ngọn
lửa có màu trắng sáng
Phương trình phản ứng:
3.2 Phản ứng oxi hoá axetylene bằng dung dịch Kali pemanganat
Khi cho khí axetylene vừa điều chế được vào ống nghiệm có chứa 2ml dung dịch KMnO4 1% và 0,5ml dung dịch Na2CO3 5% Ta thấy màu dung dịch bị mất dần có kết tủa nâu đen MnO2
H 2 SO4 đặc, t0
CaO,NaOH
Trang 55
Phương trình phản ứng:
HC≡CH + KMnO4 + H2O → HOC–CH2OH + KOH + MnO2↓
3.3 Phản ứng tạo thành bạc axetylua
Cho 2ml dung dịch AgNO3 1% vào ống nghiệm Nhỏ thêm từng giọt NH3 5% cho đến khi kết tủa Ag2O vừa tạo ran hoàn toàn Dẫn khí axetylene vào hỗn hợp ta thấy
có kết tủa màu vàng và có mùi khai (NH3 bay ra)
Phương trình phản ứng:
AgNO3 + NH3 + H2O → AgOH↓ + NH4NO3 2AgOH ⇌ Ag2O↓ + H2O
Ag2O + NH3 + H2O → 2(Ag(NH3)2)OH
IV Trả lời câu hỏi, bài tập củng cố
1 Trong phản ứng điều chế ethene:
Tại sao phải thêm vào hỗn hợp vài hạt cát?
Để tạo cho hỗn hợp được xốp hơn giúp phản ứng xảy ra nhanh và đạt hiệu suất cao hơn tương tự như chất xúc tác
Tại sao phải nối ống dẫn khí với ống đựng vôi tôi xút?
Tại vì khí thoát ra ngoại trừ ethylene mà còn có phân tử H2SO4 điều này làm cho khí ethylene được tinh khiết
H2SO4 + CaO → CaSO4 + H2O
H2SO4 + 2 NaOH → Na2SO4 + 2H2O
Tại sao hỗn hợp sauphanr ứng có màu đen?
Hỗn hợp có màu đen là do ảnh hưởng của MnO2
2 Để phân biệt hydrocarbon no và alkene hoặc alkyne ta có thể dùng những hóa chất nào? Tại sao?
Có thể dùng dung dịch brom (Br2) hoặc dung dịch potassium permanganate có thể phân biệt được alkane với alkene và ankyne, vì alkane không tác dụng với các chất này
Dùng dung dịch AgNO3 hay muối đồng (I) halogen để phân biệt alkyne và alkene, vì chỉ có alkyne phản ứng với các chất đó còn alkene thì không phản ứng
HC≡CH + 2(Cu(NH3)2)Cl → CuC≡CCu↓(đỏ) + NH4Cl + NH3↑
Trang 66
Bài 2: AKYL HALIDES
I Cơ sở lý thuyết
1 Tính chất của Alkyl halides
- Alkyl halides phản ứng với dung dịch NaOH tạo ra NaX
R – X + NaOH R – OH + NaX NaX + AgNO3 AgX (kết tủa)
2 Phản ứng iodoform
- Tất cả các aldehyde và metyl cetone dạng CH3COR cho phản ứng idoform
II Hoá chất và dụng cụ
1 Hoá chất
- Ethanol
- Ethyl chloride (C2H5Cl)
- Ethyl bromide (C2H5Br)
- Nitric acid 20% (HNO3)
- Silver nitrate 1% (AgNO3)
- Sodium hydroxide 10% (NaOH)
- Acetone (CH3COCH3)
- I2/KI
2 Dụng cụ (số lƣợng)
III Hiện tƣợng và kết quả thí nghiệm
1 Phản ứng của alkyl halides với dung dịch kiềm
Sau khi loại bỏ ion halogen (ion Cl- trong ehtylchloride, ion Br- trong ethylbromide)và cho 2ml dung dịch NaOH 10% ta thấy NaOH nổi lên trên, sau đó lắc
- Kẹp ống nghiệm(1)
- Đèn cồn (1)
- Ống nghiệm (4)
- Ống nhỏ giọt (4)
Mục tiêu học tập: Sau khi học xong bài này, người học có thể:
- Biết phản ứng đặc trưng nhận biết Akyl halides
- Hiểu phản ứng SN1 và SN2
- Kỹ năng làm việc nhóm
Trang 7
7
nhẹ và đun hỗn hợp phản ứng đến sôi, rồi để nguội, gạn lớp nước ở trên sang ống nghiệm khác, và acid hoá lớp nước này bằng HNO3 20% tiếp đến nhỏ thêm vài giọt dung dịch AgNO3 Hai ống nghiệm điều có hiện tượng sảy ra như sau: nước bên ống của ethylchloride xuất hiện kết tủa màu trắng (AgCl); nước bên ống của ethylbromide
có xuất hiện kết tủa màu vàng nhạt (AgBr)
Phương trình phản ứng:
C2H5Cl + NaOH → C2H5OH + NaCl AgNO3 + NaCl → AgCl↓ + NaNO3
C2H5Br + NaOH → C2H5OH + NaBr AgNO3 + NaBr → AgBr↓ + NaNO3
H2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + H2O
2 Điều chế iodoform từ ethanol và axetone
2.1 Điều chế iodoform từ alcol
Do nồng độ dung dịch iodua quá cao nên màu của nó trở nên vàng đỏ đậm nên sau khi cho ethanol và sodium hydroxide vào thì khó quan sát hiện tượng, nên pha loãng các dung dịch ra và xem hiện tượng ta thấy, dung dịch iodua có màu vàng đỏ, còn trong trong ống nghiệm khảo sát thì có màu vàng Điều này cho thấy đã có hiện tượng phản ứng xảy ra có tạo ra iodoform (chất kết tủa màu vàng) do hiệu suất thấp nên hiện tượng kết tủa không rõ ràng
Phương trình phản ứng:
2.2 Điều chế iodoform từ acetone
Hiện tượng và kết quả cũng giống như điều chế từ alcohol
Phương trình phản ứng:
IV Câu hổi và bài tập cũng cố:
Tại sao không đun sôi hỗn hợp phản ứng?
Do iodine là chất rắn dễ bị thăng hoa nếu đun sôi nó sẽ bay mất
Trang 88
Bài 3: ALCOHOLS, ETHERS
Bài 3: ALCOHOLS, ETHERS
I Các bước tiến hành
1 Điều chế ethanol tuyệt đối
- Cho 1 gam CuSO4 vào chén sứ Đun nóng chén sứ cho đến khi được CuSO4 khan (màu trắng) Để nguội
- Cho CuSO4 khan và 2ml ethanol 96o vào ống nghiệm khô Lắc đều hỗn hợp và đun nóng nhẹ ống nghiệm thì thấy màu của CuSO4 từ khan trắng chuyển sang xanh
2 Phản ứng của ethanol với KMnO 4 và K 2 Cr 2 O 7
Lấy 4 ống nghiệm, cho vào mỗi ống 1ml etanol rồi lần lượt thêm vào:
+ Ống 1: 1ml dung dịch K2Cr2O7 10% và 3 giọt H2SO4 2N, lắc mạnh thì thấy dung dịch đục hơn ban đầu
+ Ống 2: 1 giọt dung dịch KMnO4 5% và 1 giọt H2SO4 2N, lắc đều thì thấy dung dịch chuyển sang hồng nâu (màu tối)
+ Ống 3: 1 giọt dung dịch KMnO4 5% và 1 giọt NaOH 10%, lắc đều thì thấy dung dịch có màu nâu đen (màu tối hơn ống 2)
+ Ống 4: 5 giọt dung dịch KMnO4 5% đun nóng một lúc thì thấy dung dịch chuyển sang đen và có kết tủa xuất hiện
3 Nhận biết bậc rượu bằng thuốc thử Lucas
- Bước 1: Cho vào 4 ống nghiệm:
+ Ống 1: 1ml ethanol + 1ml thuốc thử Lucas
Mục tiêu học tập: Sau khi học xong bài này, người học có thể:
- Biết phản ứng đặc trưng nhận biết Alcohol, Ether
- Hiểu phản ứng SN1 và SN2
- Hiểu phản ứng nhận biết bậc rượu
- Kỹ năng làm việc nhóm
Trang 9
9
+ Ống 2: 1ml isoamylic alcohol + 1ml thuốc thử Lucas
+ Ống 3: 1ml tertbutylic alcohol + 1ml thuốc thử Lucas
- Bước 2: Lắc đều hỗn hợp rồi để yên trên giá khoảng 3phút
- Bước 3: Quan sát hiện tượng và giải thích
+ Ống 1: dung dịch trong suốt Vì rượu bậc 1 không phản ứng với thuốc thử
ở nhiệt độ phòng
+ Ống 2: dung dịch chuyển sang màu vàng nhạt
+ Ống 3: dung dịch bị vẫn đục ngay tức khắc và phân thành 2 lớp và lớp trên đục hơn Vì đây là rượu bậc 3 nên có hiện tượng nhanh chóng
II Trả lời câu hỏi
1 Viết phương trình phản ứng của ethanol với dung dịch KMnO 4 và K 2 Cr 2 O 7
- Ống 1:
K2Cr2O7 + 4H2SO4 + 3C2H5OH → K2SO4 + Cr2(SO4)3 + 3CH3CHO + 7H2O
- Ống 2:
2KMnO4 + 3H2SO4 + 3C2H5OH → 3CH3COOH + K2SO4 + 2MnSO4 + 6H2O
- Ống 3:
2KMnO4 + 2NaOH + C2H5OH → CH3COOH + K2MnO4 + Na2MnO4 + 2H2O
- Ống 4:
3C2H5OH + 4KMnO4 → 3CH3COOH + 4MnO2 + 4KOH
2 Trong thí nghiệm nhận biết bậc rượu bằng thuốc thử Lucas: Viết phương trình phản ứng xảy ra? Giải thích
- Phương trình phản ứng:
+ Ống 2:
Trang 1010
+ Ống 3:
Thuốc thử Lucas là hỗn hợp HCl đậm đặc và ZnCl2, có khả năng biến đổi Ancol thành dẫn xuất Clo tương ứng, không tan trong hỗn hợp phản ứng, và tùy theo hàm lượng, có thể làm vẩn đục dung dịch hoặc có hiện tượng tách lớp Đây
là thuốc thử thường được dùng để nhận biết bậc rượu dựa trên hiện tượng vẫn đục của dung khi cho thuốc thử vào:
- Rượu bậc 1: không phản ứng thuốc thử
- Rượu bậc 2: dung dịch vẫn đục khi cho thuốc thử vào khoảng 5 phút
- Rượu bậc 3: hiện tượng vẫn đục xảy ra tức thời
- Giải thích: Đó là do phản ứng xảy ra theo cơ chế SN1 hoặc SN2: tạo thành gốc R+ Trong đó tùy thuộc vào bậc rượu mà gốc R+ có độ bền khác nhau, bậc
3 thường bền hơn bậc 2