Các trang trong thể loại “phản ứng hóa học”

Chương 1Phản ứng hóa học Phản ứng giữa hơi Clorua hiđrô trong cốc bê-se và amoniac trong ống nghiệm tạo nên hợp chất mới, amoni clorua Phản ứng hóa học là một quá trình dẫn đến biến đổi

Các trang trong thể loại “Phản ứng hóa học”

Mục lục

1.1 Phân loại phản ứng hóa học 1

1.2 Vận tốc phản ứng 1

1.2.1 Phản ứng tỏa nhiệt 2

1.3 Xem thêm 2

1.4 am khảo 2

1.5 Liên kết ngoài 2

2 Ăn mòn 3 2.1 Ăn mòn điện ly 3

2.2 am khảo 4

2.3 Đọc thêm 4

2.4 Liên kết ngoài 4

3 Phản ứng Barton–McCombie 5 3.1 Cơ chế phản ứng 5

3.2 Những thay đổi từ phản ứng ban đầu 5

3.2.1 ay đổi nguồn hydride 5

3.2.2 Trialkyl borane 5

3.3 Ứng dụng 5

3.4 am khảo 6

4 Chất khử 7 4.1 Độ mạnh yếu 7

4.2 Tầm quan trọng 7

4.3 Một số chất khử 8

4.4 Xem thêm 8

4.5 am khảo 8

4.6 Liên kết ngoài 8

4.7 Nguồn tham khảo 8

5 Chất oxy hóa 9 5.1 Ví dụ về quá trình oxy hóa 10

5.2 Các nghĩa khác 10

ii MỤC LỤC

5.3 Mối liên hệ với gốc tự do 10

5.4 Một số chất oxy hóa 10

5.5 Xem thêm 10

5.6 am khảo 11

6 Chemiser Garten 12 6.1 Cách làm 12

6.2 Cảm hứng nghiên cứu về sự sống 12

6.3 Liên kết ngoài 12

7 Định luật bảo toàn khối lượng 13 7.1 Lịch sử 13

8 Bản ất 14 8.1 am khảo 14

9 Fiser Assay 15 9.1 Xem thêm 15

9.2 am khảo 15

10 Gia công (hóa học) 16 10.1 Xem thêm 16

10.2 am khảo 16

11 Gốc tự do 17 11.1 Các phản ứng 17

11.1.1 Bước khởi đầu 17

11.1.2 Buớc truyền dẫn 17

11.1.3 Bước kết thúc 17

11.2 Mối liên hệ với chất oxy hóa 17

11.3 Tác hại với sức khỏe cơ thể 17

11.4 Chủ động chống gốc tự do 18

11.5 Tên vài gốc tự do 18

11.6 am khảo 18

12 Lửa 19 12.1 Tính chất của lửa 19

12.1.1 Phản ứng cháy 19

12.1.2 Ngọn lửa 20

12.1.3 Nhiệt 21

12.2 Hóa thạch 21

12.3 am khảo 22

12.4 Liên kết ngoài 22

MỤC LỤC iii

13.1 Lịch sử 23

13.2 Tiến trình hóa học 23

13.3 Ứng dụng 23

13.4 am khảo 23

14 Năng lượng Gibbs 24 14.1 am khảo 24

15 Nhiệt nhôm 25 15.1 am khảo 25

16 Ôxy hóa khử 26 16.1 Chất oxy hóa 26

16.2 Chất khử 26

16.3 am khảo 26

17 Phản ứng Würtz 27 17.1 Phản ứng tổng quát 27

17.2 Cơ chế 27

17.3 Ví dụ và điều kiện phản ứng 27

17.4 Hạn chế 27

18 Phương trình hóa học 28 18.1 Các bước viết phương trình hóa học 28

18.2 Ý nghĩa của phương trình hóa học 28

18.3 am khảo 29

19 Phản ứng thế 30 19.1 Hóa vô cơ 30

19.2 Phản ứng thế ái lực hạt nhân 30

19.3 Phản ứng thế ái lực điện tử 30

19.4 Phản ứng thế gốc 30

19.4.1 Ví dụ: 30

19.5 am khảo 30

20 Phản ứng trao đổi 31 20.1 Phản ứng giữa axit và bazơ 31

20.2 Phản ứng giữa axit và muối 31

20.3 Phản ứng giữa bazơ và muối 31

20.4 Phản ứng giữa muối và muối 31

20.5 Đọc thêm 32

20.6 am khảo 32

iv MỤC LỤC

21.1 Phân loại phản ứng trùng hợp 33

21.1.1 Phân loại dựa vào thành phần và cấu trúc polymer tạo thành 33

21.1.2 Phân loại dựa trên cơ chế của quá trình trùng hợp 33

21.2 am khảo 33

22 á trình thủy phân ATP 34 22.1 am khảo 34

23 ủy phân 35 23.1 Ion kim loại 35

23.2 Chú thích 35

24 Xúc tác 36 24.1 Trong sản xuất công nghiệp 36

24.2 Phân loại xúc tác 36

24.2.1 Xúc tác đồng thể 36

24.2.2 Xúc tác dị thể 37

24.3 Một số thuyết về chất xúc tác 37

24.4 am khảo 38

24.5 Sách tham khảo 38

24.6 Nguồn, người đóng góp, và giấy phép cho văn bản và hình ảnh 39

24.6.1 Văn bản 39

24.6.2 Hình ảnh 40

24.6.3 Giấy phép nội dung 41

Chương 1

Phản ứng hóa học

Phản ứng giữa hơi Clorua hiđrô trong cốc bê-se và amoniac

trong ống nghiệm tạo nên hợp chất mới, amoni clorua

Phản ứng hóa học là một quá trình dẫn đến biến đổi

một tập hợp cáchóa chấtnày thành một tập hợp các

hóa chấtkhác eo cách cổ điển, các phản ứng hóa

học bao gồm toàn bộ các chuyển đổi chỉ liên quan đến

vị trí của cácelectrontrong việc hình thành và phá vỡ

cácliên kết hóa họcgiữa cácnguyên tử, và không có

sự thay đổi nào đối với nhân (không có sự thay đổi

các nguyên tố tham gia), và thường có thể được mô

tả bằng cácphương trình hóa học.Hóa học hạt nhân

là một ngành con của hóa học liên quan đến các phản

ứng hóa học của các nguyên tổ phóng xạ và không bền,

trong đó cả sự chuyển điện tử và chuyến đổi hạt nhân

đều có thể diễn ra

Phản ứng hóa học có thể diễn ra “tức thời”, không yêu

cầu cung cấp năng lượng ban đầu, hoặc “không tức

thời”, yêu cầu năng lượng ban đầu (dưới nhiều dạng

nhưnhiệt,ánh sánghay năng lượngđiện)

1.1 Phân loại phản ứng hóa học

á trình biến đổi từ chất này thành chất khác gọi là

phản ứng hóa học Chất ban đầu, bị biến đổi trong phản

ứng gọi là chất tham gia (hay chất phản ứng), chất mớisinh ra là sản phẩm Phản ứng hóa học được ghi theophương trình chữ như sau:

Tên các chất tham gia phản ứng → Tên cácsản phẩm

Những loại phản ứng thường gặp bao gồm:

• Phản ứng hóa hợp: Là phản ứng hóa học trong đóchỉ có một chất mới (sản phẩm) được tạo thành từhai hay nhiều chất ban đầu

• Phản ứng phân hủy: Là phản ứng hóa học trong

đó một chất sinh ra hai hay nhiều chất mới

• Phản ứng oxi hóa - khử: Là phản ứng hóa họctrong đó xảy ra đông thời sự oxi hóa và sự khử

• Phản ứng thế: Là phản ứng hóa học trong đónguyên tử của đơn chất thay thế nguyên tử của

đó có việc nghiên cứu cân bằng hóa học Vận tốc phảnứng phụ thuộc vào nhiều yếu tố:

• Nồng độ của các chất tham gia phản ứng

• Diện tích tiếp xúc giữa các chất tham gia phản ứng

• Áp suất

• Năng lượng hoạt hóacủa phản ứng

• Nhiệt độ

• Chấtxúc tác

2 CHƯƠNG 1 PHẢN ỨNG HÓA HỌC

Phản ứng tỏa nhiệt (exothermic) là phản ứng có kèm

theo sự giải phóng năng lượng dưới nhiều dạng

Chương 2

Ăn mòn

Gỉ sắt - ví dụ quen thuộc nhất của sự ăn mòn.

Ăn mòn kim loại.

Ăn mòn là sự phá hủy dần dần các vật liệu (thường là

kim loại) thông quaphản ứng hóa họcvớimôi trường

eo nghĩa phổ biến nhất, ăn mòn có nghĩa là quá trình

oxy hóađiện hóa học của kim loại trong phản ứng với

cácchất oxy hóanhưoxy.Gỉ sắt- sự hình thành của các

oxit sắt - là một ví dụ nổi tiếng của ăn mòn điện hóa

Đây là loại tổn thương thường tạo raoxithoặc muối

của các kim loại ban đầu Ăn mòn cũng có thể xảy ra

trong các vật liệu phi kim loại, chẳng hạn như đồgốm

hoặc cácpolyme, mặc dù trong bối cảnh này, sự xuống

cấp theo thời gian là từ phổ biến hơn Ăn mòn làm giảm

các tính chất hữu ích của vật liệu và kết cấu bao gồm

sức mạnh, ngoại hình và khả năng thấmchất lỏngvàchất khí

Nhiều cấu trúchợp kimchỉ bị ăn mòn khi tiếp xúc với

độ ẩm trongkhông khí, nhưng quá trình này có thể bịảnh hưởng mạnh mẽ bởi việc tiếp xúc với các chất nhấtđịnh Ăn mòn có thể được tập trung tại một vị trí để tạothành lỗ thủng hoặc vết nứt, hoặc nó có thể mở rộngtrên một diện tích rộng hơn hay ăn mòn bề mặt theomọi hướng Bởi vì ăn mòn là một quá trình kiểm soátkhuếch tán, nó xảy ra trên bề mặt tiếp xúc Kết quả làcác phương pháp để làm giảm hoạt động của các bề mặttiếp xúc như thụ động hóa và cromat hóa, có thể làmtăng sức đề kháng ăn mòn của vật liệu Tuy nhiên, một

số cơ chế ăn mòn khó nhìn thấy hơn và khó dự đoánhơn

2.1 Ăn mòn điện ly

Ăn mòn điện ly của nhôm Một tấm hợp kim nhôm dày 5mm được kết nối với một hỗ trợ kết cấu thép nhẹ dày 10mm Ăn mòn điện ly xảy ra trên các tấm nhôm được tán cùng với tấm thép Tấm nhôm bị ăn mòn thủng trong vòng 2 năm [1]

Ăn mòn điện ly xảy ra khi haikim loạikhác nhau cónhững tiếp xúc vật lý hoặc điện với nhau và được đặtchìm trong một chấtđiện phânthông thường, hoặc khi

4 CHƯƠNG 2 ĂN MÒN

các kim loại tương tự cũng được tiếp xúc với chất điện

phân với nồng độ khác nhau Trong một cặp kim loại

như vậy, kim loại hoạt động hơn (anode) bị ăn mòn với

tốc độ nhanh và các kim loại ít hoạt động hơn (cathode)

bị ăn mòn với tốc độ chậm Khi bị nhúng vào chất điện

ly một cách riêng biệt thì mỗi kim loại bị ăn mòn ở tốc

độ của riêng mình Loại kim loại để sử dụng được dễ

dàng xác định bằng cách dựa theo chuỗi kim loại hoạt

động Ví dụ, kẽm thường được sử dụng như một anode

hy sinh cho các kết cấu thép Ăn mòn điện ly là mối

quan tâm lớn đối với các ngành công nghiệp hàng hải

và bất cứ nơi nào có nước (chứa muối) trong đường ống

hoặc các kết cấu kim loại

Các yếu tố như kích thước tương đối của anode, các

loại kim loại, và các điều kiện hoạt động (nhiệt độ, độ

ẩm, độ mặn, v.v…) ảnh hưởng đến ăn mòn điện ly Tỷ

lệ diện tích bề mặt của các anode và cathode trực tiếp

ảnh hưởng đến tỷ lệ ăn mòn của vật liệu Ăn mòn điện

ly thường được ngăn ngừa bằng cách sử dụng các anốt

• Jones, Denny (1996) Principles and Prevention of

Corrosion (ấn bản 2). Upper Saddle River, New

Jersey:Prentice Hall.ISBN 0-13-359993-0

2.4 Liên kết ngoài

• Corrosion Prevention Association

• NACE International -Professional society for

corrosion engineers (NACE)

• Working Safely with Corrosive Chemicals

• efcweb.org– European Federation of Corrosion

• Metal Corrosion– Corrosion eory

• Electrochemistry of corrosion

• A 3.4-Mb pdf handbook “Corrosion Prevention

and Control”, 2006, 296 pages, US DoD

• How do you remove and prevent flash rust on

stainless steel? Article about the preventions of

flash rust

Chương 3

Phản ứng Barton–McCombie

Phản ứng đề-oxyhóa Barton-McCombie là mộtphản

ứng hóa học hữu cơtrong đó mộtnhóm hydroxytrong

hợp chất hữu cơ bị thay thế bởi một nhómalkyl[1] [2]

Phản ứng được đặt theo tên của nhà hóa học người Anh

Sir Derek Harold Richard Barton(1918-1988) và Stuart

Cơ chế phản ứngcủa phản ứng Barton-McCombie yêu

cầu một chất xúc tác tạo gốc tự do ở giai đoạn khơi mào

và một bước phát triển mạch[3].Rượu 1 trước hết được

chuyển hóa thànhxanthate2 Một chất phản ứng khác

làtributyl thiếc hydride3 phân hủy, dưới tác động của

AIBN8 thành gốc tự do tributyl thiếc 4 Gốc tự do này

“kéo” nhóm xanthate ra khỏi 2 và tạo thành gốc alkyl

tự do 5; sản phẩm còn lại xanthate tributyl của thiếc

7 Liên kết giữalưu huỳnhvàthiếcrất bền và tạo nên

lực đẩy của phản ứng Gốc alkyl tự do 5, đến lượt mình,

lấy đi một nguyên tử hydrogen từ một phân tử tributyl

thiếc hydride mới, tạo thành sản phẩm đề-oxi-hóa 6 và

một gốc tự do mới cho quá trình phất triển mạch

3.2.1 Thay đổi nguồn hydride

Một trong những hạn chế của phản ứng là việc sửdụng hydride của thiếc vốn là một chất độc, tốnkém và rất khó tách khỏi hỗn hợp phản ứng Mộttrong những thay đổi được đề xuất là việc sử dụnganhydride tributyl của thiếc làm nguồn tạo gốc tự

do vàpoly(methylhydridesiloxane)(PMMS) làm nguồnhydride [4] Phenyl chlorothionoformate cũng có thểđược dùng để tạo racarbonyl sulfide

X

S

O

MeO

2

C

O

MeO

2

C

O

MeO

2

C

S

S

Trongvòng xúc tácnày, phản ứng được khơi mào nhờ

quá trình oxi-hóa của trialkylborane 3 trong không khí tạo nên gốc tự do methyl 4 Gốc tự do này phản ứng với xanthate 2 tao ra S-methyl-S-methyl dithiocarbonate

7 và gốc tự do trung gian 5 Gốc tự do 5 tổ hợp với

hydrogen lấy từ (CH3)3B.H2O 3 tạo nênalkan6; sản

phẩm phụ là acid diethyl borinic và một gốc tự domethyl mới

3.3 Ứng dụng

Một trong những phiên bản cải tiến của phản ứng được

sử dụng trong quá trìnhtổng hợp toàn phầnhợp chấtazadirachtin[6]:

6 CHƯƠNG 3 PHẢN ỨNG BARTON–MCCOMBIE

Một phiên bản khác của phản ứng sử dụng chất phản

ứng imidazole 1,1'-thiocarbonyldiimidazole (TCDI),

trong quá trình tổng hợp toàn phần pallescensin B[7]

3.4 Tham khảo

for the deoxygenation of secondary alcohols” (bằng tiếng

Anh) (16).J Chem Soc., Perkin Trans 1 tr 1574–1585

trong: |date= (trợ giúp)

[2] Crich, D.; intero, L (1989) “Radical chemistry

associated with the thiocarbonyl group” (bằng tiếng Anh)

(89).Chem Rev.tr 1413-1432.doi:10.1021/cr00097a001

Kiểm tra giá trị ngày tháng trong: |date= (trợ giúp)

[3] Forbes, J E.; Zard, S Z.Tetrahedron Le 1989, 30, 4367.

[4] α-D-Ribo-hexofuranose,

3-deoxy-1,2:5,6-bis-O-(1-methylethylidene) Tormo, J.; Fu, G C Org Syn., Coll

Vol 10, p.240 (2004); Vol 78, p.239 (2002).

[5] Deoxygenation of Alcohols Employing Water as the

Hydrogen Atom Source David A Spiegel, Kenneth B

Wiberg, Laura N Schacherer, Mahew R Medeiros, and

John L Wood J Am Chem Soc 2005, 127, 12513-12515.

[6] Synthesis of Azadirachtin: A Long but Successful Journey

Gemma E Veitch, Edith Beckmann, Brenda J Burke,

Alistair Boyer, Sarah L Maslen, and Steven V Ley

[7] Wen-Cheng Liu; Chun-Chen Liao (1999).Article “e

first total synthesis of (±)-pallescensin B” (bằng tiếng

Anh) (117) tr 117–118 Kiểm tra giá trị ngày tháng

trong: |date= (trợ giúp)

Chương 4

Chất khử

Chất khử (hay tác nhân khử) là mộtnguyên tố hóa học

hay mộthợp chấttrong cácphản ứng ôxi hóa khửcó

khả năng khử một chất khác Để thực hiện điều đó nó

trở thành chất bịôxi hóa, và vì thế nó làchất cho điện tử

trong phản ứng ôxi hóa khử Chất khử đồng thời cũng

là chẩt bị oxi Hóa Ví dụ, trong phản ứng dưới đây:

2Mg(rắn) + O2→ 2Mg2+(rắn) + 2O

2-Chất khử trong phản ứng này làmagiê Magiê cho hai

điện tửhóa trịvà trở thành mộtion, điều này cho phép

nó cũng nhưôxytrở nên bền vững

Các chất khử như vậy cần phải được bảo vệ tốt trong

không khído chúng phản ứng với ôxy tương tự như

phản ứng trên

4.1 Độ mạnh yếu

Một chất khử mạnh rất dễ dàng mất (hay cho) các điện

tử Hạt nhân của nguyên tử thu hút các điện tử quỹ đạo

của nó Đối với các nguyên tố mà nguyên tử của nó có

bán kính nguyên tử tương đối lớn thì khoảng cách từ

hạt nhân tới các điện tử là lớn hơn và lực thu hút (hấp

dẫn) của nó là yếu hơn; do vậy, các nguyên tố này có xu

hướng thể hiện tính khử cao hơn Ngoài ra, các nguyên

tố cóđộ âm điệnthấp, thì khả năng của nguyên tử hay

phân tử của nó trong việc thu hút các điện tử liên kết

là yếu hơn vànăng lượng ion hóatương đối thấp của

chúng cũng là lý do để chúng là các tác nhân khử mạnh

hơn Tiêu chuẩn đánh giá một chất trong việc dễ hay

khó bị ôxi hóa/mất điện tử được gọi là thế ôxi hóa Bảng

dưới đây chỉ ra một số thế khử, có thể dễ dàng hoán

chuyển thành thế ôxi hóa bằng cách đơn giản là đổi

dấu trong giá trị của nó Các chất khử có thể dễ dàng

xếp hạng theo sự tăng lên (giảm xuống) trong thế ôxi

hóa của chúng Một chất khử là mạnh hơn khi nó có

thế ôxi hóa có trị số lớn hơn và sẽ là chất khử yếu khi

nó có thế ôxi hóa có trị số nhỏ hơn Bảng dưới đây chỉ

ra thế khử của một số chất khử ở điều kiện 25 ℃ Ngoài

ra cũng cần ghi nhớ là quá trình ôxi hóa là mất đi điện

tử còn quá trình khử là thu điện tử

Ví dụ nếu một người liệt kê Cu, Cl-, Na và Cr theo trật

tự giảm dần xuống của tính khử ở điều kiện như đề cập

tại bảng trên thì người đó cần phải biết thế ôxi hóa của

nó, đổi dấu trị số nhận được để có thế khử và so sánhchúng với nhau Kết quả nhận được sẽ là Na, Cr, Cu và

Cl-; Na sẽ là chất khử mạnh nhất còn Cl-là chất khửyếu nhất trong số 4 chất này

Một số chất khử phổ biến bao gồm các kim loại kiềm

và kiềm thổ nhưkali,canxi,bari,natrihaymagiê, cũngnhư các hợp chất chứa ion H-, những chất này bao gồmNaH, LiAlH4hay CaH2

Cần lưu ý rằng, một số nguyên tố và hợp chất có thể làchất khử haychất ôxi hóatùy theo điều kiện để chúngtham gia phản ứng Ví dụ,hiđrôlà chất khử khi phảnứng với các nguyên tố không là kim loại nhưng lại làchất ôxi hóa khi phản ứng với một số kim loại Ví dụ,trong phản ứng

2Li₍ắ₎ + H2(khí)+ nhiệt độ cao >2LiH₍ắ₎

thì hiđrô đóng vai trò củachất ôxi hóado nó nhận điện

tử doliticung cấp, và nó làm cho liti bị ôxi hóa.Các nửa của phản ứng 2Li₍ắ₎0 >2Li₍₎+1 + 2e-:::::

H2 ₍í₎ + 2e- > 2H−1₍í₎

Còn trong phản ứng này

H2(khí) + F2(khí) > 2HF(khí)

thì hiđrô đóng vai trò của chất khử do nó cho đi điện

tử duy nhất của mình choflo, điều này có nghĩa là nókhử flo

8 CHƯƠNG 4 CHẤT KHỬ

anôt, còn catôt là nguyên tố thu nhận điện tử (chất ôxi

hóa), vì thế quá trình khử luôn luôn diễn ra tại catôt

sự ăn mòn điện hóa diễn ra khi có sự chênh lệch về thế

ôxi hóa Khi điều này xảy ra, anôt kim loại sẽ bắt đầu

bị hư hỏng dần đi do ở đó có một mạch điện khép kín

thông quachất điện phân

4.3 Một số chất khử

• Ionsắthóa trị +2

• Hiđrua nhôm liti(LiAlH4)

• Hiđrônguyên tử

• Ferrixyanua kali(K3Fe(CN)6)

• Hỗn hống natri (Hỗn hống natri vớithủy ngân

hay NaHg2)

• Borohiđrua natri(NaBH4)

• Ionthiếchóa trị +2

• “Chemical Principles: e est for Insight”, Ấn

bản lần thứ 3 Peter Atkins và Lorea Jones trang.76

Chương 5

Chất oxy hóa

Biểu tượng nguy hiểm hóa học của Liên minh châu Âu cho các

chất oxy hóa

Nhãn hàng nguy hiểm cho các chất oxy hóa

Một ất oxy hóa (hay tác nhân oxy hóa) là:

1 Mộthợp chất hóa họccó khả năng chuyển giao

OXIDIZER

5.1

Áp phích chất oxy hóa

các nguyên tửôxyhoặc

2 Một chất thu các điện tử trong mộtphản ứng oxyhóa khử

Định nghĩa trên là dễ áp dụng cho những gì mà phầnlớn mọi người hay được đọc về nó Nó cũng là nghĩa màphần lớn cácnhà hóa học hữu cơhay sử dụng Trong

cả hai trường hợp, chất ô xi hóa bịkhửtrong phản ứnghóa học

Hiểu một cách đơn giản thì:

• Chất oxy hóa bị khử.

• Chất khử bị oxy hóa

• Tất cả các nguyên tử trong phân tử đều có thể gán

cho mộtsố oxy hóa Giá trị này bị thay đổi khi cómột chất oxy hóa tác dụng lên chất nền

• Phản ứng oxy hóa khử diễn ra khi các điện tửđượctrao đổi

Để ghi nhớ chỉ cần hiểu rằng: á trình oxy hóa là mấtđiện tử, quá trình khử là thu điện tử

10 CHƯƠNG 5 CHẤT OXY HÓA

5.1 Ví dụ về quá trình oxy hóa

Phản ứng tạo rasắt (III) oxit:

4Fe + 3O2→ 2Fe2O3

Trong phương trình trên,sắt (Fe) có số oxy hóa ban

đầu bằng 0 và bằng 3+ sau phản ứng Đối vớiôxy(O)

thì số oxy hóa của nó ban đầu là 0 và giảm xuống

2- Các thay đổi này có thể xem xét như là hai nửa của

phản ứng diễn ra đồng thời:

1 á trình oxy hóa: Fe0→ Fe3++ 3e−

2 á trình khử: O2+ 4e−→ 2 O2−

Sắt (Fe) bị oxy hóa do số oxy hóa của nó tăng lên và nó

là chất khử do nó cấp các điện tử cho ôxy (O) Ôxy (O)

bị khử do số hóa trị của nó giảm và nó là chất oxy hóa

do nó nhận các điện tử từ sắt (Fe)

5.2 Các nghĩa khác

Do quá trình oxy hóa là phổ biến (cácchất nổkhi nổ

haynhiên liệukhi cháy,ăn mòn điện hóa), nên thuật

ngữ chất oxy hóa có nhiều nghĩa đôi khi không trùng

nhau

eo một định nghĩa, chất oxy hóa nhận các điện tử từ

chất thử Trong ngữ cảnh này, chất oxy hóa được gọi

làtác nhân nhận điện tử Một chất oxy hóa kinh điển

là ionferroxenium[Fe(C5H5)2]+nhận điện tử để tạo ra

Fe(C5H5)2 Sự quan tâm lớn của cácnhà hóa họclà các

chi tiết của sự kiệnchuyển giao điện tử, nó có thể miêu

tả như là phạm vi bên trong hay phạm vi bên ngoài

Trong cách sử dụng thông thường khác, một chất oxy

hóa chuyển giao các nguyên tử ôxy cho chất nền Trong

ngữ cảnh này, chất oxy hóa có thể gọi là thuốc thử

oxy hóa hay tác nhân chuyển giao ôxy-nguyên tử

Ví dụ [MnO4]− permanganat, [CrO4]2−cromat, OsO4

tetroxid osmi, ClO4perclorat Lưu ý rằng các chất này

đều là các dạngoxid, và trên thực tế là cácpolyoxid

Trong một số trường hợp, các oxid này cũng có thể

đóng vai trò củatác nhân nhận điện tử, như trong minh

họa về sự chuyển hóa của [MnO4]−thành [MnO4]2−,

manganat

Một định nghĩa theo ngữ cảnh của hàng hóa có nguy

hiểm cháy về các ất oxy hóa là các chất, trong khi

chúng có thể không nhất thiết phải dễ bắt lửa, có thể

sinh ra ôxy - là nguyên nhân hay góp phần vào sự cháy

của các vật liệu khác (Australian Dangerous Goods

Code, ấn bản lần thứ 6) eo định nghĩa này thì một

số vật liệu được phân loại như là chất oxy hóa theo hóa

phân tích lại không được phân loại như là chất oxy hóa

theo ngữ cảnh của hàng hóa có nguy hiểm cháy Một ví

dụ làdicromat kaliđã không vượt qua được thử nghiệm

của hàng hóa có nguy hiểm cháy như là một chất oxyhóa

5.3 Mối liên hệ với gốc tự do

Chất oxy hóa cũng là một cách gọi khác củagốc tự do

Có thể chúng được chia làm hai bài riêng với mục tiêunhấn mạnh, để cập đến các hướng khác nhau:

• Chất oxy hóa nói về các phản ứngoxy hóa khửhóa học nói chung xảy ra trong môi trường

• Gốc tự do nói về các phản ứng oxy hóaxảy ratrong cơ thể gây ra các loại bệnh và nhiều tác hạitrên cơ thể

5.6 THAM KHẢO 11

5.6 Tham khảo

Chương 6

Chemischer Garten

Kết tủa trông rất giống với một loại rong

Chemiser Garten là một loại phản ứng hóa học tạo

ra kết tủa rắn có cấu trúc trông rất giống thực vật thủy

sinh đang phát triển trong một khoảng thời gian vài

phút đến hàng giờ nhưng thực tế không phải là vật thể

sống Phản ứng này được mô tả ghi lại trong tài liệu sớm

nhất được tìm thấy hiện tại doJohann Rudolf Glauber

thực hiện năm 1646

6.1 Cách làm

Để tạo ra phản ứng này thì chỉ việc đổ muối kim loại

vào trong dung dịch kiềm việc này sẽ tạo ra các cấu trúc

hình ống với các hình dáng và màu sắc khác nhau do

sự kết hợp khác nhau của những tính chất như áp suất

thẩm thấu, tác động của trọng lực, phản ứng và khuếch

tán… Rất khó để xác định tính chất nào đang tác động

đến việc tạo hình của cấu trúc trong chuỗi phản ứng

phức tạp đó việc này ảnh hưởng đến khả năng hiểuđược quy trình hình thành các cấu trúc

Các loại muối thường dùng để tạo ra kết tủa làphèn,CuSO4, CrCl3, NiSO4, FeSO4, FeCl3và CoCl2 Mỗi loạimuối sẽ cho cấu trúc màu sắc khác nhau

6.2 Cảm hứng nghiên cứu về sự sống

Dù phản ứng này không tạo ra sự sống trong bìnhnhưng nó đã tạo cảm hứng cho nhiều thuyết nghiêncứu sự sống đặc biệt là các thuyết ở các miệng phunthủy nhiệt Các miệng phun này giàu khoáng chất từ sâu bên trong bề mặt của Trái đất đổ ra các suối ngầm,đặc lại và thành hình tương đồng với phản ứng thường

là vài tầng Một số nhà khoa học coi miệng phun thủynhiệt là nơi mà sự sống bắt đầu hình thành đầu tiêntrên Trái đất Một nghiên cứu thấy rằng các cấu trúctrông giống thực vật này có khả năng phát điện và nếuthật sự như thế thì phản ứng này có thể được xem làmột “cục pin” nạp điện một phần cho việc hình thành

• Làm thử

12

Chương 7

Định luật bảo toàn khối lượng

Định luật bảo toàn khối lượng hay định luật

lĩnh vựchóa học, được phát biểu như sau: Trongphản

ứng hóa học, tổng khối lượng các chất tham gia phản

ứng bằng tổng khối lượng các sản phẩm tạo thành.

7.1 Lịch sử

Định luật bảo toàn khối lượng được hai nhà khoa học

Mikhail Vasilyevich LomonosovvàAntoine Lavoisier

khám phá độc lập với nhau qua những thí nghiệm được

cân đo chính xác, từ đó phát hiện ra định luật bảo toàn

khối lượng

• Năm 1748, nhà hóa học người Nga Mikhail

Vasilyevich Lomonosovđặt rađịnh đề

• Năm 1789, nhà hóa học người Pháp Antoine

Lavoisierphát biểu định luật này

Khi cân những bình nút kín đựng bột kim loại trước

và sau khi nung, M.V.Lomonosov nhận thấy rằng khối

lượng của chúng không thay đổi, mặc dù những chuyển

hoá hoá học đã xảy ra với kim loại trong bình Khi áp

dụng các phương pháp định lượng nghiên cứu phản

ứng hoá học, năm1748Lomonosov đã tìm định luật

quan trọng này Lomonosov trình bày định luật như

sau: “Tất cả những biến đổi xảy ra trong tự nhiên thực

chất là nếu lấy đi bao nhiêu ở vật thể này, thì có bấy

nhiêu được thêm vào ở vật thể khác Như vậy, nếu ở

đây giảm đi bao nhiêu vật chất, thì sẽ có từng ấy vật

chất tăng lên ở chỗ khác”

Chương 8

Bản chất

Trongphản ứng hoá họccó sự thay đổi liên kết giữacácnguyên tử, sự thay đổi này chỉ liên quan đến cácđiện tửcòn số nguyên tử của mỗinguyên tốđược giữnguyên vàkhối lượngcủa các nguyên tử không đổi, vìthế tổng khối lượng các chất được bảo toàn Định luậtnày đôi khi còn được gọi là Định luật bảo toàn khốilượng của các chất, vì ở cùng một địa điểm trọng lượng

tỷ lệ với khối lượng

Lomonosov cũng nhận thấy rằngbảo toàn năng lượngcũng có giá trị đối với các phản ứng hóa học

8.1 Tham khảo

14

Chương 9

Fischer Assay

Fiser Assay là một thí nghiệm tiêu chuẩn để xác định

lượng sinh dầu từđá phiến dầu, được dùng để đánh giá

hiệu quả của các quá trìnhchiết tách dầu từ đá phiến

Cho 100 gram mẫu đá phiến dầu nghiền đến kích thước

hạt <2,38 mm vào một bình chưng cất cổ cong bằng

nhôm nung đến nhiệt độ 500 ℃ (930 ℉) với tốc độ tăng

nhiệt độ 12 ℃/phút (22 ℉/phút), và giữ ở nhiệt độ trên

trong khoảng thời gian 40 phút.[1]Hơi dầu, khí và hơi

nước từ quá trình chưng cất được đưa qua một bình

ngưng tụ và được làm lạnh bằng nước đá trong một

ống nghiệm ly tâm Dầu sinh ra từ các quá trình công

nghệ khác thường được tính theo tỷ lệ so với dầu sinh

ra trong thí nghiệm này

í nghiệm Fischer Assay ban đầu được tiến hành trong

đề kiện nhiệt độ thấp trong quá trình chưng cất than đá,

doFranz Joseph Emil Fischervà Hans Schrader nghiên

cứu.[2]í nghiệm này được phát triển phù hợp với việc

đánh giá khả năng sinh dầu của đá phiến dầu năm 1949

bởi K E Stanfield và I C Frost.[3]

9.1 Xem thêm

• Fischer-Tropsch process

9.2 Tham khảo

[1] Dyni, John R "Geology and resources of some world oil

shale deposits Scientific Investigations Report 2005–5294"

(PDF) United States Department of the Interior; United

States Geological Survey Truy cập ngày ngày 18 tháng

8 năm 2008

[2] Heistand, Robert N "e Fischer Assay, standard

method?" (PDF) Symposium on oil shale, tar sands,

and related materials — production and utilization of

synfuels Truy cập ngày ngày 18 tháng 8 năm 2008

[3] L Goodfellow, C E Haberman and M T Atwood

“JOINT SYMPOSIUM ON OIL SHALE, TAR SANDS,

AND RELATED MATERIAL AND THE DIVISION OF

WATER, AIR, AND WASTE CHEMISTRY AMERICAN

CHEMICAL SOCIETY PRESENTED BEFORE THE

DIVISION OF PETROLEUM CHEMISTRY, INC SAN

FRANCISCO MEETING, April 2-5, 1968 MODIFIED

FISCHER ASSAY - EQUIPMENT, PROCEDURES AND

11 năm 2009

Chương 10

Gia công (hóa học)

Tronghóa học, gia công là thuật ngữ để chỉ một loạt

các thao tác cần phải có để cô lập và tinh chế các sản

cơ và/hoặc lỏng bằngchiết lỏng-lỏng

• Tinh chế bằngghi sắc kế,chưng cấthaytái kết

tinh hóa

Ví dụ, trong phản ứng Grignard giữa phenylmagiê

brômuavàđiôxít cacbontrong dạngbăng khôtạo ra

bazơ liên hợp củaaxít benzoic Sản phẩm mong muốn,

axít benzoic, thu được bằng cách gia công như sau:[1]

1 Hỗn hợp phản ứng chứa thuốc thử Grignard

(R-Mg-X) được làm ấm tớinhiệt độ phòngtrong bình

chứa nước để cho băng khô dư thừa bay hơi hết

2 Tác nhân Grignard còn lại nào được chấm dứt

bằng bổ sung nước

3 Axít clohiđricloãng được thêm vào trong hỗn hợp

phản ứng để proton hóa các muối benzoat, cũng

như để hòa tan các muốimagiêvà thu được cácchất rắn màu trắng chứa axít benzoic chưa tinhkhiết

4 Axít benzoic được chắt để loại bỏ dung dịch lỏngchứa các tạp chất, bổ sung thêm nước và hỗn hợpđược đun sôi với nhiều nước thêm vào để tạo radung dịch đồng nhất

5 Dung dịch được làm nguội chậm dần xuống tớinhiệt độ phòng, sau đó được cho qua bình chứanước đá để tái kết tinh axít benzoic

6 Các tinh thể axít benzoic tái kết tinh được thu thậptrongphễu Buchnervà để khô trong không khí đểtạo ra axít benzoic tinh khiết

10.1 Xem thêm

• Hóa học luồng

10.2 Tham khảo

[1] Donald L Pavia (2004) Introduction to Organic

Laboratory Techniques: A Small Scale Approach.

omson Brooks/Cole tr 312–314.ISBN 0534408338

16

Chương 11

Gốc tự do

Một gốc tự do (Anh ngữ: free radical hoặcradicals) là

mộtphân tửvới mộtđiện tửđộc thân / chưa tạo thành

cặp (unpaired electron) (Afzal & Armstrong, 2002)

Những gốc tự do thiếu hụt electron để tạo thành “bộ

tám” (octet) theo cấu trúc của Lewis (LewisStructure)

Ví dụ: khi phân tử Cl2 tách ra thành hai nguyên từ

Cl Mỗi nguyên tử Cl sẽ mang 7 electrons (valence

electrons), 7 electrons tạo thành 3 cặp electrons, 1

electron độc thân (khi 2 n guyên tử Cl kết hợp, electron

độc thân sẽ kết hợp với nhau làm một cặp electron) Mỗi

nguyên tử Cl với 7 electrons là một gốc tự do Electron

độc thân được gọi là electron số lẻ (odd electron) hoặc

electron gốc (radical electron) Những electron này

luôn trong tư thế sẵn sàng để kết hợp với một electron

tự do của một nguyên tử khác để tạo một liên kết

ông thường, những nguyên tử này sẽ được vẽ với

một dấu chấm (vd: Cl·) để đại diện cho electron lẻ (odd

electron) chưa tạo thành cặp (unpaired) Những gốc tự

do rất dễ tạo ra phản ứng (reactive).[1]

11.1 Các phản ứng

Gốc tự do liên tục được sản sinh trong chuỗi phản ứng

(Free-Radical Chain reaction) trong cơ thể và các tác

động từ bên ngoài á trình chuyển hóa này được gói

gọn trong ba bước chính

Sản sinh gốc tự do Phản ứng tách phân tử Cl2 thành

hai gốc tự do là ví dụ

Là những phản ứng mà những gốc tự do dễ phản ứng

(reactive) này phản ứng với một phân tử ổn định khác

(stable molecule) để tạo thành sản phẩm (product) và

một gốc tự do Do tính chất dễ phản ứng (reactive),

những gốc tự do này tiếp tục phản ứng với các phân tử

ổn định khác cho đến khi không còn tác nhân (reactant)

hoặc những gốc tự do hoàn toàn bị phá huỷ (destroyed)

Do đó, nó không cân bằng, đầy đủ và trở nên rất bất ổn,

dễ tạo ra phản ứng Nó luôn luôn tìm cách chiếm đoạtđiện tửmà nó thiếu từ các phân tửkhác, và lần lượttạo ra một chuỗi những gốc tự do mới, gây rối loạn chosinh hoạt bình thường của tế bào Các khoa học gia víchúng như những tên sở khanh chuyên đi ve vãn, pháhoại hạnh phúc của các cuộc hôn nhân đang êm đẹp.Gốc tự do luôn trong tình trạng “đơn thân độc mã” nênthường xuyên “nhòm ngó” đến những phân tử “hàngxóm” Lợi dụng lúc “hàng xóm” lơ là cảnh giác, chúng

sẽ nhanh tay cướp lấy một điện tử để “có đôi có cặp” đủđầy như một phân tử bình thường Đương nhiên, khinày gã phân tử “hàng xóm” lại trở thành kẻ cô đơn, vàtiếp tục đi “rình” những phân tử “lân cận” khác, gây rachuỗi “bi kịch” kéo dài

11.1.3 Bước kết thúc

Là khi những phản ứng phụ phá huỷ (side reactiondestroy) gốc tự do hoặc làm chậm hoặc dừng phảnứng.[1]

11.2 Mối liên hệ với chất oxy hóa

Gốc tự do cũng là một cách gọi khácChất oxy hóa Cóthể chúng được chia làm hai bài riêng với mục tiêu nhấnmạnh, để cập đến các hướng khác nhau:

• Chất oxy hóa nói về các phản ứngoxy hóa khửhóa học nói chung xảy ra trong môi trường

• Gốc tự do nói về các phản ứng oxy hóaxảy ratrong cơ thể gây ra các loại bệnh và nhiều tác hạitrên cơ thể

11.3 Tác hại với sức khỏe cơ thể

Gốc tự do có nhiều tác hại vớisức khỏecơ thể, nó lànguồn gốc của sự lão hóavà hơn 100 bệnh tật nguyhiểm bao gồm các bệnh về não, mắt, da,hệ miễn dịch,

18 CHƯƠNG 11 GỐC TỰ DO

tim, mạch máu, phổi, thận, đa cơ quan và khớp Ở mức

độ nặng, gốc tự do gây nên nhiều bệnh nguy hiểm và

gâyung thưdo sau khi “cướp” điện tử, gốc tự do làm

tổn thương màngtế bào, phản ứng mạnh với các phân

tửprotein,DNAvà cácaxit béo, dẫn đến những biến

đổi gây tổn hại, rối loạn và làm chết tế bào

Số lượng của gốc tự do tích lũy theo tuổi và tác hại ngày

càng nghiêm trọng Dù vậy, ngay từ khi sinh ra, cơ thể

con người đã phải đối mặt với gốc tự do Tuổi tác ngày

càng tăng thì số lượng gốc tự do cũng không ngừng sản

sinh, tấn công vào nhiều bộ phận của cơ thể Đáng chú

ý, khi cuộc sốngcăng thẳngcũng là lúc “đội quân” gốc

tự do “thừa cơ” gia tăng nhanh chóng, thúc đẩy sự lão

hóa và làm các bệnh lý sớm phát triển Ước tính, mỗi tế

bào phải hứng chịu khoảng 10.000 gốc tự do tấn công

mỗi ngày Vì vậy, trong cuộc đời của một người sống

tới 70 tuổi, thì có chừng 17 tấn gốc tự do được tạo ra.[2]

11.4 Chủ động chống gốc tự do

Các chuyên gia y tế cảnh báo, trong xã hội hiện đại con

người sẽ chịu nhiều áp lực hơn do đó gốc tự do sản sinh

nhanh hơn và nhiều hơn, tạo nên nhiều mối nguy cho

sức khỏe Vì vậy, cần chủ động đối phó với bệnh tật do

gốc tự do gây ra càng sớm càng tốt, bằng cách:

• Giảm yếu tố tăng sinh gốc tự do: Gốc tự do không

chỉ sinh ra từ các quá trìnhchuyển hóatrong cơ

thể mà còn hình thành dưới tác động của các yếu

tố bên ngoài như: môi trườngô nhiễm(khói bụi,

ánh nắng, phóng xạ…), khói thuốc lá, hóa chất,

nhiễm khuẩn,thực phẩm… Vì thế, cần hạn chế tối

đa tác động của các yếu tố này

• Bổ sung chất chống gốc tự do từthiên nhiên: Một

chế độdinh dưỡnggiàu các chất chống gốc tự do

có thể giúp cơ thể tăng khả năng phòng vệ và

trung hòa gốc tự do một cách hữu hiệu Trong

khẩu phần ăn hằng ngày, nên tăng cường cácthảo

dược, trái cây và rau củ vì đây là nguồn cung

cấp dồi dào các chất chống gốc tự do Trong đó,

Blueberrysinh trưởng ở Bắc Mỹđã được nhiều

nghiên cứu chứng minh khả năng chất chống gốc

tự do mạnh mẽ

11.5 Tên vài gốc tự do

Lipid peroxidevà các sản phẩm oxy hóa của nó (Lipid

Oxidation Products - LOPs)