Báo cáo thực hành - ANDEHIT – XETON – ACID CACBOXYLIC

MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM •Điều chế axetandehit từ etanol •Phản ứng oxi hóa axetandehit •Phản ứng cộng nuleophin vào nhóm C=O của andehit và xeton •Phản ứng Canizaro •Tính acid của acid cacbox

ANDEHIT – XETON – ACID CACBOXYLIC

&&&

Giáo viên hướng dẫn : Nguyễn Quang Khuyến

Ngày làm thí nghiệm :

Nhận xét:

NỘI DUNG

1 MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM

•Điều chế axetandehit từ etanol

•Phản ứng oxi hóa axetandehit

•Phản ứng cộng nuleophin vào nhóm C=O của andehit và xeton

•Phản ứng Canizaro

•Tính acid của acid cacboxylic

•So sánh tính acid, tính khử của một số acid

•Phản ứng định tính của acid salyxilic với FeCl3

•Phân biệt acid với phenol

2 THỰC HÀNH

THÍ NGHIỆM 1 Điều chế axetandehit từ ancoletylic:

Thao tác: cho dây đồng bị đốt cháy đến khi có tạo lớp oxit đồng vào ống nghiệm khô

chứa ancol etylic

Hiện tượng: dây đồng bị cháy đen sau khi nhúng vào etanol có màu đỏ trở lại.

Đồng bị oxi hóa bởi oxi không khí khi đốt cháy hình thành lớp oxit đồng màu đen:

Cu + ½ O2 → CuOrắn đen Rượu etylic (rượu bậc 1) xúc tác kim loại ở nhiệt độ cao, trong điều kiện thiếu oxi không khí, sẽ xảy ra phản ứng dehydro hóa, hình thành các tạp chất andehyde

CH3CH2OH + CuO 200 - 300oC CH3CHO + Cuđỏ↓ + H2O Dựa vào phản ứng ta giải thích được dây đồng đỏ lại

THÍ NGHIỆM 2 Phản ứng của andehit với acid fucsinsunfuro

Fucsin có công thứ cấu tạo là:

C

H 2 N

H2N

NH2 Cl

Dung dịch fucsin có màu hồng khi cho trong 200ml nước cất và cho bảo hòa khí anhidrrit sunfuro SO2 sẽ tạo thành acid fucsinsunfuro không màu

C

H2N

H2N

H

SO3H

OSOH

Khí SO2 ta có thể điề chế theo phương trình:

NaHSO3 + HCl → NaCl + SO2↑ + H2O Hợp chất này dần dần lại tác dụng với SO2 còn dư trong dung dịch loại trừ andehit ra dưới dạng hợp chất bisunfit và lại chuyển về dạng acid fucsinsunfuro Phản ứng acid fucsinsunfuro rất nhạy và đặc trưng với andehit Nhìn chung không phản ứng với xeton Nếu sau phản ứng dung dịch còn màu hồng chứng tỏ fucsin còn dư, do đó phải cho than hoạt tính vào hấp thụ lượng fucsin, sao đó mới lọc lại để thu acid fucsinsunfuro tinh khiết Thực hiện phản ứng chuyển vị khi nhận andehit sản phẩm có cấu tạo quinoit có màu:

C H

H

NH 2

OSO

OSO C

C

CH 3

OH

OH R

R

Cl

Do đó:

• Ống 1: chứa 2 giọt dung dịch acid fucsinsunfuro và cho vào 5 giọt dung dịch fomandehit 40%  tím hồng  cho 5 giọt dung dịch HCl đặc vào dung dịch chuyển sang màu tím

• Ống 2: chứa 2 giọt dung dịch acid fucsinsunfuro và cho vào 5 giọt dung dịch axetandehit 20%  hồng  cho 5 giọt dung dịch HCl đặc vào dung dịch nhạc dần nhưng vẫn giữ được màu hồng

THÍ NGHIỆM 3 Phản ứng của aandehit với amiacat bạc (thuốc thử Tolens)

Cho dung dịch AgNO3 vào ống nghiệm, nhỏ vào đó dung dịch NH3 đến khi nào kết tủa

Ag2O vừa sinh ra tan hoàn toàn

AgNO3 + NH3 + H2O → AgOH + NH4NO3

2AgOH Ag2O + H2O

Ag2O + 2NH3 + H2O → 2(Ag(NH3)2)OH Chia thuốc thử Tolens vào 2 ống nghiệm:

Ống 1: cho andehit fomic vào  bạc bám trên thành ống nghiệm

Ống 2: cho anxetan andehit  bạc bám trên thành ống nghiệm, ít hơn ống 1

Sơ đồ phản ứng:

Ống 1: đối với HCHO phản ứng có thể xảy ra 2 lần:

HCHO + 2AgNO3 + 3NH3 + H2O → HCOONH4 + 2NH4 NO3 + 2Ag↓ (3.1)

HCOONH4 + 2AgNO3 + 3NH3 + H2O → (NH4)2CO3 + 2NH4NO3 + 2Ag↓ (3.2)

(3.1) + (3.2) → (3.3) HCHO + 4AgNO3 + 6NH3 + 2H2O → (NH4)2CO3 + 4NH4NO3 + 4Ag↓ (3.3)

Ống 2:

CH3CHO + 2AgNO3 + 3NH3 + H2O → CH3COONH4 + 2NH4 NO3 + 2Ag↓

Nhận xét: andehit đơn chức A cho phản ứng tráng gương với thuốc thử Tolens cho tỉ lệ

mol nA:nAg = 1:4  thì A phải là HCHO ( các andehit khác cho tỉ lệ mol 1:2)  giải thích

vì sao lượng kim loại bạc trong ống 1 lớn hơn ống 2

Nếu phản ứng tráng gương có tạo ra khí thì đó là NH3 và CO2, do sự thủy phân bởi nhiệt:

(NH4)2CO3

to

2NH3↑ + CO2↑ + H2O Hay

HCHO + 2Ag2O NHt o 3

CO2 + 2H2O + 4Ag↓

THÍ NGHIỆM 4 Phản ứng của andehit với Cu(OH)

Thao tác: (1ml HCHO 5% + 1ml NaOH 10% + từ từ từng giọt dung dịch CuSO4 2%)  đun nóng phần trên của hổn hợp, phần dưới để so sánh

Hiện tượng: dung dịch đổi màu từ màu xanh nhạc của huyền phù (sau khi cho từ từ từng

giọt dung dịch CuSO4 2%) sang màu vàng của kết tủa rồi màu đỏ gạch của tủa

Sơ đồ phản ứng:

2NaOH + CuSO4 → Cu(OH)2↓xanh nhạc + Na2SO4 HCHO + 4Cu(OH)2 + 2NaOH → Na2CO3 + 2Cu2O↓đỏ gạch + 6H2O (4.1)

Tương tự khi dùng axetandehit, ta được:

Thao tác: (1ml CH3CHO 5% + 1ml NaOH 10% + từ từ từng giọt dung dịch CuSO4 2%)  đun nóng phần trên của hổn hợp, phần dưới để so sánh

Hiện tượng: dung dịch đổi màu từ màu xanh nhạc của huyền phù (sau khi cho từ từ từng

giọt dung dịch CuSO4 2%) sang màu vàng của kết tủa rồi màu đỏ gạch của tủa

Sơ đồ phản ứng:

2NaOH + CuSO4 → Cu(OH)2↓xanh nhạc + Na2SO4

CH3CHO + 2Cu(OH)2 to

CH3COOH + Cu2O↓đỏ gạch + 2H2O (4.2)

CH3COOH + NaOH → CH3COONa + H2O (4.3)

Ta có: (4.2) + (4.3) → (4.4)

CH3CHO + 2Cu(OH)2 + NaOH to CH3COONa + Cu2O↓đỏ gạch + 3H2O (4.4)

Nhận xét: dựa vào tỉ lệ mol giữa andehit A và kết tủa Cu2O đỏ gạch tạo ra theo phản ứng (4.1) và (4.4) ta chứng minh được lượng kết tủa tạo ra khi dùng andehit fomic lớn hơn gấp

4 lần khi dùng axetandehit

THÍ NGHIỆM 5 Phản ứng của andehit và xeton với NaHSO 4

Thao tác: (3ml NaHSO3 + lắc mạnh và cho tiếp vào 1ml axetandehit)  lọc kết tủa, chia làm 2 phần: cho từng giọt HCl 2N vào phần 1 và cho từng giọt Na2CO3 vào phần 2

Hện tượng: hổn hợp tỏa nhiệt, đặt ống nghiệm trong cốc nước đá, kết tủa tách ra ở ống

nghiệm có dạng tinh thể màu trắng

• Phần 1: kết tủa tan có mùi sóc

• Phần 2: kết tủa tan

Sơ đồ phản ứng:

Phản ứng cộng NaHSO4 (dung dịch bảo hòa):

C

H3C

O H

SO3Na

H3C OH H

Hợp chất cộng bisunfit

Phản ứng thường dùng để tách andehit ra khỏi hỗn hợp, sau đó tái tạo lại bằng acid hay bazo: (Na2CO3 có tính kiềm vì trong nước hợp chất này có khả năng thủy phân tạo NaOH) Phần 1:

C

SO3Na

H3C

OH H

H3C

O H

Phần 2:

Na2CO3 → Na+ + CO3

2-CO32- + H2O HCO3- + OH

-C

SO3Na

H3C

OH H

H 3 C

O H

Na2SO3 H2O

Na +

Tương tự, khi dùng xeton:

Sơ đồ phản ứng:

C

H3C

O R

SO3Na

H3C OH R

C

SO3Na

H3C

OH R

H3C

O R

Na2CO3 → Na+ + CO3

2-CO32- + H2O HCO3- + OH

-C

SO3Na

H3C

OH R

H3C

O R

Na2SO3 H2O

Na +

Nhận xét: giống andehit xeton tham gia phản ứng cộng hidro và NaHSO3

THÍ NGHIỆM 6 Tính chất acid của cacboxylic

Tính chất do nhóm –COOH gây ra

Nguyên nhân do ảnh hưởng qua lại giữa đôi electron p tự do, trên nguyên tử oxi của nhóm –OH phân cực mạnh, H rất linh động do đó có tính acid rõ rệt Acid cacboxylic phản ứng như một acid vô cơ thông thường

a) Lấy 3 ống nghiệm, mỗi ống nghiệm chứa 1-2 giọt dung dịch CH3COOH 10%

Trong nước, acid cacboxylic điện li thành ion: CH3COOH CH3COO- + H+

Do đó:

• Ống 1: cho vào 1 giọt metyl da cam  đỏ cam

mùi sóc

R ≠ H

mùi sóc

• Ống 2: cho vào 1 giọt quỳ xanh  đỏ vàng  cam

• Ống 3: cho vào 1 giọt phenolphtalein  mất màu và xuất hiện kết tủa

C O CO

C O CO

2H2O

PP

2CH3COOH

b) Lấy 1-2ml acid axetic kết tinh vào ống nghiệm, cho thêm một ít bột Mg  khí không màu thoát ra và khi đốt cháy có ngọn lửa màu xanh

2CH3COOH + Mg → (CH3COO)2Mg + H2↑

Nhận xét: khí tạo thành sau phản ứng là khí Hidro, khi cháy có màu xanh.

 Acid cacboxylic tác dụng với kim loại có tính khử mạnh

c) Lấy khoảng 0,1-0,2g CuO vào ống nghiệm, rót tiếp vào đó 2-3ml acid axetic và đun nhẹ hỗn hợp trên ngọn lửa đèn cồn  CuO có màu đen khi cho dung dịch acid vào tạo thành dung dịch màu đen và khi được đun nhẹ màu đen dung dịch cũng nhạc dần

2CH3COOH + CuO → (CH3COO)2Cu + H2O

Nhận xét: CuO dần phản ứng hết với dung dịch acid

 Acid cacboxylic tác dụng với bazo hay oxit bazo

d) Rót 1-2ml acid axetic kết tinh vào ống nghiệm đã chứa sẵn 1-2ml NaCO3 10%  xuất hiện khí thoát ra, khi đưa que diêm đang cháy vào thì que diêm bị tất

2CH3COOH + CaCO3 → (CH3COO)2Ca + CO2↑ + H2O

Nhận xét: phản ứng tạo thành khí CO2, không duy trì sự cháy nên que diêm tất

 Acid cacboxylic tác dụng với muối của acid yếu hơn

THÍ NGHIỆM 7 Các phản ứng oxi hóa acid cacboxylic

Cho vào 3 ống nghiệm lần lượt là: HCOOH đậm đặc, CH3COOH 95%, HOOC-COOH đặc Cho vào 3 ống một giọt KMnO4 0,1N:

• Ống 1: màu tím hơi nhạc

• Ống 2: không làm mất màu tím

• Ống 3: mất màu tím

Nhận xét: do HOOC-COOH có 2 nhóm cacboxyl đều có hiệu ứng hút điện tử về phía

mình nên liên kết giữa 2 nhóm này dẽ bị bẻ gãy, do đó khả năng tham gia phản ứng oxi hóa lớn hơn 2 acid còn lại Đối với acid fomic có nhóm andehit nên có khả năng tham gia

phản ứng oxi hóa nên làm màu thuốc KMnO4 nhạc dần Còn lại CH3COOH không có khả năng tham gia phản ứng oxi hóa

THÍ NGHIỆM 8 Phản ứng của acid hữu cơ với FeCl 3

Lấy vào 4 ống nghiệm:

• Ống 1: 0,5ml HCOOH đậm đặc

• Ống 2: 0,2ml CH3COOH 95%

• Ống 3: 0,5ml HOOC–COOH đặc

• Ống 4: 0,2g acid salixylic

Cho vào mỗi ống nghiệm dung dịch amoniac 2N để kiềm hóa cho đến khi giấy quỳ đỏ hóa xanh  tạo thành amin theo qui tắc chung sau:

C

O R

OH

O R

H2O

Do dung dịch amoniac 2N dư, nên ta đun hết mùi amoniac:

NH4OH t o

NH3↑ + H2O

Cho vào mỗi ống 1ml FeCl3 0,2N và lắc đều

• Ống 1: keo màu đỏ thẫm

3HCOONH4+ FeCl3 → (HCOO)3Fe + 3NH4Cl

• Ống 2: dung dịch màu đỏ thẩm

3CH3COONH2 + FeCl3 → (CH3COO)3Fe + 3NH4Cl

• Ống 3: không xãy ra phản ứng

• Ống 4: kết tủa màu nâu

COO COONH4

OH

FeCl3

OH

3NH4Cl 3

C

C O O HO

Fe

THÍ NGHIỆM 9 Phân biệt acid cacboxylic và phenol

Cho vào 2 ống nghiệm:

• Ống 1: 0,5ml phenol lỏng

• Ống 2: 0,5ml acid axetic

Cho vào mỗi ống nghiệm 1ml Na2CO3 10% lắc đều:

 Ống 1: không phản ứng, có hiện tượng tách lớp Phenol có tính acid nhưng rất yếu (yếu hơn H2CO3), không làm đỏ quỳ tím, không hòa tan được muối cacbonat

 Ống 2: xuất hiện nhiều bọt khí Phản ứng giữa acid cacboxylic tác dụng với muối của acid yếu hơn:

2CH3COOH + Na2CO3 → 2CH3COONa + CO2↑ + H2O