Bài 44: Andehit

Andehit

1. Định nghĩa, phân loại và danh pháp

a. Định nghĩa

Anđehit là những hợp chất hữu cơ mà phân tử có nhóm CH=O liên kết trực tiếp với nguyên tử cacbon hoặc nguyên tử H

VD : H-CHO, CH₃CHO

b.Phân loại

-Dựa vào đặc điểm cấu tạo gốc hidrocacbon:

+Anđehit no;

+Anđehit không no;

+Anđehit thơm

-Dựa vào số nhóm –CHO

+Anđehit đơn chức;

+Anđehit đa chức

H-CH=O anđehit fomic

CH₃-CH=O anđehit axetic

CH₂=CH-CH=O propenal: Anđehit không no

C₆H₅-CH=O benzanđehit: Anđehit thơm

O=CH-CH=O anđehit oxalic: Anđehit đa chứcv

c.Danh pháp

- Tên thay thế: Tên hiđrocacbon no tương ứng với mạch chính + al

- Tên thông thường: anđehit + tên axit tương ứng.

2. Tính chất vật lý

- Ở đk thường, các anđehit đầu dãy là các chất khí và tan rất tốt trong nước. Các anđehit tiếp theo là các chất lỏng hoặc rắn, độ tan giảm khi phân tử khối tăng.

- Dung dịch bão hòa của anđehit fomic (37 - 40%) được gọi là fomalin.

3. Tính chất hóa học

a.Phản ứng cộng hiđro

CH₃-CH=O + H₂ → CH₃-CH₂-OH

PTHH tổng quát: R-CHO + H₂ → R-CH₂OH

b.Phản ứng oxi hóa không hoàn toàn

HCHO + 2AgNO₃ + H₂O + 3NH₃ → H-COONH₄ + 2NH₄NO₃ + 2Ag

PTHH tq: R-CH=O + 2AgNO₃ + H₂O + 3NH₃ → R-COONH₄ + 2NH₄NO₃ + 2Ag

Pư trên còn được gọi là pư tráng bạc.

Hay: 2CH₃-CH=O + O₂ → 2CH₃-COOH

2R-CHO + O₂ → 2R-COOH

Nhận xét: Anđehit vừa thể hiện tính oxi hóa vừa thể hiện tính khử.

4. Điều chế

a.Từ ancol oxi hóa ancol bậc I.

R-CH₂OH + CuO → R-CHO + H₂O + Cu

Thí dụ: CH₃-CH₂OH + CuO → CH₃-CHO + H₂O + Cu

b.Từ hiđrocacbon

CH₄ + O₂ → HCHO + H₂O

2CH₂=CH₂ + O₂ → 2CH₃-CHO

CH-CH + H₂O → CH₃-CHO

XETON

1. Định nghĩa

Xeton là những hợp chất hữu cơ mà phân tử có nhóm C=O liên kết trực tiếp với hai nguyên tử cacbon.

VD: CH₃-CO-CH₃: đimetyl xeton (axeton); CH₃-CO-C₆H₅: metyl phenyl xeton (axetophenon)

CH₃-CO-CH=CH₂ : metyl vinyl xeton

2. Tính chất hóa học

R-CO-R₁ + H₂ R-CH(OH)-R₁

Thí dụ: CH₃-CO-CH₃ + H₂ CH₃-CH(OH)-CH₃

3. Điều chế

a.Từ ancol: oxi hóa không hoàn toàn ancol bậc II.

R-CH(OH)-R₁ + CuO R-CO-R₁ + Cu + H₂O

CH₃-CH(OH)-CH₃ + CuO CH₃-CO-CH₃ + Cu + H₂O

b.Từ hiđrocacbon:

Bài 1 (Trang 203- SGK)

Thế nào là anđehit? Viết công thức cấu tạo của các anđehit có công thức phân tử C₄H₈O và gọi tên chúng.

Lời giải

- Định nghĩa anđehit: Anđehit là những hợp chất hữu cơ mà phân tử có nhóm -CH=O liên kết trực tiếp với nguyên tử cacbon⁽¹⁾ hoặc nguyên tử hiđro.

((1): Nguyên tử cacbon này có thể của gốc hiđrocacbon hoặc của nhóm -CHO khác.)

- CTCT của anđehit có công thức phân tử C₄H₈O

Bài 2 (Trang 203 – SGK)

Viết các phương trình hóa học để chứng tỏ rằng, anđehit vừa có tính oxi hóa vừa có tính khử.

Lời giải

Bài 3 (Trang 203 – SGK)

Hoàn thành dãy chuyển hóa sau bằng các phương trình hóa hoc:

Metan → metyl clorua → metanol → metanal → axit fomic

Lời giải

- Phương trình hóa học của dãy chuyển hóa:

\[C{{H}_{4}}+C{{l}_{2}}\xrightarrow{a/s,1:1}C{{H}_{3}}Cl+HCl\]

\[C{{H}_{3}}Cl+HCl\xrightarrow{{{t}^{0}}}C{{H}_{3}}OH+NaCl\]

\[C{{H}_{3}}OH+CuO\xrightarrow{{{t}^{0}}}HCHO+Cu+{{H}_{2}}O\]

\[2HCHO+{{O}_{2}}\xrightarrow{{{t}^{0}},xt}2HCOOH\]

Bài 4 (Trang 203 – SGK)

Cho 1,0 ml dung dịch fomanđehit 5% và 1,0 ml dung dịch NaOH 10,0% vào ống nghiệm, sau đó thêm tiếp từng giọt dung dịch CuSO₄và lắc đều cho đến khi xuất hiện kết tuả. Đun nóng phần dung dịch phía trên, thấy có kết tủa màu đỏ gạch của Cu₂O. Giải thích hiện tượng thí nghiệm và viết phương trình hóa học.

Lời giải

- Khi nhỏ dung dịch CuSO₄ vào thì có kết tủa xanh xuất hiện:

2NaOH + CuSO₄ → Cu(OH)₂↓ + Na₂SO₄

- Khi đun nóng phần trên ống nghiệm trên ngọn lửa đèn cồn thì có kết tủa đỏ gạch xuất hiện:

HCHO + 4Cu(OH)₂ + 2NaOH → Na₂CO₃ + 2 Cu₂O↓_{đỏ gạch} + 6H₂O

Bài 5 (Trang 203 – SGK)

Cho 50,0 gam dung dịch anđehit axetic tác dụng với dung dịch AgNO₃ trong NH₃ (đủ) thu được 21,6 gam Ag kết tủa. Tính nồng đồ % của anđehit axetic trong dung dịch đã dùng.

Lời giải

CH₃CHO + 2AgNO₃ + 3NH₃ → CH₃COONH₄ + 2Ag↓ + 2NH₄NO₃

Từ phương trình ta có:

\[{{n}_{C{{H}_{3}}CHO}}=\frac{1}{2}{{n}_{Ag}}=\frac{1}{2}.\frac{21,6}{108}=0,1\,(mol)\]

\[\Rightarrow {\scriptstyle{}^{0}/{}_{0}}{{C}_{C{{H}_{3}}CHO}}=\frac{0,1.44}{50}.100{\scriptstyle{}^{0}/{}_{0}}=8,8{\scriptstyle{}^{0}/{}_{0}}\]

Bài 6 (Trang 203- SGK)

Ghi Đ (đúng) hoặc S (sai) vào ô trống bên cạnh các câu sau:

a. Anđehit là hợp chất chỉ có tính khử.

b. Anđehit cộng hidro tạo thành ancol bậc một.

c. Anđehit tác dụng với dung dịch bạc nitrat trong ammoniac sinh ra bạc kim loại.

d. Anđehit no, đơn chức, mạch hở có công thức phân tử tổng quát C_nH_2nO.

e. Khi tác dụng với hidro, xeton bị khử thành ancol bậc II.

Lời giải

a. S vì andehit có cả tính khử và tính oxi hóa

b. Đ vì RCHO + H₂ → RCH₂OH

c. Đ vì RCH=O + 2AgNO₃ + H₂O + 3NH₃ → RCOONH₄ + 2NH₄NO₃ + 2Ag

d. Đ vì CTTQ của anđ no đơn chứa mạch hở: C_nH_2nO

e. Đ vì R₁-CO-R₂ + H₂ → R₁-CH(OH)-R₂

Bài 7 (Trang 203 – SGK)

Cho 8,0 gam hỗn hợp hai anđehit kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng của anđehit no, đơn chức, mạch hở tác dụng với bạc nitrat trong dung dịch ammoniac (lấy dư) thu được 32,4 gam bạc kết tủa. Xác định công thức phân tử, viết công thức cấu tạo và gọi tên các anđehit.

Lời giải

Gọi công thức chung của andehit là \[{{C}_{n}}{{H}_{2n+1}}CHO\,(n\ge 0)\]

\[{{C}_{n}}{{H}_{2n+1}}CHO+2AgN{{O}_{3}}+3N{{H}_{3}}\to {{C}_{n}}{{H}_{2n+1}}CHOON{{H}_{4}}+2Ag+2N{{H}_{4}}N{{O}_{3}}\]

Theo phương trình

\[\Rightarrow \overline{M}=\frac{8,0}{0,15}=53,3\Rightarrow 14\overline{n}+30=53,3\Leftrightarrow \overline{n}\approx 1,67\]

\[\Rightarrow \] hai andehit là \[C{{H}_{3}}COOH\](etanal) và \[{{C}_{2}}{{H}_{5}}CHO\](etanal)

Bài 8 (Trang 204 – SGk)

Oxi hóa không hoàn toàn etilen (có xúc tác) để điều chế anđehit axetic thu được hỗn hợp X. Dẫn 2,24 lít khí X (quy về đktc) vào một lượng dư dung dịch bạc nitrat trong NH₃ đến khi phản ứng hoàn toàn thấy có 16,2 gam bạc kết tủa.

a. Viết phương trình hóa học của các phản ứng xảy ra.

b. Tính hiệu suất của quá trình oxi hóa etilen.

Lời giải

Phương trình phản ứng:

2CH₂=CH₂ + O₂ → 2CH₃CHO (1)

Hỗn hợp X gồm: CH₂=CH₂ và CH₃CHO

CH₃CHO + H₂O + 2AgNO₃ + 3NH₃ → CH₃COONH₄ + 2Ag↓ + 2NH₄NO₃ (2)

Theo phương trình (2):

\[{{n}_{C{{H}_{3}}COOH}}=\frac{1}{2}{{n}_{Ag}}=\frac{1}{2}.\frac{16,2}{108}=0,075\,(mol)\]

\[{{n}_{X}}=\frac{2,24}{22,4}=0,1\,(mol)\]

\[H=\frac{0,075}{0,1}.100{\scriptstyle{}^{0}/{}_{0}}=75{\scriptstyle{}^{0}/{}_{0}}\,(mol)\]

Bài 9 (Trang 204 – SGK)

Hợp chất X no, mạch hở có phần trăm khối lượng C và H lần lượt bằng 66,67% và 11,11% còn lại là O. tỉ số hơi của X so với oxi bằng 2,25

a. Tìm công thức phân tử của X

b. X không tác dụng với dung dịch AgNO₃ trong NH₃ nhưng khi tác dụng với hidro sinh ra X1. X1 tác dụng được với natri giải phóng hidro. Viết công thức cấu tạo va gọi tên của hợp chất X?

Lời giải

a) Ta có:

%O = 100% - %C - %H = 100% - 66,67% - 11,11% = 22,22%

=> M_X = 2,25.32 = 72

Gọi công thức phân tử của X là C_xH_yO_z

Ta có tỉ số:

\[x:y:z=\frac{66,67}{12}:\frac{11,11}{1}:\frac{22,22}{16}=5,56:11,11:1,39=4:8:1\]

Công thức đơn giản nhất của X là C₄H₈O

Gọi công thức phân tử của X là (C₄H₈O)n

=> M_X = (4.12 + 8 + 16)n = 72n = 72 => n = 1

=> Công thức phân tử của X là C₄H₈O

b) X không tác dụng được với dung dịch AgNO₃ trong NH₃, khi tác dụng với hiđro sinh ra X1, X1 tác dụng natri giải phóng hiđro => X là xeton