BÀI 16: ALCOHOL

KHỞI ĐỘNG

Một số loài thực vật như tràm, bạc hà, hoa hồng,... thường có mùi thơm dễ chịu và đặc trưng, vì trong thành phần hóa học chứa hợp chất menthol, terpinen - 4 - ol hoặc geraniol,...là các alcohol. Alcohol là gì?Alcohol có tính chất vật lí, hóa học nào và được ứng dụng trong lĩnh vực gì?

Giải nhanh:

- Là những hợp chất hữu cơ mà phân tử có nhóm -OH liên kết trực tiếp với nguyên tử carbon no

- TCVL: từ C₁ đến khoảng C₁₂ ở điều kiện thường là chất lỏng, từ C₁ đến C₃ tan vô hạn trong nước. Nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi, độ tan trong nước của nó đều cao hơn so với hydrocarbon có cùng khối lượng phân tử.

- TCHH: phản ứng thế nguyên tử H trong nhóm OH, thế nhóm OH, tách nước tạo anken, oxi hóa…

- Ứng dụng: công nghiệp thực phẩm, y tế, động cơ,....

1. KHÁI NIỆM VÀ CẤU TRÚC 

Thảo luận 1: Quan sát hình 16.1 cho biết trong các hợp chất hữu cơ đã nêu có nhóm chức đặc trưng nào?

Giải nhanh:

Nhóm chức hydroxy (-OH).

Thảo luận 2: Quan sát hình 16.1 và hình 16.2 cho biết nguyên tử carcbon liên kết với nhóm chức hydroxy có đặc điểm gì? Cách xác định bậc alcohol như thế nào?

Giải nhanh:

- Là nguyên tử carbon no và chỉ chứa 1 nhóm –OH.

- Bậc của alcohol là bậc của nguyên tử C liên kết với nhóm -OH.

Thảo luận 3: Quan sát hình 16.3, nêu đặc điểm liên kết trong phân tử methanol, ethanol 

Giải nhanh:

- Methanol: nguyên tử C của -CH₃ liên kết với nguyên tử O của –OH.

- Ethanol: nguyên tử C của -CH₂- liên kết đồng thời với nguyên tử C của –CH₃ và nguyên tử O của –OH. 

Luyện tập: Xác định bậc alcohol của các hợp chất methanol, geraniol, terpinen-4-ol có công thức cấu tạo trong phần Mở đầu.

Giải nhanh:

Chúng lần lượt có bậc 2, bậc 3 và bậc 1.

2. ĐỒNG PHÂN VÀ DANH PHÁP

Thảo luận 4: Quan sát bảng 16.1 cho biết cách xác định mạch carbon chính và thứ tự của các nguyên tử carbon trong phân tử alcohol

Giải nhanh:

- Mạch chính: mạch C dài nhất có chứa nhóm -OH

- Đánh số thứ tự nguyên tử C: từ phía gần nhóm -OH hơn

Luyện tập: Viết công thức cấu tạo và gọi tên các đồng phân alcohol có công thức phân tử C₅H₁₂O

Giải nhanh:

3. TÍNH CHẤT VẬT LÍ

Thảo luận 5: Biết nhiệt độ sôi của ethanol là 78,3^oC, propane là -42,1^oC và dimethyl ether là -24,8^oC. Giải thích sự khác biệt đó.

Giải nhanh:

Vì alcohol tạo được liên kết hydrogen giữa các phân tử.

Thảo luận 6: Từ thông tin bảng 16.2 và hình 16.4 cho biết khả năng hòa tan trong nước của alcohol. Độ tan và nhiệt độ sôi của alcohol thay đổi như thế nào theo chiều tăng khối lượng phân tử?

Giải nhanh:

- Các alcohol từ C1 đến C3 tan vô hạn trong nước, từ C4 trở lên độ tan giảm.

- Nhiệt độ sôi tăng khi phân tử khối tăng

- Độ tan giảm khi số nguyên tử C tăng.

Luyện tập: Tại sao ethanol được dùng làm dung môi cho nhiều loại nước hoa?

Giải nhanh:

Vì nó có thể hoà tan hợp chất hữu cơ phân cực và không phân cực, dễ bay hơi, không độc và an toàn với người.

4. TÍNH CHẤT HOÁ HỌC 

Thảo luận 7: Dựa vào độ âm điện, nêu nguyên nhân sự gây ra sự phân cực về phía nguyên tử oxygen của hai liên kết C - O và O - H

Giải nhanh:

Do độ âm điện của O lớn hơn của C, H nên cặp electron dùng chung lệch về phía O, vì vậy liên kết C - O và O - H phân cực về phía nguyên tử O

Thảo luận 8: Trong phản ứng với sodium liên kết nào trong phân tử alcohol bị phân cắt?

Giải nhanh:

Liên kết O - H trong phân tử alcohol bị phân cắt, nguyên tử H bị tách ra.

Luyện tập:  Viết phương trình hóa học của phản ứng: CH₃CH₂CH₂OH + K → ?

Giải nhanh:

PTHH: 2CH₃CH₂CH₂OH + 2K → 2CH₃CH₂CH₂OK + H₂

Luyện tập: Hỗn hợp methanol và ethanol có thể cấu tạo bao nhiêu ether nhờ xúc tác dung dịch H₂SO₄ đặc. đun nóng?

Giải nhanh:

Có thể tạo 3 ether: CH₃-O-CH₃, C₂H₅-O-C₂H₅, CH₃-O-C₂H₅.

Luyện tập: Viết phương trình hóa học của phản ứng tạo thành alkene từ propan - 1 - ol ở điều kiện thích hợp.

Giải nhanh:

PTHH: C₃H₇OH → CH₃CH=CH₂  + H₂O

Thảo luận 9: Tiến hành thí nghiệm 1 quan sát hiện tượng.

Giải nhanh:

Ethanol cháy với ngọn lửa màu xanh, toả nhiều nhiệt

Luyện tập: Viết phương trình hóa học của phản ứng oxi hóa propan - 1 - ol bằng CuO tạo thành aldehyde

Giải nhanh:

CH₃CH₂CH₂OH + CuO CH₃CH₂CH=O + Cu + H₂O

Thảo luận 10: Tiến hành thí nghiệm 2, quan sát hiện tượng ở hai ống nghiệm (1) và (2) viết phương trình hóa học của phản ứng xảy ra ở bước 2 

Giải nhanh:

- Cả 2 ống nghiệm đều xuất hiện kết tủa xanh lam nhạt.

PTHH: CuSO₄ + 2NaOH → Cu(OH)₂↓ + Na₂SO₄

- Khi cho gylycerol: Kết tủa tan tạo dung dịch màu xanh lam.

PTHH: 2C₃H₅(OH)₃ + Cu(OH)₂→ [C₃H₅(OH)₂O]₂Cu + 2H₂O

- Khi cho ethanol vào ống 2: không có hiện tượng.

Luyện tập: Trình bày phương pháp hóa học nhận biết hai chất methyl alcohol và ethylene glycol.

Giải nhanh:

Cho cả 2 phản ứng với dung dịch Cu(OH)₂, mẫu nào làm kết tủa tan dần thành dung dịch màu xanh thì là C₂H₄(OH)₂. Mẫu còn lại là methy alcohol.

PTHH: 2C₂H₄(OH)₂ + Cu(OH)₂ → (C₂H₅O₂)₂Cu+2H₂O

5. ỨNG DỤNG VÀ ĐIỀU CHẾ

Thảo luận 11: Đọc thông tin về những ứng dụng của alcohol, nhận xét vai trò của alcohol trong đời sống, sản xuất.

Giải nhanh:

Nhiều alcohol được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực: sản xuất dung môi, đồ uống, thực phẩm, dược phẩm, mĩ phẩm, y tế, phẩm nhuộm, nhiên liệu…

Thảo luận 12: Nêu ý kiến của em về thực trạng xã hội trong cách sử dụng rượu bia hiện nay. Làm thế nào để bảo vệ sức khỏe bản thân, gia đình, cộng đồng liên quan đến đồ uống có cồn. 

Giải nhanh:

- Thực trạng: rượu bia ngày càng phổ biến. Dùng quá mức sẽ gây hại đến sức khoẻ, gia đình và xã hội. 

- Để bảo vệ, cần:

+ Hiểu rõ tác hại của rượu bia để kiểm soát việc sử dụng độ uống có cồn.

+ Thực hiện chế độ ăn uống và lối sống lành mạnh.

+ Tuân thủ đúng về các quy định của pháp luật về rượu bia.

+ Tuyên truyền, nâng cao nhận thức…

Luyện tập: Dựa trên tính chất nào để sử dụng methanol và ethanol làm nhiên liệu thay thế cho động cơ đốt trong

Giải nhanh:

Do alcohol chậm bắt lửa hơn xăng, an toàn trong một số hợp và nhiệt lượng toả ra trong quá trình đốt cháy rất lớn.

Thảo luận 13: Có những phương pháp phổ biến nào để điều chế ethanol?

Giải nhanh:

2 phương pháp : phương pháp hợp nước của alkene và phương pháp sinh hoá, lên men đường hoặc tinh bột.

Vận dụng: Trong nhiều gia đình, thường ngâm các loại thảo dược như củ đinh lăng, tỏi, gừng, nhân sâm, trái nhàu,... với rượu để sử dụng. Phương pháp trên ứng dụng tính chất nào của ethanol vào đời sống?

Giải nhanh:

Do ethanol là dung môi phổ biến có khả năng hoà tan nhiều hợp chất hữu cơ phân cực và không phân cực, nó không gây độc khi dùng lượng vừa phải.

BÀI TẬP

Bài 1: Viết phương trình hóa học của các phản ứng xảy ra theo sơ đồ sau: 

Giải nhanh:

(1) C₆H₁₂O₆ C₂H₅OH + CO₂

(2) C₂H₅OH + 3O₂ 2CO₂ + 3H₂O

(3) CH₂=CH₂ + H₂O → C₂H₅OH

(4) C₂H₅OH + CuO → CH₃CHO + Cu + H2O

(5) C₂H₅OH → CH₂=CH₂ + H₂O

Bài 2: Khi chưng cất rượu gạo theo phương pháp nấu rượu truyền thống, tại sao không nên đun sôi quá mạnh?

Giải nhanh:

Vì đun ở nhiệt độ cao thì nước cũng bay hơi làm hơi nước lẫn hơi rượu nên nồng độ rượu giảm.

Bài 3: Theo hướng dẫn của Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) về cách pha chế nước rửa tay khô bằng alcohol, nguyên liệu cần có: isopropyl alcohol 99,8% hoặc ethyl alcohol 96o, bộ hydrogen peroxide 3%, glycerol 98% và nước cất. Thành phần % theo thể tích các chất như sau:

- Isopropyl alcohol 75,15% hoặc ethyl alcohol 83,33% có tác dụng khử trùng 

- Glycerol 1,45% giữ ẩm da tay

- Hydrogen peroxide 4,17%, loại bỏ các bào vi khuẩn nhiễm có trong dung dịch

- Thành phần còn lại là nước cất hoặc nước đun sôi để nguội

Mô tả cách thực hiện và pha chế 5 lít nước rửa tay khô từ nguyên liệu trên (có thể thêm một ít hương liệu hoặc tinh dầu để giảm bớt mùi alcohol và tạo cảm giác dễ chịu)

Giải nhanh:

Cần:

- Ethyl alcohol: = 3,7525 lít hoặc isopropyl alcohol: = 4,1665 lít

- Glycerol:  = 72,5 mL

- Hydrogen peroxide: = 208,5 mL

- Rót nước cất từ từ cho đến mức 5 L.