Nguyễn ái nhân so sánh tính axit bazo

Giáo trình Triết học mác - lênin (Dùng trong các trường đại học, cao đẳng) (Tái bản lần thứ ba có sửa chữa, bổ sung)

• Chương 2 và chương 3-TCVH-FINAL EXAM
• Các sự kiện về Hồ Chí Minh
• TƯ TƯỞNG HỒ CHÍ MINH GHI - Sửa đổi, bổ sung một số điều của Nghị định số 95/2016/NĐ-CP ngày 01 tháng 7
• Tieng anh chuyen nganh cong nghe thuc pham va cong nghe sinh hoc

Preview text

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

BÀI TẬP LỚN

HOÁ HỮU CƠ

Giảng viên hướng dẫn : TH NGUYỄN VĂN

THÔNG

Sinh viên thực hiện : NGUYỄN THỊ HỒNG

HẠNH

Mã số sinh viên : 20193376

Chuyên ngành theo học : KỸ THUẬT MÔI

TRƯỜNG

Mã lớp bộ môn : 130147

Hà Nội, tháng 1 năm 2022

CÂU 1: Các trạng thái lai hoá của nguyên tử cacbon trong hợp chất hữu

cơ? Cho ví dụ minh hoạ. Bản chất của các loại liên kết  ,  trong hợp chất hữu cơ.

1. Nguyên tử Cacbon có trạng thái lai hoá là: sp, sp 2 , sp 3  Lai hoá sp 3 ( lai hoá tứ diện) :

+

1AOs + 3AOp = 4AOsp 3

Nguyên tử Csp 3 không còn obitan hoá trị thuần.

Hình dạng liên kết: tứ diện.

Góc liên kết: 109,5o

Ví dụ điển hình: metan

 Lai hoá sp 2 ( lai hoá tam giác ):

1AOs + 2AOp = 3AOsp 2

• y y y
• x x
• x x -

y - z - + +

z z z

y

y x

z +

y x

z

x z

Tính chất của liên kết  và 

 Liên kết xích ma (): + xen phủ trục + bền + liên kết đơn là liên kết   Liên kết pi (): + xen phủ biên + kém bền + liên kết pi tạo thành các liên kết bội

1 liên kết đôi gồm : 1 liên kết  và 1 liên kết 

1 liên kết ba gồm : 1 liên kết  và 2 liên kết 

Hợp chất hữu cơ có liên kết pi hoạt động hơn những hợp chất chỉ có liên kết xích ma, có phản ứng đặc trưng là cộng vào liên kết pi.

CÂU 2: Bản chất của hiệu ứng cảm ứng. Ảnh hưởng của nó đến tính của

hợp chất hữu cơ.

Kí hiệu là I

• Xuất hiện trong khi mạch liên kết xích ma có nhóm thế hút hoặc đẩy electron.
• Các nhóm hút electron gây hiệu ứng cảm ứng âm (-I) như: -NO 2 , -F, -Cl, -Br, nhóm khoong no. Nhóm có độ âm điện càng lớn hút electron càng mạnh. Biểu diễn X
• Các nhóm đẩy electron gât hiệu ứng cảm ứng dương (+I) thường là các gốc hidrocacbon no. Gốc hidrocacbon càng lớn, càng phân nhánh đẩy electron càng mạnh.

Biểu diễn Y

• Đặc điểm của hiệu ứng cảm ứng: Lực cảm ứng yếu và giảm nhanh theo mạch cacbon VD: Xét tính axit của các axit: butanoic, 2-clo butannoic, 4-clo butanoic

CÂU 3: Bản chất của hiệu ứng liên hợp. Ảnh hưởng của nó đến tính của

hợp chất hữu cơ

Kí hiệu là C

• Xuất hiện khi phân tử chất chứa hệ liên hợp. (hệ liên kết có liên kết pi (hoặc đôi electron riêng) và xichma xen đều nhau) Ví dụ: CH 2 =CH-CH=CH 2 ; CH 2 =CH-CH=O; CH 2 =CH-Cl

..

 −  − p

 −  − 

 −  − 

• Một nhóm thế có thể gây ra nhiều hơn một hiêu ứng, ta xét lần lượt: C > H > I

CÂU 5: Khái niệm axit-bazo của Bronsted và Lewis. Cho ví dụ minh

hoạ.

Bronsted Lewis Khái niệm - Axit là chất có khả năng cho proton H+

• Bazo là chất có khả năng nhận proton H+
• Axit là chất có khả năng nhận them một hay nhiều electron của chất khác để hình thành liên kết cộng hoá trị mới.
• Bazo là chất có khả năng nhường 1 hay nhiều cặp electron chưa liên kết cho chất khác để tạo thành liên kết cộng hoá trị mới. Ví dụ NH 3 + HCl NH 4 Cl Trong phản ứng này NH 3 là chất nhận H+, HCl là chất cho H+ và do đó NH 3 là bazo, HCl là axit.

H+ +NH 3 [H 3 N:

H]+

Trong phản ứng này NH 3 là một bazo vì là chất cho đôi electron, H+ là axit vì là chất nhận một đôi electron

CÂU 6: Sắp xếp độ linh động của nguyên tử Hiđro trong nhóm –OH của

các hợp chất sau: CH 3 OH; (CH 3 ) 2 CHOH; (CH 3 ) 3 COH; CH 3 -CÔH và Cl- CH 2 -COOH. Giải thích.

• Độ linh động của nguyên tử H trong gốc –OH được sắp xếo theo thứ tự tăng dần: (CH 3 ) 3 COH < (CH 3 ) 2 CHOH < CH 3 OH < CH 3 COOH < Cl-CH 2 COOH  Giải thích:
• Nguyên tắc chung: Nguyên tử H càng linh động thì tính axit càng mạnh.
• Với các axit hữu cơ RCOOH: (nguyên tử H được coi không có khả năng hút hoặc đẩy e)
  • Nếu gốc R no (đẩy e) làm giảm tính axit. Gốc R no càng nhiều nguyên tử C thì khả năng đẩy e càng mạnh
  • Nếu cóc R hút e (không no, thơm hoặc có halogen...) sẽ làm tăng tính axit.
• Xét với gốc R có chứa nguyên tử halogen:
  • Halogen có độ âm điện càng lớn thì tính axit càng mạnh: CH 2 ClCOOH > CH 3 COOH
• Với các hợp chất hữu cơ khác loại thì tính axit giảm theo dãy: Axit cacboxylic > phenol > ancol

CÂU 7: Sắp xếp tính base của các hợp chất sau: CH 3 NH 2 ; (CH 3 ) 2 NH;

C 6 H 5 NH 2 ; p-O 2 N-C 6 H 4 -NH 2 ; C 6 H 5 NHCH 3. Giải thích?

Tính bazo các amin được sắp xếp theo chiều tăng dần:

C 6 H 5 NH 2 < p-NO 2 C 6 H 4 NH 2 < C 6 H 5 NHCH 3 < CH 3 NH 2 < (CH 3 ) 2 NH

 Giải thích : (Rthơm) 3 N < (Rthơm) 2 NH < RthơmNH 2 < NH 3 < RnoNH 2 < (Rno) 2 NH < (Rno) 3 N

Gốc –CH 3 có tính đảy e còn –NO 2 có tính hút e nên p-NO 2 C 6 H 4 NH 2 có tính bazo kém hơn C 6 H 5 NHCH 3

CÂU 9: So sánh khả năng phản ứng electrophil của benzene, toluene và

nitrobenzene. Giải thích?

• Khả năng thế trên vòng càng lớn khi trên vòng có gắn các nhóm thế hoạt hóa, định hướng thế ortho-para, các nhóm thế đó thường là nhóm đẩy electron (-𝐶𝐶3 < -OH....)
• Gốc -𝐶𝐶3 có tính đẩy e còn -𝐶𝐶2 có tính hút e

\=> toluene > benzen > nitrobenzene

CÂU 10: Qui luật thế electrophil vào vòng benzene

Ảnh hưởng của nhóm thế đến sự thế SEAr:

Một nhóm thế R có sẵn ở nhân thơm có ảnh hưởng đến vị trí của các nhóm vào sau gọi là nhóm định hướng.

 Sở dĩ như vậy là:

• Khi benzen chưa bị thế, mật độ electron ở 6 nguyên tử C trong vòng là như nhau vào chỉ thu được một sản phẩm khi thế lần đầu.
• Khi thế lần thứ hai, nhóm thế mới có thể định hướng vào các vị trí ortho, meta và para so với nhóm định hướng, sẽ thu được một hỗn hợp 3 sản phẩm đồng phân có tỷ lệ phần trăm khác nhau.

Khi nhân thơm đã có sẵn một nhóm thế:

Dựa trên cơ sở tác dụng định hướng người ta chia làm 2 loại nhóm thế:

• Nhóm thế loại I: Tác dụng định hướng nhóm thế vào sau ưu tiên vào vị trí ortho và para so với nhóm thế đính sẵn; đồng thời đa số các nhóm thế này

kích hoạt sự thế: gồm các nhóm thế hoạt hóa nhân thơm (O-, - NR2, NH2, -OH, -OR, -NHCOCH3, -CH3, -C(CH3), C6H5-...) và một số nhóm thế phản hoạt hóa nhân thơm (halogen, -CH2Cl,...)

• Nhóm thế loại II: Tác dụng định hướng nhóm thế vào sau ưu tiên vào vị trí meta so với nhóm thế đính sẵn; đồng thời các nhóm thế này thụ động hóa sự thế: gồm các nhóm thế phản hoạt hóa nhân thơm (-NO2, -NR3, CF3, -CN, -COOH, -COOR, -SO3H, -SO2R, -CHO, -COR....)

 Trường hợp nhóm thế đính sẵn khác loại: nhóm thế loại I đóng vai trò định hướng nhóm thế vào sau.

Tuy nhiên quy luật thế chỉ có tính tương đối vì ngoài yếu tố điện tử còn phụ thuộc vào các yếu tố không gian, điều kiện phản ứng, bản chất của nhóm thế...

• Sản phẩm mới sinh ra có liên kết đôi trong phân tử nên có thể cộng tiếp với một phân tử brom nữa:
• Trong điều kiện thích hợp, propin cũng có phản ứng cộng với hiđro và một số chất khác.
• Cộng hiđro
• Cộng hiđro clorua
• Phản ứng cộng HX, H2O vào các ankin trong dãy đồng đẳng của axetilen cũng tuân theo quy tắc Mac-côp-nhi-côp như anken.
• Phản ứng oxi hóa
• Propin là hiđrocacbon, vì vậy khi đốt, propin sẽ cháy tạo ra cacbon đioxit và nước, tương tự metan và etilen.
• Propin cháy trong không khí với ngọn lửa sáng, tỏa nhiều nhiệt.
• Phản ứng thế bới kim loại
• Tính chất riêng của các ankin có nối ba đầu mạch

CÂU 13: Hoá tính của propilen. Qui tắc Maccopnicop và Kharat.

Giải thích. Tính chất hóa học của propilen Phản ứng cộng HBr C𝐶 3 -CH=C𝐶 2 + HBr → C𝐶 3 -C𝐶 2 -C𝐶 2 -Br Phản ứng cộng halogen C𝐶 3 CH=C𝐶 2 + 𝐶𝐶 2 →CCl 4 C𝐶 3 CHBrC𝐶 2 Br

nC𝐶 2 =CH–C𝐶 3 →p-C𝐶 2 –CHC𝐶 3 -n (Polipropilen hay nhựa PP) (đk: nhiệt độ, xúc tác)

B.

Quy tắc Maccopnhicop: Trong phản ứng cộng HX vào liên kết bội, nguyên tử H ưu tiên cộng vào nguyên tử Cacbon bậc thấp hơn, còn nguyên tử hay nhóm nguyên tử X ưu tiên cộng vào nguyên tử Cacbon bậc cao hơn. Hay nói đơn giản là "Giàu càng giàu, nghèo càng nghèo" VD: C𝐶 3 -CH=C(C𝐶 3 ) 2 + HBr ---> C𝐶 3 -CHBr-CH(C𝐶 3 ) 2 Phản quy tắc maccopnhicop (Kharat) Năm 1920, Kharat đã chứng tỏ rằng phản ứng cộng HBr hoàn toàn theo qui tắc Maccopnhicop chỉ xảy ra khi tiến hành trong tối với dm tinh khiết.

Khi thêm một chút peroxit (R-O-O-R) vào hỗn hợp phản ứng, Kharat thu được ưu tiên sp cộng trái qui tắc Maccopnhicop:

Hiệu ứng gây ra bởi peroxit làm cho phản ứng cộng HBr không theo cơ chế ion (AE) mà theo cơ chế cộng gốc (AR) tạo sản phẩm cộng trái qui tắc Maccopnhicop được gọi là hiệu úng peoxit hay hiệu ứng Kharat. Trong số các hidrohalogenua, chỉ HBr và HCl (trong số ít trường hợp ở t° cao) là có thể cộng vào anken theo cơ chế gốc, còn HF và HI thì không.

CÂU 14: Hoá tính của 1,3 butadien.

Nó thuộc loại Ankađien,có công thức tổng quát là :𝐶𝐶𝐶2n-2 ( với n>= 3) Công thức phân tử của butadien 1-3 là : C 4 H 6 Công thức cấu tạo là : CH 2 =CH-CH=CH 2 là loại có 2 nối đôi liên hợp ( xen cách bởi 1 liên kết đơn 4- Các phản ứng hóa học của butadiene -1,3. Phản ứng cộng

-Nhiệt độ thấp (-80 ° C) thì cộng theo hướng 1,2 là sản phẩm chính

-Nhiệt độ cao hơn ( 40 ° C) thì cộng theo hướng 1,4 là sản phẩm chính

CÂU 15: So sánh khả năng phản ứng thế SN của etyl-; vinyl-; và

allylclorua. Giải thích.

Do nguyên tử N trong phân tử amin còn cặp e chưa sử dụng có khả năng nhận proton. * So sánh tính bazơ của các amin (phân biệt bậc các amin)

• Nếu nguyên tử N trong phân tử amin được gắn với gốc đẩy e (gốc no: ankyl) thì tính bazơ của amin mạnh hơn so với tính bazơ của NH3. Những amin này làm cho quỳ tím chuyển thành màu xanh.
• Nếu nguyên tử N trong phân tử amin gắn với các gốc hút e (gốc không no, gốc thơm) thì tính bazơ của amin yếu hơn so với tính bazơ của NH3. Những amin này không làm xanh quỳ tím.
• Amin có càng nhiều gốc đẩy e thì tính bazơ càng mạnh, amin có càng nhiều gốc hút e thì tính bazơ càng yếu. ⇒ Lực bazơ: CnH2n + 1–NH 2 > H–NH 2 > C 6 H 5 –NH 2
• Dung dịch metylamin và nhiều đồng đẳng của nó có khả năng làm xanh giấy quỳ tím hoặc làm hồng phenolphtalein.
• Amin bậc III mà gốc hiđrocacbon R, R’ và R’’ có số C ≥ 2 thì các gốc R, R’ và R’’ cản trở amin nhận proton H+ ⇒ tính bazơ yếu ⇒ dung dịch không làm đổi màu quỳ tím và phenolphtalein.
• Tác dụng với axit: R–NH 2 + HCl → R–NH 3 Cl Ví dụ:
• Tác dụng dung dịch muối của các kim loại có hiđroxit kết tủa: Ví dụ: 3CH 3 NH 2 + FeCl 3 + 3H 2 O → Fe(OH) 3 ↓ + 3CH 3 NH 3 Cl
• Lưu ý: Khi cho muối của Cu2+, Zn2+, ... vào dung dịch amin (dư) → hiđroxit kết tủa → kết tủa tan (tạo phức chất). b. Phản ứng với axit nitrơ HNO 2
• Amin bậc một tác dụng với axit nitrơ ở nhiệt độ thường cho ancol hoặc phenol và giải phóng nitơ. C 2 H 5 NH 2 + HONO → C 2 H 5 OH + N 2 ↑ + H 2 O c. Phản ứng ankyl hóa Amin bậc một hoặc bậc hai tác dụng với ankyl halogenua (CH 3 I, ...) , nguyên tử H của nhóm amin có thể bị thay thế bởi gốc ankyl: Ví dụ: C 2 H 5 NH 2 + CH 3 I → C 2 H 5 NHCH 3 + HI
  • Phản ứng này dùng để điều chế amin bậc cao từ amin bậc thấp hơn. d. Phản ứng cháy của amin no đơn chức mạch hở:

CÂU 17: Tính chất hoá học của phenol.

Tính chất của nhóm -OH

• Tác dụng với kim loại kiềm: 𝐶 6 𝐶 5 OH + Na → 𝐶 6 𝐶 5 ONa + 1/2 H 2

→ Phản ứng này dùng để phân biệt phenol với anilin.

• Tác dụng với bazơ mạnh tạo muối phenolate: 𝐶 6 𝐶 5 OH + NaOH → 𝐶 6 𝐶 5 ONa + H 2 O

Ancol không có phản ứng này chứng tỏ H của phenol linh động hơn H của Ancol và chứng minh ảnh hưởng của gốc phenyl đến nhóm OH.

→ Phản ứng này dùng để tách phenol khỏi hỗn hợp anilin và phenol sau đó thu hồi lại phenol nhờ phản ứng với các axit mạnh hơn:

• C 6 H 5 ONa + CO 2 + H 2 O → C 6 H 5 OH + NaHCO 3
• C 6 H 5 ONa + HCl → C 6 H 5 OH + NaCl

Phenol bị CO 2 đẩy ra khỏi muối → phenol có tính axit yếu hơn axit cacbonic → phenol không làm đổi màu quỳ tím. Phản ứng này cũng chứng minh được ion C 6 H 5 O- có tính bazơ.