Ôn tập môn Hóa học 11
Axit đa chức là gì? được VnDoc sưu tầm và tổng hợp lí thuyết trong chương trình giảng dạy môn Hóa học lớp 11. Hi vọng rằng đây sẽ là những tài liệu hữu ích trong công tác giảng dạy và học tập của quý thầy cô và các bạn học sinh.
Lưu ý: Nếu bạn muốn Tải bài viết này về máy tính hoặc điện thoại, vui lòng kéo xuống cuối bài viết.
Câu hỏi: Axit đa chức là gì?
Trả lời:
- Phân tử có gốc hiđrocacbon thơm liên kết với một nhóm -COOH. Nếu phân tử có hai hay nhiều nhóm -COOH, chúng được gọi là axit đa chức.
I. Định nghĩa
- Các định nghĩa về axit cacboxylic:
+ Axit cacboxylic là hợp chất hữu cơ mà phân tử có nhóm - COOH liên kết với gốc hiđrocacbon, với H hoặc với nhau.
+ Axit cacboxylic là sản phẩm thu được khi thay nguyên tử H trong hiđrocacbon hoặc H2 bằng nhóm - COOH.
- Công thức tổng quát của axit:
+ CxHyOz (x, y, z là các số nguyên dương; y chẵn; z chẵn; 2 ≤ y ≤ 2x + 2 - 2z;): thường dùng khi viết phản ứng cháy.
+ CxHy(COOH)z hay R(COOH)z: thường dùng khi viết phản ứng xảy ra ở nhóm COOH.
+ CnH2n+2-2k-z(COOH)z (k = số liên kết p + số vòng): thường dùng khi viết phản ứng cộng H2, cộng Br2…
- Một số loại axit hữu cơ thường gặp:
+ Axit no đơn chức: CnH2n+1COOH (n ≥ 0) hoặc CmH2mO2 (m ≥ 1).
+ Axit hữu cơ không no, mạch hở, đơn chức trong gốc hiđrocacbon có 1 liên kết đôi: CnH2n-1COOH (n ≥ 2) hoặc CmH2m-2O2 (m ≥ 3).
+ Axit hữu cơ no, 2 chức, mạch hở: CnH2n(COOH)2 (n ≥ 0).
II. Danh pháp
Tên thay thế
Tên thay thế = Tên hiđrocacbon tương ứng + oic
Tên thường của một số axit thường gặp
HCOOH - Axit fomic
CH3COOH - Axit axetic
CH3CH2COOH - Axit propionic
CH3CH2CH2COOH - Axit butiric
CH2=CH-COOH - Axit acrylic
CH2=C(CH3)-COOH - Axit metacrylic
(COOH)2 - Axit oxalic
C6H5COOH - Axit benzoic
HOOC(CH2)4COOH - Axit ađipic
C15H31COOH - Axit pamitic
C17H35COOH - Axit stearic
C17H33COOH - Axit oleic
III. Đặc điểm cấu tạo
Nhóm cacboxyl có cấu tạo:
Như vậy, nhóm -COOH coi như được kết hợp bởi nhóm C=O và nhóm OH. Liên kết O-H trong phân tử axit phân cực hơn liên kết O-H trong phân tử ancol, do đó nguyên tử H của nhóm -COOH linh động hơn nguyên tử H của nhóm -OH ancol. Liên kết của nhóm cacboxyl phân cực mạnh hơn liên kết ancol và phenol nên nhóm OH của axit cacboxylic cũng có thể bị thay thế.
Mô hình phân tử axit axetic dạng đặc (a) và dạng rỗng (b)
IV. Tính chất vật lí
- Các axit đều là chất lỏng hoặc rắn ở điều kiện thường.
- Nhiệt độ sôi của axit tăng dần theo chiều tăng của phân tử khối và cao hơn so với các ancol, anđehit, xeton tương ứng có cùng số nguyên tử cacbon. Nguyên nhân là do giữa các phân tử axit có liên kết hidro bền hơn liên kết hidro giữa các phân tử ancol còn anđehit và xeton không tạo được liên kết hidro.
- Axit fomic HCOOH và axit axetic CH3COOH tan vô hạn trong nước. Độ tan trong nước của các axit giảm dần theo chiều tăng của phân tử khối.
- Mỗi axit đều có một vị riêng như axit axetic có vị giấm, axit oxalic có vị chua của me, axit xitric có vị chua của chanh...
Luyện tập
Dãy sắp xếp các hợp chất hữu theo chiều tăng dần nhiệt độ sôi nào sau đây đúng?
- CH4< CH3OH < HCHO < HCOOH.
- C2H4< CH3CHO < C2H5OH < CH3COOH.
- CH3CHO < C2H6 < CH3COOH < C2H5OH.
- CH3COOH < C2H5OH < CH3CHO < C2H6
V. Tính chất hóa học
Axit cacboxylic là những axit yếu. Tuy vậy, chúng có đầy đủ tính chất của một axit như : làm hồng quỳ tím, tác dụng với kim loại giải phóng hiđro, phản ứng với bazơ, đẩy được axit yếu hơn ra khỏi muối. Axit cacboxylic là những axit yếu. Tuy nhiên, chúng vẫn có đầy đủ tính chất của một axit như: làm hồng quỳ tím, tác dụng với kim loại giải phóng hidro, phản ứng với bazơ/oxit bazơ, đẩy axit yếu hơn ra khỏi muối.
1. Tính axit
a) Sự phân li trong dung dịch
- Nguyên tử H trong nhóm OH của axit cacboxylic khá linh động nên axit cacboxylic phân li không hoàn toàn trong nước theo cân bằng:
R-COOH R-COO- + H+
- Dung dịch axit cacboxylic làm quỳ tím chuyển màu đỏ.
b) Tác dụng với bazơ, oxit bazơ tạo thành muối và nước
HCOOH + NaOH → HCOONa + H2O
RCOOH + OH- → RCOO- + H2O
2CH3COOH + CaO → (CH3COO)2Ca + H2O
c) Tác dụng với muối
- Axit axetic tác dụng với muối canxi cacbonat sinh ra muối mới, khí cacbonic CO2 và H2O
2CH3COOH + CaCO3 → (CH3COO)2Ca + CO2 + H2O
* Thí nghiệm: Ngâm trứng gà trong dung dịch giấm ăn có thành phần là axit axetic.
- Hiện tượng: Có bọt khí thoát ra ở vỏ quả trứng, sau đó vỏ trứng bị hòa tan hoàn toàn. Nguyên nhân là do vỏ trứng có thành phần là muối canxi cacbonat CaCO3 nên đã phản ứng với axit axetic có trong giấm ăn như phương trình trên.
d) Tác dụng với kim loại đứng trước hidro trong dãy hoạt động hóa học
- Axit cacboxylic tác dụng được với kim loại đứng trước hidro trong dãy hoạt động hóa học sinh ra khí H2
2CH3COOH + Zn → (CH3COO)2Zn + H2↑
2. Phản ứng thế nhóm -OH
- Axit cacboxylic phản ứng với ancol khi mặt chất xúc tác là axit H2SO4 đặc và đun nóng.
Ví dụ: CH3COOH + C2H5OH CH3COOC2H5 + H2O
- Sản phẩm tạo thành gồm este và nước nên phản ứng trên được gọi là phản ứng este hóa. Phản ứng xảy ra thuận nghịch và cần axit H2SO4 đặc làm xúc tác.
VI. Điều chế
Oxi hóa anđehit
R(CHO)x + x/2O2 → R(COOH)x (xúc tác Mn2+, t0)
Thủy phân este trong môi trường axit
Ry(COO)xyR’x + xyH2O ↔ yR(COOH)x + xR’(OH)y
Thủy phân dẫn xuất 1,1,1 - trihalogen
RCCl3 + 3NaOH → RCOOH + 3NaCl + H2O (H2O)
Riêng CH3COOH
n-C4H10 + 5/2O2 → 2CH3COOH + H2O (xúc tác Mn2+, t0)
C2H5OH + O2 → CH3COOH + H2O (men giấm)
Một số phản ứng khác
C6H5-CH3 → C6H5COOK → C6H5COOH
R-X → R-CN → R-COOH
CH3OH + CO → CH3COOH
VII. Nhận biết
- Làm quỳ tím chuyển thành màu đỏ; tác dụng với kim loại giải phóng H2; tác dụng với muối cacbonat hoặc hiđrocacbonat giải phóng khí CO2.
- Axit không no làm mất màu dung dịch Br2, dung dịch thuốc tím.
- HCOOH có phản ứng tương tự andehit: tạo được kết tủa trắng với AgNO3/NH3…
-------------------------------------------
Như vậy VnDoc đã giới thiệu các bạn tài liệu Axit đa chức là gì? Mời các bạn tham khảo thêm tài liệu: Giải bài tập Hóa học lớp 11, Giải SBT Hóa Học 11, Trắc nghiệm Hóa học 11, Tài liệu học tập lớp 11