Alcohol: khái niệm, bậc, danh pháp, tính chất hóa học, phản ứng với Na, tách nước, oxi hóa và bài tập có đáp án
Alcohol là hợp chất hữu cơ có nhóm hydroxyl -OH gắn vào carbon no. Bài viết trình bày bậc alcohol, danh pháp, tính chất vật lí, phản ứng với Na, tách nước, oxi hóa tạo aldehyde hoặc ketone, ester hóa, alcohol đa chức (ethylene glycol, glycerol) và bài tập có đáp án Hóa 11.
Alcohol là gì?
Alcohol là hợp chất hữu cơ trong phân tử có nhóm hydroxyl ($-\ce{OH}$) gắn trực tiếp vào nguyên tử carbon no. Alcohol no, đơn chức, mạch hở có công thức chung $\text{C}_n\text{H}_{2n+1}\text{OH}$ ($n \ge 1$). Đại diện quen thuộc nhất là ethanol $\ce{C2H5OH}$.
Bậc, danh pháp và tính chất vật lí
- Bậc alcohol là bậc của carbon liên kết với nhóm $-\ce{OH}$: bậc I ($\ce{CH3CH2OH}$), bậc II ($\ce{CH3CH(OH)CH3}$), bậc III ($\ce{(CH3)3COH}$).
- Tên thay thế: tên hydrocarbon + vị trí nhóm OH + đuôi -ol, ví dụ methanol, ethanol, propan-1-ol, propan-2-ol, butan-1-ol.
- Nhiệt độ sôi cao hơn hydrocarbon và ether có cùng phân tử khối do tạo liên kết hydrogen; alcohol phân tử nhỏ tan vô hạn trong nước, độ tan giảm khi mạch carbon dài.
Ví dụ 1
$\ce{C4H10O}$ có bao nhiêu đồng phân alcohol?
Có $4$: butan-1-ol, butan-2-ol, 2-methylpropan-1-ol, 2-methylpropan-2-ol.
Tính chất hóa học
| Phản ứng | Phương trình |
|---|---|
| Với kim loại kiềm | $\ce{2C2H5OH + 2Na -> 2C2H5ONa + H2 ^}$ |
| Tách nước tạo ether (140 °C) | $\ce{2C2H5OH ->[H2SO4 dac, 140 °C] C2H5OC2H5 + H2O}$ |
| Tách nước tạo alkene (170 °C) | $\ce{C2H5OH ->[H2SO4 dac, 170 °C] CH2=CH2 + H2O}$ |
| Oxi hóa alcohol bậc I | $\ce{CH3CH2OH + CuO ->[t] CH3CHO + Cu + H2O}$ |
| Oxi hóa alcohol bậc II | $\ce{CH3CH(OH)CH3 + CuO ->[t] CH3COCH3 + Cu + H2O}$ |
| Cháy | $\ce{C2H5OH + 3O2 -> 2CO2 + 3H2O}$ |
Alcohol bậc III không bị oxi hóa nhẹ bởi $\ce{CuO}$. Alcohol phản ứng với carboxylic acid tạo ester (phản ứng ester hóa).
Ví dụ 2
Cho $4{,}6$ g ethanol tác dụng với Na dư. Tính thể tích $\ce{H2}$ (điều kiện chuẩn).
$n_{\ce{C2H5OH}} = 0{,}1$ mol nên $n_{\ce{H2}} = 0{,}05$ mol, $V = 1{,}24$ L.
Ví dụ 3
Oxi hóa propan-2-ol bằng $\ce{CuO}$ tạo sản phẩm gì?
Tạo acetone $\ce{CH3COCH3}$ (ketone) vì là alcohol bậc II.
Alcohol đa chức
Ethylene glycol $\ce{HOCH2CH2OH}$ và glycerol $\ce{HOCH2CH(OH)CH2OH}$ có từ hai nhóm $-\ce{OH}$ gắn trên các carbon liền kề, hòa tan được $\ce{Cu(OH)2}$ tạo dung dịch xanh lam; phản ứng này dùng để nhận biết alcohol đa chức có các nhóm OH kề nhau.
Những lỗi thường gặp
Bài tập thực hành
- Gọi tên $\ce{CH3CH2CH2OH}$ và $\ce{CH3CH(OH)CH2CH3}$ và xác định bậc.
- Viết phương trình oxi hóa propan-1-ol bằng $\ce{CuO}$.
- Cho $7{,}4$ g butan-1-ol tác dụng Na dư. Tính thể tích $\ce{H2}$ (điều kiện chuẩn, $M = 74$).
- Phân biệt ethanol và glycerol.
- Viết phương trình tách nước propan-2-ol tạo alkene.
Đáp án
- Propan-1-ol (bậc I); butan-2-ol (bậc II).
- $\ce{CH3CH2CH2OH + CuO ->[t] CH3CH2CHO + Cu + H2O}$.
- $n = 0{,}1$ mol nên $n_{\ce{H2}} = 0{,}05$ mol, $V = 1{,}24$ L.
- Cho $\ce{Cu(OH)2}$: glycerol hòa tan tạo dung dịch xanh lam, ethanol không.
- $\ce{CH3CH(OH)CH3 ->[H2SO4 dac, 170 °C] CH3CH=CH2 + H2O}$.
Tổng kết
Bài học liên quan
Xem tất cả bài học chủ điểm Dẫn xuất halogen, alcohol và phenol
Câu hỏi thường gặp
Alcohol là gì?
Là hợp chất có nhóm $-\ce{OH}$ gắn vào carbon no.
Alcohol bậc I bị oxi hóa thành gì?
Aldehyde.
Vì sao alcohol sôi cao?
Do liên kết hydrogen giữa các phân tử.
Nhận biết alcohol đa chức bằng gì?
Dùng $\ce{Cu(OH)2}$ tạo dung dịch xanh lam.