Phương trình hoá học C6H5OH + Na → C6H5ONa + H2 là một phản ứng oxi hoá khử tiêu biểu giữa phenol và phi kim. Hãy cùng tìm hiểu các tính chất của phản ứng này trong bài viết nhé!
1. Phương trình hoá học:
C6H5OH + Na → C6H5ONa + H2
– Điều kiện phản ứng: Phản ứng giữa phenol và natri không đòi hỏi bất kỳ điều kiện nào đặc biệt.
– Cách thực hiện phản ứng: Để thực hiện phản ứng, bạn cần cho natri tác dụng với phenol. Khi phản ứng xảy ra, Na sẽ tan dần trong phenol và có khí thoát ra.
– Hiện tượng nhận biết phản ứng: Khi thực hiện phản ứng giữa phenol và natri, Na sẽ tan dần trong phenol và có khí thoát ra.
2. Phản ứng oxi hoá khử là gì?
Phản ứng oxi hóa khử là một loại phản ứng hóa học, trong đó có sự chuyển electron giữa các chất tham gia vào phản ứng. Đơn giản hơn, đây là phản ứng khiến một số nguyên tố thay đổi số oxi hóa. Phản ứng này bao gồm các chất sau:
– Chất khử (nhường electron)
– Chất oxy hóa
– Quá trình nhường electron (oxi hóa)
– Quá trình nhận electron (khử)
Dấu hiệu nhận biết phản ứng oxi hóa khử:
– Trong đời sống, phản ứng oxi hóa khử được thể hiện thông qua quá trình hô hấp của thực vật. Chúng hấp thụ khí cacbonic, giải phóng oxi và thực hiện hàng loạt các quá trình trao đổi khác.
– Sự đốt cháy nhiên liệu trong các động cơ, các quá trình điện phân, và các phản ứng xảy ra trong pin đều là những quá trình oxi hóa khử.
– Ngoài ra, sự oxi hóa – khử còn là biểu hiện của hàng loạt các quá trình sản xuất luyện kim, chất dẻo, dược phẩm, phân bón hóa học, và nhiều sản phẩm khác.
Phản ứng oxi hóa khử có vai trò rất quan trọng trong nhiều lĩnh vực, bao gồm cả trong việc sản xuất nhựa, thuốc, sản xuất điện và xử lý nước. Từ việc hiểu rõ về cơ chế phản ứng oxi hóa khử, chúng ta có thể áp dụng và tận dụng chúng trong nhiều lĩnh vực khác nhau trong cuộc sống hàng ngày.
3. Phenol là gì?
– Phenol là một hợp chất hữu cơ thơm có công thức phân tử là C6H5OH. Phân tử bao gồm một nhóm phenyl (−C6H5) liên kết với một nhóm hydroxyl (−OH).
– Công thức phân tử: C6H6O.
– Công thức cấu tạo: C6H5OH.
– Phenol đơn giản nhất là C6H5OH.
– Đây là một loại hóa chất độc hại, cấm sử dụng trong thực phẩm, có thể gây bỏng nặng nếu tiếp xúc với da.
– Hơi có tính axit, nó đòi hỏi phải xử lý cẩn thận vì nó có thể gây bỏng nặng khi rơi vào da.
3.1. Phân loại Phenol:
– Những phenol mà phân tử có chứa 1 nhóm -OH thì phenol thuộc loại monophenol.
– Những phenol mà phân tử có chứa nhiều nhóm OH thì phenol thuộc loại poliphenol.
3.2. Tính chất vật lí của Phenol:
– Phenol là chất rắn, có dạng tinh thể không màu, mùi đặc trưng, nóng chảy ở 43°C.
– Để lâu ngoài không khí, phenol bị oxy hóa một phần nên có màu hồng và bị chảy rữa do hấp thụ hơi nước.
– Phenol ít tan trong nước lạnh, tan trong một số hợp chất hữu cơ. Phenol tan vô hạn ở nhiệt độ trên khoảng 66oC.
3.3. Tính chất hóa học của Phenol:
– Tác dụng với kim loại kiềm: C6H5OH + Na → C6H5ONa + 1/2H2. Phản ứng này dùng để phân biệt phenol với anilin.
– Tác dụng với bazơ mạnh tạo muối phenolate: C6H5OH + NaOH → C6H5ONa + H2O. 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:
+ C6H5ONa + CO2 + H2O → C6H5OH + NaHCO3
+ C6H5ONa + HCl → C6H5OH + NaCl. Phenol bị CO2 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 C6H5O- có tính bazơ.
– Tính chất của nhân thơm – Phản ứng thế H ở vòng benzen:
+ Thế Brom: phenol tác dụng với dung dịch brom tạo 2,4,6 – tribromphenol kết tủa trắng.
+ Thế Nitro: phenol tác dụng với HNO3 đặc có xúc tác H2SO4 đặc, nóng tạo 2,4,6 – trinitrophenol (axit picric).
+ Phản ứng tạo nhựa phenolfomandehit: Phenol + HCHO trong môi trường axit tạo sản phẩm là nhựa phenolfomandehit.
+ Cách điều chế Phenol: Phenol được sản xuất trên quy mô lớn (khoảng 7 tỷ kg / năm) từ các nguyên liệu có nguồn gốc từ dầu mỏ.
3.4. Ứng dụng của Phenol:
Phenol được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực đa dạng khác nhau như:
– Công nghiệp chất dẻo: phenol là nguyên liệu để sản xuất nhựa phenol formaldehyde.
– Công nghiệp tơ hóa học: từ phenol tổng hợp ra tơ polyamide.
– Hóa chất này dùng để điều chế chất diệt cỏ dại và chất kích thích sinh trưởng thực vật, kích thích tố thực vật 2,4 – D (là muối natri của axit 2,4 điclophenoxiaxetic).
– Phenol cũng là nguyên liệu để điều chế một số phẩm nhuộm, thuốc nổ (axit picric).
– Do có tính diệt khuẩn nên phenol được dùng để trực tiếp làm chất sát trùng hoặc để điều chế các chất diệt nấm mốc, diệt sâu bọ (ortho – và para – nitrophenol…).
4. Tìm hiểu về về Natri:
4.1. Tính chất vật lí của Natri:
– Natri là kim loại kiềm, có màu trắng bạc (lớp mỏng có sắc tím), nhẹ, rất mềm và dễ nóng chảy. Hơi natri màu đỏ thẫm bao gồm những nguyên tử natri (nhiều) và phân tử Na2. Ở những điều kiện đặc biệt, tạo nên dung dịch keo màu chàm – tím của natri trong ete.
– Natri có khối lượng riêng là 0,968 g/cm3, nhiệt độ nóng chảy là 97,830C và sôi ở 8860C.
4.2. Tính chất hóa học của Natri:
– Natri có tính khử rất mạnh.
Tác dụng với phi kim, chẳng hạn: 4Na + O2 → 2Na2O; 2Na + Cl2 → 2NaCl
Khi đốt trong không khí hoặc oxi, Natri cháy tạo thành các oxit (oxit thường, peoxit và supeoxit) và cho ngọn lửa có màu vàng đặc trưng.
– Tác dụng với axit: Natri dễ dàng khử ion H (hoặc HO) trong dung dịch axit loãng (HCl, HSO loãng…) thành hidro tự do. Natri nổ khi tiếp xúc với axit.
Ví dụ: 2Na + 2HCl → 2NaCl + H2
2Na + H2SO4 → Na2SO4 + H2
– Tác dụng với nước: Natri tác dụng mãnh liệt với nước tạo thành dung dịch kiềm và giải phóng khí hidro: 2Na + 2H2O → 2NaOH + H2
– Tác dụng với Hidro: Natri tác dụng với hidro ở áp suất khá lớn và nhiệt độ khoảng 350 – 400C tạo thành Natri hidrua: 2Na (lỏng) + H2 (khí) → 2NaH (rắn)
– Trạng thái tự nhiên: Trong tự nhiên, Natri có 13 đồng vị và chỉ có đồng vị ổn định là 23Na. Natri chiếm khoảng 2,6% theo khối lượng của vỏ Trái Đất, làm nó trở thành nguyên tố phổ biến thứ tám nói chung và là kim loại kiềm phổ biến nhất.
4.3. Phương pháp điều chế:
– Vì Natri dễ bị oxh, người ta điều chế bằng cách điện phân muối halogenua hoặc hidroxit nóng chảy.
Ví dụ: K (-) NaCl n/c A (+)
Na+ + e → Na 2Cl- – 2e → Cl2
Phương trình điện phân: 2NaCln/c → 2Na + Cl2↑
– Vì NaCl n/c ở nhiệt độ 800oC, người ta thêm vào 25% NaF và 12% KCl để hạ nhiệt độ n/c xuống 600oC.
4.4. Ứng dụng của Natri:
– Natri là một kim loại kiềm có rất nhiều ứng dụng trong cuộc sống và công nghiệp. Nó là một thành phần quan trọng trong sản xuất este và các hợp chất hữu cơ. Không chỉ vậy, natri còn có tác dụng quan trọng trong việc tạo thành clorua natri (NaCl), một loại muối ăn rất quen thuộc trong cuộc sống hàng ngày.
– Ngoài ra, natri còn được sử dụng để cải thiện cấu trúc của một số hợp kim, giúp tăng cường tính chất của chúng. Nó cũng có thể được sử dụng trong xà phòng, chủ yếu để làm mềm và dưỡng ẩm cho da. Natri còn được sử dụng để làm trơn bề mặt kim loại, giảm ma sát và tạo điều kiện tốt nhất cho sự kết dính giữa các bề mặt kim loại.
– Natri còn có tác dụng làm tinh khiết kim loại nóng chảy, giúp loại bỏ chất phụ gia và tạo ra sản phẩm kim loại tinh khiết hơn. Ngoài ra, natri còn được sử dụng trong các đèn hơi Natri, một thiết bị cung cấp ánh sáng từ điện năng có hiệu quả, được sử dụng phổ biến trong các ứng dụng chiếu sáng công cộng và trong ngành công nghiệp. Cuối cùng, natri còn được sử dụng như một chất lỏng dẫn nhiệt trong một số loại lò phản ứng nguyên tử, giúp giữ cho nhiệt độ luôn ổn định và đảm bảo hiệu suất hoạt động của các thiết bị này.
5. Bài tập vận dụng và hướng dẫn giải:
Câu 1: Phát biểu nào sau đây đúng?
Phenol có phản ứng este hóa tương tự ancol
Phenol có tính axit mạnh hơn etanol
Tính axit của phenol yếu hơn H2CO3
Phenol trong nước cho môi trường axit yếu, quỳ tím hóa đỏ
A. 1, 2
B. 2, 3
C. 3, 1
D. 1, 2, 3, 4
Đáp án B
Câu 2: Phenol tác dụng được với dung dịch nước brom là do:
A. Nhóm -OH hút electron
B. Cặp electron tự do trên oxi liên hợp vào nhân thơm làm giàu mật độ electron ở các vị trí ortho và para
C. Phenol là một axit hay còn gọi là axit phenic
D. Nhóm -OH thể hiện tính bazo
Đáp án B
Câu 4: Cho hợp chất X có công thức phân tử C6H6O2. Biết X tác dụng với dung dịch KOH theo tỉ lệ mol 1: 2. Số đồng phân cấu tạo của X là:
A. 3
B. 4
C. 1
D. 2
Đáp án D
Câu 5: Trong công nghiệp, phenol được điều chế bằng phương pháp nào sau đây?
A. Từ nguyên liệu ban đầu là benzen điều chế ra phenol
B. Nhựa than đá cho tác dụng với dung dịch kiềm rồi sục CO2 vào dung dịch, tách lấy phenol
C. Tiến hành oxi hóa cumen thu sản phẩm là phenol
D. Cả ba đáp án trên đều đúng
Đáp án C
