Phản ứng Oxi hóa ancol là gì? Hiệu suất phản ứng oxi hóa ancol

Sự oxi hóa rượu là gì? Thế nào là sự oxi hóa rượu chính? Tính oxi hoá của rượu etylic? Hiệu suất phản ứng oxi hóa ancol? Phản ứng oxi hóa hoàn toàn rượu?… Các câu hỏi trên của bạn sẽ là Tip.edu.vn Được tổng hợp trong chủ đề oxi hóa rượu dưới đây, chúng ta cùng tìm hiểu nhé !.

Tìm hiểu về lý thuyết rượu

Định nghĩa của alcohol là gì?

• Ancol được định nghĩa là các hợp chất hữu cơ trong phân tử có chứa nhóm -OH liên kết với nguyên tử C không (C (sp ^ {3} )) của một gốc hiđrocacbon.

• Ancol là sản phẩm thu được bằng cách thay thế một nguyên tử H có liên kết với C. (sp ^ {3} ) trong hiđrocacbon có nhóm -OH.

Công thức chung của rượu

• (C_ {x} H_ {y} O_ {z} ) (x, y, z in (N ^ {*} ); y chẵn; (4 leq y leq 2x + 2; z leq x )): thường dùng khi viết phản ứng cháy.
• (C_ {x} H_ {y} (OH) _ {z} ) or (R (OH) _ {z} ): thường dùng khi viết các phản ứng xảy ra với nhóm OH.
• (C_ {n} H_ {2n + 2-2k-z} (OH) _ {z} ) (k = số liên kết p + số vòng; n, z là các số tự nhiên; (z leq) n )): thường dùng khi viết phản ứng cộng (H_ {2} ), cộng (Br_ {2} ), khi biết số hàm, không hoặc không …

Một số lưu ý về rượu

• Độ cồn là% thể tích của (C_ {2} H_ {5} OH ) nguyên chất trong dung dịch (C_ {2} H_ {5} OH )
• Số lần rượu là số nhóm OH có trong phân tử rượu.
• Bậc rượu là bậc của nguyên tử C liên kết với nhóm OH.

Xem chi tiết >>> Rượu là gì? Ancol etylic là gì? Công thức và tính chất của rượu

Phản ứng oxy hóa rượu

Quá trình oxy hóa hoàn toàn

• (C_ {x} H_ {y} O_ {z} + (x + frac {y} {4} – frac {z} {2}) O_ {2} rightarrow xCO_ {2} + frac { y} {2} H_ {2} O )
• (C_ {n} H_ {2n + 1} OH + frac {3n + 2} {2} O_ {2} overset {t ^ { circle}} { rightarrow} nCO_ {2} + (n + 1 ) H_ {2} O )
• (C_ {n} H_ {2n + 1} (OH) _ {b} + frac {3n + 1-b} {2} O_ {2} overset {t ^ { circle}} { rightarrow} nCO_ {2} + (n + 1) H_ {2} O )

***Chú ý:

Phản ứng đốt cháy của rượu sẽ có đặc điểm giống với phản ứng đốt cháy hiđrocacbon tương ứng.

• Nếu rượu bị đốt cháy, nó sinh ra (n_ {H_ {2} O}> n_ {CO_ {2}} rightarrow ) rượu bị đốt cháy là rượu no và (n_ {Ancol} = n_ {H_ {2} O } – n_ {CO_ {2}} ).
• Nếu đốt cháy rượu cho (n_ {H_ {2} O}> 1,5n_ {CO_ {2}} rightarrow ) thì rượu là (CH_ {3} OH ). Chỉ (CH_ {4} ) và (CH_ {3} OH ) có thuộc tính này (trừ amin).
• Khi đốt cháy hợp chất hữu cơ X, (n_ {H_ {2} O}> n_ {CO_ {2}} rightarrow ) thu được chất đó là ankan, rượu no mạch hở hoặc ete no mạch hở ( với cùng một chức năng. công thức (C_ {n} H_ {2n + 2} O_ {x} )).

Phản ứng oxi hóa không hoàn toàn

Đây là phản ứng với CuO hoặc (O_ {2} ) được xúc tác bởi Cu

• Ancol bậc 1 + CuO để tạo thành anđehit:

(RCH_ {2} OH + CuO bên phải RCHO + Cu + H_ {2} O )

Ví dụ:

(CH_ {3} CH_ {2} OH + CuO overet {t ^ { circle}} { rightarrow} CH_ {3} HO + Cu + H_ {2} O )

(CH_ {3} -CH (OH) -CH_ {3} + CuO overset {t ^ { circle}} { rightarrow} CH_ {3} -CO-CH_ {3} + Cu + H_ {2} O )

• Ancol bậc hai + CuO tạo xeton:

(RCHOHR ‘+ CuO rightarrow RCOR’ + Cu + H_ {2} O )

• Ancol bậc ba không bị oxi hóa bằng CuO.

***Chú ý:

• Khối lượng chất rắn giảm = Khối lượng CuO đã phản ứng – Khối lượng Cu tạo thành.
• Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng và bảo toàn nguyên tố ta có:
  • (n_ {ancol} = n_ {andehit} = n_ {CuO} = n_ {Cu} = frac {m_ {chat , ran , gia}} {16} = frac {m_ {sp} – m_ { rượu , bd}} {16} )
  • Sản phẩm gồm anđehit, nước và ancol dư phản ứng với Na dư: (n_ {ancol , bd} = 2n_ {H_ {2}} )

Phản ứng oxi hóa rượu etylic

• Phản ứng oxi hóa hoàn toàn
  • (C_ {2} H_ {5} OH + 3O_ {2} rightarrow 3H_ {2} O + 2CO_ {2} )
  • Hiện tượng: Rượu etylic cháy với ngọn lửa màu xanh lam, tỏa nhiều nhiệt và có khí (CO_ {2} ) bốc lên.

• Phản ứng oxi hóa không hoàn toàn
  • (C_ {2} H_ {5} OH + O_ {2} mũi tên phải CH_ {3} COOH + H_ {2} O )

Ôxy hóa rượu bằng (KMnO_ {4} )

Thí nghiệm: Oxi hóa rượu etylic bằng thuốc tím

• Khi cho rượu etylic, (KMnO_ {4} ) và (H_ {2} SO_ {4} ) vào ống nghiệm và đun nóng nhẹ thì trong ống nghiệm sẽ xảy ra phản ứng tạo anđehit.
• Sau đó, anđehit tiếp tục bị oxi hóa thành axit cacboxylic.
  • (CH_ {3} CH_ {2} OH + 2KMnO_ {4} + 3H_ {2} SO_ {4} rightarrow 5CH_ {3} FOR + 2MnSO_ {4} + K_ {2} SO_ {4} + 8H_ {2 } O )
• Dung dịch màu hồng của (Mn ^ {+ 7} ) nhạt dần và cuối cùng trở thành không màu (Mn ^ {+ 2} ). Nếu dung dịch vẫn có màu hồng, thêm vài giọt natri sulfit hoặc tinh thể natri hydrosulfit để khử chất oxi hóa.
• Vì hỗn hợp tạo thành sau phản ứng có tính axit nên khi thêm axit fucsinsulfuro vào dung dịch, nó chuyển sang màu vàng oxi, nhận biết sự hình thành (CH_ {3} COOH ) từ (CH_ {3} CH_ {2} OH ).

Rượu bị oxi hóa bởi oxi trong dung dịch (Mn ^ {2 +} )

Phương trình phản ứng:

• (R-CH_ {2} OH + frac {1} {2} O_ {2} overset {Mn ^ {2 +}} { rightarrow} R-FOR + H_ {2} O )
• (R-CH_ {2} OH + O_ {2} overet {Mn ^ {2 +}} { rightarrow} R-COOH + H_ {2} O )

***Chú ý:

• Sản phẩm gồm axit, anđehit, nước và ancol khi phản ứng với Na dư thì: (n_ {axit} = 2n_ {H_ {2}} – n_ {alcol , bd} )
• Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng: (m_ {oxi} = m_ {sp} – m_ {ancol , bd} )
• Bảo toàn O: (n_ {CO_ {2}} = frac {1} {2} n_ {andehit} + n_ {axit} )
• (n_ {ancol , pu} = n_ {andehit} + n_ {axit} )

Ancol bị oxi hóa bởi CuO đun sôi

Quá trình oxy hóa rượu chính thành andehit

Quá trình oxy hóa rượu thứ cấp thành xeton

Hiệu suất phản ứng oxi hóa rượu

Trường hợp 1: Hiệu suất của phản ứng oxi hóa ancol sơ cấp là 100%, không tạo ra axit nào là

Vì các hệ số trong phản ứng đều bằng 1 nên ta có:

Khối lượng trung bình của hỗn hợp hơi sau phản ứng là trung bình cộng của anđehit và nước – số mol ancol đã phản ứng = số mol CuO đã phản ứng = số mol Cu = số mol nước = số mol anđehit.

Trường hợp 2: Hiệu suất phản ứng oxi hóa <100%, có thể tạo ra axit hoặc không

• Trong sản phẩm có dư rượu nên ta có:
  • (n_ {ancol}> n_ {ancol , pu} )
• Trong sản phẩm có ancol dư và anđehit no, không có axit thì số mol hiđro di động trước và sau phản ứng bằng nhau.
• Trong các sản phẩm có tính axit, số mol hiđro huy động trước phản ứng lớn hơn sau phản ứng.

Một số bài tập về oxi hóa ancol thường gặp

Bài 1: Cho m gam một rượu (ancol) no, đơn chức X qua bình đựng CuO (dư), nung nóng. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, khối lượng chất rắn trong bình giảm 0,32g. Hỗn hợp hơi thu được có tỉ khối đối với hiđro là 15,5. Vậy giá trị của m là bao nhiêu?

Dung dịch:

Gọi công thức phân tử của ancol no, đơn chức X là: (C_ {n} H_ {2n + 2} O )

Phương trình phản ứng:

(C_ {n} H_ {2n + 2} O + CuO mũi tên phải C_ {n} H_ {2n} O + H_ {2} O + Cu ) (đầu tiên)

Gọi số mol của (C_ {n} H_ {2n + 2} O ) là x, ta có:

Độ giảm khối lượng của chất rắn = (m_ {CuO} – m_ {Cu} = 80x – 64x = 0.32 Rightarrow x = 0.02 )

• Cách 1 (Áp dụng sơ đồ đường chéo): Hỗn hợp hơi của (C_ {n} H_ {2n} O ) và (H_ {2} O ) có khối lượng mol trung bình là: 15,5,2 = 31 gam / mol.

Áp dụng sơ đồ đường chéo ta có:

( frac {n_ {C_ {n} H_ {2n} O}} {n_ {H_ {2} O}} = frac {31-18} {(14n + 16) – 31} = frac {13 } {14n – 15} = frac {1} {1} Rightarrow n = 2 )

Vậy khối lượng của X là: m = (14n + 18) .0,02 = (14,2 + 18) .0,02 = 0,92 gam.

• Phương pháp 2 (Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng): Hỗn hợp hơi của (C_ {n} H_ {2n} O ) và (H_ {2} O ) có khối lượng mol trung bình là 15,5,2 = 31 và khối lượng mol là 0,02,2 = 0,04 nốt ruồi.

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có:

(n_ {C_ {n} H_ {2n + 2} O} = 0,02.64 + 0,04.31 – 0,02.80 = 0,92 , gam )

Bài 2: Đốt cháy hoàn toàn 3,2 gam một chất hữu cơ A (C, H, O) dẫn toàn bộ sản phẩm lần lượt qua bình 1 đựng dung dịch đặc (H_ {2} SO_ {4} ) rồi qua bình 2 đựng dung dịch nước là nước vôi trong dư. Bình 1 tăng 3,6 gam và bình 2 tạo ra 10 gam kết tủa. Xác định công thức cấu tạo của A.

Dung dịch:

Gọi CTPT của A là: (C_ {x} H_ {y} O_ {z} )

Khối lượng bình 1 tăng lên là khối lượng của (H_ {2} O ): (n_ {H_ {2} O} = frac {3,6} {18} = 0,2 , mol )

Bể 2 hấp thụ (CO_ {2} ): (n_ {CO_ {2}} = n_ {ket , fringe} = 0,1 , mol )

Khối lượng của nguyên tử O trong A:

(m_ {O} = 3.2 – 0.2.2 – 0.1.12 = 1.6 , g Rightarrow n_ {O} = 0.1 , mol )

Ta có: x: y: z = 0,1: 0,4: 0,1 = 1: 4: 1

( Rightarrow ) CTCT của A là: (CH_ {3} OH )

Bài 3: Oxi hoá 1,5 gam ancol đơn chức (X) bằng oxi (xúc tác thích hợp) thu được 1,16 gam anđehit đơn chức (hiệu suất phản ứng đạt 80%). Công thức cấu tạo của X là gì?

Dung dịch:

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có:

(1,2 + 32. Frac {a} {2} = 1,16 + 18a Phím phải a = 0,02 , mol )

(M_ {ancol} = frac {1,2} {0,02} = 60 )

( Phím phải R + 14 + 17 = 60 Phím phải R = 29 )

Vậy công thức của ancol X là: (C_ {2} H_ {5} -CH_ {2} OH )

Như vậy, bài viết trên của Tip.edu.vn đã giúp bạn tổng hợp những kiến ​​thức bổ ích về chủ đề sự oxi hóa ancol. Nếu có bất cứ thắc mắc nào liên quan đến chủ đề Phản ứng oxi hóa ancol đừng quên để lại ở phần bình luận bên dưới nhé !. Chúc may mắn với các nghiên cứu của bạn!.

Xem chi tiết qua video của cô giáo Lê Phạm Thanh:

Xem thêm:

• Andehit là gì? Các chuyên đề bài tập Andehit – Xeton
• Sự điện phân là gì? Phân loại và bài tập về chất điện giải
• Axit cacboxylic là gì? Công thức, tính chất và điều chế
• Halogen là gì? Tìm hiểu lý thuyết và bài tập về nhóm halogen
• Phenol là gì? Tính chất, điều chế và ứng dụng của Phenol