Pintu masukNama lain untuk fenol. Fenol (hidroksibenzena, asid karbolik)
Sifat kimia fenol ditentukan oleh kehadiran kumpulan hidroksil dan cincin benzena dalam molekul.
Tindak balas oleh kumpulan hidroksil
Fenol, seperti alkohol alifatik, mempunyai sifat berasid, i.e. mampu membentuk garam - fenolat. Walau bagaimanapun, ia adalah asid yang lebih kuat dan oleh itu boleh berinteraksi bukan sahaja dengan logam alkali (natrium, litium, kalium), tetapi juga dengan alkali dan karbonat:
Pemalar keasidan rK A fenol adalah bersamaan dengan 10. Keasidan tinggi fenol dikaitkan dengan sifat penerima cincin benzena ( kesan gandingan) dan dijelaskan oleh penstabilan resonans anion fenolat yang terhasil. Caj negatif pada atom oksigen anion fenolat boleh diagihkan semula ke seluruh cincin aromatik disebabkan oleh kesan konjugasi proses ini boleh diterangkan oleh satu set struktur resonans:
Tiada satu pun daripada struktur ini sahaja menerangkan keadaan sebenar molekul, tetapi penggunaannya membolehkan kita menerangkan banyak tindak balas.
Fenolat mudah berinteraksi dengan haloalkana dan halida asid:
Interaksi garam fenol dengan haloalkana ialah tindak balas O-alkilasi fenol. Ini adalah kaedah untuk menyediakan eter (reaksi Williamson, 1852).
Fenol mampu bertindak balas dengan asid halida dan anhidrida untuk menghasilkan ester (O-asilasi):
Tindak balas berlaku dengan kehadiran sejumlah kecil asid mineral atau dengan pemanasan.
Tindak balas pada gelang benzena
Hidroksil ialah kumpulan penderma elektron dan diaktifkan ortho- Dan sepasang-kedudukan dalam tindak balas penggantian elektrofilik:
Halogenasi
Halogenasi fenol oleh tindakan halogen atau agen halogen berlaku pada kelajuan tinggi:
Nitrasi
Apabila asid nitrik dalam asid asetik (dengan kehadiran sejumlah kecil asid sulfurik) bertindak ke atas fenol, 2-nitrophenol diperoleh:
Di bawah pengaruh asid nitrik pekat atau campuran penitratan, fenol teroksida secara intensif, yang membawa kepada pemusnahan mendalam molekulnya. Apabila menggunakan asid nitrik cair, nitrasi disertai dengan tar yang kuat walaupun menyejukkan hingga 0°C dan membawa kepada pembentukan O- Dan p- isomer dengan dominasi yang pertama:
Apabila fenol dinitratkan dengan dinitrogen tetroksida dalam pelarut lengai (benzena, dikloroetana), 2,4-dinitrophenol terbentuk:
Nitrasi yang terakhir dengan campuran penitratan berjalan dengan mudah dan boleh berfungsi sebagai kaedah untuk sintesis asid pikrik:
Tindak balas ini berlaku dengan pemanasan sendiri.
Asid pikrik juga diperoleh melalui langkah sulfonasi. Untuk melakukan ini, fenol dirawat pada 100°C dengan jumlah asid sulfurik yang berlebihan, terbitan 2,4-disulfo diperolehi, yang dirawat dengan asid nitrik wasap tanpa mengasingkannya daripada campuran tindak balas:
Pengenalan dua kumpulan sulfo (serta kumpulan nitro) ke dalam cincin benzena menjadikannya tahan terhadap tindakan pengoksidaan asid nitrik wasap tindak balas tidak disertai dengan tar. Kaedah mendapatkan asid pikrik ini sesuai untuk pengeluaran dalam skala industri.
Sulfonasi . Sulfonasi fenol, bergantung pada suhu, berlaku dalam ortho- atau sepasang-kedudukan:
Alkilasi dan asilasi menurut Friedel-Crafts . Fenol membentuk garam tidak aktif ArOAlCl 2 dengan aluminium klorida; oleh itu, asid protik (H 2 SO 4) atau pemangkin oksida logam jenis asid (Al 2 O 3) digunakan sebagai pemangkin untuk alkilasi fenol. Ini membenarkan hanya alkohol dan alkena digunakan sebagai agen pengalkilasi:
Alkilasi berlaku secara berurutan dengan pembentukan mono-, di- dan trialkilphenols. Pada masa yang sama, penyusunan semula bermangkin asid berlaku dengan penghijrahan kumpulan alkil:
Pemeluwapan dengan aldehid dan keton . Apabila pemangkin alkali atau asid bertindak ke atas campuran fenol dan aldehid lemak, pemeluwapan berlaku dalam O- Dan n- peruntukan. Tindak balas ini adalah sangat penting praktikal, kerana ia mendasari pengeluaran plastik penting dan asas varnis. Pada suhu biasa, pertumbuhan molekul akibat pemeluwapan berlangsung dalam arah linear:
Jika tindak balas dilakukan dengan pemanasan, pemeluwapan bermula dengan pembentukan molekul bercabang:
Hasil daripada menyertai semua yang ada O- Dan n-kedudukan, polimer termoset tiga dimensi terbentuk - bakelit. Bakelite mempunyai rintangan elektrik dan rintangan haba yang tinggi. Ini adalah salah satu polimer industri pertama.
Tindak balas fenol dengan aseton dengan kehadiran asid mineral membawa kepada pengeluaran bisphenol:
Yang terakhir digunakan untuk mendapatkan sebatian epoksi.
Reaksi Kolbe-Schmidt. Sintesis asid fenilkarboksilik.
Natrium dan kalium fenolat bertindak balas dengan karbon dioksida, membentuk orto- atau para-isomer asid fenilkarboksilik, bergantung pada suhu:
Pengoksidaan
Fenol mudah teroksida oleh asid kromik kepada n-benzokuinon:
Pemulihan
Pengurangan fenol kepada sikloheksanone digunakan untuk menghasilkan poliamida (nilon-6,6)
Soalan 2. Fenol, struktur, sifat dan kegunaannya.
Jawab. Fenol ialah bahan organik, terbitan hidrokarbon aromatik, di mana kumpulan hidroksil (satu atau lebih) dikaitkan dengan cincin benzena.
Wakil paling mudah kumpulan bahan ini ialah fenol, atau asid karbolik C 6 H 5 OH. Dalam molekul fenol, π-elektron cincin benzena menarik pasangan elektron tunggal atom oksigen kumpulan hidroksil, akibatnya mobiliti atom hidrogen kumpulan ini meningkat.
Bahan kristal tidak berwarna pepejal dengan bau ciri yang tajam semasa penyimpanan ia teroksida di udara dan diperoleh merah jambu, kurang larut dalam air sejuk, tetapi larut dengan baik dalam air panas. Takat lebur – 43 °C, takat didih – 182 °C. Antiseptik yang kuat, sangat beracun.
Sifat kimia
Sifat kimia ditentukan oleh pengaruh bersama kumpulan hidroksil dan cincin benzena.
Tindak balas pada gelang benzena
1. Brominasi:
C 6 H 5 OH + 3Br 2 = C 6 H 2 Br 3 OH + 3HBr.
2,4,6-tribromophenol (mendakan putih)
2. Interaksi dengan asid nitrik:
C 6 H 5 OH + 3HNO 3 = C 6 H 2 (NO 2) 3 OH + 3H 2 O.
2,4,6-trinitrophenol (asid picric)
Tindak balas ini berlaku dalam keadaan biasa(tanpa haba dan mangkin), manakala penitratan benzena memerlukan suhu dan mangkin.
Tindak balas pada kumpulan hidroksi
1. Seperti alkohol, ia berinteraksi dengan logam aktif:
2C 6 H 5 OH + 2Na = 2C 6 H 5 ONa + H 2.
natrium fenolat
2. Tidak seperti alkohol, ia berinteraksi dengan alkali:
C 6 H 5 OH + NaOH = C 6 H 5 ONa + H 2 O.
Fenolat mudah terurai oleh asid lemah:
a) C 6 H 5 ONa + H 2 O + CO 2 = C 6 H 5 OH + NaHCO 3;
b) C 6 H 5 ONa + CH 3 I + CO 2 = C 6 H 5 OCH 3 + NaI.
metilfenil eter
3. Interaksi dengan derivatif halogen:
C 6 H 5 OH + C 6 H 5 I = C 6 H 5 OC 2 H 5 + HI
etilfenil eter
4. Interaksi dengan alkohol:
C 6 H 5 OH + HOC 2 H 5 = C 6 H 5 OC 2 H 5 + H 2 O.
5. Tindak balas kualitatif:
3C 6 H 5 OH + FeCl 3 = (C 6 H 5 O) 3 Fe↓+ 3HCl.
besi(III) fenolat
Fenolat besi(III) mempunyai warna ungu kecoklatan dengan bau karkas (cat).
6. Pecutan:
C 6 H 5 OH + CH 3 COOH = C 6 H 5 OCOCH 3 + H 2 O.
7. Kopolikondensasi:
C 6 H 5 OH + CH 2 O + … → - n. –.
metanal –H 2 O resin fenol-formaldehid
resit
1. Diperbuat daripada tar arang batu.
2. Penyediaan daripada terbitan klorin:
C 6 H 5 Cl + NaOH = C 6 H 5 ONa + HCl,
2C 6 H 5 ONa + H 2 SO 4 = 2C 6 H 5 OH + Na 2 SO 4.
3. Kaedah Cumene:
C 6 H 6 + CH 2 CHCH 3 C 6 H 5 CH(CH 3) 2,
C 6 H 5 CH(CH 3) 2 + O 2 C 6 H 5 C(CH 3) 2 OOH C 6 H 5 OH +CH 3 COCH 3.
fenol aseton
Permohonan
1. Sebagai antiseptik ia digunakan sebagai pembasmi kuman.
2. Dalam penghasilan plastik (resin fenol-formaldehid).
3. Dalam penghasilan bahan letupan (trinitrophenol).
4. Dalam pengeluaran reagen foto (pembangun untuk hitam putih kertas).
5. Dalam penghasilan dadah.
6. Dalam penghasilan cat (gouache).
7. Dalam penghasilan bahan sintetik.
Soalan 3. 1.12 liter CO 2 telah disalurkan melalui 200 g larutan KOH 40%. Tentukan jenis dan jisim garam yang terbentuk.
Jawab.
Diberi: Cari: jenis dan berat garam.
V(CO 2) = 1.12 l.
Penyelesaian
m(KOH kontang)= 200*0.4=80g.
x 1 g 1.12 l x 2 g
2KOH + CO 2 = K 2 CO 3 + H 2 O.
v: 2 mol 1 mol 1 mol
M: 56 g/mol – 138 g/mol
m: 112 g -- 138 g
x 1 = m(KOH) = (1.12* 112)/22.4=5.6 g,
x 2 =m(K 2 CO 3)=138*1.12/22.4=6.9 g.
Oleh kerana KOH diambil secara berlebihan, purata garam K 2 CO 3 terbentuk, dan bukan KHCO 3 berasid.
Jawapan: m(K 2 CO 3) = 6.9 g.
TIKET No 3
Soalan 1.Teori struktur sebatian organik. Kepentingan teori untuk perkembangan sains.
Jawab. Pada tahun 1861, saintis Rusia Alexander Mikhailovich Butlerov merumuskan prinsip asas teori struktur bahan organik.
1. Molekul sebatian organik terdiri daripada atom yang bersambung antara satu sama lain dalam urutan tertentu mengikut valensinya (C-IV, H-I, O-II, N-III, S-II).
2. Fizikal dan sifat kimia bahan bergantung bukan sahaja pada sifat atom dan nisbah kuantitatifnya dalam molekul, tetapi juga pada susunan sambungan atom, iaitu, pada struktur molekul.
3. Sifat kimia sesuatu bahan boleh ditentukan dengan mengetahui struktur molekulnya. Sebaliknya, struktur molekul sesuatu bahan boleh diwujudkan secara eksperimen dengan mengkaji perubahan kimia bahan tersebut.
4. Dalam molekul terdapat pengaruh bersama antara atom atau kumpulan atom antara satu sama lain:
CH 3 - CH 3 (t mendidih = 88.6 0 C), CH 3 - CH 2 – CH 3 (t mendidih = 42.1 0 C)
etana propana
Berdasarkan teorinya, Butlerov meramalkan kewujudan isomer sebatian, contohnya dua isomer butana (butana dan isobutana):
CH 3 -CH 2 - CH 2 -CH 3 (takat didih =0.5 0 C),
CH 3 -CH(CH 3)- CH 3 (t mendidih = -11.7 0 C).
2-metilpropana atau isobutana
Isomer ialah bahan yang mempunyai komposisi molekul yang sama, tetapi struktur kimia yang berbeza dan oleh itu mempunyai sifat yang berbeza.
Kebergantungan sifat bahan pada strukturnya adalah salah satu idea yang mendasari teori struktur bahan organik oleh A.M. Butlerov.
Kepentingan teori A.M. Butlerov
1.menjawab "Percanggahan" utama kimia organik:
a) Kepelbagaian sebatian karbon
b) percanggahan ketara antara valensi dan bahan organik:
c) sifat fizikal dan kimia yang berbeza bagi sebatian yang mempunyai formula molekul yang sama (C 6 H 12 O 6 - glukosa dan fruktosa).
2. Memungkinkan untuk meramalkan kewujudan bahan organik baru, dan juga menunjukkan cara pengeluarannya.
3. Dibolehkan untuk meramalkan pelbagai kes isomerisme, meramalkan arah tindak balas yang mungkin.
Soalan 2. Jenis Ikatan Kimia dalam Sebatian Organik dan Organik.
Jawapan: Daya penggerak utama yang membawa kepada pembentukan ikatan kimia ialah keinginan atom untuk melengkapkan tahap tenaga luaran.
Ikatan ionik – ikatan kimia, dijalankan kerana tarikan elektrostatik antara ion. Pendidikan ikatan ionik hanya mungkin antara atom yang nilai keelektronegatifannya sangat berbeza.
Sebatian ionik termasuk halida dan oksida logam alkali dan alkali tanah (NAI, KF, CACI 2, K 2 O, LI 2 O).
Ion juga boleh terdiri daripada beberapa atom, ikatan antaranya bukan ion:
NaOH = Na + + OH - ,
Na 2 SO 4 = 2Na + + SO 4 2-.
Perlu diingatkan bahawa sifat ion berbeza dengan ketara daripada sifat atom dan molekul yang sepadan bagi bahan mudah: Na ialah logam yang bertindak balas dengan kuat dengan air, ion Na + larut di dalamnya; H 2 - larut di dalamnya; H 2 ialah gas tidak berwarna, tidak berasa dan tidak berbau, ion H + memberikan larutan rasa masam, menukar warna litmus (kepada merah).
Sifat sebatian ionik
1. Sebatian dengan ikatan ion ialah elektrolit. Hanya larutan dan cair yang mengalirkan arus elektrik.
2. Lebih kerapuhan bahan kristal.
Ikatan kovalen- ikatan kimia yang dilakukan melalui pembentukan pasangan elektron (ikatan) sepunya.
Ikatan nonpolar kovalen - ikatan yang terbentuk antara atom yang menunjukkan keelektronegatifan yang sama. Dalam ikatan nonpolar kovalen, ketumpatan elektron sepasang elektron sepunya diedarkan dalam ruang secara simetri berbanding nukleus atom sepunya (H 2, I 2, O 2, N 2).
Ikatan polar kovalen ialah ikatan kovalen antara atom dengan elektronegativiti yang berbeza (tetapi tidak sangat berbeza antara satu sama lain) (H 2 S, H 2 O, NH 3).
Menurut mekanisme penerima penderma, berikut terbentuk: NH + 4, H 3, O +, SO 3, NO 2. Dalam kes penampilan ion NH + 4, atom nitrogen ialah penderma, menyediakan pasangan elektron yang tidak dikongsi untuk kegunaan biasa, dan ion hidrogen ialah penerima, menerima pasangan ini dan menyediakan orbitalnya untuk ini. Dalam kes ini, ikatan penderma-penerima (penyelarasan) terbentuk. Atom penerima memperoleh cas negatif yang besar, dan atom penderma memperoleh cas positif.
Sebatian dengan ikatan kovalen polar mempunyai takat didih dan lebur yang lebih tinggi daripada bahan dengan ikatan kovalen nonpolar.
Dalam molekul sebatian organik, ikatan atom adalah kovalen polar.
Dalam molekul sedemikian, hibridisasi (pencampuran orbital dan penjajaran formula dan tenaganya) orbital valens (luar) atom karbon berlaku.
Orbital hibrid bertindih dan ikatan kimia yang kuat terbentuk.
Sambungan logam- ikatan yang dilakukan oleh elektron yang agak bebas antara ion logam dalam kekisi kristal. Atom logam mudah melepaskan elektron, menjadi ion bercas positif. Elektron yang tertanggal bergerak bebas antara ion logam positif, i.e. mereka disosialisasikan oleh ion logam, i.e. mereka disosialisasikan dan bergerak ke seluruh bahagian logam, yang secara amnya neutral secara elektrik.
Sifat-sifat logam.
1. Kekonduksian elektrik. Disebabkan kehadiran elektron bebas yang mampu mencipta arus elektrik.
2. Kekonduksian terma. Disebabkan perkara yang sama.
3. Kebolehtempaan dan kemuluran. Ion logam dan atom dalam kekisi logam tidak terikat secara langsung antara satu sama lain, dan lapisan logam individu boleh bergerak bebas secara relatif antara satu sama lain.
Ikatan hidrogen- boleh menjadi antara molekul dan intramolekul.
Ikatan hidrogen antara molekul terbentuk antara atom hidrogen satu molekul dan atom unsur elektronegatif kuat (F, O, N) molekul lain. Sambungan ini menentukan secara anomali suhu tinggi mendidih dan mencairkan beberapa sebatian (HF, H 2 O). Apabila bahan-bahan ini menyejat, ikatan hidrogen terputus, yang memerlukan tenaga tambahan.
Sebab ikatan hidrogen: dengan mendermakan satu elektron kepada atom "sendiri" bagi unsur elektronegatif, hidrogen memperoleh cas positif yang agak kuat, yang kemudiannya berinteraksi dengan pasangan elektron tunggal atom "asing" unsur elektronegatif.
Ikatan hidrogen intramolekul berlaku di dalam molekul. Sambungan ini mentakrifkan struktur asid nukleik(heliks berganda) dan struktur sekunder (heliks) protein.
Ikatan hidrogen jauh lebih lemah daripada ikatan ionik atau kovalen, tetapi lebih kuat daripada interaksi antara molekul.
Soalan 3. Selesaikan masalah. 20 g nitrobenzena tertakluk kepada tindak balas pengurangan. Cari jisim anilin yang terbentuk jika hasil tindak balas ialah 50%.
Jawab.
Diberi: Cari: m(C 6 H 6 NH 2).
m(C 6 H 6 NO 2) = 20g,
Penyelesaian
(C 6 H 6 NO 2) + 3H 2 = C 6 H 6 NH 2 + 2H 2 0.
v: 1 mol 1 mol
M: 123g/mol 93g/mol
x = m teor (C 6 H 6 NH 2) = 20 * 93/123 = 15 g,
m praktikal = 15*0.5=7.5 g.
Jawapan: 7.5 g.
Nombor tiket 4
| Sifat Logam | Li, K, Rb, Ba, Sr, Ca, Na, Mg, Al, Mn, Zn, Cr, Fe, Ni, Sn, Pb, (H), Cu, Hg, Ag, Pt, Au | |||
| Mengurangkan kuasa (menderma elektron) | Bertambah | |||
| Interaksi dengan oksigen atmosfera | Mengoksida dengan cepat pada suhu biasa | Mengoksida secara perlahan pada suhu biasa atau apabila dipanaskan | Jangan teroksida | |
| Interaksi dengan air | H 2 dibebaskan dan hidroksida terbentuk | Apabila dipanaskan, hidrogen dibebaskan dan hidroksida terbentuk | Tidak menggantikan hidrogen daripada air | |
| Interaksi dengan asid | Mengalihkan hidrogen daripada asid cair | Tidak akan menggantikan hidrogen daripada asid cair | ||
| Kuasa pengoksidaan (mendapat elektron) | Bertambah | |||
Soalan 1. Sifat am logam. Ciri-ciri struktur atom .
Jawab. Atom logam secara relatifnya mudah melepaskan elektron valens dan menjadi ion bercas positif. Oleh itu, logam adalah agen penurunan. Ini adalah sifat kimia utama dan paling umum bagi logam. Sebatian logam hanya menunjukkan keadaan pengoksidaan positif. Keupayaan pengurangan logam yang berbeza tidak sama dan peningkatan dalam siri voltan elektrokimia logam dari Au ke Li.
Sifat fizikal
1. Kekonduksian elektrik. Ia disebabkan oleh kehadiran elektron bebas dalam logam yang membentuk arus elektrik (directed movement of electron).
2. Kekonduksian terma.
3. Kebolehtempaan dan kemuluran.
Logam dengan ρ<5 г /см 3 – легкие, c ρ >5 g/cm3 – berat.
Logam lebur rendah: c t pl< 1000 0 C ,тугоплавкие – c t пл >1000 0 C.
Skim interaksi logam dengan asid sulfurik.
Cairkan H 2 SO 4 melarutkan logam yang terletak dalam satu siri potensi elektrod piawai (siri aktiviti logam) kepada hidrogen:
M + H 2 SO 4 (dicairkan) → garam + H 2
(M = (Li →Fe) dalam siri aktiviti logam).
Dalam kes ini, garam dan air yang sepadan terbentuk.
Cairkan H 2 SO 4 bertindak balas dengan sangat perlahan dengan Ni; asid tidak bertindak balas dengan Ca, Mn, dan Pb. Apabila terdedah kepada asid, filem PbSO 4 terbentuk pada permukaan plumbum, melindunginya daripada interaksi selanjutnya dengan asid.
pekat H 2 SO 4 tidak berinteraksi dengan banyak logam pada suhu biasa. Walau bagaimanapun, apabila dipanaskan, asid pekat bertindak balas dengan hampir semua logam (kecuali Pt, Au dan beberapa yang lain). Dalam kes ini, asid dikurangkan kepada H 2 S, atau SO 2:
M + H 2 SO 4 (conc.) → garam + H 2 O + H 2 S (S,SO 2).
Hidrogen tidak dibebaskan dalam tindak balas ini, tetapi air terbentuk.
Skim interaksi logam dengan asid nitrik.
Apabila logam berinteraksi dengan HNO 3, hidrogen tidak dibebaskan; ia teroksida membentuk air. Bergantung kepada aktiviti logam, asid boleh dikurangkan kepada sebatian.
5 +4 +2 +1 0 -3 -3
HNO 3 →NO 2 → NO → N 2 O →N 2 →NH 3 (NH 4 NO 3).
Dalam kes ini, garam asid nitrik juga terbentuk.
dicairkan HNO 3 bertindak balas dengan banyak logam (kecuali: Ca, Cr, Pb, Au) paling kerap dengan pembentukan NH 3, NH 4 NO 3, N 2 atau NO:
M + HNO 3 (dicairkan) → garam + H 2 O + NH 3 (NH 4 NO 3, N 2,NO).
pekat HNO 3 bertindak balas terutamanya dengan logam berat untuk membentuk N 2 O atau NO 2:
M + HNO 3 (conc.) → garam + H 2 O + N 2 O (NO 2).
Pada suhu biasa, asid ini (agen pengoksidaan kuat) tidak bertindak balas dengan Al, Cr, Fe dan Ni. Ia mudah memindahkannya ke keadaan pasif (filem oksida pelindung padat terbentuk pada permukaan logam, menghalang sentuhan logam dengan alam sekitar.)
Soalan 2. Kanji dan selulosa. Bandingkan struktur dan sifat mereka. Permohonan mereka.
Jawab. Struktur kanji: unit struktur - baki molekul
α-glukosa. Struktur selulosa: unit struktur molekul β-glukosa.
Sifat fizikal
Pati adalah serbuk rangup putih, tidak larut dalam air sejuk. Dalam air panas ia membentuk larutan pes koloid.
Selulosa adalah bahan berserabut pepejal, tidak larut dalam air dan pelarut organik.
Sifat kimia
1. Selulosa kanji mengalami hidrolisis:
(C 6 H 10 O 5) n + nH 2 O=nC 6 H 12 O 6.
Hidrolisis kanji menghasilkan alfa-glukosa, dan hidrolisis selulosa menghasilkan beta-glukosa.
2. Kanji dengan iodin memberikan warna biru (tidak seperti selulosa).
3. Kanji dihadam dalam sistem penghadaman sistem manusia, dan selulosa tidak dicerna.
4. Selulosa dicirikan oleh tindak balas pengesteran:
[(C 6 H 7 O 2)(OH) 3 ] n +3nHONO 2 (conc.) [(C 6 H 7 O 2)(ONO 2) 3 ] n +3nH 2 O.
trinitroselulosa
5. Molekul kanji mempunyai struktur linear dan bercabang. Molekul selulosa mempunyai struktur linear (iaitu, tidak bercabang), kerana selulosa mudah membentuk serat Ini adalah perbezaan utama antara kanji dan selulosa.
6. Pembakaran kanji dan selulosa:
(C 6 H 10 O 5) n + O 2 = CO 2 + H 2 O + Q.
Tanpa akses udara, penguraian terma berlaku. CH 3 O, CH 3 COOH, (CH 3) 2 CO, dsb. terbentuk.
Permohonan
1. Dengan hidrolisis ia ditukar kepada fluks dan glukosa.
2. Sebagai produk yang berharga dan berkhasiat (karbohidrat utama dalam makanan manusia - roti, bijirin, kentang).
3. Dalam penghasilan pes.
4. Dalam penghasilan cat (pemekat)
5. Dalam perubatan (untuk menyediakan salap, serbuk).
6. Untuk cucian kanji.
Selulosa:
1. Dalam pengeluaran gentian asetat, plexiglass, filem tidak mudah terbakar (cellophane).
2. Dalam pembuatan serbuk tanpa asap (trinitrocellulose).
3. Dalam penghasilan seluloid dan colodit (dinitrocellulose).
Soalan 3. Kepada 500 gram larutan NACL 10%, tambahkan 200 gram larutan 5% bahan yang sama, kemudian 700 gram air lagi. Cari peratusan kepekatan larutan yang terhasil.
Jawab. Cari: m 1 (NaCl) = 500g
Diberi:
ω 1 (NаCl)=10%
m 2 (NаCl)=200g
Penyelesaian
m 1 (NaCl, kontang) = 500 * 10\100 = 50 g,
m 2 (NaCl, kontang) = 200*5\100 = 10 g,
m (penyelesaian)=500+200+700=1400g,
mtot (NaCl)=50+10=60g,
ω 3 (NaCl)=60\1400 * 100% = 4.3%
Jawapan: ω 3 (NaCl) = 4.3%
TIKET No 5
Soalan 1. asetilena. Struktur, sifat, penyediaan dan penggunaannya.
Jawab. Asetilena tergolong dalam kelas alkuna.
Hidrokarbon asetilena, atau alkuna, adalah hidrokarbon tak tepu (tak tepu) dengan formula am, dalam molekul yang terdapat ikatan rangkap tiga antara atom karbon.
Struktur elektronik
Karbon dalam molekul asetilena berada dalam keadaan sp– hibridisasi. Atom karbon dalam molekul ini membentuk ikatan rangkap tiga yang terdiri daripada dua ikatan dan satu ikatan σ.
Formula molekul: .
Formula grafik: H-C≡ C-H
Sifat fizikal
Gas, lebih ringan daripada udara, sedikit larut dalam air, bentuk tulen hampir tidak berbau, tidak berwarna, = - 83.6. (Dalam siri alkuna, dengan peningkatan berat molekul alkuna, takat didih dan lebur meningkat.)
Sifat kimia
1. Pembakaran:
2. Sambungan:
a) hidrogen:
b) halogen:
C 2 H 2 + 2Cl 2 = C 2 H 2 Cl 4 ;
1,1,2,2-tetrochloroethane
c) hidrogen halida:
HC≡CH + HCl = CHCl
vinil klorida
CH 2 = CHCl + HCl = CH 3 -CHCl 2
1,1-dikloroetana
(mengikut peraturan Markovnikov);
d) air (tindak balas Kucherov):
HC=CH + H 2 O = CH 2 =CH-OH CH 3 -CHO
vinil alkohol asetaldehid
3. Penggantian:
HC≡CH + 2AgNO 3 + 2NH 4 = AgC≡CAg↓+ 2NH 4 NO 3 + 2H 2 O.
asetilenida perak
4. Pengoksidaan:
HC≡CH + + H 2 O → HOOC-COOH (-KMnO 4).
asid oksalik
5. Trimerisasi:
3HC≡CH t, kucing
6. Dimerisasi:
HC≡CH + HC≡CH CAT. HC≡C - HC=CH 2
vinil asetilena
resit
1. Penyahhidrogenan alkana (pecah pecahan petroleum cecair):
C 2 H 6 = C 2 H 2 + 2H 2.
2. Daripada gas asli(rekahan haba metana):
2CH 4 C 2 H 2 + 3H 2
3. Kaedah karbida:
CaC 2 + 2H 2 O = Ca(OH) 2 + C 2 H 2
Permohonan
1. Dalam pengeluaran vinil klorida, asetaldehid, vinil asetat, kloroprena, asid asetik dan bahan organik lain.
2.Dalam sintesis getah dan resin polivinil klorida.
3.Dalam penghasilan polivinil klorida (kulit kulit).
4.Dalam pengeluaran varnis dan ubat-ubatan.
5. Dalam pembuatan bahan letupan (asetilenida).
Dibentuk berdasarkan benzena. Dalam keadaan biasa ia adalah pepejal bahan toksik dengan aroma tertentu. DALAM industri moden sebatian kimia ini memainkan peranan yang penting. Dari segi isipadu penggunaan, fenol dan derivatifnya adalah antara dua puluh sebatian kimia yang paling popular di dunia. Ia digunakan secara meluas dalam kimia dan industri ringan, farmaseutikal dan tenaga. Oleh itu, pengeluaran fenol pada skala industri adalah salah satu tugas utama industri kimia.
Penamaan fenol
Nama asal fenol ialah asid karbolik. Kemudian, sebatian ini diberi nama "phenol". Formula bahan ini ditunjukkan dalam rajah:
Atom fenol dinomborkan daripada atom karbon yang disambungkan kepada kumpulan OH hidrokso. Urutan diteruskan dalam susunan sedemikian sehingga atom-atom lain yang digantikan menerima nombor terendah. Derivatif fenol wujud dalam bentuk tiga unsur, ciri-cirinya dijelaskan oleh perbezaan dalam isomer strukturnya. Pelbagai orto-, meta-, para-kresol hanyalah pengubahsuaian struktur asas sebatian gelang benzena dan kumpulan hidroksil, gabungan asasnya ialah fenol. Formula bahan ini dalam tatatanda kimia kelihatan seperti C 6 H 5 OH.
Sifat fizikal fenol
Secara visual, fenol kelihatan sebagai pepejal, kristal tidak berwarna. Di udara terbuka mereka mengoksida, memberikan bahan warna merah jambu yang khas. Di bawah keadaan biasa, fenol agak sukar larut dalam air, tetapi dengan peningkatan suhu hingga 70 o angka ini meningkat dengan mendadak. Dalam larutan alkali bahan ini larut dalam sebarang kuantiti dan pada sebarang suhu.
Sifat-sifat ini juga dipelihara dalam sebatian lain, komponen utamanya ialah fenol.
Sifat kimia
Sifat unik fenol dijelaskan olehnya struktur dalaman. Dalam molekul bahan kimia ini, p-orbital oksigen terbentuk sistem p bersatu dengan cincin benzena. Interaksi ketat ini meningkatkan ketumpatan elektron cincin aromatik dan mengurangkan penunjuk ini untuk atom oksigen. Dalam kes ini, kekutuban ikatan kumpulan hidrokso meningkat dengan ketara, dan hidrogen yang termasuk dalam komposisinya mudah digantikan oleh mana-mana logam alkali. Ini adalah bagaimana pelbagai fenolat terbentuk. Sebatian ini tidak terurai dengan air seperti alkohol, tetapi penyelesaiannya sangat mirip dengan garam alasan yang kukuh dan asid lemah, jadi mereka mempunyai tindak balas alkali yang agak ketara. Fenolat bertindak balas dengan pelbagai asid sebagai hasil daripada tindak balas, fenol dikurangkan. Sifat kimia sebatian ini membolehkan ia bertindak balas dengan asid, membentuk ester. Sebagai contoh, tindak balas fenol dan asid asetik membawa kepada pembentukan fenil ester (phenyacetate).
Tindak balas penitratan diketahui secara meluas, di mana, di bawah pengaruh 20% asid nitrik, fenol membentuk campuran para- dan orthonitrophenol. Apabila fenol dirawat dengan asid nitrik pekat, ia menghasilkan 2,4,6-trinitrophenol, yang kadang-kadang dipanggil asid picric.
Fenol dalam alam semula jadi
Sebagai bahan bebas, fenol ditemui dalam alam semula jadi dalam tar arang batu dan dalam jenis minyak tertentu. Tetapi untuk keperluan industri kuantiti ini tidak memainkan sebarang peranan. Oleh itu, mendapatkan fenol secara buatan telah menjadi keutamaan bagi banyak generasi saintis. Nasib baik, masalah ini telah diselesaikan dan fenol tiruan akhirnya diperolehi.
Hartanah, menerima
Penggunaan pelbagai halogen memungkinkan untuk mendapatkan fenolat, dari mana benzena terbentuk semasa pemprosesan selanjutnya. Sebagai contoh, pemanasan natrium hidroksida dan klorobenzena menghasilkan natrium fenolat, yang, apabila terdedah kepada asid, terurai menjadi garam, air dan fenol. Formula untuk tindak balas sedemikian diberikan di sini:
C 6 H 5 -CI + 2NaOH -> C 6 H 5 -ONa + NaCl + H 2 O
Asid sulfonik aromatik juga merupakan sumber untuk penghasilan benzena. Tindak balas kimia dijalankan dengan mencairkan alkali dan asid sulfonik secara serentak. Seperti yang dapat dilihat daripada tindak balas, fenoksida terbentuk terlebih dahulu. Apabila dirawat dengan asid kuat, ia dikurangkan kepada fenol polihidrik.
Fenol dalam industri
Secara teori, cara paling mudah dan paling menjanjikan untuk mendapatkan fenol kelihatan seperti ini: dengan bantuan pemangkin, benzena teroksida dengan oksigen. Tetapi sehingga kini, pemangkin untuk tindak balas ini belum dipilih. Oleh itu, kaedah lain kini digunakan dalam industri.
Kaedah perindustrian berterusan untuk menghasilkan fenol terdiri daripada interaksi klorobenzena dan larutan natrium hidroksida 7%. Campuran yang terhasil disalurkan melalui sistem paip satu setengah kilometer yang dipanaskan pada suhu 300 C. Di bawah pengaruh suhu dan dikekalkan tekanan tinggi bahan permulaan bertindak balas untuk menghasilkan 2,4-dinitrophenol dan produk lain.
Tidak lama dahulu, kaedah perindustrian untuk menghasilkan bahan yang mengandungi fenol menggunakan kaedah kumen telah dibangunkan. Proses ini terdiri daripada dua peringkat. Pertama, isopropilbenzena (kumena) diperoleh daripada benzena. Untuk melakukan ini, benzena dialkalakan dengan propilena. Reaksinya kelihatan seperti ini:
Selepas ini, kumin dioksidakan dengan oksigen. Keluaran tindak balas kedua ialah fenol dan satu lagi produk penting, aseton.
Fenol boleh dihasilkan pada skala industri daripada toluena. Untuk melakukan ini, toluena dioksidakan pada oksigen yang terkandung di udara. Tindak balas berlaku dengan kehadiran mangkin.
Contoh fenol
Homolog fenol yang paling hampir dipanggil cresols.
Terdapat tiga jenis cresol. Meta-cresol dalam keadaan normal ialah cecair, para-cresol dan ortho-cresol adalah pepejal. Semua kresol tidak larut dalam air, dan sifat kimianya hampir serupa dengan fenol. DALAM bentuk semula jadi Cresol ditemui dalam tar arang batu dan digunakan secara industri dalam pengeluaran pewarna dan beberapa jenis plastik.
Contoh fenol diatomik termasuk para-, orto-, dan meta-hidrobenzena. Kesemuanya adalah pepejal, mudah larut dalam air.
Satu-satunya wakil fenol trihidrik ialah pyrogallol (1,2,3-trihydroxybenzene). Formulanya dibentangkan di bawah.
Pyrogallol adalah agen penurunan yang agak kuat. Ia mudah teroksida, jadi ia digunakan untuk menghasilkan gas bebas oksigen. Bahan ini terkenal kepada jurugambar; ia digunakan sebagai pembangun.
Fenol ialah terbitan arene di mana satu atau lebih atom hidrogen cincin aromatik digantikan oleh kumpulan OH.
Pengelasan.
1. Fenol monohidrik:
2. Fenol polihidrik:
Sifat fizikal:
Fenol dan homolognya yang lebih rendah adalah bahan atau cecair kristal tidak berwarna, cair rendah dengan bau yang khas.
Fenol sederhana larut dalam air. Fenol mampu membentuk ikatan hidrogen, yang mendasari sifat antiseptiknya. Larutan akueus fenol menyebabkan tisu terbakar. Larutan akueus cair fenol dipanggil asid karbolik. Fenol adalah toksik, ketoksikan homolog fenol berkurangan, aktiviti bakteria meningkat apabila radikal alkil menjadi lebih kompleks.
Kaedah untuk mendapatkan fenol
1. Diperbuat daripada tar arang batu.
2. Kaedah Cumene
3. Gabungan garam asid sulfonik aromatik dengan alkali:
4. Penguraian garam diazonium:
5. Hidrolisis terbitan halogen
§11. Sifat kimia fenol.
1. Sifat asid: fenol membentuk garam:
Fenol adalah asid yang lebih lemah daripada karbonik H 2 CO 3:
2. Tindak balas yang melibatkan kumpulan OH.
a) alkilasi (pembentukan eter)
b) asilasi (pembentukan ester):
3. Tindak balas penggantian kumpulan OH:
Fenol tidak berinteraksi dengan NH 3 dan R – NH 2.
4. Tindak balas penggantian elektrofilik ciri arene.
Penggantian berlaku lebih cepat daripada benzena. Kumpulan OH mengarahkan pengganti baru ke kedudukan orto dan para.
a) halogenasi (pemutihan air bromin - tindak balas kualitatif untuk fenol):
b) penitratan
c) sulfonasi:
5. Tindak balas pemeluwapan
a) dengan formaldehid
b) dengan anhidrida phthalic
6. Pengoksidaan
a) hablur fenol putih bertukar merah jambu di udara;
b) fenol dengan larutan FeCl 3 memberikan warna merah-ungu;
kresol - warna biru;
c) pengoksidaan oleh agen pengoksidaan kuat
7. Pemulihan
8. Karboksilasi (tindak balas Kolbe-Schmitt):
Permohonan
1. Fenol digunakan dalam penghasilan resin fenol-formaldehid, kaprolaktam, asid pikrik, pewarna, racun serangga dan ubat-ubatan.
2. Pyrocatechol dan derivatifnya digunakan dalam pengeluaran ubat-ubatan (hormon sintetik adrenalin diperoleh) dan bahan aromatik.
3. Resorcinol digunakan dalam sintesis pewarna; dalam bidang perubatan sebagai pembasmi kuman.
Bahagian eksperimen
Pengalaman 1. Pengaruh radikal dan bilangan kumpulan hidroksil terhadap keterlarutan alkohol.
Tambah 4-5 titik etil, isoamyl alkohol dan gliserin ke dalam tiga tabung uji. Tambah 5-6 titis air ke setiap tabung uji dan goncang. Apakah yang anda perhatikan?
Pengalaman 2. Pengesanan air dalam etil alkohol dan dehidrasinya.
Tambah 10 titis ke dalam tabung uji kering etil alkohol, tambahkan sedikit kuprum sulfat kontang, gaul sebati, dan biarkan. Jika alkohol mengandungi air, mendakan kuprum sulfat akan bertukar menjadi biru akibat pembentukan kuprum sulfat CuSO 4 · 5H 2 O. Simpan alkohol kontang untuk eksperimen kemudian.
Pengalaman 3. Pembentukan natrium etoksida.
Letakkan sekeping kecil natrium dalam tabung uji kering, tambah 3 titis etil alkohol kontang (dari eksperimen sebelumnya) dan tutup lubang tabung uji dengan jari anda. Evolusi hidrogen segera bermula.
Pada akhir tindak balas, tanpa mengangkat jari anda dari lubang tabung uji, bawa ke api penunu. Apabila tabung uji dibuka, hidrogen menyala dengan bunyi khas, membentuk cincin kebiruan. Mendakan keputihan natrium etoksida atau larutannya kekal di bahagian bawah tabung uji.
Apabila 1 titis larutan alkohol fenolftalein ditambah ke dalam tabung uji, warna merah muncul.
Tulis persamaan bagi tindak balas yang berlaku.
Pengalaman 4. Pengoksidaan etil alkohol dengan campuran kromium.
Tambah 3-4 titis etil alkohol ke dalam tabung uji. Tambah 1 titis larutan asid sulfurik 2N dan 2 titis larutan kalium dikromat 0.5N. Panaskan larutan oren yang terhasil di atas api penunu sehingga warna mula berubah. Biasanya dalam beberapa saat warna larutan bertukar menjadi hijau kebiruan. Pada masa yang sama, bau ciri asetaldehid dirasai, mengingatkan bau epal. Kaedah ini boleh digunakan untuk membezakan alkohol primer dan sekunder.
Tulis persamaan tindak balas.
Pengalaman 5. Penyediaan etil asetat.
Letakkan sedikit serbuk natrium asetat kontang (ketinggian lapisan kira-kira 2 mm) dan 3 titik etil alkohol ke dalam tabung uji kering. Tambah 2 titis asid sulfurik pekat dan panaskan perlahan-lahan di atas api penunu. Selepas beberapa saat, ciri bau menyegarkan yang menyenangkan bagi etil asetat muncul.
Persamaan tindak balas:
CH 3 C(O)ONa + HOSO 3 H NaHSO 4 + CH 3 C(O)OH
C 2 H 5 OH + HOSO 3 H H 2 O + C 2 H 5 OSO 3 H
CH 3 C(O)OH + HOSO 3 HH 2 SO 4 + CH 3 C(O)O C 2 H 5
Pengalaman 6. Tindak balas gliserol dengan kuprum(II) hidroksida dalam persekitaran alkali.
Masukkan 3 titis larutan 0.2 N CuSO 4 dan 2 titis larutan 2 N NaOH ke dalam tabung uji dan campurkan. Mendakan gelatin kuprum (II) hidroksida muncul:
Apabila dipanaskan dalam medium alkali hingga mendidih, hidroksida yang terhasil
kuprum(II) terurai. Ini dikesan dengan pembebasan mendakan hitam kuprum (II) oksida:
Ulangi eksperimen, tetapi sebelum mendidih kuprum (II) hidroksida, tambahkan 1 titik gliserol ke dalam tabung uji. goncang. Panaskan larutan yang terhasil sehingga mendidih dan pastikan larutan kuprum gliserat tidak terurai apabila direbus. Di sini sebatian kelat terbentuk
Pengalaman 7. Pembentukan akrolein daripada gliserol.
Letakkan 3-4 hablur kalium bisulfat dan 1 titis gliserin ke dalam tabung uji. Panaskan pada api penunu. Tanda permulaan penguraian gliserin ialah keperangan cecair dalam tabung uji dan rupa wap berat akrolein yang terhasil, yang mempunyai bau yang sangat tajam.
Pengalaman 8. Keterlarutan fenol dalam air.
Letakkan 1 titis cecair fenol ke dalam tabung uji, tambah 1 titis air dan
goncangkannya. Hasilnya ialah cecair keruh - emulsi fenol. Apabila berdiri
emulsi sedemikian berstrata, dan di bahagian bawah akan terdapat larutan air dalam fenol,
atau fenol cecair, dan di bahagian atas - larutan fenol dalam air, atau air karbol.
Tambah air setitis demi setitik, goncang tabung uji setiap kali sehingga
anda akan mendapat larutan fenol yang jelas dalam air. Simpan yang diterima
air fenolik untuk eksperimen seterusnya.
Pengalaman 9.Tindak balas warna terhadap air fenolik.
Letakkan 3 titis air fenolik jernih ke dalam tabung uji dan tambah 1 titis larutan 0.1 N FeCl 3 - warna ungu kelihatan.
Tindak balas yang lebih sensitif terhadap fenol ialah indofenol berwarna
Letakkan 1 titis air karbol jernih ke dalam tabung uji. Tambahkan padanya 3 titis larutan 2N NH 4 OH dan kemudian 3 titis larutan tepu air bromin. Selepas beberapa saat, warna biru dapat dilihat pada latar belakang putih kertas, secara beransur-ansur meningkat disebabkan oleh pembentukan bahan pewarna - indofenol.
Pengalaman 10. Pembentukan tribromophenol.
Letakkan 3 titis air bromin ke dalam tabung uji dan tambah 1 titis air karbol jernih. Fenol dengan kedudukan orto dan para bebas berubah warna air bromin dan dengan itu membentuk produk penggantian, yang biasanya mendakan.
Pengalaman 11. Bukti sifat berasid fenol.
Tambah 1 titis lagi fenol ke dalam baki air fenol dan goncang. Tambahkan 1 titis larutan NaOH 2N kepada emulsi yang baru diperoleh. Larutan jernih natrium fenolat terbentuk serta-merta, kerana ia sangat larut dalam air.
§10. Masalah untuk diselesaikan secara bebas.
1. Tulis formula struktur bagi sebatian berikut:
3-metil-2-pentanol; 2-metil-3-butin-2-ol; 1-fenilpropanol-1.
2. Gunakan tindak balas Grignard untuk mendapatkan alkohol berikut:
1) 2-metil-3-pentanol;
2) 2,3-dimetil-3-pentanol;
3) 2,2-dimetil-1-propanol.
3. Dapatkan melalui penghidratan hidrokarbon etilena yang sepadan
alkohol berikut:
a) 2-metilpentanol-2; b) 3,3-dimetilbutanol-2.
4. Tuliskan tindak balas pengoksidaan alkohol butil sekunder;
2-metilbutanol-1.
5. Tertaklukkan 2-pentanol kepada dehidrasi, kemudian mengoksidakan hasil tindak balas dengan larutan akueus kalium permanganat. Proses sambungan yang terhasil asid asetik. Tulis persamaan tindak balas dan namakan semua hasil darab.
6. Dapatkan fenol daripada benzena dan 1-butena melalui peringkat pembentukan sec.butil hidroperoksida.
7. Huraikan skema penjelmaan berikut:
8. Susun sebatian berikut mengikut tertib menurun sifat berasid:
Fenol (hidroksibenzena,asid karbolik) – iniOorganiksebatian aromatik lain dengan formulaAduhC6H5OH. Kepunyaan kelas dengan nama yang sama - fenol.
Sebaliknya, Fenol ialah kelas sebatian organik siri aromatik di mana kumpulan hidroksil OH− disambungkan kepada karbon cincin aromatik.
Berdasarkan bilangan kumpulan hidroksil, mereka dibezakan:
- fenol monohidrik (arenol): fenol dan homolognya;
- fenol diatomik (arenediol): pyrocatechin, resorcinol, hydroquinone;
- fenol triatomik (arenetriol): pyrogallol, hydroxyhydroquinone, phloroglucinol;
- fenol polihidrik.
Sehubungan itu, sebenarnya fenol, sebagai bahan, ia adalah wakil paling ringkas bagi kumpulan fenol dan mempunyai satu cincin aromatik dan satu kumpulan hidroksil DIA.
Sifat fenol
Fenol yang baru disuling ialah kristal berbentuk jarum tidak berwarna dengan takat lebur 41 °C dan takat didih 182 °C. Apabila disimpan, terutamanya dalam suasana lembap dan dengan kehadiran sejumlah kecil garam besi dan tembaga, ia dengan cepat memperoleh warna merah. Fenol boleh dicampur dalam sebarang perkadaran dengan alkohol, air (apabila dipanaskan di atas 60 °C), sangat larut dalam eter, kloroform, gliserin, karbon disulfida.
Disebabkan ketersediaan -OH kumpulan hidroksil, fenol mempunyai sifat kimia ciri-ciri alkohol dan hidrokarbon aromatik.
Pada kumpulan hidroksil, fenol mengalami tindak balas berikut:
- Oleh kerana fenol mempunyai sifat berasid sedikit lebih kuat daripada alkohol, di bawah pengaruh alkali ia membentuk garam - fenolat (contohnya, natrium fenolat - C6H5ONa):
C 6 H 5 OH + NaOH -> C 6 H 5 ONa + H 2 O
- Hasil daripada interaksi fenol dengan logam natrium, natrium fenolat juga diperoleh:
2C 6 H 5 OH + 2Na -> 2C 6 H 5 ONa + H 2
- Fenol tidak diesterkan secara langsung dengan asid karboksilik; ester diperoleh dengan bertindak balas fenolat dengan anhidrida atau asid halida:
C 6 H 5 OH + CH 3 COOH -> C6H 5 OCOCH 3 + NaCl
- Apabila menyuling fenol dengan habuk zink, tindak balas menggantikan kumpulan hidroksil dengan hidrogen berlaku:
C 6 H 5 OH + Zn -> C 6 H 6 + ZnO
Tindak balas fenol pada cincin aromatik:
- Fenol mengalami tindak balas penggantian elektrofilik pada cincin aromatik. Kumpulan OH, sebagai salah satu kumpulan penderma terkuat (disebabkan oleh penurunan ketumpatan elektron pada kumpulan berfungsi), meningkatkan kereaktifan cincin terhadap tindak balas ini dan mengarahkan penggantian kepada orto- Dan pasangan- peruntukan. Fenol mudah dialkilasi, diasilasi, terhalogen, dinitrat dan tersulfonasi.
- Reaksi Kolbe-Schmitt berfungsi untuk sintesis asid salisilik dan derivatifnya (asid acetylsalicylic dan lain-lain).
C 6 H 5 OH + CO 2 – NaOH -> C 6 H 4 OH(COONa)
C 6 H 4 OH(COONa) – H2SO4 -> C 6 H 4 OH(COOH)
Tindak balas kualitatif terhadap fenol:
- Hasil daripada interaksi dengan air bromin:
C 6 H 5 OH + 3Br 2 -> C 6 H 2 Br 3 OH + 3HBr
terbentuk 2,4,6-tribromofenol- pepejal putih.- Dengan asid nitrik pekat:
C 6 H 5 OH + 3HNO 3 -> C 6 H 2 (NO 2) 3 OH + 3H 2 O
- Dengan besi(III) klorida (tindak balas kualitatif terhadap fenol):
C 6 H 5 OH + FeCl 3 -> ⌈Fe(C 6 H 5 OH) 6 ⌉Cl 3
Tindak balas penambahan
- Penghidrogenan fenol dengan kehadiran pemangkin logam Pt/Pd , Pd/Ni , dapatkan sikloheksil alkohol:
C 6 H 5 OH -> C 6 H 11 OH
Pengoksidaan fenol
Oleh kerana kehadiran kumpulan hidroksil dalam molekul fenol, kestabilan pengoksidaan adalah jauh lebih rendah daripada benzena. Bergantung kepada sifat agen pengoksidaan dan keadaan tindak balas, produk yang berbeza diperolehi.
- Oleh itu, di bawah tindakan hidrogen peroksida dengan kehadiran pemangkin besi, sejumlah kecil fenol diatomik, pyrocatechol, terbentuk:
C 6 H 5 OH + 2H 2 O 2 – Fe> C 6 H 4 (OH) 2
- Apabila agen pengoksidaan yang lebih kuat berinteraksi (campuran kromium, mangan dioksida dalam persekitaran berasid), para-kuinon terbentuk.
Penyediaan fenol
Fenol diperoleh daripada tar arang batu (hasil kokas) dan secara sintetik.
Tar arang batu daripada pengeluaran kok mengandungi daripada 0.01 hingga 0.1% fenol, dalam produk semi-coking dari 0.5 hingga 0.7%; dalam minyak yang terbentuk semasa penghidrogenan dan dalam air buangan yang diambil bersama - daripada 0.8 hingga 3.7%. Dalam tar arang batu coklat dan air kumbahan semi-coking terkandung daripada 0.1 hingga 0.4% fenol. Tar arang batu disuling, memilih pecahan fenolik yang mendidih pada 160-250 °C. Komposisi pecahan fenolik termasuk fenol dan homolognya (25-40%), naftalena (25-40%) dan bes organik (piridin, kuinolin). Naftalena dipisahkan dengan penapisan, dan pecahan selebihnya dirawat dengan larutan natrium hidroksida 10-14%.
Fenolat yang terhasil diasingkan daripada minyak neutral dan asas piridin dengan meniup dengan wap hidup dan kemudian dirawat dengan karbon dioksida. Fenol mentah terpencil tertakluk kepada pembetulan, memilih fenol, kresol dan xylenol secara berurutan.
Kebanyakan fenol yang dihasilkan pada skala industri pada masa ini diperoleh dengan pelbagai kaedah sintetik.
Kaedah sintetik untuk menghasilkan fenol
- Oleh kaedah benzenasulfonat benzena dicampur dengan minyak vitriol. Produk yang terhasil dirawat dengan soda dan garam natrium asid benzenesulfonic diperolehi, selepas itu larutannya disejat, natrium sulfat yang dimendakkan dipisahkan, dan garam natrium asid benzenesulfonic disatukan dengan alkali. Sama ada tepu natrium fenolat yang terhasil dengan karbon dioksida atau tambah asid sulfurik sehingga pembebasan sulfur dioksida bermula dan fenol disuling.
- Kaedah klorobenzena terdiri daripada pengklorinan langsung benzena dengan gas klorin dengan kehadiran besi atau garamnya dan saponifikasi klorobenzena yang terhasil dengan larutan natrium hidroksida atau hidrolisis dengan kehadiran mangkin.
- Kaedah Raschig yang diubah suai adalah berdasarkan pengklorinan oksidatif benzena dengan hidrogen klorida dan udara, diikuti oleh hidrolisis klorobenzena dan pembebasan fenol melalui penyulingan.
- Kaedah Cumene terdiri daripada alkilasi benzena, pengoksidaan isopropilbenzena yang terhasil kepada hidroperoksida kumen dan penguraian seterusnya kepada fenol dan aseton:
Isopropilbenzena diperoleh dengan bertindak balas benzena dengan propilena tulen atau pecahan propana-propilena keretakan minyak, disucikan daripada sebatian tak tepu lain, lembapan, merkaptan dan hidrogen sulfida, yang meracuni mangkin. Aluminium triklorida yang dilarutkan dalam polialkilbenzena, sebagai contoh, digunakan sebagai pemangkin. dalam diisopropilbenzena. Alkilasi dijalankan pada 85 °C dan tekanan berlebihan 0.5 MPa, yang memastikan proses berlaku dalam fasa cecair. Isopropilbenzena dioksidakan kepada hidroperoksida dengan oksigen atmosfera atau oksigen teknikal pada 110-130°C dengan kehadiran garam logam valensi berubah-ubah (besi, nikel, kobalt, mangan) Hidroperoksida diuraikan dengan asid cair (sulfurik atau fosforik) atau sejumlah kecil asid sulfurik pekat pada 30-60 °C. Selepas pembetulan, fenol, aseton dan jumlah tertentu diperolehi α-metilstirena. Kaedah kumin perindustrian, yang dibangunkan di USSR, adalah yang paling menguntungkan dari segi ekonomi berbanding kaedah lain untuk menghasilkan fenol. Penghasilan fenol melalui asid benzenesulfonic melibatkan penggunaan kuantiti klorin dan alkali yang banyak. Pengklorinan oksidatif benzena dikaitkan dengan penggunaan wap yang besar - 3-6 kali lebih besar daripada apabila menggunakan kaedah lain; Di samping itu, kakisan peralatan yang teruk berlaku semasa pengklorinan, yang memerlukan penggunaan bahan khas. Kaedah kumin adalah mudah dalam reka bentuk perkakasannya dan membolehkan seseorang memperoleh dua produk bernilai teknikal secara serentak: fenol dan aseton.
- Semasa dekarboksilasi oksidatif asid benzoik Pertama, pengoksidaan katalitik fasa cecair toluena kepada asid benzoik dijalankan, yang, dengan kehadiran Cu 2+ ditukar kepada asid benzenesalicylic. Proses ini boleh diterangkan melalui rajah berikut:
Asid benzoylsalicylic terurai dengan wap air menjadi asid salisilik dan benzoik. Fenol terbentuk hasil daripada dekarboksilasi pesat asid salisilik.
Penggunaan fenol
Fenol digunakan sebagai bahan mentah untuk pengeluaran polimer: polikarbonat dan (pertama, bisphenol A disintesis, dan kemudian ini), resin fenol-formaldehid, sikloheksanol (dengan penghasilan nilon dan nilon seterusnya).
Semasa penapisan minyak, fenol digunakan untuk menulenkan minyak daripada bahan resin, sebatian yang mengandungi sulfur dan hidrokarbon aromatik polisiklik.
Selain itu, fenol berfungsi sebagai bahan mentah untuk penghasilan ionol, neonol (), kreosol, aspirin, antiseptik dan racun perosak.
Fenol adalah pengawet dan antiseptik yang baik. Ia digunakan untuk pembasmian kuman dalam penternakan haiwan, perubatan, dan kosmetologi.
Sifat toksik fenol
Fenol adalah toksik (kelas bahaya II). Apabila menyedut fenol, fungsi terjejas sistem saraf. Habuk, wap dan larutan fenol, jika ia bersentuhan dengan selaput lendir mata, saluran pernafasan, atau kulit, menyebabkan luka bakar kimia. Apabila bersentuhan dengan kulit, fenol diserap dalam beberapa minit dan mula menjejaskan sistem saraf pusat. Dalam dos yang besar, ia boleh menyebabkan lumpuh pusat pernafasan Dos maut bagi manusia jika tertelan 1-10 g, untuk kanak-kanak 0.05-0.5 g.
Rujukan:
Kuznetsov E. V., Prokhorova I. P. Album skim teknologi untuk pengeluaran polimer dan plastik berdasarkannya. Ed. ke-2. M., Kimia, 1975. 74 hlm.
Knop A., Sheib V. Resin fenolik dan bahan berasaskannya. M., Kimia, 1983. 279 hlm.
Bachman A., Müller K. Phenoplastics. M., Kimia, 1978. 288 hlm.
Nikolaev A.F. Teknologi plastik, Leningrad, Kimia, 1977. 366 p.