Ancol là nhóm hợp chấthoá họccó nhiềucông dụngđối vớiđời sốngcũng nhưlàmnguyên liệu trongngànhcông nghiệp. Vậy Ancol là gì? Công thức của ancol làbao nhiêu? Ancol có đặc điểm tính chất lý hoágì? Cách điều chế và ứng dụng của ancol ralàm sao? Cùng giải đáp nhữngthắc mắctrênnào.
1. Định nghĩa Ancol là gì?
Ancol là tên gọi của nhóm hợp chất hữu cơ có chứa nhóm –OH liên kết trực tiếp với nguyên tử cacbon no. Do đó nhóm -OH còn gọi là nhóm chức ancol.
Công thức chung của ancol là R(OH)n với n là số tự nhiên, ≥ 1 và R là gốc hidrocacbon. Ngoài ra với ancol no, đơn chức, mạch hở ta có CTCT chung là CnH2n+2O (n ≥ 1).
Ancol là gì?
2. Phân loại Ancol
Tùy vào các đặc điểm mà ancol được phân thành nhiều loại khác nhau:
2.1. Dựa vào đặc điểm gốc hidrocacbon
- Ancol no (liên kết với ankyl no). Ví dụ như CH3-OH, C3H7-OH,…
- Ancol không no (mạch hở hoặc mạch vòng). Ví dụ như CH3-CH=CH-CH2-OH, CH2=CH-CH2-OH,…
- Ancol thơm (liên kết với nguyên tử cacbon no thuộc mạch nhánh của vòng benzen). Ví dụ như C6H5-CH2-OH…
2.2. Dựa vào bậc C
Ancol còn phân loại theo bậc, được chia thành 3 nhóm chính:
- Ancol bậc 1: Nhóm -OH gắn với với C chỉ liên kết với 1 C khác.
Ví dụ như ethanol:
Ethanol – Ancol bậc 1
- Ancol bậc 2: Nhóm -OH gắn với với C chỉ liên kết với 2 C khác.
Ví dụ như isopropanol:
Isopropanol – Ancol bậc 2- Ancol bậc 3: Nhóm -OH gắn với với C chỉ liên kết với 3 C khác.
2.3. Dựa vào số gốc -OH
Ancol được phân thành 2 nhóm chính:
- Ancol đơn chức: CH3-OH, C2H5-OH…
- Ancol đa chức: HO-CH2-CH2-OH…
3. Cách gọi tên ancol
Ancol có thể được gọi tên theo tên thường gọi hoặc tên IUPAC.
3.1 Tên thường gọi
Công thức: Tên thường gọi = Ancol (rượu) + Tên gốc ankyl + ic
Ví dụ CH3-OH: Ancol metylic, CH3-CH2-CH2-OH: Ancol butylic.
Ngoài ra một số ancol có tên đặc biệt như:
- H2OH-CH2OH: Etilenglicol.
- CH2OH-CHOH-CH2OH: Glixerin hay còn được gọi là Glixerol.
- CH3-CH(CH)3-CH2-CH2OH: Ancol Isoamylic
3.2 Tên danh pháp (Tên IUPAC)
Công thức: Tên thay thế = Tên gọi hidrocacbon tương ứng + Chỉ số chỉ vị trí nhóm OH + ol.
Trong đó:
- Mạch chính của Ancol là mạch cacbon dài nhất liên kết với nhóm -OH.
- Các nguyên tử cacbon được đánh số thứ tự từ phía gần nhóm -OH hơn.
Ví dụ: CH3CH2OH: Ethanol.
CH3CH(CH3)CH2OH: 2-methyl propan-2-ol.
4. Tính chất đặc trưng của ancol là gì?
Một số tính chất quan trọng của ancol như sau:
4.1 Tính chất vật lý
- Trạng thái tồn tại: Ancol có số lượng C ít thưởng ở dạng lỏng ở nhiệt độ phòng, trong khi đó ancol có số lượng C cao ở dạng rắn.
- Độ nhớt: Rượu metylic, rượu etylic và rượu isopropyl là những chất lỏng độ nhớt thấp có mùi trái cây. Các loại cồn cao hơn như ancol chứa từ 4 – 10 C hơi nhớt và có mùi trái cây nặng hơn.
- Độ tan: Do cấu tạo có nhóm hydroxyl nên làm cho ancol phân cực . Những nhóm này có thể hình thành liên kết hydro liên phân tử. Do đó, liên kết hydro được hình thành giữa các phân tử nước và rượu làm cho rượu hòa tan trong nước. Tuy nhiên, nhóm alkyl gắn với nhóm hydroxyl có bản chất kỵ nước. Do đó, độ hòa tan của rượu giảm khi tăng kích thước của nhóm alkyl. Ví dụ methanol, ethanol và propanol có thể hòa tan trong nước. Butanol hòa tan vừa phải trong nước.
- Nhiệt độ sôi: Do có liên kết hydro, ancol có xu hướng có nhiệt độ sôi cao hơn so với hidrocacbon và ete tương ứng. Điểm sôi của rượu etanol là 78,29°C, so với hidrocacbon hexan (69°C) và đối với dietyl ete (34,6°C).
4.2. Tính chất hóa học
Ancol có tính acid do liên kết –OH có cực nhưng yếu hơn một chút so với nước. Nên nguyên tử H dễ bị thay thế hoặc tách ra khi tham gia phản ứng hóa học.
Một số phản ứng hóa học nổi bật của ancol là:
- Tác dụng với kim loại kiềm, bazơ mạnh:
Ancol tác dụng với kim loại kiềm
- Tính chất đặc trưng của Glixerol (C3H5(OH)3) có phản ứng đặc trưng với Cu(OH)2 theo phương trình như sau:
Glixerol tác dụng với Cu(OH)2
- Phản ứng thế nhóm -OH: Ancol có khả năng phản ứng với acid vô cơ để thế nhóm -OH trong phân tử.
CH3OH + HCl → CH3-Cl + H2O
- Phản ứng tách nước: Thực hiện phản ứng đun ancol etylic với axit H2SO4 đặc đến khi nhiệt độ khoảng 170C sẽ thu được khí etilen.
- Phản ứng oxy hóa: Tùy thuộc vào cấu trúc của rượu và loại tác nhân oxy hóa được sử dụng, quá trình oxy hóa ancol sẽ tạo ra các sản phẩm khác nhau.
5. Điều chế ancol như thế nào?
Điều chế ancol ethanol từ đường
- Thực hiện dẫn xuất halogen
CnH2n+2-2k-xXx + xMOH → CnH2n+2-2k-x(OH)x + xMX
- Cộng nước vào anken để tạo ra ancol no, đơn chức và mạch hở. Phản ứng được tuân theo quy tắc cộng Maccopnhicop nên nếu anken là đối xứng thì phản ứng chỉ tạo ra 1 ancol
CnH2n + H2O → CnH2n+1OH(H+)
- Trong môi trường kiềm tiến hành thủy phân este
RCOOR’ + NaOH → RCOONa + R’OH
- Cộng H2 vào andehit hay xeton
RCHO + H2 → RCH2OH (Ni, to)
RCOR’ + H2 → RCHOHR’ (Ni, to)
- Dùng dung dịch KMnO4 oxi hóa hợp chất có nối đôi
3CH2=CH2 + 2KMnO4 + 4H2O → 3CH2OH-CH2OH + 2KOH + 2MnO2
6. Ứng dụng của ancol ra sao ?
Ancol đã được ứng dụng từ lâu trong sản xuất như y tế, công nghiệp thực phẩm… và đời sống. Một số rượu được sử dụng phổ biến dưới đây:
- Ancol được dùng làm rượu, nước giải khát.
- Metanol: chủ yếu để sản xuất formaldehyde và làm phụ gia nhiên liệu.
- Ethanol, chủ yếu sử dụng cho đồ uống có cồn, phụ gia nhiên liệu, dung môi.
- Isopropyl được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp làm dung môi cho sơn và các quá trình hóa học.
- 1-propanol, 1-butanol và rượu isobutyl để sử dụng làm cồn tẩy rửa cho da, làm dung môi trong công nghiệp và sản xuất ra các dung môi khác.
- Ethylene glycol thường được dùng làm chất chống đông cho ô tô và là một thành phần trong chất lỏng thủy lực, mực in và dung môi sơn.
- Glycerol vẫn được sử dụng để sản xuất nitroglycerin, là chất nổ chính trong thuốc nổ. Ngoài ra, nó còn làm dung môi, chất giữ ẩm, chất làm dẻo, chất chống đông và chất bôi trơn tan trong nước. Nó được tìm thấy trong nhiều loại sản phẩm, bao gồm thực phẩm, xà phòng, mỹ phẩm, mực in, chất lỏng thủy lực và dược phẩm…
- Ancol có C6–C11 được sử dụng cho chất hóa dẻo, ví dụ như trong polyvinylchloride
- Ancol béo (C12–C18) là tiền chất của chất tẩy rửa.
- Ngoài ra, nhiều ancol khác còn được làm nhiên liệu cho động cơ như methanol, ethanol có chỉ số octan cao và lượng khí thải gây ô nhiễm thấp.
Ứng dụng của ancol etylic
