75
Chào mừng cô giáo và các bạn đến tham gia buổi thảo luận môn Hóa học hữu cơ.

Hidrocacbon No

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Chưng cất đơn giản ở áp suất thường dùng để tách biệt chất đủ bền khi đun nóng và thực tế không bị phân hủy ở nhiệt độ sôi. Phương pháp này thường dùng với các chất có nhiệt độ sôi cao hơn 40oC và thấp hơn 160oC vì những chất lỏng sôi thấp hơn 40oC sẽ mất đi nhiều sau khi chưng cất nên không có hiệu quả.Nếu chưng cất sử dụng ống sinh hàn, thì các ống sinh hàn này thường được lắp xuôi để chất ngưng tụ thu được ở bình hứng. Tốc độ cất thường từ 1-2 giọt chất lỏng rơi vào bình hứng trong một giây. Để chất lỏng sôi đều và tránh hiện tượng quá lửa sẽ không có hiện tượng sôi với biểu hiện các hạt chất lỏng chuyển động trên bề mặt chất lỏng, dẫn đến hiện tượng thỉnh thoảng chất lỏng sôi trào mạnh và tràn sang bình hứng, cần phải cho vào bình cất một ít đá bọt, hay ống mao quản hàn kín một đầu vào ngay khi bắt đầu đun nóng.

Citation preview

  • Cho mng c gio v cc bn n tham gia bui tho lun mn Ha hc hu c.

  • Ni dung bi tho lun:V s hnh thnh lin kt cng ha tr trong phn t 2-metylpentan v penten-12. Nu cc phng php tch bit v tinh ch hp cht hu c 3. Trnh by v Hirocacbon no.

  • 1.1. S hnh thnh lin kt cng ha tr trong phn t 2-metylpentan: 1 AOs lai ha vi 3 AOp 4 orbitan lai ha sp3 ca nguyn t CHnh 1: S hnh thnh lai ha sp3

  • Phn t 2-metylpentan: CH3-CH-CH2-CH2-CH3CH3

  • 1.2. S hnh thnh lin kt cng ha tr trong phn t penten-1:

  • Hnh 2: S hnh thnh cc lin kt trong phn t penten-1: CH2=CH-CH2-CH2-CH3.

  • 2. Cc phng php tch bit v tinh ch hp cht hu c.2.1. Phng php chng ct2.1.1. Chng ct thng (chng ct n gin, chng ct n)2.1.2. Chng ct phn on2.1.3. Chng ct li cun hi nc2.2. Phng php kt tinh (phng php kt tinh li)2.3. Phng php chit2.3.1. Chit trong h cht rn - lng2.3.2. Chit trong h cht lng - lng2.4. Phng php thng hoa2.5. Phng php sc k

  • 2.1.1. Chng ct thng (chng ct n gin, chng ct n)Chng ct n gin p sut thng dng tch bit cht bn khi un nng v thc t khng b phn hy nhit si. Phng php ny thng dng vi cc cht c nhit si cao hn 40oC v thp hn 160oC v nhng cht lng si thp hn 40oC s mt i nhiu sau khi chng ct nn khng c hiu qu.Nu chng ct s dng ng sinh hn, th cc ng sinh hn ny thng c lp xui cht ngng t thu c bnh hng. Tc ct thng t 1-2 git cht lng ri vo bnh hng trong mt giy. cht lng si u v trnh hin tng qu la s khng c hin tng si vi biu hin cc ht cht lng chuyn ng trn b mt cht lng, dn n hin tng thnh thong cht lng si tro mnh v trn sang bnh hng, cn phi cho vo bnh ct mt t bt, hay ng mao qun hn kn mt u vo ngay khi bt u un nng.Ch khng c cho bt vo bnh ct khi ang si.

  • Hnh 2. 1. H thng chng ct n gin p sut thng(1: bnh cha mu chng ct, 2: nhit k, 3: ng sinh hn lp xui, 4: sng b, 5: bnh hng)

  • Hnh 2. 2. H thng chng ct n gin p sut thp(1: bnh cha mu chng ct, 2: ng mao qun, 3: van, 4: nhit k, 5: ng sinh hn lp xui, 6: sng b, 7: bnh hng, 8: van thng vi p sut kh quyn, 9: ng ch T, 10: bnh bo him, 11: p k)

  • Hnh 2. 3. H thng chng ct n gin p sut thng trong phng th nghim

  • Hnh 2.4. H thng chng ct hin i

  • Ha cht v dng c: Ha cht: nc my, KMnO4, H2SO4 c.Dng c: nhit k, bnh cu y trn dung tch 250ml, sinh hn thng, sng b, bnh tam gic.Cch tin hnh:Cho vo bnh cu y trn 100ml nc my, 0,1g KMnO4 v 0,01ml H2SO4 c, 2 vin bt v lp rp thit b nh hnh v:V d: Chng ct nc bng phng php chng ct n gin p sut kh quyn:

  • Ct b giai on u 10ml, tip ly 80ml v lun theo di nhit trong qu trnh ct. Ch un nng bnh cu vi tc 25 git/pht khng un qu mnh, ct vi tc nhanh s gy hin tng qu nhit, lm cho vic c nhit si khng ng v sn phm cho ra khng tinh khit.

  • 2.1.2. Chng ct phn onChng ct phn on c dng c c mt tinh khit cao ca phn ct hay chng ct nhiu cht khc nhau t mt hn hp. Nu nhit si gn nhau c th chng ct di p sut thp hn ci thin bc tch v nh th nhit si s nm xa nhau hn.

  • Ha cht v dng c:Ha cht: axeton, toluenDng c: nhit k 200oC; ct vigr; bnh cu y trn 250ml; sinh hn thng; sng b; bnh hng.-Cch tin hnh: Cho vo bnh cu y trn 50ml axeton (si 56,4oC), 50ml toluen (si 110,6oC) v 3 vin bt, lp dng c nh hnh v sau:V d: S dng chng ct phn on phn tch hn hp axeton toluen:

  • un v ct vi tc 20 git/pht, theo di nhit v ly lm 3 on: on 1 si 56 - 70oC, on 2 si 70 - 100oC, on 3 si 100 110,6oC. Thay bnh ct nh hn ri cho phn on 1 vo ct ly axeton tinh khit 56 58oC. Phn cn li cho vo phn on 2. Cho phn on 3 vo v ct ly toluen tinh khit 110,6oC, on si trc cho vo phn on 2. Nh vy phn on 1 v 3 ta s thu c axeton v toluen tinh khit.

  • 2.1.3. Chng ct li cun hi ncBn cht ca phng php li cun hi nc l lm bay hi cc hp cht hu c c nhit si cao, khng tan hoc t tan trong nc bng cch sc hi nc vo hn hp ca cc cht v nc. Kt qu l cht hu c v nc s ngng t sinh hn v ch xung bnh hng. Phng php ct li cun hi nc thng dng tch ring cc cht hu c lng t tan trong nc nhit < 100oC nh chng ct nhiu loi tinh du c gi tr trong y dc v i sng nh tinh du bc h, qu, hi.

  • 2.2. Phng php kt tinh (phng php kt tinh li)

    Kt tinh l qu trnh hnh thnh v pht trin ca tinh th t tng nng chy, dung dch hay kh. Phng php kt tinh li l phng php tinh ch quan trng da trn tnh bo ha ca cht rn cn tinh ch khi un nng trong dung mi thch hp, loi b cht ph v cht kt tinh tr li khi lm lnh. Qu trnh kt tinh li gm cc giai on sau: - Ha tan mu cht rn khng tinh khit trong dung mi thch hp - Lc nng dung dch trn loi b cht ph khngtan - Lm lnh dung dch hoc ui bt dung mi to dung dch bo ha v gy mm kt tinh - Lm kh tinh th. Quy trnh ny c th lm li nhiu ln thu c cht tinh khit.

  • 3. Hirocacbon no3.1. nh ngha:Hirocacbon no l nhng Hirocacbon m trong phn t ch c nhng nguyn t cacbon no Csp3 v do ch c nhng lin kt n.

  • 3.2. Phn loi:C 2 loi: Hirocacbon no mch h gi l ankan, cng thc chung CnH2n+2 (n>=1)

    Hirocacbon no mch vng gi l xicloankan cng thc chung CnH2n (n>=3) i vi xicloankan n vng.

  • V d:

  • V d:

  • 3.3. Cu trc phn t3.3.1. Ankan.Phn t ankan ch c nhng nguyn t Csp3 vi gc ha tr ~109,5o do mch cacbon thng l ziczac v tn ti ch yu dng xen k, v l nhng dng bn.Cc lin kt C-C v C-H trong ankan khng phn cc hoc ch phn cc rt yu. Nng lng ca cc lin kt thay i theo bc ca nguyn t cacbon, song ni chung l ln ( khong 350-400kJ/mol). V vy hu ht cc phn ng ca ankan thng xy ra theo kiu ng li.

  • V d: Phn t nonan:V d: Phn t propan

  • 3.3.2. Xicloankan.Xiclopropan v xiclobutan l nhng vng km bn. Do gc CCC b p nhiu so vi gc bnh thng (109,5o), lin kt C-C trong phn t xiclopropan c hnh thnh bng cch xen ph mt bn, chnh v vy lin kt ny km bn.Xiclopentan v xiclohexan l nhng vng bn. Vng xiclohexan c dng gh nn cc gc lin kt t din vn c m bo cn cc nguyn t hiro lun lun v tr xen k.

  • M hnh xiclopentanM hnh xiclopropan

  • 3.4. Tnh cht3.4.1. Tnh cht vt l: i vi ankan: t C1 n C4 l cht kh, t C5 n C19 l cht lng v t C20 tr ln l cht rn. Khi phn t khi ca ankan tng ln th nhit si v nhit nng chy cng tng ln.Cc ankan u nh hn nc. Khi lng ring ca ankan tng theo mch cacbon, ti a l 0.8g/mlCc ankan u khng tan (hoc rt t tan) trong nc. Ngc li chng tan trong cc dung mi hu c, ha tan c cht bo.

  • -Trong ph hng ngoi ca cc ankan xut hin cc s sng ca dao ng ha tr C H 2960 2850 cm-1. Nhm metyl v metylen c cc dao ng bin dng C H c trng trong vng 1470 1350 cm-1.-Trn ph t ngoi gn ( t 200 nm n 400 nm) khng c cc i hp th ca ankan, v th mt s ankan c dng lm dung mi ha tan cc cht cn ghi ph t ngoi.

  • -Ph cng hng t proton (1H-NMR) ca ankan c cc tn hiu c trng 0.9 ppm ( nhm CH3); 1,25 ppm (nhm - CH2 - ) v 1.5 2.0 ppm (nhm CH - ), ta c th nhn bit c mt ankan c phn nhnh hay khng.

  • 3.4.2. Tnh cht ha hc1.Phn ng th:Phn ng ch xy ra vi Clo hoc Brm khi chiu sng. It khng phn ng, cn Flo th phn hu ankan thnh C v H2.Khi chiu sng hoc t nng hn hp metan v clo s xy ra phn ng th ln lt cc nguyn t hiro bng clo:

  • CH4 + Cl2 CH3Cl + HCl metyl clorua (clometan) CH3Cl + Cl2 CH2Cl2 + HCl metylen clorua (iclometan) CH2Cl2 + Cl2 CHCl3 + HCl clorofom (triclometan) CHCl3+Cl2 CCl4 + HCl cacbon tetraclorua(tetraclometan)

  • C ch phn ng halogen ha ankan Phn ng clo ha v brom ha ankan xy ra theo c ch gc - dy chuyn. Bc khi mo: Bc pht trin dy chuyn: Bc t dy chuyn:

  • Ch thch:(1): Phn t clo hp th nh sng b phn ct ng li thnh2nguyn t clo. (2): Nguyn t clo l mt gc t do hot ng, n ngt ly nguyn tHtCH4to raHClv gc t do.CH3. (3): Gc.CH3khng bn, n tch ly nguyn tCltCl2 tr thnhCH3Clbn hn. Nguyn tCl.mi sinh ra phn ng(3)li tc dng viCH4lm cho phn ng(2)v(3)lp i lp li ti hng chc ngn ln nh mt dy chuyn. (4)(5)(6): Cc gc t do kt hp vi nhau thnh cc phn t bn hn

  • Phn ng ca xicloankan vi halogenXiclobutan+ HNO3450oCNO2+ H2OXiclohexanNitroxiclohexan+ Cl2nh sngCl+ HClCloxiclobutanXiclohexan, xiclobutan tc dng vi Halogen cho sn phm th, tng t ankan.

  • 2. Phn ng tcha) hir ho (tch hir):Ankan mch ngn khi un nng vi xc tc Cr2O3, Cu, Pt th to thnh anken v H2. Th d: Ring CH4 tu theo nhit s cho cc phn ng: Phn ng tch hiro nhng ankan c 5-7 nguyn t cacbon trong mch chnh c th dn ti s ng vng hoc xa hn na l thm ha. Th d:CH2CH2CH2CH2CH3CH3Xt, to -H2Xt, to -3H2

  • b) Crckinh -Crckinh l qu trnh b gy mch cacbon ca cc ankan mch di thnh anken v ankan mch ngn hn. Crckinh nhit thc hin 600oC, cn crckinh xc tc Al2(SiO3)3 thc hin 450oC 550oC. Qu trnh ny b gy bt k lin kt C - C no v gi l crckinh xc tc.Th d:CH3-CH2-CH3crckinhCH4 + CH2=CH2CH3-CH2-CH2-CH3crckinhCH4 + CH3-CH=CH2CH3CH3 + CH2=CH2

  • ng dng ca phn ng crckinh ankan: Trong cng nghip du m, qu trnh ny dng bin i cc phn on nng thnh sn phm nh, c nhit si gn bng nhit si ca hirocacbon trong xng. Crckinh xc tc vi s c mt ca hiro th s nhn c sn phm l cc hirocacbon no c mch ngn hn:CH3(CH2)10CH3 Cht xc tcH2, toCH3(CH2)3CH3 + CH3(CH2)5CH3Ankan mch diAnkan mch ngn hn

  • Cn trong nhng trng hp crckinh m khng c mt hiro, sn phm phn ng l hn hp ca ankan v anken c mch ngn hn:CH3(CH2)10CH3toCht xc tcCH3CH=CHCH2CH3 + CH3(CH2)5CH3Ankan mch diHn hp anken v ankan c mch ngn hn

  • 3. Phn ng oxi ha:a)Phn ng oxi ha hon ton (phn ng chy):

    - ankan- xicloankan CnH2n +3n 2O2tonCO2 + nH2OCnH2n+2 +3n + 1 2O2tonCO2 + (n + 1)H2OKhi c tia la t v oxi, ankan v xicloankan chy hon ton sinh ra O2, H2O v ta nhit mnh:

  • b) Phn ng oxi ha khng hon ton:- Oxi ha metan:CH4O2 khng kh200at, 300oC, CuHCH=O + H2OC + 2H2O (bt than)t thiu khng khCO2 + 2H2 (kh t)500oC, Ni- Oxi ha ankan cao:R-CH2R-CH2R-COONa + R-COONa R-COOH + R-COOHNaOHxt mui mangan (x phng)O2 khng kh

  • - Oxi ha xiclohexanO2, 40at 150oCOHO2, NOXiclohexanonOZnO, toNilon-6Nilon-6,6

  • Hot tnh sinh hc ca ankan:Trong vi khun v vi khun c:-Vi khun csn xut mtan trong d dy con b l nguyn nhn to ra mt lng nhmtantrong kh quyn Tri t.-Mt s loivi khunnht nh c th chuyn ha cc ankan: chng a thch cc ankan c mch cacbon chn do chng d b phn hy hn so vi ankan mch cacbon l.Mt khc mt svi khun c nhmtanogen, sn sinh ra mt lng ln mtan bng cch chuyn hacacbon ixthoc xi ha cc hp cht hu c khc. Nng lng c gii phng bng s xi hahir:CO2+ 4H2 CH4+ 2H2O

  • Cc ankan cng ng vai tr nh trong sinh hc ca ba nhmeukaryotl:nm,thc vtvng vt. Mt s loi men c bit, v dCandida tropicale, cc loi hPichia,Rhodotorula, c th s dng ankan nh l ngun cacbon v/hoc nng lng. Loi nmAmorphotheca resinaea thch cc ankan mch di trongnhin liu hng khng, v c th sinh ra cc vn nghim trng cho my bay trong cc khu vc nhit i.Trong thc vt ngi ta cng tm thy cc ankan rn mch di; chng to ra mt lp sp rn chc-lpcutin(biu b), trn cc khu vc m thc vt b lt trn ra ngoi khng kh. N bo v thc vt chng li s mt nc, ng thi ngn cn s tht thot ca cc khong cht quan trng do b ma. N cng bo v thc vt chng li vi khun, nm v cccn trngc hi. Lp v sng mu trn cc loi qu nh to cng cha cc ankan mch di. Mch cacbon thng thng nm gia 20 v 30 nguyn t cacbon v c thc vt sn xut t ccaxt bo. Thnh phn chnh xc ca lp sp khng ch ph thuc vo loi m cn thay i theo ma v cc yu t mi trng nh iu kin chiu sng, nhit v m.

  • Nc to thnh cc git nh trn mng mng cha sp ankan ph bn trn v qu to.

  • - Cc ankan cng c tm thy trong cc sn phm ca ng vt, mc d chng t quan trng hn so vi cc hydrocacbon khngno. Mt v d l du gan c mp cha khong 14%pristan(2,6,10,14-tetramtylpentadecan, C19H40). S c mt ca chng l quan trng hn trong ccpheromon, loi ha cht lm tn hiu, m gn nh ton b cn trng u cn khi lin lc vi nhau. Vi mt s loi, nh c s dng bi b cnh cngXylotrechus colonus, ch yu lpentacosan(C25H52), 3-mtylpentaicosan (C26H54) v 9-mtylpentaicosan (C26H54), chng c chuyn giao bng s tip xc c th. Vi cc loi khc nhmui x xGlossina morsitans morsitans, pheromon cha 4 ankan l 2-mtylheptadecan (C18H38), 17,21-imtylheptatriacontan (C39H80), 15,19-imtylheptatriacontan (C39H80) v 15,19,23-trimtylheptatriacontan (C40H82), v chng hot ng bng mi vi mt khong cch ln, mt c trng hu ch kim sotsu b.

  • Mt v d v ankan m c trn ng v thc vt u c vai tr l quan h sinh thi giaong ct(Andrena nigroaenea) vlan hnh nhn (Ophrys sphegodes); trong hoa lan ph thuc vo sth phnca ong. Ngoi ra, ong ct s dng cc pheromon xc nh bn tnh ca mnh; trong trng hp caA. nigroaenea, con ci s dng hn hp catricosan(C23H48),pentacosan(C25H52) vheptacosan (C27H56) vi t l 3:3:1, v con c b hp dn bi mi c trng ny. Cy hoa lan nm c u th ny cc phn trong hoa ca n khng ch tng t nh b ngoi ca ong ct, m n cn sn xut ra mt lng ln c 3 ankan ni trn vi cng mt t l tng t. Kt qu l hng lot ong c b quyn r bay n v c gng giao hp vi bn tnh gi mo ca mnh: mc d n lc ny khng em li thnh cng cho ong, nhng n cho php cy lan chuyn giao phn hoa ca n, c gieo rc sau khi con c nn ch bay sang cc bng hoa khc.

  • Lan hnh nhn

  • 3.5. iu ch:a)Trong cng nghip:Metan v cc ng ng c ly t kh thin nhin, kh m du (kh ng hnh) t du m v sn phm ch bin du m.

  • b) Trong phng th nghim:c th iu ch ankan t cc hirocacbon khng no tng ng, t dn xut halogen v t xeton.Ngi ta cn c th iu ch cc ankan thp bng cch nung khan mui ca natri cacboxylic (C2 C4) vi NaOH ( dng vi ti xt). Th d:CH3COONa + NaOH (rn) to CaOCH4 + Na2CO3

  • 3.6. ng dng:a)Nhin liu:-Trong Kh du m ha lnghayKh ha lng (Liquefied Petroleum Gas; vit tt:LPG).y l cch din t chung capropanc cng thc ha hc l C3H8vbutanc cng thc ha hc l C4H10, c hai c tn tr ring bit hoc chung vi nhau nh mt hn hp. LPG c gi l kh du m ha lng v cc cht kh ny c th c ha lng nhit bnh thng bng cch gia tng p sut va phi, hoc p sut bnh thng bng cch s dng k thut lm lnh lm gim nhit . Trong thnh phn ca LPG, thng thng,propanchim 50%,butanchim 50%.

  • ng dng trong kh ha lng.

  • - S dng lm nhin liu trong cc ng c t trong. T pentan tioctanth ankan l cc cht lng d bay hi, do chng d ha hi khi i vo trong khoang t m khng to ra cc git nh c th lm h hi tnh ng nht ca s chy. Cc ankan mch nhnh c a chung hn, do chng c s bt chy mun hn so vi cc ankan mch thng tng ng (s bt chy sm l nguyn nhn sinh ra cc ting n lc xc trong ng c v d lm h hi ng c). Bn cnh vic s dng nh l ngun nhin liu th cc ankan ny cn ldung mitt cho cc cht khng phn cc.

  • ng dng lm nhin liu cho cc loi ng c t trong

  • - Cc ankan tnonanti hexadecan(ankan vi mch cha 16 nguyn t cacbon) l cc cht lng c nht cao, t ph hp cho mc ch s dng nh lxng. Ngc li, chng to ra thnh phn ch yu ca du izen v nhin liu hng khng. Cc nhin liu izen c nh gi theo ch s cetan (cetan l tn gi c ca hexadecan). Tuy nhin, im nng chy cao ca cc ankan ny c th sinh ra cc vn nhit thp v ti cc vng gn cc Tri t, khi nhin liu tr nn c qunh hn v s truyn dn ca chng khng c m bo chun xc.

  • Dng lm nhin liu cho ng c t, xe my.

  • Dng lm nhin liu cho my bay

  • Dng lm nhin liu cho my pht in

  • -Cc ankan t hexadecan tr ln to ra thnh phn quan trng nht ca cc loi cht t trong cc l t v du bi trn. chc nng sau th chng lm vic nh l cc cht chng g do bn cht khng a nc ca chng lm cho nc khng th tip xc vi b mt kim loi. Nhiu ankan rn c s dng nh l parafin, v d trong cc loi nn. Khng nn nhm lnparafinvi sp thc s (v d sp ong) ch yu l hn hp ca cceste.

  • ng dng ankan trong Du chng g st v bi trn RP7

  • ng dng ankan trong Du m bi trn ng c

  • ng dng ankan trong vic sn xut cc loi nn

  • -Cc ankan vi di mch cacbon khong t 35 tr ln c tm thy trong bitum, c s dng ch yu trong nha ng ri ng.

  • b) Nguyn liu cng nghip ha hc:T metan sn xut ra axetilen, mui than v hiro, ru etylic, phenol, cumen, axeton

  • + Cng nghip ha hc cn metan lm nguyn liu c bn cho tng hp hu c. Nhit phn metan trong nhng iu kin khc nhau c th sinh ra axetilen hoc mui than cng vi hiro:2CH41400 1500oCHCCH + 3H2CH41000oC, xtC + H2

  • + T metan sn xut ru eylic:2CH4HgSO41500oCLm lnh nhanhC2H2 + 3H2C2H2 + H2O80oCCH3CHOCH3CHO + H2NitoC2H5OH

  • + T metan sn xut phenol:2CH41500oCLm lnh nhanhC2H2 + 3H23C2H2600oC+ Cl2FeClCl+ NaOH360oC300atmOH+ NaCl

  • + T metan sn xut cumen v axeton:2CH41500oCLm lnh nhanhC2H2 + 3H23C2H2600oC+ CH2=CH-CH3H+CH3-CH-CH3(cumen)CH3-CH-CH3+ O2xtOH+ CH3 CO CH3

  • Mt s ng dng trong i sng ca axeton

  • T butan sn xut axit axetic2C4H10 + 5O24CH3COOH +2H2O to, xt

  • - T cc ankan C25 C30 sn xut x phng2CH3(CH2)14CH2CH2(CH2)14CH3O2, to, xt2CH3(CH2)14COOH2CH3(CH2)14COOH + Na2CO32CH3[CH2]14COONa + H2O + CO2

  • HTChc bui tho lun thnh cng tt p!

    *