Bài giảng Nhận biết một số thuốc thử cho hợp chất hữu cơ

Nhaän bieát chaát Gv: Nguyeãn Cöûu Phuùc CHUYEÂN HOÙA 12-LTÑH Taøi lieäu löu haønh noäi boä Trang 1 MOÄT SOÁ THUOÁC THÖÛ CHO HÔÏP CHAÁT HÖÕU CÔ NHAÄN BIEÁT CHAÁT THUOÁC THÖÛ DAÁU HIEÄU PHAÛN ÖÙNG KEÁT LUAÄN VÍ DUÏ maát maøu naâu ñoû • • coù lieân keát C=C hay C≡C coù nhoùm –CH=O CH2=CH–COOH + Br2 → CH2Br-CHBr-COOH R-CH=O + Br2 + H2O → R- COOH + 2HBr (CTPB) dung dòch brom keát tuûa traéng • phenol, anilin C6H5OH + 3Br2 → C6H2(OH)Br3 ↓ + 3HBr C6H5NH2 + 3Br2 → C6H2(NH2)Br3 ↓ +3HBr dung dòch KMnO4 phai maøu thuoác tím • • coù lieân keát C=C hay C≡C Ankyl benzen CH2=CH2 + [O] → CH2OH –CH2OH C6H5–CH3 +3[O] → C6H5–COOH + H2O ↓ vaøng nhaït • ankin –1 (R-C≡CH) 2R-C≡CH + Ag2O ⎯⎯⎯⎯→ NH3,t o 2R-C≡CAg↓ + H2O (CTPB) R–C≡CH + [Ag(NH3)2]OH ⎯→ R–C ≡ CAg ↓+ H2O + 2NH3 dung dòch AgNO3 trong NH3 ↓ Ag kim loaïi (göông baïc) • HC coù nhoùm –CH=O nhö: ™ andehyt ™ glucoz ,mantozơ ơ. C6H12O6 ,C12H22O11 ™ axit fomic ™ este fomat R–CHO + Ag2O ⎯⎯⎯⎯→ NH3,t o R-COOH + 2Ag ↓ hay R-CHO + 2[Ag(NH3)2]OH ⎯→to R-COONH4 + 2Ag ↓+3 NH3↑ + H2O C6H12O6 + Ag2O ⎯⎯⎯⎯→ NH3,t o CH2OH[CHOH]4COOH + 2Ag ↓ HCOOH+ Ag2O ⎯⎯⎯⎯→ NH3,t o H2O + CO2 + 2Ag ↓ H–CO-OCH3+ Ag2O ⎯⎯⎯⎯→ NH3,t o HO- CO-OCH3 + 2Ag ↓ dung dòch xanh lam (hay xanh da trôøi theo CTNC) • Ancol ña chöùc (1,2- diol) C C OH OH + Cu(OH)2 O C COH C C OH O Cu2 + H2O2 coù ↓ ñoû gaïch khi ñun noùng • HC coù nhoùm –CH=O nhö: ™ andehyt ™ glucoz ,mantozơ ơ. C6H12O6 ,C12H22O11 ™ axit fomic ™ este fomat R–CHO + 2Cu(OH)2 +NaOH →t o R-COONa + Cu2O ↓ +2H2O C6H12O6 +2Cu(OH)2 +NaOH →t o CH2OH[CHOH]4COONa+ Cu2O↓ +3H2O H –COOH + 2Cu(OH)2 +2NaOH →t o 4H2O + Na2CO3 + Cu2O ↓ HCOOCH3+2Cu(OH)2 +2NaOH →t o Na2CO3 + CH3-OH + Cu2O ↓ +3H2O Cu(OH)2 trong moâi tröôøng kieàm dung dòch maøu xanh lam nhaït • Axit cacboxylic R–COOH 2 R–COOH + Cu(OH)2 → (R-COO)2Cu +2H2O Na kim loaïi suûi boït khí • • HC coù nhoùm –OH hoaëc –COOH R–OH + Na → R–ONa + ½ H2 ↑ R–COOH + Na → R–COONa + ½ H2 ↑ Hoùa ñoû • axit CH3COOH CH3COO- + H+ Quyø tím Hoùa xanh • baz CH3 –NH2 ; C2H5 –NH2 Nhaän bieát chaát Gv: Nguyeãn Cöûu Phuùc CHUYEÂN HOÙA 12-LTÑH Taøi lieäu löu haønh noäi boä Trang 2 Caùùc Löu YÙÙ Quan Troïïng A - GIÖÕA CAÙC HYDROCACBON, ÑEÅ PHAÂN BIEÄT : 1. Ank-1-en vôùi anken khaùc: Oxyhoùa vôùi KMnO4 coù xuùc taùc H2SO4 ,ank-1-en cho khí CO2 laøm ñuïc nöôùc voâi trong R-CH=CH2 + 5[O] R-COOH + CO2 ↑ + H2O R-CH=CH-R + 4[O] 2R-COOH 2. Anken vôùi caùc hydrocacbon khaùc coù soá lieân keát π nhieàu hôn : Baèng caùch laáy cuøng theå tích nhö nhau cuûa caùc hydrocacbon roài nhoû töøng löôïng dung dòch brom (cuøng noàng ñoä) vaøo. Maãu naøo coù theå tích brom bò maát maøu nhieàu hôn öùng vôùi hydrocacbon coù soá lieân keát π lôùn hôn. 3. Axeâtylen vôùi caùc ank-1-in khaùc : Baèng caùch cho nhöõng theå tích baèng nhau cuûa caùc chaát thöû taùc duïng vôí löôïng dö Ag2O trong NH3 roài ñònh löôïng keát tuûa ñeå keát luaän. HC≡CH + Ag2O ⎯⎯→NH3 AgC≡CAg↓ + H2O Hoaëc: HC≡CH + 2[Ag(NH3)2]OH ⎯→ AgC ≡ CAg ↓+ 2H2O + 4NH3 2R–C≡CH + Ag2O ⎯⎯→NH3 2R–C≡CAg↓ + H2O Hay: R–C≡CH + [Ag(NH3)2]OH ⎯→ R–C ≡ CAg ↓ + H2O + 2NH3 4. Ank-1-in vôùi caùc ankin khaùc : Ank-1-in taïo keát tuûa vaøng nhaït vôùi dung dòch AgNO3 trong NH3 5. Benzen vôùi ñoàng ñaúng cuûa benzen : Benzen khoâng laøm maát maøu dung dòch KMnO4 trong khi ñoàng ñaúng cuûa benzen laøm maát maøu thuoác tím. 6. C6H5CH2-CH3 vôùi caùc ñoàng ñaúng khaùc coù nhaùnh lôùn hôn 2 cacbon : C6H5CH2-CH3 bò oxy-hoùa trong dung dòch KMnO4 cho khí CO2 laøm ñuïc nöôùc voâi trong . C6H5CH2-CH3 + 6[O] ⎯⎯⎯→KMnO4 C6H5-COOH + CO2 + 2H2O B - ÑOÁI VÔÙI HÔÏP CHAÁT NHOÙM CHÖÙC ÑEÅ PHAÂN BIEÄT : 1. Caùc röôïu (ancol) cuøng daõy ñoàng ñaúng coù söï cheânh leäch veà phaân töû löôïng: Laáy cuøng khoái löôïng nhö nhau cuûa caùc maãu thöû (giaû söû 1g) cho taùc duïng vôí Na dö thu laáy khí hydro theo phöông phaùp dôøi choã nöôùc. Theå tích hydro sinh ra tyû leä nghòch vôùi phaân töû löôïng cuûa caùc röôïu. 2. Caùc röôïu (ancol) coù baäc khaùc nhau : Cho hôi röôïu (ancol) qua CuO, ñun noùng. Thöû saûn phaåm sinh ra theo trình töï: • dung dòch AgNO3 / NH3, neáu thaáy coù göông baïc ⇒ saûn phaåm cuûa röôïu (ancol) baäc 1. • dung dòch NaHSO3 bh, neáu thaáy coù ↓ ⇒ saûn phaåm cuûa röôïu (ancol) baäc 2 . ( tính chaát môû roäng khoâng coù trong SGK 12) • coøn laïi laø röôïu (ancol) baäc 3 3a. Phaân bieät amin caùc baäc : (Tính chaát môû roäng cho CTPB) Phaân bieät amin khaùc baäc nhôø taùc duïng vôùi axit nitrô (HNO2) : Phaûn öùng cuûa amin vôùi HNO2 : Amin baäc o I: R – NH2 + HO – NO ⎯→ R – OH + N2 ↑ + H2O ( suûi boït khí) Anin baäc oII: R R NH + HO – NO N – NO + H2O R’ R’ (amin baäc II) hôïp chaát nitroso (maøu vaøng ) Amin baäc oIII khoâng phaûn öùng , khoâng daáu hieäu. 3b. Giöõa phenol vôùi anilin : duøng NaOH : phenol taïo dung dòch ñoàng nhaát, anilin bò phaân lôùp. Hoaëc duøng HCl : anilin tan coøn phenol khoâng tan neân bò phaân lôùp 4. Giöõa H-CHO vaø anñehyt khaùc : Taùc duïng löôïng dö thuoác thöû Ag2O / NH3, tieáp ñeán theâm HCl vaøo dung dòch saûn phaåm , maãu chöùa HCHO seõ giaûi phoùng khí CO2 (do CO2 taïo muoái tan vôùi NH3 neân phaûi duøng HCl ñeå taùi taïo H2CO3 ). Nhaän bieát chaát Gv: Nguyeãn Cöûu Phuùc CHUYEÂN HOÙA 12-LTÑH Taøi lieäu löu haønh noäi boä Trang 3 Anñeâhit khaùc : R–CHO + Ag2O ⎯⎯⎯⎯→ NH3,t o R-COOH + 2Ag ↓ Anñeâhit fomic: H–CHO + 2Ag2O ⎯⎯⎯⎯→ NH3,t o H2O + CO2 + 4Ag ↓ Hoaëc : HCHO + 4 [Ag(NH3)2]OH ⎯→to (NH4)2CO3 + 4Ag ↓ + 6 NH3 ↑ +2 H2O 5. H-COOH vaø axit ñôn chöùc khaùc : H-COOH cho phaûn öùng traùng göông coøn caùc axit khaùc thì khoâng. H–COOH + Ag2O ⎯⎯⎯⎯→ NH3,t o H2O + CO2 + 2Ag ↓ Hoaëc : H-COOH + 2 [Ag(NH3)2]OH ⎯→to (NH4)2CO3 + 2Ag ↓ + 2NH3 ↑ + H2O (CTNC) 6. Axit oxalic (COOH)2: Duøng thuoác thöû Ca(OH)2 cho keát tuûa traéng . (COOH)2 + Ca(OH)2 (COO)2Ca ↓ + 2H2O 7a. Saccaroz vôùi mantozô : Mantozô cho phaûn öùng traùng göông, ( coøn saccarozô laøm voâi söõa töø ñuïc hoùa trong) . 7b. Saccarozô vôùi glixerol : Ñun noùng trong dung dòch H2SO4 loaõng, trung hoøa dung dòch saûn phaåm = kieàm roài ñem traùng göông, coù göông baïc laø dung dòch saûn phaåm cuûa saccarozô ( vì saccaroz bò thuûy phaân cho saûn phaåm laø glucozô vaø fructozô) 8. Glucozô vôùi fructozô : Glucozô laøm maát maøu nöôùc Brom . 9. Hoà tinh boät vôùi xenluloz : Hoà tinh boät cho maøu xanh tím vôùi dung dòch iod PHÖÔNG PHAÙP NHAÄN BIEÁT ™ ™ ™ ™ Thuoác thöû choïn ñeå nhaän bieát thöôøng taïo thaønh chaát keát tuûa, khí hay laøm thay ñoåi maøu saéc so vôùi maãu ban ñaàu. ™ Phaûn öùng choïn ñeå nhaän bieát laø phaûn öùng xaûy ra nhanh deã thöïc hieän (khoâng gaây ñoäc haïi) coù keøm nhöõng hieän töôïng deã quan saùt. Trình baøy baøi giaûi caàn neâu ñöôïc 3 yù theo thöù töï : 1-Thuoác thöû vaø ñieàu kieän phaûn öùng 2- Hieän töôïng quan saùt keøm theo keát luaän hoùa chaát naøo nhaän bieát ñöôïc 3-Vieát phöông trình phaûn öùng minh hoïa. Daïng 1 : Tröôøng hôïp khoâng giôùi haïn thuoác thöû Ví duï 1 : Baèng phöông phaùp hoùa hoïc, haõy phaân bieät caùc loï chöùa caùc chaát loûng : röôïu etylic, etanal, benzen,phenol Giaûi : Laáy 4 maãu hoùa chaát cho traùng göông, tröôøng hôïp coù xuaát hieän göông baïc laø maãu etanal. CH3–CHO + Ag2O ⎯→ NH3/to CH3COOH + 2Ag↓ R-CHO + 2[Ag(NH3)2]OH ⎯→to R-COONH4 + 2Ag ↓+ 3NH3↑ + H2O Tieáp tuïc cho dung dòch brom vaøo 3 maãu hoùa chaát coøn laïi, neáu thaáy xuaát hieän keát tuûa traéng laø maãu chöùa phenol. C6H5OH + 3Br2 → C6H2OHBr3 ↓ + 3HBr Cho Na kim loaïi vaøo 2 maãu coøn laïi, neáu thaáy suûi boït khí laø maãu chöùa röôïu (ancol) etylic. Chaát coøn laïi laø benzen. CH3 – CH2 – OH + Na → CH3 – CH2 – ONa + ½ H2 ↑ Ví duï 2 : Nhaän bieát caùc chaát khí trong daõy hoùa chaát sau : but-1-in, but-2-en, buta-1,3-ñien , butan. Giaûi : Laáy 4 maãu khí cho taùc duïng vôùi dung dòch AgNO3/NH3, tröôøng hôïp coù keát tuûa vaøng nhaït laø but-1-in. 2C2H5 – C ≡ CH + Ag2O ⎯→ NH3/to 2C2H5 – C ≡ CAg ↓ + H2O Hay: C2H5 –C≡CH + [Ag(NH3)2]OH ⎯→ C2H5 –C ≡ CAg ↓+ H2O + 2NH3 Laáy theå tích baèng nhau cuûa 3 maãu coøn laïi nhoû töø töø dung dòch brom cuøng noàng ñoä vaøo : * Maãu khoâng laøm phai maøu dung dòch brom chöùa butan. * Maãu coù theå tích dung dòch brom maát maøu nhieàu nhaát chöùa buta-1,3-ñien. * Maãu coù theå tích dung dòch brom bò maát maøu ít hôn chöùa but-2-en. Nhaän bieát chaát Gv: Nguyeãn Cöûu Phuùc CHUYEÂN HOÙA 12-LTÑH Taøi lieäu löu haønh noäi boä Trang 4 Ví duï 3 : Baèng phöông phaùp hoùa hoïc, haõy nhaän bieát caùc dung dòch chöùa : propan-1-ol, propan-2-ol, glixerin (glixerol), ancol anlylic, dietyl ete. Giaûi : -Cho caùc maãu thöû phaûn öùng vôùi dung dòch brom, maãu laøm maát maøu dung dòch brom laø röôïu (ancol) anlylic. CH2 =CH – CH2 – OH + Br2 → CH2Br – CHBr – CH2OH -Trong caùc maãu coøn laïi, maãu naøo hoøa tan Cu(OH)2 cho phöùc tan xanh lam laø glixerin (glixerol). CH2-OH HO OH HO-CH2 CH2–O O–CH2 CH-OH + Cu + HO-CH CH –O O–CH + 2H2O CH2-OH HO-CH2 CH2 –OH HO–CH2 Hoaëc (CTNC) CH2-OH HO-CH2 CH2–OH HO–CH2 CH-OH + HO ⎯ Cu⎯ OH+ HO-CH ⎯→ CH –O⎯ ⎯ O–CH + 2H2O CH2-OH HO-CH2 CH2 –OH HO–CH2 Theo CTCB: 2 C3H5(OH)3 + Cu(OH)2 ⎯→ [C3H5(OH)2O]2Cu + 2 H2O - Cho 3 maãu coøn laïi taùc duïng vôùi Na kim loaïi, maãu khoâng phaûn öùng laø dietyl ete ,2 maãu suûi boït khí laø röôïu (ancol) . - 2 maãu röôïu (ancol) dẫn qua CuO đun noùng . Tieáp ñeán, thöû saûn phaåm baèng phaûn öùng traùng göông, maãu naøo cho saûn phaåm traùng göông ñöôïc laø propan-1-ol. Maãu coù saûn phaåm khoâng traùng göông laø propan-2-ol. BAØI TAÄP ÑEÀ NGHÒ : 1/ Nhaän bieát caùc chaát thöû trong töøng daõy hoùa chaát sau: a)CH3COOH , CH2=CH-COOH , C2H5OH ,C2H4(OH)2 ,CH3CHO. b)röôïu (ancol) etylic, anñehyt axetic, axit axetic, anñehyt fomic. c)röôïu (ancol) etylic, phenol, anilin, dung dòch glucozô, anñehyt fomic. d) propan-1-ol, propanal, axit fomic, axit propionic. 2/ Baèng phöông phaùp hoùa hoïc,haõy phaân bieät : a) axit fomic, axit axetic, axit oxalic, axit acrylic. b) etanal, glucozô, etanol, saccarozô, glixerol. c) saccarozô, glixerol, mantozô, anñehyt axetic. Daïng 2 : Tröôøng hôïp giôùi haïn thuoác thöû ™ Choïn thuoác thöû naøo thöû ñöôïc nhieàu chaát nhaát ™ Neáu vaãn chöa bieát ñöôïc heát, laáy hoùa chaát vöøa tìm döôïc laøm thuoác thöû ñeå thöû tieáp ñeán khi naøo nhaän ñöôïc heát chaát thì thoâi. ™ Moät soá thuoác thöû ñeà nghò : dung dòch brom, dung dòch AgNO3 / NH3, Cu(OH)2, ñoâi khi coøn laø quøy tím. Giaûi : Cho dung dòch Br2 vaøo töøng maãu hoùa chaát treân, neáu thaáy : ™ Coù keát tuûa traéng ⇒ maãu anilin + 3Br2 (dd) → + 3HBr ™ Dung dòch Br2 bò phai maøu ⇒ axit acrylic. CH2=CH – COOH + Br2 → CH2 – CH – COOH Br Br Cu H H Cu Ví du 1 : Chæ duøng 1 hoùa chaát laøm thuoác thöû , haõy phaân bieät caùc hoùa chaát : anilin, axit acrylic vaø etanol. N HN H 2 2 BrBr Br Nhaän bieát chaát Gv: Nguyeãn Cöûu Phuùc CHUYEÂN HOÙA 12-LTÑH Taøi lieäu löu haønh noäi boä Trang 5 ™ Khoâng thaáy hieän töôïng gì xaûy ra laø maãu C2H5OH. Ví duï 2 : Chæ duøng 1 thuoác thöû, phaân bieät 3 oáng nghieäm maát nhaõn chöùa : CH3COOH, H2N – CH2 – COOH , H2N – CH2 – CH(NH2) – COOH. Giaûi : Cho quøy tím vaøo maãu thöû , neáu thaáy : - Maãu laøm quøy tím hoùa ñoû laø CH3COOH. - Maãu laøm quøy tím hoùa xanh laø H2N– CH2 – CH(NH2) – COOH. - Maãu khoâng laøm ñoåi maøu quøy tím laø H2N – CH2 – COOH. Giaûi : Cho Cu(OH)2 vaøo töøng maãu thöû, neáu thaáy : Ví duï 3 : Chæ duøng 1 thuoác thöû, haõy phaân bieät caùc maãu thöû : axit axetic, röôïu etylic, anñehyt axetic, propantriol. Giaûi - Cu(OH)2 bò hoøa tan vaø thu ñöôïc dung dòch maøu xanh lam nhaït laø axit axetic 2CH3COOH + Cu(OH)2 → (CH3COO)2Cu + 2H2O. - Cu(OH)2 bò hoøa tan vaø thu ñöôïc dung dòch xanh lam laø propantriol - Khoâng hieän töôïng ôû nhieät ñoä thöôøng nhöng khi ñun noùng coù keát tuûa ñoû gaïch laø anñehyt axetic . CH3CHO + 2Cu(OH)2 + NaOH ⎯→t o CH3COONa + Cu2O ↓ + 3H2O. - Maãu coøn laïi laø röôïu etylic. BAØI TAÄP ÑEÀ NGHÒ 1/ Chæ duøng 1 hoùa chaát laøm thuoác thöû, haõy phaân bieät caùc daõy sau : a) C2H2, C2H4, CH4. b) benzen, toluen, styren. c) but-2-in-2, buta-1,3-ñien. d) CH2=CH-COOH, C6H5OH, C6H5-NH2, HCl. e) glixerol, glucozô, etanal. etanol. 2/ Coù 3 dung dòch : NH4HCO3, NaAlO2, C6H5ONa vaø 3 chaát loûng : C2H5OH, C6H6, C6H5-NH2 ñöïng trong 6 loï maát nhaõn. Chæ duøng dung dòch HCl, phaân bieät 6 loï ttreân. 3/ Chæ duøng 1 hoùa chaát, phaân bieät caùc dung dòch : NaOH, metyl amin, axit propionic, axit fomic, formon, glixerol-1, anilin 4/ Chæ duøng toái ña 2 thuoác thöû, phaân bieät caùc chaát loûng : hex-1-in, propanol, propanal,axit acrylic, dung dòch formon ==============================================♥===========================================