Phenol (hydroxybenzene,carbolic acid) – Itotungkol saorganicika aromatic compound na may mga formulaohC6H5OH. Nabibilang sa klase ng parehong pangalan - phenols.

Sa turn nito, Phenols- ito ay isang klase ng mga organikong compound ng aromatic series, kung saan ang mga hydroxyl group Oh− naka-link sa carbon ng aromatic ring.

Ayon sa bilang ng mga pangkat ng hydroxyl, mayroong:

• monohydric phenols (arenols): phenol at mga homologue nito;
• dihydric phenols (arendiols): pyrocatechol, resorcinol, hydroquinone;
• trihydric phenols (arentriols): pyrogallol, hydroxyhydroquinone, phloroglucinol;
• polyhydric phenols.

Alinsunod dito, sa totoo lang phenol, bilang isang sangkap, ay ang pinakasimpleng kinatawan ng phenol group at may isang aromatic nucleus at isang hydroxyl group SIYA BA.

Mga Katangian ng Phenol

Ang bagong dalisay na phenol ay walang kulay na mala-karayom ​​na kristal na may punto ng pagkatunaw 41 °С at kumukulo 182 °С. Kapag naka-imbak, lalo na sa isang mahalumigmig na kapaligiran at sa pagkakaroon ng maliit na halaga ng bakal at tanso na mga asing-gamot, mabilis itong nakakakuha ng pulang kulay. Ang phenol ay nahahalo sa anumang ratio ng alkohol, tubig (kapag pinainit sa itaas 60 °C), malayang natutunaw sa eter, chloroform, gliserol, carbon disulfide.

Dahil sa presensya -OH hydroxyl group, ang phenol ay may mga kemikal na katangian na katangian ng parehong mga alkohol at mabangong hydrocarbon.

Ayon sa hydroxyl group, ang phenol ay pumapasok sa mga sumusunod na reaksyon:

• Dahil ang phenol ay may bahagyang mas malakas na acidic na mga katangian kaysa sa mga alkohol, sa ilalim ng impluwensya ng alkalis ito ay bumubuo ng mga asing-gamot - phenolates (halimbawa, sodium phenolate - C 6 H 5 ONa):

C 6 H 5 OH + NaOH -> C 6 H 5 ONa + H 2 O

• Bilang resulta ng pakikipag-ugnayan ng phenol sa metallic sodium, ang sodium phenolate ay nakuha din:

2C 6 H 5 OH + 2Na -> 2C 6 H 5 ONa + H 2

• Ang phenol ay hindi direktang esterified sa mga carboxylic acid; nakukuha ang mga ester sa pamamagitan ng pagtugon sa mga phenolate na may anhydride o acid halides:

C 6 H 5 OH + CH 3 COOH -> C6H 5 OCOCH 3 + NaCl

• Sa panahon ng distillation ng phenol na may zinc dust, ang reaksyon ng pagpapalit ng hydroxyl group na may hydrogen ay nangyayari:

C 6 H 5 OH + Zn -> C 6 H 6 + ZnO

Mga reaksyon ng phenol sa aromatic ring:

• Ang phenol ay pumapasok sa mga electrophilic substitution reactions sa aromatic ring. Ang pangkat ng OH, bilang isa sa pinakamalakas na grupo ng donor (dahil sa pagbaba ng density ng elektron sa functional group), pinapataas ang reaktibiti ng singsing sa mga reaksyong ito at idinidirekta ang pagpapalit sa ortho- at pares- mga probisyon. Ang Phenol ay madaling alkylated, acylated, halogenated, nitrated, at sulfonated.

• Reaksyon ng Kolbe-Schmitt nagsisilbi para sa synthesis ng salicylic acid at mga derivatives nito (acetylsalicylic acid at iba pa).

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)

Mga husay na reaksyon sa phenol:

• Bilang resulta ng pakikipag-ugnayan sa bromine water:

C 6 H 5 OH + 3Br 2 -> C 6 H 2 Br 3 OH + 3HBr

nabuo 2,4,6-tribromophenol ay isang puting solid.

• Sa puro nitric acid:

C 6 H 5 OH + 3HNO 3 -> C 6 H 2 (NO 2) 3 OH + 3H 2 O

• Sa iron(III) chloride (qualitative reaction para sa phenol):

C 6 H 5 OH + FeCl 3 -> ⌈Fe (C 6 H 5 OH) 6 ⌉Cl 3

reaksyon ng karagdagan

• Hydrogenation ng phenol sa pagkakaroon ng mga metal catalysts Pt/Pd , Pd/Ni , kumuha ng cyclohexyl alcohol:

C 6 H 5 OH -> C 6 H 11 OH

Phenol oksihenasyon

Dahil sa pagkakaroon ng isang hydroxyl group sa molekula ng phenol, ang paglaban sa oksihenasyon ay mas mababa kaysa sa benzene. Depende sa likas na katangian ng ahente ng oxidizing at ang mga kondisyon ng reaksyon, ang iba't ibang mga produkto ay nakuha.

• Kaya, sa ilalim ng pagkilos ng hydrogen peroxide sa pagkakaroon ng isang iron catalyst, hindi malaking bilang ng diatomic phenol - pyrocatechol:

C 6 H 5 OH + 2H 2 O 2 - Fe> C 6 H 4 (OH) 2

• Kapag nakikipag-ugnayan sa mas malakas na oxidizing agent (chromium mixture, manganese dioxide sa isang acidic medium), ang para-quinone ay nabuo.

Pagkuha ng phenol

Ang phenol ay nakuha mula sa coal tar (coking product) at synthetically.

Ang coal tar ng coke production ay naglalaman ng mula 0.01 hanggang 0.1% phenols, sa mga produktong semi-coking mula 0.5 hanggang 0.7%; sa langis na nagreresulta mula sa hydrogenation at sa waste water na pinagsama-sama - mula 0.8 hanggang 3.7%. Ang brown coal tar at semi-coking wastewater ay naglalaman mula 0.1 hanggang 0.4% mga phenol. Ang coal tar ay distilled, pinipili ang phenolic fraction, na kumukulo sa 160-250 ° С. Ang komposisyon ng phenol fraction ay kinabibilangan ng phenol at mga homologue nito (25-40%), naphthalene (25-40%) at mga organic na base (pyridine, quinoline). Ang Naphthalene ay pinaghihiwalay sa pamamagitan ng pagsasala, at ang natitirang bahagi ay ginagamot ng 10-14% na solusyon ng sodium hydroxide.

Ang mga nagresultang phenolate ay pinaghihiwalay mula sa mga neutral na langis at mga base ng pyridine sa pamamagitan ng pag-ihip ng live na singaw at pagkatapos ay ginagamot ng carbon dioxide. Ang mga nakahiwalay na krudo na phenol ay sumasailalim sa pagwawasto, na pumipili ng sunud-sunod na phenol, cresols at xylenols.

Karamihan sa phenol na kasalukuyang ginawa sa isang pang-industriya na sukat ay nakuha sa pamamagitan ng iba't ibang mga sintetikong pamamaraan.

Mga sintetikong pamamaraan para sa pagkuha ng phenol

1. Sa pamamagitan ng pamamaraan ng benzenesulfonate benzene ay halo-halong may vitriol oil. Ang nagresultang produkto ay ginagamot sa soda at ang sodium salt ng benzenesulfonic acid ay nakuha, pagkatapos kung saan ang solusyon ay sumingaw, ang precipitated sodium sulfate ay pinaghihiwalay, at ang sodium salt ng benzenesulfonic acid ay pinagsama sa alkali. Alinman sa ibabad ang nagreresultang sodium phenolate na may carbon dioxide o magdagdag ng sulfuric acid hanggang sa magsimulang mag-evolve ang sulfur dioxide at matunaw ang phenol.
2. Paraan ng Chlorobenzene ay binubuo sa direktang chlorination ng benzene na may gaseous chlorine sa pagkakaroon ng iron o mga asing-gamot nito at saponification ng nagresultang chlorobenzene na may solusyon ng sodium hydroxide o sa panahon ng hydrolysis sa pagkakaroon ng isang katalista.
3. Binagong Paraan ng Raschig batay sa oxidative chlorination ng benzene na may hydrogen chloride at hangin, na sinusundan ng hydrolysis ng chlorobenzene at ang paghihiwalay ng phenol sa pamamagitan ng distillation.
4. pamamaraan ng cumene Binubuo ang alkylation ng benzene, ang oksihenasyon ng nagresultang isopropylbenzene sa cumene hydroperoxide at ang kasunod na pagkabulok nito sa phenol at acetone:
   Ang Isopropylbenzene ay nakukuha sa pamamagitan ng pagtrato sa benzene na may purong propylene o propane-propylene na fraction ng oil cracking, na nilinis mula sa iba pang unsaturated compound, moisture, mercaptans at hydrogen sulfide na lumalason sa catalyst. Ang aluminyo trichloride na natunaw sa polyalkylbenzene ay ginagamit bilang isang katalista, halimbawa. sa diisopropylbenzene. Ang alkylation ay isinasagawa sa 85 ° C at labis na presyon 0.5 MPa, na nagsisiguro sa daloy ng proseso sa likidong bahagi. Isopropylbenzene ay oxidized sa hydroperoxide na may atmospheric oxygen o teknikal na oxygen sa 110-130°C sa pagkakaroon ng mga asing-gamot ng mga metal ng variable valency (iron, nickel, cobalt, manganese) Decompose hydroperoxide na may dilute acids (sulphuric o phosphoric) o maliit na halaga ng concentrated sulfuric acid sa 30-60 ° С. Pagkatapos ng distillation, phenol, acetone at isang tiyak na halaga ng α-methylstyrene. Ang pamamaraang pang-industriya na cumene na binuo sa USSR ay ang pinaka-ekonomiko na kapaki-pakinabang kumpara sa iba pang mga pamamaraan para sa paggawa ng phenol. Ang produksyon ng phenol sa pamamagitan ng benzenesulfonic acid ay nauugnay sa pagkonsumo ng malalaking halaga ng chlorine at alkali. Ang oxidative chlorination ng benzene ay nauugnay sa isang malaking pagkonsumo ng singaw - 3-6 beses na mas malaki kaysa sa kapag gumagamit ng iba pang mga pamamaraan; bilang karagdagan, ang matinding kaagnasan ng kagamitan ay nangyayari sa panahon ng chlorination, na nangangailangan ng paggamit ng mga espesyal na materyales. Ang pamamaraan ng cumene ay simple sa disenyo ng hardware at nagbibigay-daan sa iyo upang sabay na makakuha ng dalawang teknikal na mahalagang produkto: phenol at acetone.
5. Sa panahon ng oxidative decarboxylation ng benzoic acid una, ang isang liquid-phase catalytic oxidation ng toluene sa benzoic acid ay isinasagawa, na, sa pagkakaroon ng Sa 2+ na-convert sa benzenesalicylic acid. Ang prosesong ito ay maaaring ilarawan sa pamamagitan ng sumusunod na diagram:
   Ang benzoylsalicylic acid ay nabubulok kasama ng singaw ng tubig sa salicylic at benzoic acid. Ang phenol ay nabuo bilang isang resulta ng mabilis na decarboxylation ng salicylic acid.

Paglalapat ng phenol

Ang phenol ay ginagamit bilang isang hilaw na materyal para sa paggawa ng mga polymer: polycarbonate at (unang bisphenol A ay synthesize, at pagkatapos ay ang mga ito), phenol formaldehyde resins, cyclohexanol (na may kasunod na paggawa ng nylon at capron).

Sa proseso ng pagdadalisay ng langis sa tulong ng phenol, ang mga langis ay nililinis mula sa mga resinous na sangkap, mga compound na naglalaman ng asupre at polycyclic aromatic hydrocarbons.

Bilang karagdagan, ang phenol ay nagsisilbing isang hilaw na materyal para sa paggawa ng ionol, neonols (), creosols, aspirin, antiseptics at pesticides.

Ang Phenol ay isang magandang preservative at antiseptic. Ginagamit ito para sa pagdidisimpekta sa pag-aalaga ng hayop, gamot, at kosmetolohiya.

Mga nakakalason na katangian ng phenol

Ang phenol ay nakakalason (hazard class II). Ang paglanghap ng phenol ay nakakagambala sa mga pag-andar ng nervous system. Ang alikabok, singaw at phenol na solusyon, kung ito ay napupunta sa mga mucous membrane ng mga mata, respiratory tract, balat, ay nagiging sanhi ng mga pagkasunog ng kemikal. Sa pakikipag-ugnay sa balat, ang phenol ay nasisipsip sa loob ng ilang minuto at nagsisimulang makaapekto sa central nervous system. Sa malalaking dosis, maaari itong magdulot ng paralisis ng respiratory center. Nakamamatay na dosis para sa mga tao kung natutunaw 1-10 g, para sa mga bata 0.05-0.5 g.

Bibliograpiya:
Kuznetsov EV, Prokhorova IP Album ng mga teknolohikal na pamamaraan para sa paggawa ng mga polimer at plastik batay sa kanila. Ed. ika-2. M., Chemistry, 1975. 74 p.
Knop A., Sheib V. Phenolic resins at mga materyales batay sa kanila. M., Chemistry, 1983. 279 p.
Bachman A., Muller K. Phenoplasts. M., Chemistry, 1978. 288 p.
Nikolaev A.F. Teknolohiya ng mga plastik, L., Chemistry, 1977. 366 p.

Mayroong isa-, dalawa-, tatlong-atomic phenols depende sa bilang ng mga pangkat ng OH sa molekula (Larawan 1)

kanin. isa. SINGLE-, TWO- AT TRI-ATOMIC PHENOLS

Alinsunod sa bilang ng mga fused aromatic cycle sa molekula, mayroong (Fig. 2) phenols mismo (isang aromatic ring - benzene derivatives), naphthols (2 fused rings - naphthalene derivatives), anthranols (3 fused rings - anthracene derivatives) at phenantrols (Larawan 2).

kanin. 2. MONO- AT POLYNUCLEAR PHENOLS

Nomenclature ng mga alkohol.

Para sa mga phenol, ang mga walang kuwentang pangalan na nabuo sa kasaysayan ay malawakang ginagamit. Ginagamit din ang mga prefix sa mga pangalan ng mga pinalit na mononuclear phenol ortho-,meta- at pares -, ginagamit sa nomenclature ng mga aromatic compound. Para sa mas kumplikadong mga compound, ang mga atomo na bahagi ng mga aromatic cycle ay binibilang at ang posisyon ng mga substituent ay ipinahiwatig gamit ang mga digital na indeks (Larawan 3).

kanin. 3. NOMENCLATURE NG PHENOLS. Ang mga substituent na pangkat at kaukulang mga numerical na indeks ay naka-highlight sa iba't ibang kulay para sa kalinawan.

Mga kemikal na katangian ng phenols.

Ang benzene nucleus at ang pangkat ng OH na pinagsama sa molekula ng phenol ay nakakaapekto sa isa't isa, na makabuluhang pinatataas ang reaktibiti ng bawat isa. Hinihila ng phenyl group ang nag-iisang pares ng electron palayo sa oxygen atom sa OH group (Larawan 4). Bilang isang resulta, ang bahagyang positibong singil sa H atom ng pangkat na ito ay tumataas (ipinahiwatig ng d+), ang polarity ng O-H bond ay tumataas, na nagpapakita ng sarili sa isang pagtaas sa mga acidic na katangian ng pangkat na ito. Kaya, kumpara sa mga alkohol, ang mga phenol ay mas malakas na mga acid. Ang bahagyang negatibong singil (na tinutukoy ng d–), na dumadaan sa phenyl group, ay puro sa mga posisyon ortho- at pares-(na may paggalang sa pangkat ng OH). Ang mga reaction site na ito ay maaaring atakehin ng mga reagents na may posibilidad na electronegative centers, ang tinatawag na electrophilic ("electron loving") reagents.

kanin. 4. DISTRIBUTION NG ELECTRON DNSITY SA PHENOL

Bilang resulta, dalawang uri ng pagbabagong-anyo ang posible para sa mga phenol: ang pagpapalit ng isang hydrogen atom sa pangkat ng OH at ang pagpapalit ng H-atomobenzene nucleus. Ang isang pares ng mga electron ng O atom, na iginuhit sa benzene ring, ay nagpapataas ng lakas ng C–O bond, kaya ang mga reaksyon na nagaganap sa pagkasira ng bond na ito, na katangian ng mga alkohol, ay hindi tipikal para sa mga phenol.

1. Mga reaksyon ng pagpapalit ng hydrogen atom sa pangkat na OH. Kapag ang mga phenol ay ginagamot ng alkalis, ang mga phenolate ay nabuo (Larawan 5A), ang catalytic na reaksyon sa mga alkohol ay humahantong sa mga eter (Larawan 5B), at bilang isang resulta ng reaksyon sa anhydride o acid chlorides ng mga carboxylic acid, ang mga ester ay nabuo ( Larawan 5C). Kapag nakikipag-ugnayan sa ammonia (nakataas na temperatura at presyon), ang pangkat ng OH ay pinapalitan ng NH 2, nabuo ang aniline (Larawan 5D), na binabawasan ang mga reagents na nagko-convert ng phenol sa benzene (Larawan 5E)

2. Mga reaksyon ng pagpapalit ng mga atomo ng hydrogen sa singsing ng benzene.

Sa panahon ng halogenation, nitration, sulfonation at alkylation ng phenol, ang mga sentro na may mas mataas na density ng elektron ay inaatake (Larawan 4), i.e. ang pagpapalit ay nagaganap pangunahin sa ortho- at pares- mga posisyon (fig.6).

Sa isang mas malalim na reaksyon, dalawa at tatlong hydrogen atoms ang pinapalitan sa benzene ring.

Ang partikular na kahalagahan ay ang mga reaksyon ng condensation ng mga phenol na may aldehydes at ketones, sa esensya, ito ay alkylation, na nagaganap nang madali at sa ilalim ng banayad na mga kondisyon (sa 40-50 ° C, isang may tubig na daluyan sa pagkakaroon ng mga catalyst), habang ang carbon atom ay nasa anyo ng isang methylene group CH 2 o substituted methylene group (CHR o CR 2) ay ipinasok sa pagitan ng dalawang phenol molecules. Ang ganitong condensation ay madalas na humahantong sa pagbuo ng mga polymeric na produkto (Larawan 7).

Ang dihydric phenol (trade name bisphenol A, Fig. 7) ay ginagamit bilang bahagi sa paggawa ng mga epoxy resin. Ang condensation ng phenol na may formaldehyde ay sumasailalim sa paggawa ng malawakang ginagamit na phenol-formaldehyde resins (phenolic plastics).

Mga pamamaraan para sa pagkuha ng mga phenol.

Ang mga phenol ay nakahiwalay sa coal tar, gayundin sa mga produktong pyrolysis ng brown coal at wood (tar). Ang pang-industriya na paraan para sa pagkuha ng C 6 H 5 OH phenol mismo ay batay sa oksihenasyon ng aromatic hydrocarbon cumene (isopropylbenzene) na may atmospheric oxygen, na sinusundan ng agnas ng nagresultang hydroperoxide na diluted na may H 2 SO 4 (Fig. 8A). Ang reaksyon ay nagpapatuloy sa isang mataas na ani at kaakit-akit dahil pinapayagan nito ang isa na makakuha ng dalawang teknikal na mahalagang produkto nang sabay-sabay - phenol at acetone. Ang isa pang paraan ay ang catalytic hydrolysis ng halogenated benzenes (Fig. 8B).

kanin. walo. PARAAN PARA MAKAKUHA NG PHENOL

Ang paggamit ng phenols.

Ang isang solusyon ng phenol ay ginagamit bilang isang disinfectant (carbolic acid). Diatomic phenols - pyrocatechol, resorcinol (Fig. 3), pati na rin ang hydroquinone ( pares- dihydroxybenzene) ay ginagamit bilang antiseptics (antibacterial disinfectants), na ipinakilala sa mga tanning agent para sa katad at balahibo, bilang mga stabilizer para sa lubricating oils at goma, pati na rin para sa pagproseso ng mga photographic na materyales at bilang mga reagents sa analytical chemistry.

Sa anyo ng mga indibidwal na compound, ang mga phenol ay ginagamit sa isang limitadong lawak, ngunit ang iba't ibang mga derivatives ay malawakang ginagamit. Ang mga phenol ay nagsisilbing panimulang compound para sa paggawa ng iba't ibang produktong polymeric, tulad ng phenol-aldehyde resins (Fig. 7), polyamides, at polyepoxides. Batay sa mga phenol, maraming gamot ang nakuha, halimbawa, aspirin, salol, phenolphthalein, bilang karagdagan, mga tina, pabango, plasticizer para sa mga polimer at mga produktong proteksyon ng halaman.

Mikhail Levitsky

Ang Monatomic phenols ay mga malinaw na likido o mala-kristal na sangkap, kadalasang kulay rosas-pula dahil sa kanilang oksihenasyon. Ang mga ito ay mga lason, at sa kaso ng pagkakadikit sa balat ay nagdudulot sila ng mga paso. Pinapatay nila ang maraming microorganism, iyon ay, mayroon silang mga disinfectant at antiseptic properties. Ang solubility ng phenols sa tubig ay mababa, ang kanilang mga boiling point ay medyo mataas dahil sa pagkakaroon ng intermolecular hydrogen bonds.

Mga Katangiang Pisikal

Ang mga phenol ay bahagyang natutunaw sa tubig, ngunit madaling natutunaw sa alkohol, eter, benzene, bumubuo ng mga crystalline hydrates na may tubig, at dinadalisay ng singaw ng tubig. Sa hangin, ang phenol mismo ay madaling mag-oxidize at dumidilim. Ang pagpapakilala ng mga substituent tulad ng halides, nitro group, atbp. sa para-position ng phenol molecule ay makabuluhang nagpapataas ng boiling point at melting point ng mga compound:

Larawan 1.

Ang phenol ay mga polar substance na may dipole moment $\mu$ = 1.5-1.6 $D$. Ang halagang $EI$ na 8.5-8.6 eV ay nagpapahiwatig ng mas malaking katangian ng donor ng mga phenol kumpara sa mga arene tulad ng benzene (9.25 eV), toluene (8.82 eV), ethylbenzene (8.76 eV). Ito ay dahil sa interaksyon ng hydroxyl group sa mga $\pi$-bond ng benzene ring dahil sa positibong $M$-effect ng $OH$-group, ang negatibong $I$-effect nito ang nangingibabaw.

Mga spectral na katangian ng phenols

Ang maximum na pagsipsip sa UV na bahagi ng spectrum para sa phenol ay inililipat patungo sa mas mahabang wavelength ng humigit-kumulang 15 nm kumpara sa benzene (batochromic shift) dahil sa partisipasyon ng oxygen $\pi$ electron sa conjugation sa benzene nucleus at lumilitaw sa 275 nm na may magandang istraktura.

Sa IR spectra para sa mga phenol, gayundin para sa mga alkohol, ang matinding $v_(OH)$ band ay katangian sa rehiyon na 3200-3600 cm$^(-1)$ at 3600-3615 cm$^(-1)$ para sa mataas na diluted na solusyon , ngunit para sa $v_(c\_D)$ phenols mayroong isang banda sa humigit-kumulang 1230 cm$^(-1)$ sa kaibahan sa 1220-1125 cm$^(-1)$ para sa mga alkohol.

Sa spectra ng PMR, ang signal ng proton ng $OH$-grupo ng mga phenol ay nagpapakita ng sarili sa isang malawak na hanay (4.0-12.0 ppm) kumpara sa mga alkohol, depende sa kalikasan at konsentrasyon ng solvent, temperatura, at pagkakaroon ng inter - o intramolecular hydrogen bonds. Kadalasan, ang signal ng proton na $OH$-group ay naitala sa 8.5-9.5 m.h. sa dimethyl sulfoxide o sa 4.0-7.5 m.h, sa $CCl_4$.

Sa mass spectrum ng phenol, ang pangunahing direksyon ng fragmentation ay ang pag-aalis ng $HCO$ at $CO$ na mga particle:

Figure 2.

Kung ang mga radikal na alkyl ay naroroon sa molekula ng phenol, ang pangunahing proseso ay ang benzyl cleavage.

Mga kemikal na katangian ng phenols

Hindi tulad ng mga alkohol, na nailalarawan sa pamamagitan ng mga reaksyon na may paghahati ng parehong $O-H$ na mga bono (acid-base properties, ester formation, oxidation, atbp.) at $C-O$ bonds (nucleophilic substitution reactions, dehydration, rearrangement), ang mga phenol ay mas karaniwan sa mga reaksyon ng unang uri. Bilang karagdagan, ang mga ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng electrophilic substitution reactions sa benzene ring na isinaaktibo ng isang electron-donating hydroxyl group.

Ang mga kemikal na katangian ng phenols ay dahil sa magkaparehong impluwensya ng hydroxyl group at ng benzene nucleus.

Ang pangkat ng hydroxyl ay may $-I-$ at + $M$-epekto. Ang huli ay makabuluhang lumampas sa $-I$ effect, na tumutukoy sa $n-\pi$-conjugation ng mga libreng oxygen electron na may $\pi$-orbital ng benzene nucleus. Dahil sa $n-\pi$-conjugation, ang $C - O$ na haba ng bond, ang magnitude ng dipole moment, at ang mga posisyon ng mga bond absorption band sa IR spectra ay bumababa kumpara sa ethanol:

Ang ilang mga katangian ng phenol at ethanol:

Larawan 3

Ang $n-\pi$-conjugation ay humahantong sa pagbaba ng density ng elektron sa oxygen atom, kaya tumataas ang polarity ng $O - H$ bond sa mga phenol. Sa pagsasaalang-alang na ito, ang mga acidic na katangian ng phenols ay mas malinaw kaysa sa mga alkohol. Ang mas mataas na kaasiman ng mga phenol kumpara sa mga alkohol ay ipinaliwanag din sa pamamagitan ng posibilidad ng delokalisasi ng singil sa phenolate anion, na humahantong sa pag-stabilize ng system:

Larawan 4

Ang pagkakaiba sa pagitan ng acidity ng phenol at alkohol ay ipinahiwatig ng dissociation constant. Para sa paghahambing: Kd = $1.3 \cdot 10^(-10)$ para sa phenol at Kd = $10^(-18)$ para sa ethyl alcohol.

Samakatuwid, ang mga phenol, hindi tulad ng mga alkohol, ay bumubuo ng mga phenolate hindi lamang sa mga metal na alkali, kundi pati na rin sa pamamagitan ng pakikipag-ugnayan sa mga alkali:

Larawan 5

Ang reaksyon ng phenol na may mga alkali na metal ay medyo marahas at maaaring sinamahan ng pagsabog.

Ngunit ang phenol ay isang mahinang acid, kahit na mas mahina kaysa sa carbonic acid ($K = 4.7 \cdot 10^(-7)$). Samakatuwid, pinapalitan ng carbonic acid ang phenol mula sa phenolate solution. Ang mga reaksyong ito ay ginagamit upang paghiwalayin ang mga phenol, alkohol o mga carboxylic acid. Ang mga grupong nag-aalis ng elektron sa molekula ng phenol ay makabuluhang nagpapabuti, habang ang mga pangkat ng donor ay nagpapahina sa mga acidic na katangian ng phenol hydroxyl.

Bilang karagdagan, ang phenol ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang bilang ng mga reaksyon ng iba't ibang direksyon:

1. ang pagbuo ng mga eter at ester;
2. mga reaksyon ng alkylation at acylation;
3. mga reaksyon ng oksihenasyon

4. mga reaksyon ng electrophilic substitution sa aromatic ring, kabilang ang mga reaksyon:

   • halogenation,
   • sulfonation,
   • nitrosation,
   • formylation,
   • condensation na may aldehydes at ketones,
   • carboxylation.

Tanong 2. Phenol, istraktura, katangian at aplikasyon nito.

Sagot. Ang mga phenol ay mga organikong compound na nagmula sa aromatic hydrocarbons kung saan ang isa o higit pang mga hydroxyl group ay naka-link sa isang benzene ring.

Ang pinakasimpleng kinatawan ng grupong ito ng mga sangkap ay phenol, o carbolic acid C 6 H 5 OH. Sa isang molekula ng phenol, ang mga π-electron ng benzene ring ay umaakit sa mga nag-iisang pares ng mga electron ng oxygen atom ng hydroxyl group, bilang isang resulta kung saan ang mobility ng hydrogen atom ng pangkat na ito ay tumataas.

Mga Katangiang Pisikal

Ang solidong walang kulay na mala-kristal na substansiya, na may masangsang na katangian ng amoy, ay na-oxidize sa hangin sa panahon ng pag-iimbak at nakakakuha ng kulay rosas na kulay, hindi gaanong natutunaw sa malamig na tubig, ngunit madaling natutunaw sa mainit na tubig. Punto ng pagkatunaw - 43 °C, punto ng kumukulo - 182 °C. Malakas na antiseptiko, napakalason.

Mga katangian ng kemikal

Ang mga kemikal na katangian ay dahil sa magkaparehong impluwensya ng hydroxyl group at ng benzene ring.

Mga reaksyon sa singsing ng benzene

1. Brominasyon:

C 6 H 5 OH + 3Br 2 \u003d C 6 H 2 Br 3 OH + 3HBr.

2,4,6-tribromophenol (white precipitate)

2. Pakikipag-ugnayan sa nitric acid:

C 6 H 5 OH + 3HNO 3 \u003d C 6 H 2 (NO 2) 3 OH + 3H 2 O.

2,4,6-trinitrophenol (picric acid)

Ang mga reaksyong ito ay nagaganap sa normal na kondisyon(nang walang heating at catalysts), habang ang nitration ng benzene ay nangangailangan ng temperatura at mga catalyst.

Mga reaksyon sa pangkat ng hydroxy

1. Tulad ng mga alkohol, nakikipag-ugnayan ito sa mga aktibong metal:

2C 6 H 5 OH + 2Na \u003d 2C 6 H 5 ONa + H 2.

sodium phenolate

2. Hindi tulad ng mga alkohol, nakikipag-ugnayan ito sa alkalis:

C 6 H 5 OH + NaOH \u003d C 6 H 5 ONa + H 2 O.

Ang mga phenolate ay madaling mabulok ng mga mahinang acid:

a) C 6 H 5 ONa + H 2 O + CO 2 \u003d C 6 H 5 OH + NaHCO 3;

b) C 6 H 5 ONa + CH 3 I + CO 2 \u003d C 6 H 5 OCH 3 + NaI.

methylphenyl eter

3. Pakikipag-ugnayan sa mga halogen derivatives:

C 6 H 5 OH + C 6 H 5 I \u003d C 6 H 5 OC 2 H 5 + HI

ethyl phenyl eter

4. Pakikipag-ugnayan sa mga alkohol:

C 6 H 5 OH + HOC 2 H 5 \u003d C 6 H 5 OC 2 H 5 + H 2 O.

5. Kwalitatibong reaksyon:

3C 6 H 5 OH + FeCl 3 \u003d (C 6 H 5 O) 3 Fe ↓ + 3HCl.

iron(III) phenolate

Ang iron(III) phenolate ay may kulay brown-violet na may amoy ng tinta (tinta).

6. Pag-target:

C 6 H 5 OH + CH 3 COOH \u003d C 6 H 5 OCOCH 3 + H 2 O.

7. Copolycondensation:

C 6 H 5 OH + CH 2 O + ... → - n. –.

methanal -H 2 O phenol-formaldehyde resin

Resibo

1. Mula sa alkitran ng karbon.

2. Pagkuha mula sa chlorinated derivatives:

C 6 H 5 Cl + NaOH \u003d C 6 H 5 ONa + HCl,

2C 6 H 5 ONa + H 2 SO 4 \u003d 2C 6 H 5 OH + Na 2 SO 4.

3. Paraan ng Cumol:

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 С 6 H 5 C (CH 3) 2 OOH C 6 H 5 OH +CH 3 COCH 3.

phenol acetone

Aplikasyon

1. Bilang isang antiseptic na ginagamit bilang isang disinfectant.

2. Sa paggawa ng mga plastik (phenol-formaldehyde resin).

3. Sa paggawa ng mga pampasabog (trinitrophenol).

4. Sa paggawa ng mga photoreagent (mga developer para sa itim at puting papel).

5. Sa paggawa ng mga gamot.

6. Sa paggawa ng mga pintura (gouache).

7. Sa paggawa ng mga sintetikong materyales.

Tanong 3. Pagkatapos ng 200 g ng 40% KOH solution, 1.12 litro ng CO 2 ang naipasa. Tukuyin ang uri at masa ng asin na nabuo.

Sagot.

Given: Hanapin: uri at masa ng asin.

V (CO 2) \u003d 1.12 l.

Desisyon

m(KOH anhydrous)= 200*0.4=80g.

x 1 g 1.12 l x 2 g

2KOH + CO 2 \u003d K 2 CO 3 + H 2 O.

v: 2 mol 1 mol 1 mol

M: 56 g/mol - 138 g/mol

m: 112g -- 138g

x 1 \u003d m (KOH) \u003d (1.12 * 112) / 22.4 \u003d 5.6 g,

x 2 \u003d m (K 2 CO 3) \u003d 138 * 1.12 / 22.4 \u003d 6.9 g.

Dahil ang KOH ay kinuha nang labis, isang average na asin ng K 2 CO 3 ang nabuo, at hindi acidic KHCO 3.

Sagot: m(K 2 CO 3) \u003d 6.9 g.

TICKET #3

Tanong 1.Teorya ng istraktura ng mga organikong compound. Ang halaga ng teorya para sa pag-unlad ng agham.

Sagot. Noong 1861, binuo ng siyentipikong Ruso na si Alexander Mikhailovich Butlerov ang pangunahing mga probisyon ng teorya ng istraktura ng mga organikong sangkap.

1. Ang mga molekula ng mga organikong compound ay binubuo ng mga atom na magkakaugnay sa isang tiyak na pagkakasunud-sunod ayon sa kanilang lakas (C-IV, H-I, O-II, N-III, S-II).

2. Ang pisikal at kemikal na mga katangian ng isang sangkap ay nakasalalay hindi lamang sa likas na katangian ng mga atomo at ang kanilang quantitative ratio sa molekula, kundi pati na rin sa pagkakasunud-sunod ng koneksyon ng mga atomo, iyon ay, sa istraktura ng molekula.

3. Ang mga kemikal na katangian ng isang substance ay maaaring matukoy sa pamamagitan ng pag-alam sa molecular structure nito. Sa kabaligtaran, ang istraktura ng isang molekula ng isang sangkap ay maaaring maitatag sa pamamagitan ng eksperimento sa pamamagitan ng pag-aaral ng mga pagbabagong kemikal ng isang sangkap.

4. Sa mga molekula, mayroong magkaparehong impluwensya ng mga atomo o grupo ng mga atomo sa isa't isa:

CH 3 - CH 3 (t pigsa = 88.6 0 С), CH 3 - CH 2 - CH 3 (t pigsa, \u003d 42.1 0 С)

ethane propane

Batay sa kanyang teorya, hinulaang ni Butlerov ang pagkakaroon ng mga isomer ng mga compound, halimbawa, dalawang isomer ng butane (butane at isobutane):

CH 3 -CH 2 - CH 2 -CH 3 (pakuluan t = 0.5 0 C),

CH 3 -CH (CH 3) - CH 3 (t kip \u003d -11.7 0 C).

2-methylpropane o isobutane

Ang mga isomer ay mga sangkap na may parehong komposisyon ng molekular, ngunit magkaibang istruktura ng kemikal at samakatuwid ay may iba't ibang katangian.

Ang pag-asa ng mga katangian ng mga sangkap sa kanilang mga istruktura ay isa sa mga ideya na pinagbabatayan ng teorya ng istraktura ng mga organikong sangkap ni A.M. Butlerov.

Ang halaga ng teorya ni A.M. Butlerov

1. sinagot ang pangunahing "Contradictions" ng organic chemistry:

a) Ang iba't ibang mga carbon compound

b) maliwanag na pagkakaiba sa pagitan ng valence at mga organikong sangkap:

c) magkaibang pisikal at kemikal na katangian ng mga compound na may parehong molecular formula (C 6 H 12 O 6 - glucose at fructose).

2. Ginawa nitong posible na mahulaan ang pagkakaroon ng mga bagong organikong sangkap, at ipahiwatig din ang mga paraan upang makuha ang mga ito.

3. Ginawa nitong posible na mahulaan ang iba't ibang kaso ng isomerism, upang mahulaan ang mga posibleng direksyon ng mga reaksyon.

Tanong 2. Mga uri ng chemical bond sa mga organic at organic compound.

Sagot: Ang pangunahing puwersang nagtutulak na humahantong sa pagbuo ng isang kemikal na bono ay ang pagsusumikap ng mga atomo upang makumpleto ang panlabas na antas ng enerhiya.

Ionic na bono- isang kemikal na bono na isinasagawa dahil sa electrostatic attraction sa pagitan ng mga ion. Ang pagbuo ng mga ionic bond ay posible lamang sa pagitan ng mga atomo na ang mga halaga ng electronegativity ay ibang-iba.

Kasama sa mga ionic compound ang mga halides at oxide ng alkali at alkaline earth na mga metal (NAI, KF, CACI 2, K 2 O, LI 2 O).

Ang mga ion ay maaari ding binubuo ng ilang mga atomo, ang mga bono sa pagitan nito ay hindi ionic:

NaOH \u003d Na + + OH -,

Na 2 SO 4 \u003d 2Na + + SO 4 2-.

Dapat pansinin na ang mga katangian ng mga ions ay makabuluhang naiiba mula sa mga katangian ng kaukulang mga atomo at mga molekula ng mga simpleng sangkap: Ang Na ay isang metal na marahas na tumutugon sa tubig, ang Na + ion ay natutunaw dito; H 2 - natutunaw sa loob nito; H 2 - isang gas na walang kulay, lasa at amoy, ang H + ion ay nagbibigay sa solusyon ng maasim na lasa, nagbabago ang kulay ng litmus (sa pula).

Mga katangian ng mga ionic compound

1. Ang mga ionic compound ay mga electrolyte. Ang electric current ay isinasagawa lamang ng mga solusyon at natutunaw.

2. Mahusay na hina ng mga kristal na sangkap.

covalent bond- isang kemikal na bono na isinasagawa sa pamamagitan ng pagbuo ng mga karaniwang (bonding) na mga pares ng elektron.

Covalent non-polar bond- Isang bono na nabuo sa pagitan ng mga atomo na may parehong electronegativity. Sa isang covalent non-polar bond, ang density ng elektron ng isang karaniwang pares ng mga electron ay ipinamamahagi sa espasyo nang simetriko na may paggalang sa nuclei ng mga karaniwang atom (H 2, I 2, O 2, N 2).

Covalent polar bond - isang covalent bond sa pagitan ng mga atom na may iba't ibang (ngunit hindi masyadong naiiba sa bawat isa) electronegativity (H 2 S, H 2 O, NH 3).

Ayon sa mekanismo ng donor-acceptor, nabuo ang NH + 4, H 3, O +, SO 3, NO 2. Sa kaso ng paglitaw ng NH + 4 ion, ang nitrogen atom ay isang donor, na nagbibigay para sa pangkalahatang paggamit ng isang hindi nakabahaging pares ng elektron, at ang isang hydrogen ion ay isang acceptor, tinatanggap ang pares na ito at nagbibigay ng sarili nitong orbital para dito. Sa kasong ito, nabuo ang isang donor-acceptor (coordination) bond. Ang acceptor atom ay nakakakuha ng malaking negatibong singil, at ang donor atom ay nakakakuha ng positibo.

Ang mga compound na may covalent polar bond ay may mas mataas na boiling at melting point kaysa sa mga substance na may covalent non-polar bond.

Sa mga molekula ng mga organikong compound, ang bono ng mga atom ay covalent polar.

Sa gayong mga molekula, nangyayari ang hybridization (paghahalo ng mga orbital at inihanay ang mga ito ayon sa pormula at enerhiya) ng mga valence (panlabas) na orbital ng mga atomo ng carbon.

Nagkapatong-patong ang mga hybrid na orbital at nabubuo ang malalakas na chemical bond.

metal na tali- isang bono na isinasagawa ng medyo malayang mga electron sa pagitan ng mga ion ng metal sa isang kristal na sala-sala. Ang mga metal na atom ay madaling nag-donate ng mga electron, na nagiging mga positibong sisingilin na mga ion. Ang mga hiwalay na electron ay malayang gumagalaw sa pagitan ng mga positibong metal ions, i.e. sila ay nakikisalamuha sa pamamagitan ng mga metal ions, i.e. sila ay nakikisalamuha at gumagalaw sa buong piraso ng metal, na sa pangkalahatan ay neutral sa kuryente.

Mga katangian ng mga metal.

1. Electrical conductivity. Ito ay dahil sa pagkakaroon ng mga libreng electron na may kakayahang lumikha ng isang electric current.

2. Thermal conductivity. Dahil sa pareho.

3. Kadalisayin at kaplastikan. Ang mga metal ions at atom sa isang metal na sala-sala ay hindi direktang konektado sa isa't isa, at ang mga indibidwal na layer ng metal ay maaaring malayang gumagalaw na may kaugnayan sa isa't isa.

Hydrogen bond- maaaring intermolecular at intramolecular.

Intermolecular hydrogen bond ay nabuo sa pagitan ng mga atomo ng hydrogen ng isang molekula at ng mga atomo ng isang malakas na electronegative na elemento (F, O, N) ng isa pang molekula. Tinutukoy ng koneksyon na ito ang abnormally mataas na kumukulo at natutunaw na mga punto ng ilang compound (HF, H 2 O). Sa panahon ng pagsingaw ng mga sangkap na ito, ang mga bono ng hydrogen ay nasira, na nangangailangan ng paggasta ng karagdagang enerhiya.

Ang dahilan para sa bono ng hydrogen: kapag ang isang elektron ay naibigay sa kanyang "sariling" atom ng isang electronegative na elemento, ang hydrogen ay nakakakuha ng isang medyo malakas na positibong singil, na pagkatapos ay nakikipag-ugnayan sa isang hindi nakabahaging pares ng elektron ng isang "dayuhang" atom ng isang electronegative na elemento .

Intramolecular hydrogen bond nagaganap sa loob ng molekula. Tinutukoy ng bono na ito ang istraktura ng mga nucleic acid (double helix) at ang pangalawang (helical) na istraktura ng protina.

Ang hydrogen bond ay mas mahina kaysa sa ionic o covalent bond, ngunit mas malakas kaysa sa intermolecular interaction.

Tanong 3. Lutasin ang isang problema. Ang 20 g ng nitrobenzene ay sumailalim sa isang reduction reaction. Hanapin ang masa ng aniline na nabuo kung ang resulta ng reaksyon ay 50%.

Sagot.

Ibinigay: Hanapin: m(C 6 H 6 NH 2).

m (C 6 H 6 NO 2) \u003d 20 g,

Desisyon

(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 \u003d m theor (C 6 H 6 NH 2) \u003d 20 * 93 / 123 \u003d 15g,

m praktikal \u003d 15 * 0.5 \u003d 7.5 g.

Sagot: 7.5 g

Numero ng tiket 4

Mga Katangian ng Metal	Li, K, Rb, Ba, Sr, Ca, Na, Mg, Al, Mn, Zn, Cr, Fe, Ni, Sn, Pb, (H), Cu, Hg, Ag, Pt, Au
Pagpapanumbalik (mag-donate ng mga electron)	Tumataas
Pakikipag-ugnayan sa atmospheric oxygen	Mabilis na nag-oxidize sa normal na temperatura	Mabagal na na-oxidized sa normal na temperatura o kapag pinainit	Huwag mag-oxidize
Pakikipag-ugnayan sa tubig	Ang H 2 ay inilabas at ang hydroxide ay nabuo	Kapag pinainit, ang hydrogen ay inilabas at ang hydroxide ay nabuo	Hindi pinapalitan ang hydrogen mula sa tubig
Pakikipag-ugnayan sa mga acid	Inililipat ang hydrogen mula sa dilute acids	Hindi papalitan ang hydrogen mula sa dilute acids
Kakayahang mag-oxidizing (maglakip ng mga electron)	Tumataas

Tanong 1. Pangkalahatang katangian ng mga metal. Mga tampok ng istraktura ng mga atom .

Sagot. Ang mga metal na atom ay nag-donate ng mga electron ng valence na medyo madali at na-convert sa mga positibong sisingilin na mga ion. Samakatuwid, ang mga metal ay nagpapababa ng mga ahente. Ito ang pangunahing at pinaka-pangkalahatang kemikal na pag-aari ng mga metal. Ang mga compound ng metal ay nagpapakita lamang ng mga positibong estado ng oksihenasyon. Ang pagbabawas ng kakayahan ng iba't ibang mga metal ay hindi pareho at ang pagtaas sa electrochemical serye ng metal voltages mula Au hanggang Li.

Mga Katangiang Pisikal

1. Electrical conductivity. Ito ay dahil sa pagkakaroon ng mga libreng electron sa mga metal, na bumubuo ng isang electric current (nakadirekta na paggalaw ng mga electron).

2. Thermal conductivity.

3. Kadalisayin at kaplastikan.

Mga metal na may ρ<5 г /см 3 – легкие, c ρ >5 g / cm 3 - mabigat.

Mga metal na mababa ang natutunaw: c t pl< 1000 0 C ,тугоплавкие – c t пл >10000C.

Mga scheme ng pakikipag-ugnayan ng mga metal na may sulfuric acid.

Dilute H 2 SO 4 dissolves metal na matatagpuan sa isang serye ng mga karaniwang electrode potentials (metal activity series) sa hydrogen:

M + H 2 SO 4 (dec.) → asin + H 2

(M = (Li → Fe) sa serye ng aktibidad ng metal).

Sa kasong ito, nabuo ang kaukulang asin at tubig.

Sa Ni, ang dilute H 2 SO 4 ay tumutugon nang napakabagal; kasama ang Ca, Mn, at Pb, ang acid ay hindi tumutugon. Sa ilalim ng pagkilos ng acid, ang isang PbSO 4 na pelikula ay nabuo sa ibabaw ng lead, na pinoprotektahan ito mula sa karagdagang pakikipag-ugnayan sa acid.

puro Ang H 2 SO 4 sa ordinaryong temperatura ay hindi nakikipag-ugnayan sa maraming metal. Gayunpaman, kapag pinainit, ang puro acid ay tumutugon sa halos lahat ng mga metal (maliban sa Pt, Au at ilang iba pa). Sa kasong ito, ang acid ay nabawasan sa H 2 S, o SO 2:

M + H 2 SO 4 (conc.) → asin + H 2 O + H 2 S (S, SO 2).

Ang hydrogen ay hindi inilabas sa mga reaksyong ito, ngunit ang tubig ay nabuo.

Mga scheme ng pakikipag-ugnayan ng mga metal na may nitric acid.

Kapag ang mga metal ay nakikipag-ugnayan sa HNO 3, ang hydrogen ay hindi inilalabas; nag-oxidize ito upang makabuo ng tubig. Depende sa aktibidad ng metal, ang acid ay maaaring mabawasan sa mga compound.

5 +4 +2 +1 0 -3 -3

HNO 3 → NO 2 → NO → N 2 O → N 2 → NH 3 (NH 4 NO 3).

Sa kasong ito, nabuo din ang asin ng nitric acid.

Diluted Ang HNO 3 ay tumutugon sa maraming mga metal (pagbubukod: Ca, Cr, Pb, Au) nang madalas sa pagbuo ng NH 3, NH 4 NO 3, N 2 o NO:

M + HNO 3 (razb.) → asin + H 2 O + NH 3 (NH 4 NO 3, N 2, NO).

puro Ang HNO 3 ay pangunahing nakikipag-ugnayan sa mga mabibigat na metal upang mabuo ang N 2 O o NO 2:

M + HNO 3 (conc.) → asin + H 2 O + N 2 O (NO 2).

Sa ordinaryong temperatura, ang acid na ito (isang malakas na oxidizing agent) ay hindi tumutugon sa Al, Cr, Fe at Ni. Madali nitong i-convert ang mga ito sa isang passive state (isang siksik na protective oxide film ang nabuo sa ibabaw ng metal, na pumipigil sa metal na makipag-ugnayan sa medium.)

Tanong 2. almirol at selulusa. Ihambing ang kanilang istraktura at mga katangian. Ang kanilang aplikasyon.

Sagot. Ang istraktura ng almirol: structural link - ang natitirang bahagi ng molekula

α-glucose. Ang istraktura ng cellulose: isang istrukturang yunit-nalalabi ng molekula ng β-glucose.

Mga Katangiang Pisikal

Ang starch ay isang puti, malutong na pulbos na hindi matutunaw sa malamig na tubig. Sa mainit na tubig ay bumubuo ng isang colloidal solution-paste.

Ang selulusa ay isang matigas na fibrous substance na hindi matutunaw sa tubig at mga organikong solvent.

Mga katangian ng kemikal

1. Ang starch cellulose ay sumasailalim sa hydrolysis:

(C 6 H 10 O 5) n + nH 2 O \u003d nC 6 H 12 O 6.

Ang hydrolysis ng starch ay gumagawa ng alpha-glucose, habang ang hydrolysis ng cellulose ay gumagawa ng beta-glucose.

2. Ang almirol na may yodo ay nagbibigay ng asul na kulay (hindi katulad ng selulusa).

3. Ang starch ay natutunaw sa sistema ng pagtunaw ng tao, ngunit ang selulusa ay hindi natutunaw.

4. Ang selulusa ay nailalarawan sa pamamagitan ng esterification reaction:

[(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.

trinitrocellulose

5. Ang mga molekula ng starch ay may parehong linear at branched na mga istraktura. Ang mga molekula ng cellulose, sa kabilang banda, ay may isang linear (iyon ay, hindi branched) na istraktura, dahil kung saan ang cellulose ay madaling bumubuo ng mga hibla. Ito ang pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng starch at cellulose.

6. Pagkasunog ng starch at cellulose:

(C 6 H 10 O 5) n + O 2 \u003d CO 2 + H 2 O + Q.

Nang walang access sa hangin, nangyayari ang thermal decomposition. Nabubuo ang CH 3 O, CH 3 COOH, (CH 3) 2 CO, atbp.

Aplikasyon

1. Sa pamamagitan ng hydrolysis, sila ay na-convert sa daloy at glucose.

2. Bilang isang mahalaga at masustansyang produkto (ang pangunahing carbohydrate ng pagkain ng tao ay tinapay, cereal, patatas).

3. Sa paggawa ng i-paste.

4. Sa paggawa ng mga pintura (pakapal)

5. Sa gamot (para sa paghahanda ng mga ointment, pulbos).

6. Para sa starching linen.

Cellulose:

1. Sa paggawa ng acetate fiber, plexiglass, flame retardant film (cellophane).

2. Sa paggawa ng walang usok na pulbos (trinitrocellulose).

3. Sa paggawa ng celluloid at kolodite (dinitrocellulose).

Tanong 3. Sa 500 gramo ng isang 10% na solusyon ng NACL ay idinagdag 200 gramo ng isang 5% na solusyon ng parehong sangkap, pagkatapos ay isa pang 700 gramo ng tubig. Hanapin ang porsyento ng konsentrasyon ng nagresultang solusyon.

Sagot. Hanapin:m 1 (NaCl) \u003d 500g

Ibinigay:

ω 1 (NaCl) \u003d 10%

m 2 (NaCl) \u003d 200g

Desisyon

m 1 (NaCl, anhydrous) \u003d 500 * 10\100 \u003d 50 g,

m 2 (NaCl, anhydrous) \u003d 200 * 5 \ 100 \u003d 10 g,

m (r-ra) \u003d 500 + 200 + 700 \u003d 1400g,

m kabuuang (NaCl)=50+10=60g,

ω 3 (NaCl) \u003d 60 \ 1400 * 100% \u003d 4.3%

Sagot: ω 3 (NaCl) \u003d 4.3%

TICKET #5

Tanong 1. Acetylene. Ang istraktura, mga katangian, paghahanda at aplikasyon nito.

Sagot. Ang acetylene ay kabilang sa klase ng alkynes.

Ang acetelene hydrocarbons, o alkynes, ay unsaturated (unsaturated) hydrocarbons na may pangkalahatang formula , sa mga molekula kung saan mayroong triple bond sa pagitan ng mga carbon atom.

Elektronikong istraktura

Ang carbon sa molekula ng acetylene ay nasa estado sp- hybridization. Ang mga carbon atom sa molekulang ito ay bumubuo ng isang triple bond, na binubuo ng dalawang -bond at isang σ-bond.

Molecular formula: .

Graphic na formula: H-C≡ C-H

Mga Katangiang Pisikal

Gas, mas magaan kaysa sa hangin, bahagyang natutunaw sa tubig, sa dalisay nitong anyo, halos walang amoy, walang kulay, = - 83.6. (Sa serye ng alkyne, habang tumataas ang molekular na timbang ng alkyne, tumataas ang mga kumukulo at natutunaw na punto.)

Mga katangian ng kemikal

1. Pagkasunog:

2. Koneksyon:

a) hydrogen:

b) halogen:

C 2 H 2 + 2Cl 2 \u003d C 2 H 2 Cl 4;

1,1,2,2-tetrochloroethane

c) hydrogen halide:

HC≡CH + HCl = CHCl

Vinyl chloride

CH 2 \u003d CHCl + HCl \u003d CH 3 -CHCl 2

1,1-dichloroethane

(ayon sa panuntunan ni Markovnikov);

d) tubig (reaksyon ng Kucherov):

HC \u003d CH + H 2 O \u003d CH 2 \u003d CH-OH CH 3 -CHO

vinyl alcohol acetaldehyde

3. Pagpapalit:

HC≡CH + 2AgNO 3 + 2NH 4 = AgC≡CAg↓+ 2NH 4 NO 3 + 2H 2 O.

pilak acetylenide

4. Oksihenasyon:

HC≡CH + + H 2 O → HOOC-COOH (-KMnO 4).

oxalic acid

5. Trimerization:

3HC≡CH t, pusa

6. Dimerization:

HC≡CH + HC≡CH CAT. HC≡C - HC=CH 2

vinylacetylene

Resibo

1. Dehydrogenation ng mga alkanes (pag-crack ng mga fraction ng likidong petrolyo):

C 2 H 6 \u003d C 2 H 2 + 2H 2.

2. Mula sa natural na gas (thermal cracking ng methane):

2CH 4 C 2 H 2 + 3H 2

3. Carbide na paraan:

CaC 2 + 2H 2 O \u003d Ca (OH) 2 + C 2 H 2

Aplikasyon

1. Sa paggawa ng vinyl chloride, acetaldehyde, vinyl acetate, chloroprene, acetic acid at iba pang mga organikong sangkap.

2. Sa synthesis ng goma at polyvinyl chloride resins.

3. Sa paggawa ng polyvinyl chloride (leatherette).

4. Sa paggawa ng mga barnis, mga gamot.

5. Sa paggawa ng mga pampasabog (acetylides).

Ipinapakita ng figure ang kaugnayan ng iba't ibang mga pamamaraan para sa paggawa ng phenol, at sa talahanayan sa ilalim ng parehong mga numero ang kanilang mga teknikal at pang-ekonomiyang tagapagpahiwatig ay ibinibigay (sa% na nauugnay sa paraan ng sulfonate).

kanin. 1.1. Mga Paraan ng Paggawa ng Phenol

Talahanayan 1.3

Mga teknikal at pang-ekonomiyang tagapagpahiwatig ng paggawa ng phenol

	Paraan
Tagapagpahiwatig	1	2	3	4	5	6
Mga paggasta sa kapital	100	83	240	202	208	202
Gastos ng hilaw na materyales	100	105	58	69	72	45
Presyo ng gastos	100	96	70	73	76	56

Kaya, mula sa isang pang-ekonomiyang punto ng view, ang proseso ng cumene na pinaka-in demand sa kasalukuyang panahon ay ang pinaka-kapaki-pakinabang. Ang mga prosesong pang-industriya na ginamit sa isang pagkakataon o iba pa upang makagawa ng phenol ay maikling inilalarawan sa ibaba.

1. Proseso ng sulfonate ay ang unang prosesong phenolic na ipinatupad sa isang pang-industriyang sukat ng BASF noong 1899. Ang pamamaraang ito ay batay sa sulfonation ng benzene na may sulfuric acid, na sinusundan ng alkaline na pagtunaw ng sulfonic acid. Sa kabila ng paggamit ng mga agresibong reagents at ang pagbuo ng isang malaking halaga ng sodium sulfite waste, ang pamamaraang ito ay ginamit sa halos 80 taon. Sa USA, ang produksyon na ito ay sarado lamang noong 1978.

2. Noong 1924, ang kumpanya ng Dow Chemical ay bumuo ng isang proseso para sa paggawa ng phenol, kabilang ang reaksyon ng benzene chlorination at kasunod na hydrolysis ng monochlorobenzene ( proseso ng catalytic hydrolysis ng halogenated benzenes ). Ang isang malayang katulad na teknolohiya ay binuo ng German firm na I.G. Farbenindustrie Co. Kasunod nito, ang yugto ng pagkuha ng monochlorobenzene at ang yugto ng hydrolysis nito ay napabuti, at ang proseso ay tinawag na "proseso ng Raschig". Ang kabuuang ani ng phenol sa dalawang yugto ay 70-85%. Ang prosesong ito ay naging pangunahing paraan para sa paggawa ng phenol sa loob ng ilang dekada.

3. Proseso ng cyclohexane , na binuo ng Scientific Design Co., ay nakabatay sa oksihenasyon ng cyclohexane sa pinaghalong cyclohexanone at cyclohexanol, na higit pang na-dehydrogenated upang bumuo ng phenol. Noong dekada 60, ginamit ng Monsanto ang pamamaraang ito sa loob ng ilang taon sa isa sa mga halaman nito sa Australia, ngunit kalaunan ay inilipat ito sa paraan ng cumene para sa paggawa ng phenol.

4. Noong 1961, ibinenta ng Dow Chemical ng Canada proseso sa pamamagitan ng agnas ng benzoic acid , ito ang tanging paraan para sa synthesis ng phenol batay sa paggamit ng mga non-benzene na hilaw na materyales. Ang parehong mga reaksyon ay nagpapatuloy sa likidong bahagi. Unang reaksyon. oksihenasyon ng toluene. ay ginamit sa Alemanya noong Ikalawang Digmaang Pandaigdig upang makagawa ng benzoic acid. Ang reaksyon ay nagpapatuloy sa medyo banayad na mga kondisyon na may mataas na ani. Ang pangalawang hakbang ay mas mahirap dahil sa catalyst deactivation at mababang phenol selectivity. Ito ay pinaniniwalaan na ang pagsasagawa ng hakbang na ito sa gas phase ay maaaring gawing mas mahusay ang proseso. Sa kasalukuyan, ang pamamaraang ito ay ginagamit sa pagsasanay, bagaman ang bahagi nito sa produksyon ng phenol sa mundo ay halos 5%.

5. Ang paraan ng synthesis kung saan nakukuha ngayon ang karamihan sa phenol na ginawa sa mundo - proseso ng cumene - binuksan ng isang pangkat ng mga chemist ng Sobyet na pinamumunuan ni Propesor P. G. Sergeev noong 1942. Ang pamamaraan ay batay sa oksihenasyon ng aromatic hydrocarbon cumene (isopropylbenzene) na may atmospheric oxygen, na sinusundan ng agnas ng nagresultang hydroperoxide na natunaw ng sulfuric acid. Noong 1949, ang unang planta ng cumene sa mundo ay inilagay sa operasyon sa lungsod ng Dzerzhinsk, Gorky Region. Bago ito, ang mga hydroperoxide ay itinuturing na hindi matatag na mga intermediate na produkto ng hydrocarbon oxidation. Kahit na sa pagsasanay sa laboratoryo, halos hindi sila nagamit. Sa Kanluran, ang paraan ng cumene ay binuo noong huling bahagi ng dekada 40 at bahagyang kilala bilang proseso ng Hock, pagkatapos ng siyentipikong Aleman na kalaunan ay nakapag-iisa na natuklasan ang ruta ng cumene para sa synthesis ng phenol. Sa isang pang-industriya na sukat, ang pamamaraang ito ay unang ginamit sa Estados Unidos noong unang bahagi ng 1950s. Mula noon, sa loob ng maraming dekada, ang proseso ng cumene ay naging isang modelo ng teknolohiyang kemikal sa buong mundo.

Sa kabila ng mahusay na itinatag na teknolohiya at mahabang karanasan sa pagpapatakbo, ang paraan ng cumene ay may ilang mga disadvantages. Una sa lahat, ito ay ang pagkakaroon ng isang paputok na intermediate compound (cumene hydroperoxide), pati na rin ang multi-stage na pamamaraan, na nangangailangan ng pagtaas ng mga gastos sa kapital at ginagawang mahirap na makamit ang isang mataas na ani ng phenol batay sa paunang benzene. Kaya, na may kapaki-pakinabang na ani ng produkto na 95% sa bawat isa sa tatlong yugto, ang huling ani ay magiging 86% lamang. Tinatayang ang ani ng phenol na ito ay nagbibigay ng cumene method sa kasalukuyang panahon. Ngunit ang pinakamahalaga at pangunahing hindi naaalis na disbentaha ng pamamaraan ng cumene ay nauugnay sa katotohanan na ang acetone ay nabuo bilang isang by-product. Ang sitwasyong ito, na orihinal na nakita bilang isang lakas ng pamamaraan, ay nagiging isang mas at mas malubhang problema, dahil ang acetone ay hindi nakakahanap ng isang katumbas na merkado. Noong 1990s, ang problemang ito ay naging lalong kapansin-pansin pagkatapos ng paglikha ng mga bagong pamamaraan para sa synthesis ng methyl methacrylate sa pamamagitan ng oksihenasyon ng C4 hydrocarbons, na lubhang nabawasan ang pangangailangan para sa acetone. Ang katalinuhan ng sitwasyon ay napatunayan ng katotohanan na ang isang teknolohiya ay binuo sa Japan na nagbibigay para sa pag-recycle ng acetone. Sa layuning ito, dalawa pang yugto ang idinagdag sa tradisyonal na pamamaraan ng cumene, ang hydrogenation ng acetone sa isopropyl alcohol at ang pag-aalis ng tubig ng huli sa propylene. Ang nagresultang propylene ay muling ibinalik sa benzene alkylation step. Noong 1992, naglunsad ang Mitsui ng malakihang produksyon ng phenol (200,000 tonelada/taon) batay sa limang yugtong teknolohiyang cumene na ito.

kanin. 1.2. Pag-recycle ng acetone sa propylene

Ang iba pang mga katulad na pagbabago sa pamamaraan ng cumene ay iminungkahi din na magpapagaan sa problema sa acetone. Gayunpaman, ang lahat ng mga ito ay humahantong sa isang makabuluhang komplikasyon ng teknolohiya at hindi maaaring ituring bilang isang promising solusyon sa problema. Samakatuwid, ang pananaliksik na nakatuon sa paghahanap ng mga bagong ruta para sa synthesis ng phenol, na ibabatay sa direktang oksihenasyon ng benzene, ay nakakuha ng isang partikular na masinsinang karakter sa huling dekada. Ang trabaho ay pangunahing isinasagawa sa mga sumusunod na lugar: oksihenasyon na may molekular na oxygen, oksihenasyon na may mga donor ng monatomic oxygen at conjugated na oksihenasyon. Isaalang-alang natin nang mas detalyado ang mga direksyon ng paghahanap para sa mga bagong paraan ng synthesis ng phenol.