HÓA ĐẠI CƯƠNG - Y2023

Nguyên lý chuyển dịch cân bằng

• Chất rắn không làm ảnh hưởng cân bằng

• Tăng áp suất => chuyển dịch làm giảm số mol

• Tăng thu - giảm tỏa

• Chất xúc tác không làm ảnh hưởng chuyển dịch cân bằng

Dung môi phân cực

• Moment lưỡng cực lớn

• Có khả năng phân tách tạo điện tích

• Phân tử không đối xứng

Dung môi không phân cực

• Moment lưỡng cực = 0, không chứa điện tích dương-âm

• dạng đối xứng

• hòa tan hydrocacbon thơm, dầu, mỡ, sáp

Dung môi protic

• là dung môi phân cực, chứa các proton có khả năng tự ion hóa tạo proton solvat hóa => có tính chất của acid Bronsted (H linh động)

• nước, HCOOH, HF, ancol, amine

Dung môi aprotic

• Là dung môi phân cực, không tự ion hóa

• VD: aceton, acetonitryle, THF, DMF

Dung dịch

• Hệ 1 pha

• Nhiều cấu tử, có thể biến đổi

• Hệ phân tán : pha phân tán và mt phân tán (rắn lỏng khí)

Sự solvat hóa :

• Do lực hút giữa ion-phtử và phtử-phtử

• Hidrat hóa : sự solvat hóa có dung môi là nước

Lực ion lưỡng cực

Yếu tố cơ bản xác định tính tan của hợp chất trong nước

Lực lưỡng cực - lưỡng cực

đầu trái dấu của lưỡng cực phân tử và dung môi chất tan hút nhau

Liên kết hydro

• 1 dạng liên kết lưỡng cực

• H tương tác với nguyên tử có độ âm điện lớn F, O, N, … và có sự tham gia của cặp e chưa tham gia phản ứng của chúng

Lực lưỡng cực cảm ứng

ion-lưỡng cực gần tiểu phần không phân cực => biến dạng vỏ e => phân cực

Dung dịch bão hòa

Là hệ bền, có thể tồn tại mà nồng độ, nhiệt độ, áp suất không đổi

Tính tan

phụ thuộc vào dung môi, nhiệt độ, áp suất

Nồng độ molan

số mol chất tan trong 1000g dung môi

Nồng độ đương lượng

số đương lượng gam chất tan trong 1 lít dung dịch

Thuyết điện ly Arrehnius

• chất ở trạng thái hòa tan hay nóng chảy

• trong nước phân ly thành cation và anion

Chất điện ly mạnh

• Axit vô cơ, base tan, muối

• Có liên kết ion, liên kết cộng hóa trị mạnh

Chất điện ly yếu

• Liên kết CHT hoặc lk cho nhận

• Acid hữu cơ, base ko tan, ion phức

Hằng số điện ly (K)

Phụ thuộc vào nhiệt độ và bản chất chất điện ly

K và pK

pK = -log(K)

K càng lớn, điện ly càng mạnh

pK càng lớn, điện ly càng yếu

Độ điện ly alpha

Thuyết acid-base

• Arrhenius : acid cho H+, base cho OH-

• Bronsted : acid nhường H+, base nhận H+ => cặp acid-base liên hợp VD: CH3COOH - CH3COO

• Lewis

  • Acid nhận cặp e, base cho cặp e

  • Những phản ứng không có sự trao đổi H+ cũng là phản ứng acid-base

  • Nước vừa cho vừa nhận H+ => tự ion hóa

  • Nhiệt độ tăng => quá trình phân ly của nước tăng => Tích số ion tăng

Các ion trong cơ thể

Công thức liên quan đến pH, pKa và pKb

1. pH = -1/2 * (logKa + log[HA])

2. pH = 7 ± ½ * (pKa + log[muối])

3. pKa + pKb = 14

Lực acid và lực base

• Ka > 1 : axit mạnh

• Ka < 10^-4 : axit yếu

• Axit càng mạnh, base liên hợp càng yếu

• Phân ly hoàn toàn (HCl) => không có hằng số Ka

pH trong đời sống

• Dạ dày trống có pH từ 4-5

• Sau bữa ăn dạ dày có pH từ 1-2

• Nước sinh hoạt 6-8.5

• Nước trong ăn uống 6.5-8.5

• pH máu : 7.35-7.45

• pH nước tiểu 4.8-8.5

• pH da :

  • trẻ : 4.4 - 5.6

  • già : 5.1 - 5.8

  • em bé : 5.5 - 7

Chất chuẩn độ

• Phenolphtalein

  • 8.3-12

  • Base : đỏ, acid : ko màu

• Methyl cam

  • 3.1-4.4

  • base vàng, acid đỏ

• Methyl đỏ

  • 4.2-6.3

  • base vàng, acid đỏ

Chuẩn độ acid mạnh bằng base mạnh

• Điểm tương đương = 7

• Bước nhảy pH : 4.1 - 10 => dùng phenolphtalein và methyl đỏ

Chuẩn độ acid yếu = base mạnh

• Điểm tương đương = 8

• Bước nhảy pH : 7-9 => phenolphtalein

Chuẩn độ base yếu = acid mạnh

• Điểm tương đương = 5

• Bước nhảy pH : 4-7 =

Đặc điểm hóa hữu cơ :

• LK cộng hóa trị, ít LK ion

• Dễ nóng chảy, dễ bay hơi

• Ít tan trong nước, tan trong dung môi hữu cơ

isopropyl-, secbutyl-, tert-butyl và neopentyl-

isopropyl : CH3-CH(CH3)-

secbutyl : CH3-CH2-CH(CH3)-

tertbutyl : CH3-C(CH3)2-

neopentyl : CH3-C(CH3)2-CH2-

Số C bất đối

Camphor : 2

Cholesterol : 8

Crivivan : 5

Penicillin : 3

Fluoexetine : 1

Lovastatin : 8

Tính chất vật lý ankan

• Chỉ có sp3

• Liên kết phân cực thấp

• Tan trong dung môi hữu cơ

• C1-C4 : khí ; C5-C7 : lỏng ; C10 : rắn

• Nhiều nhánh, nhiệt sôi nhiệt nóng chảy giảm

Hoàn nguyên halogenur alkyl

RX + LiAlH4 => RH

Thứ tự : RX bậc 1 - 2 - 3

RI - RBr - RCl

Phản ứng Grignard với ankan

RMgX + H2O => RH

Phản ứng Wurtz (ankan)

điều chế ankan đối xứng

R-X + Na => R-R

Hydro hóa anken, ankin => ankan

Xúc tác : Pt, Ni

Phản ứng Claimmensen

Hoàn nguyên carbonyl tạo ankan trong môi trường axit

Xúc tác : Zn-Hg trong HCl

Phản ứng Wolff-Kishner

Hoàn nguyên carbonyl (C=O) tạo ankan trong môi trường base

Xúc tác : NH2-NH2, OH-

Xúc tác

HI

Gốc của anken

CH2=CH- : vinyl

CH2 = CH - CH2 : anlyl

CH2 - CH = CH - CH2 : crotyl

Halogen hóa anken

Cl2 > Br2 > I2

Xúc tác CCl4

Ozone hóa anken

Xúc tác : Zn

Sản phẩm : andehit hoặc ceton

Oxid hóa anken trong môi trường OH-

Xúc tác : KMnO4 loãng trong môi trường OH-

Sản phẩm : glycol (1,2-diol)

Oxi hóa anken trong môi trường H+

Xúc tác : H2O, H+

Sản phẩm : ancol bậc 2

Nguyên tắc Kharash trong anken

Phản quy tắc Markonikoff

Xúc tác ROOR

Sản phẩm : X ở C có nhiều H hơn

Điều chế anken từ alcol

Xúc tác : H+, H2O

Điều chế anken từ halogenur alkyl

Xúc tác : OH-

Điều chế anken từ dihalogenur alkyl

Tác chất : Zn

Khử X2

Phản ứng cộng Hidro của ankin tạo anken

Xúc tác :

1. Na/Li trong NH3 lỏng => cấu hình trans

2. Pd/C => cấu hình cis

Phản ứng cộng nước của ankin

Xúc tác : HgSO4, H2SO4

Sản phẩm : ceton

Sản phẩm là

benzen (C6H6)

Sản phẩm là

Vinylaxetylen (C4H4)

Oxid hóa ankin

Xúc tác : Zn

Sản phẩm : 2 acid carboxylic

Điều chế ankin từ đất đèn (CaC2)

Điều chế ankin từ dihalogenua

Xúc tác : NaNH2 / NH3

Điều chế ankin từ tetrahalogenua

Tác chất : Zn

Tên chất

Stiren

Tên chất

Toluen

Tên chất

Cumen

Phản ứng cộng ozone aren

Xúc tác : 1) O3 ; 2) Zn trong H2O

Sản phẩm : CHO-CHO

Halogen(X2) hóa aren (thế thân điện tử)

Xúc tác : axit Lewis (Cl2/FeCl3, Br2/FeBr3, …)

Sản phẩm : C6H5 - X

Nitro hóa aren

Xúc tác : HNO3 trong H2SO4 đặc

Sản phẩm : C6H5-NO2

Sulfon hóa aren

Tác chất : H2SO4

Sản phẩm : C6H5 - SO3H

Alkyl hóa Aren

Xúc tác : axit Lewis

Sản phẩm : C6H5 - R

Alcyl hóa aren (RCO-)

Xúc tác : axit Lewis

Sản phẩm : C6H5-CO-R

Sự định hướng phản ứng trí hoán thân điện tử trên nhân hương phương

• Nhóm ankyl, halogen : định hướng o, p

• Nhóm không no, có độ âm điện lớn (oxy, nitơ, CHO, …) : định hướng m

Điều chế benzen

Chất phản ứng : cyclohexan

Xúc tác : Pt/Al2O3, nhiệt độ

Điều chế toluen

Chất phản ứng : n-heptan

Xúc tác : Cr2O3-Al2O3, nhiệt độ

Phenol

• C6H5OH, không phải ancol

• Ứng dụng : chất tẩy uế trong nhựa than đá

Methanol

• Góc ROH = 109 độ

• Gây độc ở người

• Trong Công nghiệp : làm dung môi, sản xuất HCHO & CH3COOH

Điều chế methanol

Tác chất : CO và H2

Xúc tác : Zn/Cr2O3, 400 độ C

Điều chế ethanol

Tác chất : C2H4, H2O

Xúc tác : H3PO4, 250 độ C

Methyl salicylate

chất tạo mùi

Urushiol

gây dị ứng

Cồn rửa tay

Isopropyl alcol

Tính chất vật lý alcol

• OH gắn vào C sp3

• Độ sôi cao, mạch dài độ sôi tăng

• Dung môi cho các HCHC phân cực

• Alcol bậc thấp tan trong nước

Phản ứng đứt liên kết C-O của ancol

• Chỉ xảy ra trong mt acid

• Khả năng phản ứng : 3 > 2 > 1

Phản ứng thế OH của alcol bằng halogen

Xúc tác : axit Lewis (ZnCl2)

Ancol + HCl => Clorankan

PBr3 => RBr ; SOCl2 => RCl

Khử nước ancol trong môi trường H+

Xúc tác : H2SO4, H3PO4

Sản phẩm : anken

Khử nước alcol vòng trong môi trường axit Lewis

Xúc tác : axit Lewis Al2O3, nhiệt độ

Phản ứng este hóa ancol

Xúc tác : H+ hoặc pyridin

Phản ứng oxy hóa ancol bậc 1

Xúc tác : Cu, 325 độ C => anken

Xúc tác : KMnO4, H+ => axit carboxylic

Phản ứng oxy hóa ancol bậc 2

Sản phẩm : R -CO - R’

Oxy hóa ancol bậc 3

Xúc tác : KMnO4, H2SO4, nhiệt

Các tác chất oxy hóa

• Cu, 325 độ C

• KMnO4 trong OH-

• K2Cr2O7 trong H+

• CrO3, CH3COOH

Điều chế ancol bằng pp Hydrobor hóa và oxid hóa

Không theo nguyên tắc Markovnikov

Điều chế 1-2-điol

Cis : OsO4/Pyridine — NaHSO3

Trans : RCO3H/CH2Cl2 — H+

a, b là :

a) H2O, H+

b) BH3, THF

Điều chế ancol từ anken qua phản ứng Grignard

Xúc tác : 1) RMgX, eter

2) H+

Điều chế alcol từ aldehide

Xúc tác : eter, H+

Khử hợp chất carbonyl tạo alcol

Điều chế ancol bằng cách khử este => GIẢM MẠCH C

Tên

Vanillin

Tên

Cinnamaldehid

Tên

Hidrocortisone

Tên

Naphtalencarbaldehide

Điều chế aldehit từ ancol bậc 1

Xúc tác Cu, nhiệt

Xúc tác K2Cr2O7, H+ =>phải tách khỏi phản ứng nếu ko sẽ tiếp tục oxi hóa thành acid

Geraniol thành Geranial

Tác chất : periodinanes

Xúc tác : CH2Cl2