Lý thuyết Axit Cacboxilic cơ bản và mở rộng

I. ĐỊNH NGHĨA - PHÂN LOẠI - DANH PHÁP:

1. Định nghĩa:

Là hợp chất hữu cơ có nhóm cacboxyl -COOH liên kết với nguyên tử cacbon hay hidro.
VD:
HCOOH;
CH3CH2COOH;
HCOO-COOH;

2. Phân loại:

Dựa vào đặc điểm gốc hidrocacbon và số nhóm chức -COOH.

a. Axit no đơn chức, mạch hở:

VD:
HCOOH;
CH3COOH;
C2H5COOH;
C3H7COOH;
CTTQ:

CnH2n+1COOH với n ≥ 0;

Hay CnH2nO2 với n ≥ 1;

b. Axit không no đơn chức, mạch hở:

CH2=CH-COOH:
+ Axit acrylic;
+ Axit propenoic;
CH2=C(CH3)-COOH:
+ Axit metacrylic;
+ Axit 2-metyl propenoic;

c. Axit thơm:

VD: C6H5-COOH: Axit benzoic;

d. Axit đa chức:

VD: tên 1 là tên thay thế, tên 2 là tên thường
HOOC-COOH:
+ Axit etanđioic;
+ Axit oxalic;
HOOC-CH2-COOH:
+ Axit propanđioic;
+ Axit malonic;
HOOC-(CH2)2-COOH:
+ Axit butanđioic;
+ Axit sucinic;
HOOC-(CH2)3-COOH:
+ Axit pentanđioic;
+ Axit glutaric;
HOOC-(CH2)4-COOH:
+ Axit hexanđioic;
+ Axit  ađipic;

3. Danh pháp:

- Tên thay thế:

Axit + tên ankan tương ứng + oic;

- Tên thường:

Axit + tên liên quan đến nguồn gốc;

* Một số axit thông dụng:

HCOOH:

+ Axit metanoic;
+ Axit fomic;

CH3COOH:

+ Axit etanoic;
+ Axit axetic;

CH3CH2COOH:

+ Axit propanoic;
+ Axit propioic;

(CH3)2CH-COOH:

+ Axit 2-metyl propioic;
+ Axit isobutiric;

C4H9COOH:

+ Axit heptanoic;
+ Axit Valeric;

C5H11COOH:

+ Axit hexanoic;
+ Axit caproic;

C6H13COOH:

+ Axit heptanoic;

II. TÍNH CHẤT VẬT LÝ:

- Các axit đều ở thể lỏng hoặc rắn, t° sôi của axit tăng khi mạch cacbon tăng và cao hơn nhiều so với có M tương đương.
- So sánh nhiệt độ sôi:
+ Hợp chất có nhóm -OH có nhiệt độ sôi cao hơn hợp chất không có nhóm -OH.
VD:
t°sôi của CH3CH2OH > t° sôi của CH3-O-CH3;
+ Các hợp chất cùng dãy đồng đẳng:
Mạch cacbon càng dài thì nhiệt độ sôi càng cao (M càng lớn);
+ Các hợp chất đều có nhóm -OH:
Hợp chất có nhóm hút mạnh làm phân cực H+ tạo liên kết hidro bền vững => t° sôi cao hơn.
VD:
t° sôi CH3-C(OH)=O có nhóm C=O hút e > t° sôi CH3CH2OH;
- HCOOH và CH3COOH tan vô hạn trong nước, các axit cao hơn thì độ tan càng giảm.
- Mỗi axit có vị riêng:
+ axit axetic: Vị giấm;
+ axit oxalic: Vị me;

III. TÍNH CHẤT HÓA HỌC:

1. Tính axit:

a. Tác dụng kim loại trước hidro ----> muối + H2:

CH3COOH + Na ----> CH3COONa + 1/2H2;
CH3COOH + Al -----> (CH3COO)3Al + 3/2H2;

b. Tác dụng với bazo, oxit bazo ----> muối + H2O:

CH3COOH + NaOH ----> CH3COONa + H2O;
2CH3COOH + CaO ----> (CH3COO)2Ca + H2O;

c. Tác dụng với muối của axit yếu hơn:

2CH3COOH + CaCO3 ----> (CH3COO)2Ca + H2O + CO2;
2CH3COOH + K2S ----> 2CH3COOK + H2S;

2. Phản ứng este hóa: Tham khảo Lý thuyết Este để nắm thêm kiến thức;

VD:
CH3COOH + C2H5OH <--H2SO4đ,t°--> CH3COOC2H5 + H2O;

3. Tính chất riêng của axit:

a. Axit không no: Phản ứng cộng và trùng hợp

VD:
- Phản ứng cộng:
CH2=CH-COOH + Br2 ----> CH2Br-CHBr-COOH axit 2,3-đibrom propanoic;
- Phản ứng trùng hợp:
nCH2=CH-COOH --t°,p,xt--> -(CH2-CHCOOH)-n

b. Axit fomic HCOOH:

- Tráng bạc:
HCOOH + 2AgNO3 + 4NH4 + H2O ----> (NH4)2CO3 + 2NH4NO3 + 2Ag;
- Tác dụng với Cu(OH)2, NaOH, t° tạo kết tủa đỏ gạch:
HCOOH + 2Cu(OH)2 + 2NaOH ----> Na2CO3 + Cu2O + 4H2O;

V. ĐIỀU CHẾ:

* Điều chế axit axetic:

- Phương pháp lên men giấm:
C2H5OH (~10°) + O2 --men giấm--> CH3COOH (2-5%) + H2O;
- Từ andehit axetic:
CH3CHO + 1/2O2 --Mn²+,t°--> CH3COOH;
- Từ butan:
CH3CH2CH2CH3 + 5/2O2 --xt,180°C,50atm--> 2CH3COOH + H2O;
- Từ metanol:
CH3OH + CO --t°,xt--> CH3COOH;

* Phương pháp chung:

- Từ RCHO + 1/2O2 --Mn²+,t°--> RCOOH;

- Từ ankan:

R-CH2-CH2-R' + 5/2O2 --t°,xt--> RCOOH + R'COOH + H2O;

VI. ỨNG DỤNG:

- Axit cacboxilic có nhiều ứng dụng như:
+ Điều chế este làm hương liệu.
+ Điều chế polyme để sản xuất chất dẻo, tơ tổng hợp, sản xuất bột giặc, chất tẩy rửa.

Mọi thắc mắc các bạn hãy gửi câu hỏi về Fanpage: Hóa Học Unlimited để được giải đáp sớm nhất có thể.
Chúc bạn thành công !