Skip to content · ⁨Bỏ qua nội dung⁩

Hydroxy compounds · ⁨Hợp chất chứa hydroxyl⁩

A-Level Chemistry · ⁨Hóa học A-Level⁩ · Topic 16 · ⁨Chủ đề 16⁩

Video lesson for this topic · ⁨Bài học video cho chủ đề này⁩ Open the video page · ⁨Mở trang video⁩
8:20

Hợp chất chứa hydroxyl

Bóp dung dịch rửa tay sát khuẩn lên tay bạn. Nó cảm thấy lạnh, rồi biến mất. Đó là ethanol — loại cồn tiêu diệt vi sinh vật. Ethanol chỉ là một…

English narration · English + 中文 subtitles burned in · ⁨Giọng đọc tiếng Anh · phụ đề tiếng Anh + 中文 được ghi trực tiếp⁩

16.1

Alcohols · ⁨Rượu⁩

Syllabus · ⁨Chương trình⁩
English
  1. recall the reactions (reagents and conditions) by which alcohols can be produced: (a) electrophilic addition of steam to an alkene, $\text{H}_2\text{O(g)}$ and $\text{H}_3\text{PO}_4$ catalyst (b) reaction of alkenes with cold dilute acidified potassium manganate(VII) to form a diol (c) substitution of a halogenoalkane using $\text{NaOH(aq)}$ and heat (d) reduction of an aldehyde or ketone using $\text{NaBH}_4$ or $\text{LiAlH}_4$ (e) reduction of a carboxylic acid using $\text{LiAlH}_4$ (f) hydrolysis of an ester using dilute acid or dilute alkali and heat
  2. describe: (a) the reaction with oxygen (combustion) (b) substitution to form halogenoalkanes, e.g. by reaction with $\text{HX(g)}$; or with $\text{KCl}$ and concentrated $\text{H}_2\text{SO}_4$ or concentrated $\text{H}_3\text{PO}_4$; or with $\text{PCl}_3$ and heat; or with $\text{PCl}_5$; or with $\text{SOCl}_2$ (c) the reaction with $\text{Na(s)}$ (d) oxidation with acidified $\text{K}_2\text{Cr}_2\text{O}_7$ or acidified $\text{KMnO}_4$ to: (i) carbonyl compounds by distillation (ii) carboxylic acids by refluxing (primary alcohols give aldehydes which can be further oxidised to carboxylic acids, secondary alcohols give ketones, tertiary alcohols cannot be oxidised) (e) dehydration to an alkene, by using a heated catalyst, e.g. $\text{Al}_2\text{O}_3$ or a concentrated acid (f) formation of esters by reaction with carboxylic acids and concentrated $\text{H}_2\text{SO}_4$ as catalyst as exemplified by ethanol
  3. (a) classify alcohols as primary, secondary and tertiary alcohols, to include examples with more than one alcohol group (b) state characteristic distinguishing reactions, e.g. mild oxidation with acidified $\text{K}_2\text{Cr}_2\text{O}_7$, colour change from orange to green
  4. deduce the presence of a $\text{CH}_3\text{CH(OH)}-$ group in an alcohol, $\text{CH}_3\text{CH(OH)}-\text{R}$, from its reaction with alkaline $\text{I}_2\text{(aq)}$ to form a yellow precipitate of tri-iodomethane and an ion, $\text{RCO}_2^-$
  5. explain the acidity of alcohols compared with water
Tiếng Việt
  1. Nhắc lại các phản ứng (chất tham gia và điều kiện) để sản xuất ancol: (a) phản ứng cộng điện tử với hơi nước vào anken, $\text{H}_2\text{O(g)}$ và xúc tác $\text{H}_3\text{PO}_4$ (b) phản ứng của anken với dung dịch kali manganat(VII) loãng lạnh để tạo ra diol (c) phản ứng thế của halogenohydrocarbon sử dụng $\text{NaOH(aq)}$ và nhiệt (d) phản ứng khử aldehyde hoặc ketone sử dụng $\text{NaBH}_4$ hoặc $\text{LiAlH}_4$ (e) phản ứng khử axit cacboxylic sử dụng $\text{LiAlH}_4$ (f) thủy phân este sử dụng dung dịch axit loãng hoặc dung dịch kiềm loãng và nhiệt
  2. Mô tả: (a) phản ứng với oxy (cháy) (b) phản ứng thế để tạo ra halogenohydrocarbon, ví dụ: phản ứng với $\text{HX(g)}$; hoặc với $\text{KCl}$ và dung dịch $\text{H}_2\text{SO}_4$ đặc hoặc dung dịch $\text{H}_3\text{PO}_4$ đặc; hoặc với $\text{PCl}_3$ và nhiệt; hoặc với $\text{PCl}_5$; hoặc với $\text{SOCl}_2$ (c) phản ứng với $\text{Na(s)}$ (d) phản ứng oxi hóa với dung dịch $\text{K}_2\text{Cr}_2\text{O}_7$ có axit hoặc dung dịch $\text{KMnO}_4$ có axit để tạo ra: (i) hợp chất carbonyl bằng cách chưng cất (ii) axit cacboxylic bằng cách đun hồi lưu (ancol nguyên cấp tạo ra aldehyde có thể tiếp tục bị oxi hóa thành axit cacboxylic, ancol thứ cấp tạo ra keton, ancol third cấp không thể bị oxi hóa) (e) phản ứng mất nước tạo ra anken, bằng cách sử dụng xúc tác.git, ví dụ: $\text{Al}_2\text{O}_3$ hoặc axit đặc (f) tạo ra este bằng cách phản ứng với axit cacboxylic và dung dịch $\text{H}_2\text{SO}_4$ đặc làm xúc tác, được minh họa bởi etanol
  3. (a) phân loại ancol thành ancol bậc một, ancol bậc hai và ancol bậc ba, bao gồm cả các ví dụ có nhiều hơn một nhóm ancol (b) nêu các phản ứng đặc trưng phân biệt, ví dụ: oxy hóa nhẹ với dung dịch $\text{K}_2\text{Cr}_2\text{O}_7$ có axit, chuyển màu từ cam sang xanh lá
  4. suy luận sự hiện diện của nhóm $\text{CH}_3\text{CH(OH)}-$ trong một ancol, $\text{CH}_3\text{CH(OH)}-\text{R}$, dựa trên phản ứng của nó với dung dịch kiềm $\text{I}_2\text{(aq)}$ để tạo thành kết tủa vàng tri-iodomethane và một ion, $\text{RCO}_2^-$
  5. Giải thích tính axit của ancol so với nước

Source: Cambridge International syllabus · ⁨Nguồn: Chương trình Cambridge International⁩

English

An alcohol 醇 has the $\text{–OH}$ (hydroxyl) functional group.

Making alcohols

Method Reagents and conditions
addition of steam to an alkene $\text{H}_2\text{O(g)}$, $\text{H}_3\text{PO}_4$ catalyst (electrophilic addition 亲电加成)
an alkene 烯烃 with cold dilute $\text{KMnO}_4$ gives a diol 二醇 (two $\text{–OH}$ groups)
substitution of a halogenoalkane 卤代烷 $\text{NaOH(aq)}$, heat
reduction 还原 of an aldehyde 醛 or ketone 酮 $\text{NaBH}_4$ or $\text{LiAlH}_4$
reduction of a carboxylic acid 羧酸 $\text{LiAlH}_4$
hydrolysis 水解 of an ester 酯 dilute acid or alkali, heat

Reactions of alcohols

  • combustion: alcohols burn in oxygen to give carbon dioxide and water.
  • substitution to a halogenoalkane, for example with $\text{HX}$, $\text{PCl}_5$, $\text{PCl}_3$ and heat, or $\text{SOCl}_2$.
  • with sodium: alcohols react with sodium metal to give hydrogen and a sodium alkoxide — like water, but more slowly.
  • oxidation 氧化 with acidified $\text{K}_2\text{Cr}_2\text{O}_7$ (or $\text{KMnO}_4$). The product depends on the class of alcohol (see below).
  • dehydration 脱水 to an alkene, using a hot $\text{Al}_2\text{O}_3$ catalyst or concentrated acid.
  • ester formation: an alcohol reacts with a carboxylic acid (with concentrated $\text{H}_2\text{SO}_4$ catalyst) to make an ester.

Three classes and how oxidation tells them apart

An alcohol is primary 伯, secondary 仲 or tertiary 叔, depending on how many carbons are joined to the carbon holding the $\text{–OH}$. Some molecules have more than one $\text{–OH}$ group.

Class Oxidation product
primary aldehyde (by distillation 蒸馏), then carboxylic acid (by reflux 回流)
secondary a ketone
tertiary not oxidised

In a quick test, acidified $\text{K}_2\text{Cr}_2\text{O}_7$ turns from orange to green with a primary or secondary alcohol, but stays orange with a tertiary alcohol.

  • distillation removes the aldehyde as it forms, before it can be oxidised further.
  • reflux keeps boiling the mixture and returning the vapour, so the alcohol is fully oxidised to the carboxylic acid.

The iodoform test

If you warm an alcohol that contains the $\text{CH}_3\text{CH(OH)}-$ group with alkaline aqueous iodine, you get a pale yellow precipitate of tri-iodomethane 三碘甲烷 ($\text{CHI}_3$) and the ion $\text{RCO}_2^-$. This is a useful test for that group.

Acidity of alcohols

The $\text{–OH}$ group makes alcohols very weakly acidic: they can lose the $\text{H}^+$ to form an $\text{RO}^-$ ion. But their acidity 酸性 is lower than that of water. This is because the alkyl group pushes electron density onto the oxygen, which makes the $\text{RO}^-$ ion less stable, so the alcohol holds onto its $\text{H}^+$ more tightly.

Worked example. Three unlabelled bottles hold butan-1-ol, butan-2-ol and 2-methylpropan-2-ol. How does warming each with acidified $\text{K}_2\text{Cr}_2\text{O}_7$ tell them apart? What matters is how many hydrogens sit on the carbon carrying the $\text{OH}$. Butan-1-ol is primary (two such hydrogens): the orange dichromate turns green, and by distilling you collect an aldehyde (butanal), or by refluxing you get the carboxylic acid (butanoic acid). Butan-2-ol is secondary (one such hydrogen): also green, but the product is a ketone (butanone), which will not oxidise further. 2-methylpropan-2-ol is tertiary (no such hydrogen): there is nothing to remove, so the dichromate stays orange. The colour only separates the tertiary from the other two - to split primary from secondary you must identify the product (an aldehyde gives a silver mirror with Tollens', a ketone does not).

Tiếng Việt

Một rượu có nhóm chức $\text{–OH}$ (hydroxyl).

Chai sát khuẩn tay
Ethanol, rượu trong nước sát khuẩn tay, tiêu diệt vi sinh vật

Điều chế rượu

Phương pháp Thuốc thử và điều kiện
cộng hơi nước vào anken $\text{H}_2\text{O(g)}$, $\text{H}_3\text{PO}_4$ xúc tác (cộng electrophilic)
một anken với dung dịch $\text{KMnO}_4$ loãng lạnh tạo ra diol (hai nhóm $\text{–OH}$)
thay thế của halogenoalkane $\text{NaOH(aq)}$, nhiệt
khử của aldehyde hoặc ketone $\text{NaBH}_4$ hoặc $\text{LiAlH}_4$
khử axit cacboxylic $\text{LiAlH}_4$
thủy phân của ester axit loãng hoặc kiềm, nhiệt
Các bình tam giác chứa dung dịch đục được bịt nilon, đang lên men trong phòng thí nghiệm
Công nghiệp, ethanol còn được sản xuất bằng cách lên men đường; sau đó chưng cất phân đoạn tách nó khỏi nước

Phản ứng của rượu

  • đốt cháy: rượu cháy trong oxy để tạo carbon dioxide và nước.
  • thay thế thành halogenoalkane, ví dụ với $\text{HX}$, $\text{PCl}_5$, $\text{PCl}_3$ và nhiệt, hoặc $\text{SOCl}_2$.
  • với natri: rượu phản ứng với kim loại natri tạo hydro và natri alkoxide — giống nước nhưng chậm hơn.
  • oxy hóa với $\text{K}_2\text{Cr}_2\text{O}_7$ có axit (hoặc $\text{KMnO}_4$). Sản phẩm phụ thuộc vào loại rượu (xem bên dưới).
  • tách nước thành anken, dùng xúc tác $\text{Al}_2\text{O}_3$ nóng hoặc axit đặc.
  • tạo ester: một rượu phản ứng với axit cacboxylic (có xúc tác $\text{H}_2\text{SO}_4$ đặc) để tạo ester.
Một rượu phản ứng theo bốn cách: đốt cháy, tách nước thành anken, este hóa, và oxy hóa
Ancol có thể cháy, khử nước, tạo ester hoặc bị oxy hóa

Ba loại và làm sao oxy hóa phân biệt chúng

Một rượu là bậc một, bậc hai hay bậc ba, tùy thuộc vào số lượng carbon liên kết với carbon mang $\text{–OH}$. Một số phân tử có nhiều hơn một nhóm $\text{–OH}$.

Ba carbon trung tâm mỗi cái mang một nhóm OH: bậc một có một nhóm R và hai hydro, bậc hai hai nhóm R và một hydro, bậc ba ba nhóm R
Loại được xác định bởi carbon mang –OH: một nhóm R khiến nó bậc một, hai nhóm R là bậc hai, ba nhóm R là bậc ba — điều này quyết định cách nó oxy hóa
Loại Sản phẩm oxy hóa
bậc một aldehyde (bằng chưng cất), sau đó axit cacboxylic (bằng huỳnh quang)
bậc hai một ketone
bậc ba không bị oxy hóa
Sơ đồ: rượu bậc một oxy hóa thành aldehyde rồi axit cacboxylic, rượu bậc hai thành ketone, và rượu bậc ba không bị oxy hóa
Oxy hóa theo loại: rượu bậc một tạo aldehyde rồi axit cacboxylic, bậc hai tạo ketone, bậc ba không bị oxy hóa

Trong bài kiểm tra nhanh, $\text{K}_2\text{Cr}_2\text{O}_7$ có axit chuyển từ màu cam sang màu xanh lục với rượu bậc một hoặc bậc hai, nhưng giữ nguyên màu cam với rượu bậc ba.

Hai ống nghiệm chứa dichromat màu cam: ống có rượu bậc một hoặc bậc hai đã chuyển sang màu xanh lục, ống có rượu bậc ba vẫn màu cam
Dichromat có axit chuyển từ cam sang xanh lục với rượu bậc một hoặc bậc hai, nhưng giữ nguyên màu cam với rượu bậc ba
  • chưng cất loại bỏ aldehyde ngay khi nó hình thành, trước khi nó có thể bị oxy hóa thêm.
  • huỳnh quang giữ hỗn hợp sôi và hoàn lại hơi, giúp rượu bị oxy hóa hoàn toàn thành axit cacboxylic.
Hai bộ thiết bị: huỳnh quang với máy ngưng tụ thẳng đứng hoàn lại hơi vào bình, và chưng cất với máy ngưng tụ nghiêng dẫn đến bình thu
Chưng cất loại bỏ aldehyde khi nó hình thành; huỳnh quang giữ hỗn hợp sôi và hoàn lại hơi, oxy hóa hoàn toàn thành axit
Cột chưng cất phân đoạn trong phòng thí nghiệm với nhiệt kế và máy ngưng tụ nước
Bộ thiết bị chưng cất thực tế: hơi bốc lên, nguội trong máy ngưng tụ và được thu thập — cùng nguyên lý này tách ethanol khỏi hỗn hợp lên men

Bài kiểm tra iodoform

Nếu bạn đun nóng nhẹ một rượu chứa nhóm $\text{CH}_3\text{CH(OH)}-$ với dung dịch iodine kiềm, bạn sẽ thu được kết tủa vàng nhạt của triiodomethane ($\text{CHI}_3$) và ion $\text{RCO}_2^-$. Đây là bài kiểm tra hữu ích cho nhóm này.

Tính axit của ancol

Nhóm $\text{–OH}$ làm cho ancol có tính axit rất yếu: chúng có thể mất $\text{H}^+$ để tạo thành ion $\text{RO}^-$. Nhưng tính axit của chúng thấp hơn so với nước. Điều này là do nhóm alkyl đẩy mật độ electron lên nguyên tử oxy, khiến ion $\text{RO}^-$ kém ổn định hơn, do đó ancol giữ chặt $\text{H}^+$ của mình hơn.

Ví dụ minh họa. Ba chai không nhãn chứa butan-1-ol, butan-2-ol và 2-methylpropan-2-ol. Làm thế nào để phân biệt khi đun nóng mỗi chất với dung dịch $\text{K}_2\text{Cr}_2\text{O}_7$ đã được酸化? Điều quan trọng là số lượng hydro liên kết với carbon mang $\text{OH}$. Butan-1-ol là ancol bậc một (có hai hydro như vậy): màu cam của dichromat chuyển sang xanh lá, và bằng cách chưng cất bạn thu được aldehyde (butanal), hoặc bằng cách đun回流 bạn thu được axit cacboxylic (butanoic acid). Butan-2-ol là ancol bậc hai (có một hydro như vậy): cũng chuyển sang màu xanh lá, nhưng sản phẩm là ketone (butanone), sẽ không bị oxy hóa thêm nữa. 2-methylpropan-2-ol là ancol bậc ba (không có hydro như vậy): không có gì để loại bỏ, nên dichromat vẫn giữ màu cam. Màu sắc chỉ giúp phân biệt bậc ba với hai loại còn lại - để phân biệt bậc một và bậc hai, bạn phải xác định sản phẩm (aldehyde tạo gương bạc với Tollens', ketone thì không).

Explore · ⁨Khám phá⁩

Alcohol reaction map · ⁨Sơ đồ phản ứng Alcohol⁩

Choose what happens to alcohols under different reagents. · ⁨Chọn những gì xảy ra với alcohols dưới các tác nhân khác nhau.⁩

Explore · ⁨Khám phá⁩

Alcohol oxidation test lab · ⁨Thí nghiệm kiểm tra oxy hóa Alcohol⁩

Classify alcohols by oxidation product and observation. · ⁨Phân loại alcohols dựa trên sản phẩm oxy hóa và quan sát.⁩

Vocabulary · ⁨Từ vựng⁩ Train · ⁨Luyện tập⁩
English Tiếng Việt
alcohol/ˈælkəhɒl/ ancol
electrophilic addition/ɪˌlektrəʊˈfɪlɪk əˈdɪʃn/ cộng electrophile
alkene/ˈælkiːn/ alkene
diol/dɪˈɒl/ diol
halogenoalkane/ˈheɪləʊdʒnəʊlkeɪn/ halogenoalkane
reduction/rɪˈdʌkʃn/ khử
aldehyde/ˈældɪhaɪd/ aldehyde
ketone/ˈketəʊn/ ketone
carboxylic acid/ˌkɑːbəkˈsɪlɪk ˈæsɪd/ acid carboxylic
hydrolysis/haɪˈdrɒləsɪs/ thủy phân
ester/ˈestə/ ester
oxidation/ˌɒksɪˈdeɪʃn/ oxy hóa
dehydration/ˌdiːhaɪˈdreɪʃn/ dehydration
primary/ˈpraɪməri/ bậc nhất
secondary/ˈsekəndəri/ bậc hai
tertiary/ˈtɜːʃjəri/ bậc ba
distillation/dɪstɪˈleɪʃn/ chưng cất
reflux/ˈriːflʌks/ reflux
tri-iodomethane/traɪ ˈaɪədəʊmθeɪn/ triiodomethane
acidity/æˈsɪdɪti/ tính axit
16.1

Exam tips · ⁨Mẹo làm bài thi⁩

English
  • Classify the alcohol as primary, secondary or tertiary first — it decides the oxidation product.
  • Oxidation with acidified $\text{K}_2\text{Cr}_2\text{O}_7$ (orange → green): primary → aldehyde (distil) → acid (reflux); secondary → ketone; tertiary → no reaction.
  • Distinguish the conditions for aldehyde vs acid from a primary alcohol (distillation vs reflux).
  • Name esters correctly (the acid part comes second, ending "-oate").
Tiếng Việt
  • Phân loại ancol là bậc một, bậc hai hay bậc ba trước — điều này quyết định sản phẩm oxy hóa.
  • Oxy hóa với dung dịch $\text{K}_2\text{Cr}_2\text{O}_7$ đã酸化 (màu cam → xanh lá): bậc một → aldehyde (chưng cất) → axit (đun回流); bậc hai → ketone; bậc ba → không phản ứng.
  • Phân biệt điều kiện tạo aldehyde vs axit từ ancol bậc một (chưng cất so với đun回流).
  • Đặt tên ester đúng (phần axit nằm sau, kết thúc bằng "-oate").

Interactive lessons on this topic · ⁨Bài học tương tác về chủ đề này⁩

Work through it step by step, with instant-check exercises. · ⁨Làm theo từng bước, kèm theo bài tập kiểm tra ngay lập tức.⁩

Past Papers · ⁨Đề thi cũ⁩

More topics in A-Level Chemistry · ⁨Hóa học A-Level⁩ · ⁨Nhiều chủ đề hơn trong A-Level Chemistry · ⁨Hóa học A-Level⁩⁩

Log in or create account · ⁨Đăng nhập hoặc tạo tài khoản⁩

IGCSE, A-Level & AP