C6H5OH + NaOH → C6H5ONa + H2O | Phân tích phản ứng & phương trình hóa học

1. Phương trình phản ứng C6H5OH+ NaOH:

Phản ứng giữa phenol (C6H5OH) và natri hidroxide (NaOH) tạo ra C6H5ONa và H2O, là một ví dụ về phản ứng axit-bazơ. Phương trình phản ứng có thể được viết như sau:

C6H5OH + NaOH → C6H5ONa + H2O 

Phản ứng có thể đảo ngược, nghĩa là sản phẩm có thể phản ứng với nhau tạo thành chất ban đầu một lần nữa. Tuy nhiên, phản ứng diễn ra thuận lợi vì NaOH là một bazơ mạnh và phenol là một axit yếu. Do đó, hằng số cân bằng của phản ứng rất lớn và hầu hết phenol sẽ được chuyển thành natri phenoxit. Phản ứng có thể được sử dụng để tổng hợp natri phenoxide, một chất trung gian quan trọng trong hóa học hữu cơ.

2. Phân tích Phương trình phản ứng hóa học:

2.1. Điều kiện phản ứng Phenol tác dụng NaOH: 

Phản ứng C6H5OH + NaOH → C6H5ONa + H2O được gọi là phản ứng hóa học giữa phenol và dung dịch kiềm natri hiđroxit, tạo ra muối phenolat natri và nước. Điều kiện thực hiện phản ứng là ở nhiệt độ 43°C.

2.2. Cách nhận biết phản ứng:

‐ Dùng các điều kiện này để nhận biết phản ứng, ta quan sát sự thay đổi màu sắc của dung dịch từ không màu chuyển sang màu vàng nhạt và kết quả đồng thời có sự thoát ra khí hydro.

Ngoài ra, còn cách để nhận biết phản ứng là đo độ pH của dung dịch trước và sau phản ứng. Vì phenol là một loại axit yếu, nên dung dịch phenol có độ pH dưới 7. Trong quá trình phản ứng với natri hidroxit, phenol sẽ bị trung hòa và tạo thành natri phenolat, một dạng muối kiềm, làm cho dung dịch sau phản ứng có độ pH lớn hơn 7.

2.3. Bản chất của phản ứng:

Trong phản ứng này, phenol có chức năng như một loại axit yếu và natri hydroxit có chức năng như một loại bazơ mạnh. Sản phẩm của phản ứng là natri phenoxit (C6H5ONa) và nước (H2O).

Phương trình phản ứng có thể viết dưới dạng công thức cấu tạo như sau:

C6H5-OH + Na-OH → C6H5-O-Na + H2O

Phản ứng này chứng tỏ phenol có tính axit yếu, có khả năng nhường nguyên tử hiđro trong nhóm -OH cho kiềm. Ngoài ra, phản ứng này còn cho thấy sự ảnh hưởng của gốc -C6H5 đến nhóm -OH trong phân tử phenol, làm gia tăng tính axit của phenol so với etanol.

2.4. Thực hiện phản ứng:

Để thực hiện phản ứng này, ta cần tuân thủ các bước sau:

– Bước 1: Chuẩn bị một dung dịch NaOH đặc và một chất rắn phenol. Phenol, có dạng chất rắn màu trắng và mùi hắc ín, có khả năng tan trong nước lạnh nhưng tan tốt trong dung dịch NaOH. Để đảm bảo an toàn, dung dịch NaOH đặc là một dung dịch kiềm mạnh, nên cần được lưu trữ một cách cẩn thận và khi tiến hành thí nghiệm cần mang găng tay bảo hộ.

– Bước 2: Đưa phenol vào ống nghiệm, lượng phenol có thể điều chỉnh theo nồng độ mong muốn của dung dịch C6H5ONa. Thông thường, sử dụng khoảng từ 1-2 gam phenol cho mỗi ống nghiệm.

- Bước 3: Hòa từ từ dung dịch NaOH đậm vào ống nghiệm chứa phenol, khuấy đều và quan sát hiện tượng. Khi thêm dung dịch NaOH vào phenol, ta sẽ thấy phenol dần tan trong dung dịch và xuất hiện kết tủa trắng của C6H5ONa. Điều này xảy ra do C6H5ONa không hòa tan trong dung dịch kiềm. Hãy tiếp tục thêm dung dịch NaOH cho đến khi không còn kết tủa trắng nữa, tức là phản ứng hoàn toàn.

- Bước 4: Tiến hành lọc kết tủa C6H5ONa ra khỏi dung dịch bằng giấy lọc và phễu lọc. Sau đó, rửa kết tủa bằng nước cất để loại bỏ các tạp chất. Cuối cùng, sấy khô kết tủa bằng máy sấy hoặc để tự nhiên trong môi trường khô ráo.

2.5. Cân bằng phương trình phản ứng hóa học:

Để cân bằng phương trình hóa học C6H5OH + NaOH → C6H5ONa + H2O, ta cần thực hiện các bước sau:

– Bước 1: Viết công thức phân tử của các chất tham gia và sản phẩm phản ứng.

– Bước 2: Đếm số nguyên tử của từng nguyên tố trong các chất tham gia và sản phẩm.

– Bước 3: So sánh số nguyên tử của mỗi nguyên tử giữa hai bên phương trình. Nếu số nguyên tử bằng nhau, phương trình đã cân bằng. Nếu không, chọn một nguyên tử có số nguyên tử khác nhau giữa hai bên và điều chỉnh hệ số của chất chứa nguyên tử đó sao cho số nguyên tử bằng nhau giữa hai bên.

– Bước 4: Tiếp tục áp dụng bước 3 cho đến khi số nguyên tử của các nguyên tố giống nhau ở cả hai phía. Trong quá trình điều chỉnh hệ số, nếu có thể, lựa chọn các số nguyên nhỏ nhất và đơn giản nhất.

– Bước 5: Kiểm tra lại kết quả bằng cách đếm số nguyên tử của mỗi nguyên tố ở cả hai phía. Nếu bằng nhau, phương trình đã cân bằng hoàn toàn.

Áp dụng các bước trên cho phương trình hóa học C6H5OH + NaOH → C6H5ONa + H2O, ta được kết quả sau:

– Bước 1: C6H5OH + NaOH → C6H5ONa + H2O

– Bước 2: Trái: Có 6 nguyên tử C, 7 nguyên tử H, 2 nguyên tử O, 1 nguyên tử Na. Phải: Có 6 nguyên tử C, 7 nguyên tử H, 2 nguyên tử O, 1 nguyên tử Na.

– Bước 3: Số nguyên tử của mỗi nguyên tố giữa hai vế đã bằng nhau, phương trình đã cân bằng.

– Bước 4: Không cần thực hiện.

– Bước 5: Kiểm tra lại kết quả, ta thấy phương trình đã cân bằng hoàn chỉnh.

Vậy phản ứng chuyển đổi C6H5OH + NaOH → C6H5ONa + H2O đã được điều chỉnh cân đối.

3. Bài tập vận dụng liên quan:

Câu 1: Sự tạo kết tủa trắng khi phenol phản ứng với dung dịch Br2 chứng tỏ điều gì:

A. Phenol có nguyên tử hidro linh hoạt.

B. Phenol có tính axit.

C. ảnh hưởng của nhóm –OH đến gốc –C6H5 trong phân tử phenol

D. ảnh hưởng của gốc –C6H5 đến nhóm –OH trong phân tử phenol

Câu 2: Hãy chọn các phát biểu đúng về phenol (C6H5OH)

(1) Phenol có tính axit nhưng yếu hơn axit cacbonic.

(2) Phenol khiến quỳ tím chuyển sang màu đỏ.

(3) Hidrotrong nhóm -OH của phenol có tính linh hoạt hơn hidro trong nhóm -OH của etanol, điều này giúp phenol có tính axit mạnh hơn etanol.

(4) Phenol tan trong nước lạnh vô hạn vì nó tạo được liên kết hidro với nước.

(5) axit picric có tính axit mạnh hơn phenol rất nhiều.

(6) phenol không tan trong nước nhưng tan tốt trong dd NaOH.

A. (1), (2), (3), (6).

B. (1), (2), (4), (6).

C. (1), (3), (5), (6).

D. (1), (2), (5), (6).

Câu 3: Cho Na Tác dụng với etanol dư Sau đó chưng cất đuổi hết etanol dư rồi đổ nước vào, cho thêm vài giọt quỳ tím thì thấy dung dịch

A. Có màu xanh 

B. Có màu đỏ

C. Có màu hồng

D. Có màu tím

Câu 4: Cho các chất sau: etanol, glixerol, etylen glicol. Chất không hòa tan được Cu(OH)2 ở nhiệt độ phòng là

A. etylen glicol.

B. glixerol

C. etanol.

D. etanol và etylen glicol.

Câu 5: Nhỏ từ từ từng giọt Brom vào ống nghiệm chứa dung dịch phenol hiện tượng quan sát là

A. Nước Brom bị mất màu 

B. Xuất hiện kết tủa trắng.

C. Xuất hiện kết tủa trắng sau tan dần

D. Xuất hiện kết tủa trắng và nước Brom bị mất màu

Câu 6: Phát biểu sai là

A. Khi dung dịch natri phenolat phản ứng với khí CO2, sau đó lấy kết tủa mới tạo ra để tái phản ứng với dung dịch NaOH, kết quả thu được là natri phenolat.

B. Khi Phenol tác dụng với dung dịch NaOH, chúng ta sẽ thu được muối. Để thu được phenol, chúng ta cho muối tác dụng với dung dịch HCl.

C. Khi Axit axetic phản ứng với dung dịch NaOH, chúng ta sẽ thu được dung dịch muối. Để thu được Axit axetic, chúng ta cho dung dịch muối tác dụng với khí CO2.

D. Anilin tác dụng với dung dịch HCl, thu được muối. Muối này phản ứng với NaOH lại tạo ra anilin.

Câu 7: Benzen không tác dụng với dung dịch Brom, trong khi đó phenol tác dụng nhanh chóng gây mất màu nâu đỏ của dung dịch Brom vì lí do sau đây?

A. Phenol có tính axit.

B. Tính axit của phenol yếu hơn cả axit cacbonic.

C. Phenol là một dung môi hữu cơ có tính phân cực cao hơn so với benzen.

D. Vì sự hiệu ứng của nhóm -OH, cả vị trí ortho và para trong phenol trở nên có tính chất âm điện cao, tạo điều kiện cho tác nhân Br− tấn công nhanh chóng.

4. Hướng dẫn lời giải:

Câu 1:

Đáp án: C. ảnh hưởng của nhóm –OH đến gốc –C6H5 trong phân tử phenol.

Không có phản ứng nào xảy ra giữa benzen và dung dịch brom trong nhân thơm ở điều kiện bình thường.

Tuy nhiên, phenol có khả năng phản ứng với dung dịch Br2, và nhóm -OH trong phân tử phenol có ảnh hưởng đến gốc -C6H5.

Câu 2:

Đáp án: C. (1), (3), (5), (6).

(2) Sai vì phenol có tính chất axit rất yếu, không gây thay đổi màu quỳ tím.

(4) Sai vì phenol chỉ tan ít trong nước lạnh, nhưng lại tan hoàn toàn ở 66oC và tan tốt trong etanol, ete và axeton,...

Có 4 phát biểu đúng là (1), (3), (5), (6).

Câu 3:

Đáp án: A. Có màu xanh 

Phản ứng của etanol với natri:

CH3CH2OH (dư) + Na (hết) → CH3CH2ONa + 1/2H2

Sau khi chưng cất đuổi etanol, còn lại CH3CH2ONa, thêm nước vào có phản ứng

CH3CH2ONa + H2O → CH3CH2OH + NaOH

Dung dịch sẽ có màu xanh

Câu 4: 

Đáp án: C. etanol.

2C2H4(OH)2 + Cu(OH)2 → (C2H4(OHO))2Cu + 2H2O

Cu(OH)2 + 2C3H5(OH)3 ⟶ 2H2O + [C3H5(OH)2O]2Cu

Câu 5: 

Đáp án: D. Xuất hiện kết tủa trắng và nước Brom bị mất màu.

Phản ứng của dung dịch phenol tác dụng với dung dịch Br2 tạo kết tủa trắng là C6H2(OH)Br3 và làm mất màu nước brom.

Câu 6:

Đáp án: C. Dung dịch axit axetic tác dụng với dung dịch NaOH, kết quả là thu được dung dịch muối. Dung dịch muối này tiếp tục tác dụng với khí CO2 để thu được lại axit axetic. Axit axetic có tính mạnh hơn axit carbonic (H2CO3), vì vậy CO2 không thể phản ứng với muối axetat để tạo ra axit axetic.

Đáp án: D. Vì có nhóm -OH, vị trí ortho và para trong phenol trở nên tích điện âm, làm cho tác nhân Br− tấn công nhanh chóng.

Phenol có khả năng dễ tham gia phản ứng thế với dung dịch Br2 vì có nhóm OH đẩy điện tử vào vòng benzen làm H trong vòng dễ bị thế.