Mở đầu về hóa học hữu cơ

Mở đầu về hóa học hữu cơ được Khoahoc.vn tổng hợp và xin gửi tới bạn học cùng nhau ôn tập củng cố kiến thức. 

I. Khái niệm về hợp chất hữu cơ và hóa học hữu cơ

Hợp chất hữu cơ là hợp chất của cacbon (trừ CO, CO₂, muối cacbonat, xianua, cacbua...).

Hóa học hữu cơ là ngành Hóa học nghiên cứu các hợp chất hữu cơ.

II. Phân loại hợp chất hữu cơ

Người ta thường dùng cách phân loại hợp chất hữu cơ dựa theo thành phần các nguyên tố tạo nên hợp chất đó.

Ngoài ra người ta còn phân loại hợp chất hữu cơ theo mạch cacbon: Hợp chất hữu cơ mạch vòng; hợp chất hữu cơ mạch không vòng.

Trong mỗi loại lại được chia chi tiết hơn.

III. Đặc điểm chung của hợp chất hữu cơ

1. Đặc điểm cấu tạo

Liên kết hóa học trong phân tử các hợp chất hữu cơ chủ yếu là liên kết cộng hoá trị.

2. Tính chất vật lí

• Các hợp chất hữu cơ thường có nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi thấp (dễ bay hơi).
• Phần lớn các hợp chất hữu cơ không tan trong nước, nhưng tan nhiều trong các dung môi hữu cơ.

3. Tính chất hóa học

Các hợp chất hữu cơ thường kém bền với nhiệt và dễ cháy.

Phản ứng hóa học của các hợp chất hữu cơ thường xảy ra chậm và theo nhiều hướng khác nhau trong cùng một điều kiện, nên tạo ra hỗn hợp sản phẩm.

IV. Sơ lược về phân tích nguyên tố

Để thiết lập công thức phân tử hợp chất hữu cơ, cần tiến hành phân tích định tính và định lượng các nguyên tố.

1. Phân tích định tính

1.1. Mục đích

Xác định nguyên tố nào có trong thành phần phân tử hợp chất hữu cơ.

1.2. Nguyên tắc

Chuyển các nguyên tố trong hợp chất hữu cơ thành các chất vô cơ đơn giản rồi nhận biết chúng bằng các phản ứng đặc trưng.

1.3. Phương pháp tiến hành

Trong phòng thí nghiệm, để xác định định tính cacbon và hiđro, người ta nung hợp chất hữu cơ với CuO để chuyển nguyên tố C thành CO₂, nguyên tố H thành H₂O.

Phương pháp xác định nguyên tố N trong một số hợp chất đơn giản là chuyển nguyên tố N trong hợp chất hữu cơ thành NH₃ rồi nhận biết bằng giấy quỳ tím ẩm.

Thí nghiệm xác định sự có mặt của C và H

2. Phân tích định lượng

2.1. Mục đích

Xác định thành phần phần trăm về khối lượng các nguyên tố trong phân tử hợp chất hữu cơ.

2.2. Nguyên tắc

Cân một khối lượng chính xác hợp chất hữu cơ, sau đó chuyển nguyên tố C thành CO₂; nguyên tố H thành H₂O; nguyên tố N thành N₂,...

Xác định chính xác khối lượng hoặc thể tích của các chất CO₂, H₂O, N₂, ... tạo thành, từ đó tính thành phần phần trăm khối lượng của các nguyên tố.

2.3. Phương pháp tiến hành

Để xác định thành phần phần trăm khối lượng các nguyên tố C, H, N, O trong chất hữu cơ, người ta tiến hành như sau:

Nung một khối lượng chính xác (a gam) hợp chất hữu cơ chứa các nguyên tố H, O, N đã được trộn đều với bột CuO.

Hấp thụ hơi H₂O và khí CO₂ lần lượt bằng H₂SO₄ đặc và KOH. Độ tăng khối lượng của mỗi bình chính là khối lượng H₂O và CO₂ tương ứng. Khí nitơ sinh ra được xác định chính xác thể tích và thường được quy về điều kiện tiêu chuẩn (đktc).

Tính khối lượng H, C, N và phần trăm khối lượng của chúng trong hợp chất nghiên cứu. Từ đó tính được phần trăm khối lượng oxi.

2.4. Biểu thức tính

⇒ %C = m_C.100%/m_A

⇒ %H = m_H.100%/m_A

⇒ %N = m_N.100%/m_A

%O = 100% − %C − %H − %N

Hiện nay có các thiết bị hiện đại tự động phân tích phần trăm khối lượng của hầu hết các nguyên tố.