Giải Hóa 11 trang 97 Cánh diều

Giải Hóa 11 trang 97 Cánh diều

Thí nghiệm 3 trang 97 Hóa học 11: Oxi hoá toluene bằng potassium permanganate

Chuẩn bị: Benzene, toluene, dung dịch KMnO₄ 0,1M; ống nghiệm, kẹp ống nghiệm, đèn cồn.

Tiến hành: Cho vào hai ống nghiệm, mỗi ống khoảng 2 mL dung dịch KMnO₄ 0,1M. Thêm vào ống nghiệm thứ nhất khoảng 1 mL toluene và vào ống nghiệm thứ hai khoảng 1 mL benzene. Lắc đều các ống nghiệm, sau đó dùng kẹp ống nghiệm kẹp các ống nghiệm rồi lần lượt đun nóng các ống nghiệm trên ngọn lửa đèn cồn trong khoảng 3 phút (vừa đun vừa lắc đều).

Yêu cầu: Quan sát, nhận xét hiện tượng xảy ra; viết phương trình phản ứng (nếu có) để giải thích.

Chú ý an toàn: Benzene và toluene có tính độc.

Lời giải:

- Hiện tượng:

+ Benzene không làm mất màu dung dịch KMnO₄ kể cả ở điều kiện thường và khi đun nóng.

+ Toluene không làm mất màu dung dịch KMnO₄ ở điều kiện thường, nhưng làm mất màu dung dịch KMnO₄ khi đun nóng.

- Phương trình hoá học:

- Giải thích: Mạch nhánh alkyl ở vòng benzene có nhiều tính chất tương tự như hydrocarbon mạch hở. Tuy nhiên, do ảnh hưởng của vòng benzene, mạch nhánh alkyl thường bị gãy mạch ở nguyên tử carbon liên kết trực tiếp với vòng thơm khi tương tác với chất oxi hoá mạnh.

Vận dụng 3 trang 97 Hóa học 11: Benzoic acid là một chất phụ gia được dùng để bảo quản thực phẩm. Để điều chế benzoic acid từ toluene, người ta khuấy và đun sôi toluene với lượng dư dung dịch potassium permanganate trong bình cầu có lắp ống sinh hàn. Sau khi kết thúc phản ứng, vừa lắc vừa thêm từnglượng nhỏ oxalic acid đến khi mất màu tím; lọc bỏ chất rắn, cô đặc phần dung dịch lọc rồi acid hoábằng hydrochloric acid.

Lọc lấy chất rắn, kết tinh lại bằng nước để có sản phẩm sạch.

Cho biết mục đích của các thao tác thực nghiệm (ghi chữ đậm) trong quy trình trên. Nếu hiệu suất của quá trình tổng hợp là 80% thì cần bao nhiêu kg toluene để điều chế được 5 kg benzoic acid?

Lời giải:

- Mục đích của các thao tác:

+ Khuấy và đun sôi: tăng hiệu suất phản ứng.

+ Lọc bỏ chất rắn, cô đặc: loại bỏ tạp chất MnO₂, thu dung dịch muối bão hoà.

+ Acid hoá: tạo benzoic acid.

+ Lọc lấy chất rắn, kết tinh lại: thu sản phẩm tinh khiết.

- Ta có sơ đồ:

C₆H₅CH₃ → C₆H₅COOH

92 $\stackrel{H=100\%}{\to }\underset{x\to \infty }{\lim }$122(gam).

m $\stackrel{H=80\%}{\to }$ 5 (kg).

Vậy $m=\frac{5\times 92}{122}\times \frac{100}{80}=\mathrm{4,71}\left(kg\right).$

Xem thêm lời giải bài tập Hóa học lớp 11 Cánh diều hay, chi tiết khác:

Giải Hóa 11 trang 94

Giải Hóa 11 trang 96

Giải Hóa 11 trang 99