Hóa học hữu cơ
Chia sẻ bởi Thaiyuong Nguyen |
Ngày 18/03/2024 |
2
Chia sẻ tài liệu: hóa học hữu cơ thuộc Hóa học
Nội dung tài liệu:
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN TP.HỒ CHÍ MINH
KHOA MÔI TRƯỜNG
LỚP : 09KMT
NHÓM 10
Chủ đề :
ORGANIC CHEMISTRY - HÓA HỌC HỮU CƠ
Danh sách thành viên :
GVHD: TS.Tô Thị Hiền
NỘI DUNG
I.Sơ lược lịch sử phát triển của hóa học hữu cơ:
Từ thời xa xưa, người ta đã biết điều chế và sử dụng một số chất hữu cơ trong đời sống như giấm, một số chất màu hữu cơ, rượu etylic,…
Năm 1806, lần đầu tiên Berzelius đã dùng danh từ hoá học hữu cơ để chỉ ngành hoá học nghiên cứu các hợp chất có nguồn gốc động, thực vật.
Năm 1815, Berzelius đã đưa ra thuyết “lực sống”. Thuyết “lực sống” đã thống trị hoá học hữu cơ trong nhiều năm. Sau đó thuyết này dần dần bị đánh đổ nhờ các công trình tổng hợp các chất hữu cơ từ các chất vô cơ.
Năm 1828, Wohler đã tổng hợp được ure. Chính phát minh này đã làm sụp đổ bức tường ngăn cách trước đó giữa hoá học vô cơ và hoá học hữu cơ.
Cho đến nay, hàng triệu chất hữu cơ đã được tổng hợp trong các phòng thí nghiệm và trong công nghiệp, trong đó nhiều chất hữu cơ cực kỳ quan trọng, quí giá không có trong tự nhiên.
II. Các hợp chất hữu cơ:
1) Cấu tạo chung:
Hợp chất hữu cơ là các hợp chất có chứa cacbon (trừ nhóm carbonate, cyanua,…), ngoài ra còn có H, O, N, halogen,kim loại…
2) Vai trò & tác động môi trường:
Hóa học hữu cơ có vai trò cực kì quan trọng và được ứng dụng trong tất cả trong mọi lĩnh vực đời sống con người.
Hóa học hữu cơ bên cạnh đem lại nhiều lợi ích cho con người thì cũng là nguyên nhân gây ra hầu hết các vấn đề về sức khỏe con người (ngộ độc, nhiễm độc,...), cũng như là các vấn đề về môi trường (ô nhiễm đất, nước, không khí...)
3) Phân loại: có nhiều cách chia : chia theo cấu trúc mạch, theo thành phần cấu tạo...
Hydrocarbons
Hợp chất hữu cơ
Dẫn xuất của hydrocarbons
4) Hình học phân tử (Molecular Geometry in Organic Chemistry)
Dạng hình học phân tử có ý nghĩa đặc biệt quan trọng đối với các hợp chất hữu cơ, nó có vai trò quyết định tính chất lý, hóa, sinh của chất đó.
Hydrocarbons là những hợp chất hữu cơ chỉ chứa hai nguyên tố C và H.
I.Alkanes (nhóm ankan):
1, Cấu tạo:
Alkanes (parafin) là những hydrocarbons no, mạch hở, các nguyên tử C trong phân tử được nối với nhau bằng liên kết đơn cộng hóa trị (liên kết σ) khá bền vững. Công thức chung:
CnH2n+2 (n>=1) đối với alkanes mạch hở.
CnH2n (n>=3) đối với alkanes mạch vòng (cycloalkanes).
2, Danh pháp:
Gồm:
a) Danh pháp thông thường.
Ví dụ:
isobutane cho 2-methylpropane
neopentane cho 2,2-dimethylpropane
isooctane cho 2,2,4-trimethylpentane.
b) Danh pháp IUPAC:
b1) Alkanes không phân nhánh:
b2) Alkanes phân nhánh:
Nguyên tắc chung để đọc tên alkanes và dẫn xuất:
- Chọn mạch chính là mạch carbon liên tục dài nhất. Các nhóm khác gắn vào mạch chính coi là các nhóm thế gắn vào alkanes có mạch carbon dài nhất này.
- Khi đọc thì đọc tên của các nhóm thế trước, có số chỉ vị trí của các nhóm thế đặt ở phía trước hoặc phía sau, được đánh số nhỏ, rồi mới đến tên của alkanes mạch chính sau.
- Nếu alkanes chứa số nguyên tử carbon trong phân tử ≥ 4 và không phân nhánh thì thêm tiếp đầu ngữ n- (normal - thông thường).
- Nếu 2 nhóm thế giống nhau thì thêm tiếp đầu ngữ di-
Nếu 3........................................................................tri-
Nếu 4........................................................................tetra-
Nếu 5........................................................................penta-
Nếu 6........................................................................hexa- ....
3,Tính chất vật lý:
a) Nhiệt độ sôi và nhiệt độ nóng chảy:
Nhiệt độ sôi và nhiệt độ nóng chảy phụ thuộc vào liên kết VanderVan, liên kết hydro và hình dạng, kích thước phân tử.
b) Khối lượng riêng và tính tan:
Ở điều kiện thường, các alkanes từ C1 đến C4 tồn tại ở thể khí, từ khoảng C5 đến C19 ở thể lỏng, từ khoảng C20 trở lên ở thể rắn.
Các alkanes dù lỏng hay rắn đều nhẹ hơn nước.
Alkanes tan được trong dầu mỡ và các dung môi không phân cực khác.
Tất cả các alkanes đều không tan trong nước.
Các alkanes từ C20 trở lại tương đối dễ bay hơi.
4, Các phản ứng tiêu biểu của alkanes:
a) Phản ứng cháy:
Alkanes rất dễ cháy, đặc biệt là các alkanes C1 đến C4, trong điều kiện thường tồn tại ở khí, khi nồng độ của chúng trong không khí >=2,5% thì chúng sẽ tạo thành hỗn hợp gây nổ, rất nguy hiểm.
Quá trình cháy của alkanes trong điều kiện thiếu oxi (vd: trong xilanh động cơ ô tô), sẽ sinh ra rất nhiều khí CO, gây độc cho con người và sinh vật sống.
Quá trình đốt cháy nhiên liệu xăng dầu, khí đốt tạo ra rất nhiều khí CO2, cùng với khí CH4 (sinh ra do quá trình phân hủy yếm khí, rò rỉ trong khai thác hay do hoạt động núi lửa), là các khí gây hiệu ứng nhà kính quan trọng có nguồn gốc từ alkanes.
b) Phản ứng thế halogen: thường xảy theo cơ chế gốc.
Ví dụ: Cơ chế phản ứng clo hóa metane:
Nhiệt độ, ánh sáng có tác dụng khơi mào tạo ra nguyên tử Clo.
Bước 1: Khơi mào: đồng li tạo gốc tự do
Bước 2: Phát triển mạch: gốc tự do tấn công vào phân tử chất phản ứng tạo sản phẩm và gốc tự do khác
Bước 3: Tắt mạch: các gốc tự do gặp nhau
c) Phản ứng cracking:
II. Alkenes & Alkynes ( nhóm anken và ankin):
1. Alkenes:
Alkenes (olefin) là những hydrocarbons không no, phân tử chỉ chứa một liên kết đôi C=C.
Công thức chung CnH2n (n>=2)
Phản ứng đặc trưng của anken là phản ứng cộng và phản ứng trùng hợp.
Ethylene
2. Phản ứng cộng của alkenes:
Alkenes tham gia được phản ứng cộng là nhờ có liên kết π kém bền.
a) Phản ứng hydro hóa (cộng hydro)
Đây là một ví dụ về một phản ứng hydro hóa, một phản ứng rất phổ biến trong hữu cơ tổng hợp, thực phẩm chế biến (sản xuất các loại dầu hydro hóa), và tinh chế dầu khí.
b) Phản ứng cộng nước, cộng HX:
Các phản ứng này được ứng dụng trong sản xuất cồn công nghiệp, sản xuất nhựa PVC…
3. Đồng phân hình học của alkenes:
Để gọi tên đồng phân hình học của alkenes, người ta sử hai cách kí hiệu : cis-trans và E-Z.
Alkynes là những hidrocacbon không no trong phân tử chứa 1 liên kết ba C≡C.
Công thức chung: CnH2n-2(n>=2).
4. Alkynes:
Chất tiêu biểu là Acetylene.
Acetylene là chất khí rất dễ cháy, khi cháy sinh ra ngọn lửa sáng chói có nhiệt độ rất cao, cho nên được ứng dụng phổ biến để làm đèn xì axetilen-oxi dùng trong hàn cắt kim loại.
5. Công thức cấu tạo rút gọn (Condensed Structural Formulas):
Hydrocarbons thơm là loại hydrocarbons mạch vòng có tính chất thơm, trong đó benzene là chất điển hình và quan trọng nhất.
III. Aromatic Hydrocarbons (hidrocacbon thơm):
1. Benzene : CnH2n-6
a) Cấu tạo:
Cấu trúc của benzene có thể được hình dung như là cộng hưởng giữa hai cấu trúc tương đương được hiển thị bên trái trong hình bởi sự chuyển dịch của các điện tử trong liên kết hóa học để tạo thành một cấu trúc lai. Cấu trúc này có thể được hiển thị một cách đơn giản và chính xác bởi một hình lục giác với một vòng tròn trong đó => sự ổn định cộng hưởng, làm cho phân tử benzene rất bền.
b) Đặc điểm tính chất và ứng dụng:
Benzene và các đồng đẳng có 1,2,3 nhóm thế R nhỏ thường ở trạng thái lỏng, không màu, có mùi thơm dễ chịu nhưng lại gây độc cho cơ thể. Chúng dễ bay hơi nên dễ bắt lửa, cháy với ngọn lửa sáng, khói đen có nhiều muội than.
Benzene rất độc, có thể gây ra nhiều bệnh tật cho con người. (vd: bệnh bạch cầu)
BENZENE
Ứng dụng của Benzene:
PAHs là các hydrocarbons thơm gồm 2 vòng benzene trở lên.
Naphthalene (long não) là PAHs đơn giản nhất, naphtalen rất dễ bay hơi, dễ cháy, có mùi thơm rất đặc trưng.
2. Hydrocarbons đa vòng thơm( PAHs):
PAHs có trong dầu mỏ, than đá, và nhựa , và là sản phẩm phụ của quá trình đốt cháy nhiên liệu bao gồm nhiên liệu hóa thạch, gỗ, chất béo, thuốc là và hương (nhang).
PAHs được coi như là một chất ô nhiễm, chúng được quan tâm bởi vì một số hợp chất đã được xác định là gây ung thư, gây đột biến, và quái thai.
PAHs còn được gọi là hydrocarbons thơm đa vòng ngưng tụ, chúng có cấu trúc “ lưới thép mỏng”(chicken wire).
Các PAHs là những chất lipophil, chúng dễ dàng hòa tan trong dầu hơn. Do những đặc tính này, PAHs trong môi trường được tìm thấy chủ yếu trong đất, lớp trầm tích và các chất nhờn, ít xuất hiện trong nước. Tuy nhiên, chúng cũng là một thành phần có mặt trong các hạt lơ lửng trong không khí.
Dẫn xuất của hydrocarbons là những hợp chất mà trong phân tử ngoài C, H ra còn có một hay nhiều nguyên tử của các nguyên tố khác như O, N, S, halogen…, chúng được đặc trưng bởi các nhóm chức.
I. Organooxygen Compounds ( các hợp chất hữu cơ chứa oxi)
Đây là nhóm chất rất quan trọng, được sử dụng phổ biến trong đời sống, bao gồm : epoxides, alcohols, phenols, ethers, aldehydes, ketones, and carboxylic acids …
Chúng được đặc trưng bởi các nhóm chức chứa oxi.Vd:
Một số chất tiêu biểu:
Ethylene oxide (oxirane) là một nguyên liệu quan trọng với các ứng dụng đa dạng, bao gồm sản xuất các sản phẩm như polysorbate và polyethylene glycol, oxirane là một chất rất độc hại, ở nhiệt độ phòng nó là một chất dễ cháy, chất gây ung thư, gây đột biến , gây khó chịu, và gây tê với một hương thơm dễ chịu.
Methanol là chất lỏng dễ bay hơi, dễ cháy được sử dụng cho nhiều quá trình tổng hợp hóa học, làm dung môi, và làm nhiên liệu. Nó được sử dụng như một chất phụ gia xăng dầu để giảm phát thải khí carbon monoxide và các chất ô nhiễm không khí khác. Khi uống methanol quá nhiều có thể gây tử vong và mù.
Phenol là một loại rượu thơm nguy hiểm độc hại được sử dụng rộng rãi cho tổng hợp hóa học và sản xuất polymer.
II. Organonitrogen Compounds ( các hợp chất hữu cơ chứa nitơ):
Methylamine : hợp chất đơn giản nhất thuộc nhóm amin, là chất khí không màu, dễ cháy, mùi nặng, nó được sử dụng nhiều trong công nghiệp đặc biệt là sản xuất thuốc trừ sâu.
Dimethylnitrosamine (N -Nitrosodimethylamine (NDMA)) : là một hóa chất hữu cơ dễ bay hơi, có độc tố cao và là một chất có thể gây ung thư cho con người.
Một số chất tiêu biểu:
2,4,6-trinitrotoluene (TNT) : là một trong những chất nổ được sử dụng phổ biến nhất trong quân sự và công nghiệp. TNT là chất độc, có thể gây kích ứng da, làm da chuyển màu vàng, màu cam sáng. Nếu tiếp xúc nhiều, có gây ra bệnh viêm gan, thiếu máu, ung thư, suy giảm chức năng sinh lý.
III. Organohalide Compounds (hợp chất hữu cơ có chứa halogen):
Được sản xuất nhiều nhất là các hợp chất có chứa clo, tuy nhiên, đa số các chất này đều gây ô nhiễm và là các chất thải nguy hại.
Chlorofluorocarbons (CFCs) tên thương mại là Freon, chất lỏng, dễ bay hơi, được sử làm chất làm lạnh, hiện nay đã bị cấm sử dụng do nó là tác nhân chính làm suy giảm tầng ozone và gây hiệu ứng nhà kính.
Một số chất tiêu biểu:
Polychlorinated biphenyl ( PCBs) là chất lỏng không mùi, không vị, màu vàng nhạt, rất bền vững, khó phân hủy.Trước đây, PCBs được sử dụng trong các sản phẩm như thiết bị điện, chất phủ bề mặt, mực, keo dán, các chất làm chậm bốc cháy và sơn. Hiện nay, nhiều nước đã cấm sử dụng chất này do các nguy cơ gây hại cho môi trường và sức khỏe con người.
IV. Organosulfur Compounds(các hợp chất hữu cơ chứa lưu huỳnh):
Nhóm chất này được đặc trưng bởi mùi “trứng thối”, mùi tỏi, có nhiều trong than đá, dầu mỏ, xác sinh vật … Chúng được dùng trong sản xuất dược phẩm, nhựa, thuốc trừ sâu …Khi bị phát tán ra môi trường (quá trình sản xuất lốp xe, tinh luyện than cốc, núi lửa…) sẽ gây tình trạng ô nhiễm không khí, gây ngộ độc cho sinh vật.
Một số chất tiêu biểu:
Methanethiol là chất khí dễ cháy, không màu, mùi bắp cải thối, có nhiều trong đầm lầy, khí tự nhiên… Ở biển, methanethiol là sản phẩm phân hủy các chất chuyển hóa chính của tảo dimethylsulfoniopropionate (DMSP), được sử dụng trong sản xuất nhựa, thuốc trừ sâu, chúng có thể được đưa vào trong khí gas tự nhiên để phát hiện rò rỉ. Ở nồng độ cao, nó là chất rất độc hại, gây ảnh hưởng xấu đến thần kinh.
Thiourea , phenylthiourea, 1-naphthylthiourea(ANTU) là các chất không màu không vị, rất độc, được sử dụng để diệt chuột.
V. Organophosphorus Compounds (hợp chất hữu cơ chứa phot-pho)
Một số chất tiêu biểu:
Tetraethyl pyrophosphate (TEPP) là chất lỏng màu hổ phách, mùi trái cây nhạt . TEPP là thuốc trừ sâu lân hữu cơ đầu tiên được sử dụng tại Hoa Kỳ, rất độc và nguy hiểm đối với mọi loài sinh vật, bây giờ phần lớn được thay thế bằng thuốc trừ sâu khác.
Parathion, tên thương mại là E605, thường được sử dụng ở dạng lỏng, màu nâu, mùi trứng thối hoặc tỏi , là thuốc trừ sâu cực độc, đã từng được sử dụng như một vũ khí hóa học. Hiện nay đã bị cấm sử dụng.
I. Giới thiệu chung:
Polymer có nguồn gốc tự nhiên hoặc tổng hợp.
II. Ứng dụng & Các tác động tới môi trường:
Các ngành công nghiệp sản xuất polymers có tác động lớn đến con người và môi trường. Một mặt nó mang lại rất nhiều lợi ích cho người như cung cấp các sản phẩm tiêu dùng, vật liệu xây dựng, các ứng dụng trong y tế, xử lý môi trường… Mặc khác, nó cũng trực tiếp hoặc gián tiếp gây ra không ít các vấn đề về môi trường bởi đặc tính độc hại và rất khó phân hủy của các loại polyme tổng hơp, ví dụ như rác thải bao bì ni-long, nạn chặt phá rừng trồng caosu …
Một số polyme điển hình:
Polyvinylchloride (PVC) được tổng hợp với số lượng rất lớn hằng năm để sản xuất hàng tiêu dùng, đồ chơi, ống nước, vỏ dây cáp điện… Tuy nhiên, PVC là chất có khả năng gây ra bệnh ung thư, quá trình sản xuất và đốt cháy PVC trong điều kiện nhiệt độ thấp có thể sinh ra sản phụ là chất dioxin (chất độc màu cam)- rất nguy hiểm.
Polytetrafluoroethylene (PTFE) tên thương mại là teflon, được sử dụng phổ biến hiện nay để làm chất chống bám dính trong các dụng cụ nấu ăn.
Polymers cũng được ứng dụng trong xử lý chất thải như làm lớp lót bảo vệ xung quanh bải rác, lọc các chất ô nhiễm như kim loại nặng, ứng dụng trong xử lý nước-bùn….
THE END
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Manahan, Stanley E. "Frontmatter"
Fundamentals of Environmental Chemistry
Boca Raton: CRC Press LLC,2001
2.Đỗ Đình Rãng, Hóa học hữu cơ, NXB Giáo Dục,2003.
XIN CẢM ƠN
CÔ VÀ CÁC BẠN
ĐÃ LẮNG NGHE !
46
KHOA MÔI TRƯỜNG
LỚP : 09KMT
NHÓM 10
Chủ đề :
ORGANIC CHEMISTRY - HÓA HỌC HỮU CƠ
Danh sách thành viên :
GVHD: TS.Tô Thị Hiền
NỘI DUNG
I.Sơ lược lịch sử phát triển của hóa học hữu cơ:
Từ thời xa xưa, người ta đã biết điều chế và sử dụng một số chất hữu cơ trong đời sống như giấm, một số chất màu hữu cơ, rượu etylic,…
Năm 1806, lần đầu tiên Berzelius đã dùng danh từ hoá học hữu cơ để chỉ ngành hoá học nghiên cứu các hợp chất có nguồn gốc động, thực vật.
Năm 1815, Berzelius đã đưa ra thuyết “lực sống”. Thuyết “lực sống” đã thống trị hoá học hữu cơ trong nhiều năm. Sau đó thuyết này dần dần bị đánh đổ nhờ các công trình tổng hợp các chất hữu cơ từ các chất vô cơ.
Năm 1828, Wohler đã tổng hợp được ure. Chính phát minh này đã làm sụp đổ bức tường ngăn cách trước đó giữa hoá học vô cơ và hoá học hữu cơ.
Cho đến nay, hàng triệu chất hữu cơ đã được tổng hợp trong các phòng thí nghiệm và trong công nghiệp, trong đó nhiều chất hữu cơ cực kỳ quan trọng, quí giá không có trong tự nhiên.
II. Các hợp chất hữu cơ:
1) Cấu tạo chung:
Hợp chất hữu cơ là các hợp chất có chứa cacbon (trừ nhóm carbonate, cyanua,…), ngoài ra còn có H, O, N, halogen,kim loại…
2) Vai trò & tác động môi trường:
Hóa học hữu cơ có vai trò cực kì quan trọng và được ứng dụng trong tất cả trong mọi lĩnh vực đời sống con người.
Hóa học hữu cơ bên cạnh đem lại nhiều lợi ích cho con người thì cũng là nguyên nhân gây ra hầu hết các vấn đề về sức khỏe con người (ngộ độc, nhiễm độc,...), cũng như là các vấn đề về môi trường (ô nhiễm đất, nước, không khí...)
3) Phân loại: có nhiều cách chia : chia theo cấu trúc mạch, theo thành phần cấu tạo...
Hydrocarbons
Hợp chất hữu cơ
Dẫn xuất của hydrocarbons
4) Hình học phân tử (Molecular Geometry in Organic Chemistry)
Dạng hình học phân tử có ý nghĩa đặc biệt quan trọng đối với các hợp chất hữu cơ, nó có vai trò quyết định tính chất lý, hóa, sinh của chất đó.
Hydrocarbons là những hợp chất hữu cơ chỉ chứa hai nguyên tố C và H.
I.Alkanes (nhóm ankan):
1, Cấu tạo:
Alkanes (parafin) là những hydrocarbons no, mạch hở, các nguyên tử C trong phân tử được nối với nhau bằng liên kết đơn cộng hóa trị (liên kết σ) khá bền vững. Công thức chung:
CnH2n+2 (n>=1) đối với alkanes mạch hở.
CnH2n (n>=3) đối với alkanes mạch vòng (cycloalkanes).
2, Danh pháp:
Gồm:
a) Danh pháp thông thường.
Ví dụ:
isobutane cho 2-methylpropane
neopentane cho 2,2-dimethylpropane
isooctane cho 2,2,4-trimethylpentane.
b) Danh pháp IUPAC:
b1) Alkanes không phân nhánh:
b2) Alkanes phân nhánh:
Nguyên tắc chung để đọc tên alkanes và dẫn xuất:
- Chọn mạch chính là mạch carbon liên tục dài nhất. Các nhóm khác gắn vào mạch chính coi là các nhóm thế gắn vào alkanes có mạch carbon dài nhất này.
- Khi đọc thì đọc tên của các nhóm thế trước, có số chỉ vị trí của các nhóm thế đặt ở phía trước hoặc phía sau, được đánh số nhỏ, rồi mới đến tên của alkanes mạch chính sau.
- Nếu alkanes chứa số nguyên tử carbon trong phân tử ≥ 4 và không phân nhánh thì thêm tiếp đầu ngữ n- (normal - thông thường).
- Nếu 2 nhóm thế giống nhau thì thêm tiếp đầu ngữ di-
Nếu 3........................................................................tri-
Nếu 4........................................................................tetra-
Nếu 5........................................................................penta-
Nếu 6........................................................................hexa- ....
3,Tính chất vật lý:
a) Nhiệt độ sôi và nhiệt độ nóng chảy:
Nhiệt độ sôi và nhiệt độ nóng chảy phụ thuộc vào liên kết VanderVan, liên kết hydro và hình dạng, kích thước phân tử.
b) Khối lượng riêng và tính tan:
Ở điều kiện thường, các alkanes từ C1 đến C4 tồn tại ở thể khí, từ khoảng C5 đến C19 ở thể lỏng, từ khoảng C20 trở lên ở thể rắn.
Các alkanes dù lỏng hay rắn đều nhẹ hơn nước.
Alkanes tan được trong dầu mỡ và các dung môi không phân cực khác.
Tất cả các alkanes đều không tan trong nước.
Các alkanes từ C20 trở lại tương đối dễ bay hơi.
4, Các phản ứng tiêu biểu của alkanes:
a) Phản ứng cháy:
Alkanes rất dễ cháy, đặc biệt là các alkanes C1 đến C4, trong điều kiện thường tồn tại ở khí, khi nồng độ của chúng trong không khí >=2,5% thì chúng sẽ tạo thành hỗn hợp gây nổ, rất nguy hiểm.
Quá trình cháy của alkanes trong điều kiện thiếu oxi (vd: trong xilanh động cơ ô tô), sẽ sinh ra rất nhiều khí CO, gây độc cho con người và sinh vật sống.
Quá trình đốt cháy nhiên liệu xăng dầu, khí đốt tạo ra rất nhiều khí CO2, cùng với khí CH4 (sinh ra do quá trình phân hủy yếm khí, rò rỉ trong khai thác hay do hoạt động núi lửa), là các khí gây hiệu ứng nhà kính quan trọng có nguồn gốc từ alkanes.
b) Phản ứng thế halogen: thường xảy theo cơ chế gốc.
Ví dụ: Cơ chế phản ứng clo hóa metane:
Nhiệt độ, ánh sáng có tác dụng khơi mào tạo ra nguyên tử Clo.
Bước 1: Khơi mào: đồng li tạo gốc tự do
Bước 2: Phát triển mạch: gốc tự do tấn công vào phân tử chất phản ứng tạo sản phẩm và gốc tự do khác
Bước 3: Tắt mạch: các gốc tự do gặp nhau
c) Phản ứng cracking:
II. Alkenes & Alkynes ( nhóm anken và ankin):
1. Alkenes:
Alkenes (olefin) là những hydrocarbons không no, phân tử chỉ chứa một liên kết đôi C=C.
Công thức chung CnH2n (n>=2)
Phản ứng đặc trưng của anken là phản ứng cộng và phản ứng trùng hợp.
Ethylene
2. Phản ứng cộng của alkenes:
Alkenes tham gia được phản ứng cộng là nhờ có liên kết π kém bền.
a) Phản ứng hydro hóa (cộng hydro)
Đây là một ví dụ về một phản ứng hydro hóa, một phản ứng rất phổ biến trong hữu cơ tổng hợp, thực phẩm chế biến (sản xuất các loại dầu hydro hóa), và tinh chế dầu khí.
b) Phản ứng cộng nước, cộng HX:
Các phản ứng này được ứng dụng trong sản xuất cồn công nghiệp, sản xuất nhựa PVC…
3. Đồng phân hình học của alkenes:
Để gọi tên đồng phân hình học của alkenes, người ta sử hai cách kí hiệu : cis-trans và E-Z.
Alkynes là những hidrocacbon không no trong phân tử chứa 1 liên kết ba C≡C.
Công thức chung: CnH2n-2(n>=2).
4. Alkynes:
Chất tiêu biểu là Acetylene.
Acetylene là chất khí rất dễ cháy, khi cháy sinh ra ngọn lửa sáng chói có nhiệt độ rất cao, cho nên được ứng dụng phổ biến để làm đèn xì axetilen-oxi dùng trong hàn cắt kim loại.
5. Công thức cấu tạo rút gọn (Condensed Structural Formulas):
Hydrocarbons thơm là loại hydrocarbons mạch vòng có tính chất thơm, trong đó benzene là chất điển hình và quan trọng nhất.
III. Aromatic Hydrocarbons (hidrocacbon thơm):
1. Benzene : CnH2n-6
a) Cấu tạo:
Cấu trúc của benzene có thể được hình dung như là cộng hưởng giữa hai cấu trúc tương đương được hiển thị bên trái trong hình bởi sự chuyển dịch của các điện tử trong liên kết hóa học để tạo thành một cấu trúc lai. Cấu trúc này có thể được hiển thị một cách đơn giản và chính xác bởi một hình lục giác với một vòng tròn trong đó => sự ổn định cộng hưởng, làm cho phân tử benzene rất bền.
b) Đặc điểm tính chất và ứng dụng:
Benzene và các đồng đẳng có 1,2,3 nhóm thế R nhỏ thường ở trạng thái lỏng, không màu, có mùi thơm dễ chịu nhưng lại gây độc cho cơ thể. Chúng dễ bay hơi nên dễ bắt lửa, cháy với ngọn lửa sáng, khói đen có nhiều muội than.
Benzene rất độc, có thể gây ra nhiều bệnh tật cho con người. (vd: bệnh bạch cầu)
BENZENE
Ứng dụng của Benzene:
PAHs là các hydrocarbons thơm gồm 2 vòng benzene trở lên.
Naphthalene (long não) là PAHs đơn giản nhất, naphtalen rất dễ bay hơi, dễ cháy, có mùi thơm rất đặc trưng.
2. Hydrocarbons đa vòng thơm( PAHs):
PAHs có trong dầu mỏ, than đá, và nhựa , và là sản phẩm phụ của quá trình đốt cháy nhiên liệu bao gồm nhiên liệu hóa thạch, gỗ, chất béo, thuốc là và hương (nhang).
PAHs được coi như là một chất ô nhiễm, chúng được quan tâm bởi vì một số hợp chất đã được xác định là gây ung thư, gây đột biến, và quái thai.
PAHs còn được gọi là hydrocarbons thơm đa vòng ngưng tụ, chúng có cấu trúc “ lưới thép mỏng”(chicken wire).
Các PAHs là những chất lipophil, chúng dễ dàng hòa tan trong dầu hơn. Do những đặc tính này, PAHs trong môi trường được tìm thấy chủ yếu trong đất, lớp trầm tích và các chất nhờn, ít xuất hiện trong nước. Tuy nhiên, chúng cũng là một thành phần có mặt trong các hạt lơ lửng trong không khí.
Dẫn xuất của hydrocarbons là những hợp chất mà trong phân tử ngoài C, H ra còn có một hay nhiều nguyên tử của các nguyên tố khác như O, N, S, halogen…, chúng được đặc trưng bởi các nhóm chức.
I. Organooxygen Compounds ( các hợp chất hữu cơ chứa oxi)
Đây là nhóm chất rất quan trọng, được sử dụng phổ biến trong đời sống, bao gồm : epoxides, alcohols, phenols, ethers, aldehydes, ketones, and carboxylic acids …
Chúng được đặc trưng bởi các nhóm chức chứa oxi.Vd:
Một số chất tiêu biểu:
Ethylene oxide (oxirane) là một nguyên liệu quan trọng với các ứng dụng đa dạng, bao gồm sản xuất các sản phẩm như polysorbate và polyethylene glycol, oxirane là một chất rất độc hại, ở nhiệt độ phòng nó là một chất dễ cháy, chất gây ung thư, gây đột biến , gây khó chịu, và gây tê với một hương thơm dễ chịu.
Methanol là chất lỏng dễ bay hơi, dễ cháy được sử dụng cho nhiều quá trình tổng hợp hóa học, làm dung môi, và làm nhiên liệu. Nó được sử dụng như một chất phụ gia xăng dầu để giảm phát thải khí carbon monoxide và các chất ô nhiễm không khí khác. Khi uống methanol quá nhiều có thể gây tử vong và mù.
Phenol là một loại rượu thơm nguy hiểm độc hại được sử dụng rộng rãi cho tổng hợp hóa học và sản xuất polymer.
II. Organonitrogen Compounds ( các hợp chất hữu cơ chứa nitơ):
Methylamine : hợp chất đơn giản nhất thuộc nhóm amin, là chất khí không màu, dễ cháy, mùi nặng, nó được sử dụng nhiều trong công nghiệp đặc biệt là sản xuất thuốc trừ sâu.
Dimethylnitrosamine (N -Nitrosodimethylamine (NDMA)) : là một hóa chất hữu cơ dễ bay hơi, có độc tố cao và là một chất có thể gây ung thư cho con người.
Một số chất tiêu biểu:
2,4,6-trinitrotoluene (TNT) : là một trong những chất nổ được sử dụng phổ biến nhất trong quân sự và công nghiệp. TNT là chất độc, có thể gây kích ứng da, làm da chuyển màu vàng, màu cam sáng. Nếu tiếp xúc nhiều, có gây ra bệnh viêm gan, thiếu máu, ung thư, suy giảm chức năng sinh lý.
III. Organohalide Compounds (hợp chất hữu cơ có chứa halogen):
Được sản xuất nhiều nhất là các hợp chất có chứa clo, tuy nhiên, đa số các chất này đều gây ô nhiễm và là các chất thải nguy hại.
Chlorofluorocarbons (CFCs) tên thương mại là Freon, chất lỏng, dễ bay hơi, được sử làm chất làm lạnh, hiện nay đã bị cấm sử dụng do nó là tác nhân chính làm suy giảm tầng ozone và gây hiệu ứng nhà kính.
Một số chất tiêu biểu:
Polychlorinated biphenyl ( PCBs) là chất lỏng không mùi, không vị, màu vàng nhạt, rất bền vững, khó phân hủy.Trước đây, PCBs được sử dụng trong các sản phẩm như thiết bị điện, chất phủ bề mặt, mực, keo dán, các chất làm chậm bốc cháy và sơn. Hiện nay, nhiều nước đã cấm sử dụng chất này do các nguy cơ gây hại cho môi trường và sức khỏe con người.
IV. Organosulfur Compounds(các hợp chất hữu cơ chứa lưu huỳnh):
Nhóm chất này được đặc trưng bởi mùi “trứng thối”, mùi tỏi, có nhiều trong than đá, dầu mỏ, xác sinh vật … Chúng được dùng trong sản xuất dược phẩm, nhựa, thuốc trừ sâu …Khi bị phát tán ra môi trường (quá trình sản xuất lốp xe, tinh luyện than cốc, núi lửa…) sẽ gây tình trạng ô nhiễm không khí, gây ngộ độc cho sinh vật.
Một số chất tiêu biểu:
Methanethiol là chất khí dễ cháy, không màu, mùi bắp cải thối, có nhiều trong đầm lầy, khí tự nhiên… Ở biển, methanethiol là sản phẩm phân hủy các chất chuyển hóa chính của tảo dimethylsulfoniopropionate (DMSP), được sử dụng trong sản xuất nhựa, thuốc trừ sâu, chúng có thể được đưa vào trong khí gas tự nhiên để phát hiện rò rỉ. Ở nồng độ cao, nó là chất rất độc hại, gây ảnh hưởng xấu đến thần kinh.
Thiourea , phenylthiourea, 1-naphthylthiourea(ANTU) là các chất không màu không vị, rất độc, được sử dụng để diệt chuột.
V. Organophosphorus Compounds (hợp chất hữu cơ chứa phot-pho)
Một số chất tiêu biểu:
Tetraethyl pyrophosphate (TEPP) là chất lỏng màu hổ phách, mùi trái cây nhạt . TEPP là thuốc trừ sâu lân hữu cơ đầu tiên được sử dụng tại Hoa Kỳ, rất độc và nguy hiểm đối với mọi loài sinh vật, bây giờ phần lớn được thay thế bằng thuốc trừ sâu khác.
Parathion, tên thương mại là E605, thường được sử dụng ở dạng lỏng, màu nâu, mùi trứng thối hoặc tỏi , là thuốc trừ sâu cực độc, đã từng được sử dụng như một vũ khí hóa học. Hiện nay đã bị cấm sử dụng.
I. Giới thiệu chung:
Polymer có nguồn gốc tự nhiên hoặc tổng hợp.
II. Ứng dụng & Các tác động tới môi trường:
Các ngành công nghiệp sản xuất polymers có tác động lớn đến con người và môi trường. Một mặt nó mang lại rất nhiều lợi ích cho người như cung cấp các sản phẩm tiêu dùng, vật liệu xây dựng, các ứng dụng trong y tế, xử lý môi trường… Mặc khác, nó cũng trực tiếp hoặc gián tiếp gây ra không ít các vấn đề về môi trường bởi đặc tính độc hại và rất khó phân hủy của các loại polyme tổng hơp, ví dụ như rác thải bao bì ni-long, nạn chặt phá rừng trồng caosu …
Một số polyme điển hình:
Polyvinylchloride (PVC) được tổng hợp với số lượng rất lớn hằng năm để sản xuất hàng tiêu dùng, đồ chơi, ống nước, vỏ dây cáp điện… Tuy nhiên, PVC là chất có khả năng gây ra bệnh ung thư, quá trình sản xuất và đốt cháy PVC trong điều kiện nhiệt độ thấp có thể sinh ra sản phụ là chất dioxin (chất độc màu cam)- rất nguy hiểm.
Polytetrafluoroethylene (PTFE) tên thương mại là teflon, được sử dụng phổ biến hiện nay để làm chất chống bám dính trong các dụng cụ nấu ăn.
Polymers cũng được ứng dụng trong xử lý chất thải như làm lớp lót bảo vệ xung quanh bải rác, lọc các chất ô nhiễm như kim loại nặng, ứng dụng trong xử lý nước-bùn….
THE END
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Manahan, Stanley E. "Frontmatter"
Fundamentals of Environmental Chemistry
Boca Raton: CRC Press LLC,2001
2.Đỗ Đình Rãng, Hóa học hữu cơ, NXB Giáo Dục,2003.
XIN CẢM ƠN
CÔ VÀ CÁC BẠN
ĐÃ LẮNG NGHE !
46
* Một số tài liệu cũ có thể bị lỗi font khi hiển thị do dùng bộ mã không phải Unikey ...
Người chia sẻ: Thaiyuong Nguyen
Dung lượng: |
Lượt tài: 0
Loại file:
Nguồn : Chưa rõ
(Tài liệu chưa được thẩm định)