Cho M Gam Phenol Tác Dụng Với Natri Dư Tạo Ra Bao Nhiêu Khí H2?

Bạn đang thắc mắc về lượng khí H2 tạo thành khi cho phenol tác dụng với natri dư? Câu trả lời là lượng khí H2 tạo ra phụ thuộc vào số mol phenol (C6H5OH) tham gia phản ứng. Bài viết này của CAUHOI2025.EDU.VN sẽ cung cấp thông tin chi tiết về phản ứng này, cách tính toán lượng khí H2 và các yếu tố ảnh hưởng. Cùng khám phá để hiểu rõ hơn về hóa học hữu cơ và ứng dụng thực tế của nó nhé!

1. Phản Ứng Giữa Phenol Và Natri Dư

Phenol (C6H5OH) là một hợp chất hữu cơ có tính axit yếu. Khi phenol tác dụng với natri (Na), một kim loại kiềm mạnh, sẽ xảy ra phản ứng hóa học tạo thành natri phenolat (C6H5ONa) và khí hidro (H2). Phương trình hóa học của phản ứng như sau:

2C6H5OH + 2Na → 2C6H5ONa + H2↑

Trong phản ứng này, natri đóng vai trò là chất khử, còn phenol đóng vai trò là axit. Phản ứng xảy ra mạnh mẽ và giải phóng khí hidro, một chất khí không màu, không mùi và dễ cháy.

Alt: Phản ứng hóa học giữa phenol và natri tạo thành natri phenolat và giải phóng khí hidro.

1.1. Cơ Chế Phản Ứng

Cơ chế phản ứng giữa phenol và natri dư diễn ra qua các bước sau:

1. Ion hóa phenol: Phenol là một axit yếu, nó có khả năng nhường proton (H+) cho base. Trong môi trường có natri, natri sẽ phản ứng với phenol, lấy đi proton của nhóm -OH.

2. Hình thành ion phenolat: Khi phenol mất proton, nó trở thành ion phenolat (C6H5O-). Ion phenolat là một base mạnh hơn phenol.

3. Phản ứng của ion phenolat với natri: Ion phenolat tiếp tục phản ứng với natri kim loại để tạo thành natri phenolat (C6H5ONa), một muối của phenol. Đồng thời, electron từ natri sẽ khử proton H+ thành khí H2.

1.2. Các Yếu Tố Ảnh Hưởng Đến Phản Ứng

Có một số yếu tố có thể ảnh hưởng đến tốc độ và hiệu suất của phản ứng giữa phenol và natri dư:

• Nhiệt độ: Nhiệt độ cao hơn thường làm tăng tốc độ phản ứng.
• Dung môi: Dung môi có thể ảnh hưởng đến khả năng ion hóa của phenol và sự hòa tan của natri.
• Nồng độ: Nồng độ của phenol và natri cũng ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng. Nồng độ cao hơn thường làm tăng tốc độ phản ứng.
• Sự có mặt của chất xúc tác: Một số chất xúc tác có thể làm tăng tốc độ phản ứng.

2. Tính Toán Lượng Khí H2 Tạo Thành

Để tính toán lượng khí H2 tạo thành khi Cho M Gam Phenol Tác Dụng Với Natri Dư, ta cần thực hiện các bước sau:

2.1. Tính Số Mol Phenol

Đầu tiên, cần tính số mol của phenol (nC6H5OH) dựa vào khối lượng m (gam) và khối lượng mol của phenol (MC6H5OH = 94 g/mol):

nC6H5OH = m / MC6H5OH = m / 94

Ví dụ: Nếu có 9.4 gam phenol, số mol phenol là: nC6H5OH = 9.4 / 94 = 0.1 mol.

2.2. Xác Định Số Mol Khí H2

Theo phương trình phản ứng: 2C6H5OH + 2Na → 2C6H5ONa + H2↑, ta thấy rằng cứ 2 mol phenol phản ứng sẽ tạo ra 1 mol khí H2. Vậy, số mol khí H2 (nH2) tạo thành sẽ bằng một nửa số mol phenol:

nH2 = 1/2 nC6H5OH = 1/2 (m / 94) = m / 188

Ví dụ: Với 0.1 mol phenol, số mol khí H2 tạo thành là: nH2 = 1/2 * 0.1 = 0.05 mol.

2.3. Tính Thể Tích Khí H2 Ở Điều Kiện Tiêu Chuẩn (Đktc)

Ở điều kiện tiêu chuẩn (đktc), 1 mol khí chiếm thể tích 22.4 lít. Vì vậy, thể tích khí H2 (VH2) tạo thành ở đktc được tính như sau:

VH2 = nH2 22.4 = (m / 188) 22.4

Ví dụ: Với 0.05 mol khí H2, thể tích khí H2 ở đktc là: VH2 = 0.05 * 22.4 = 1.12 lít.

2.4. Tính Thể Tích Khí H2 Ở Điều Kiện Thường

Ở điều kiện thường (25°C, 1 atm), 1 mol khí chiếm thể tích khoảng 24.79 lít. Vì vậy, thể tích khí H2 (VH2) tạo thành ở điều kiện thường được tính như sau:

VH2 = nH2 24.79 = (m / 188) 24.79

Ví dụ: Với 0.05 mol khí H2, thể tích khí H2 ở điều kiện thường là: VH2 = 0.05 * 24.79 = 1.24 lít.

3. Ứng Dụng Của Phản Ứng

Phản ứng giữa phenol và natri dư có nhiều ứng dụng trong hóa học và công nghiệp:

• Điều chế natri phenolat: Natri phenolat là một chất trung gian quan trọng trong sản xuất các hợp chất hữu cơ khác như thuốc nhuộm, chất bảo quản và dược phẩm.
• Phân tích định lượng: Phản ứng này có thể được sử dụng để xác định hàm lượng phenol trong một mẫu bằng cách đo lượng khí H2 tạo thành.
• Nghiên cứu khoa học: Phản ứng giữa phenol và natri dư được sử dụng trong các nghiên cứu về cơ chế phản ứng và tính chất của các hợp chất hữu cơ.

4. Các Bài Tập Ví Dụ Về Phenol Tác Dụng Với Natri Dư

Để hiểu rõ hơn về cách tính toán và ứng dụng của phản ứng giữa phenol và natri dư, chúng ta hãy cùng xem xét một số ví dụ cụ thể:

Ví dụ 1: Cho 4.7 gam phenol tác dụng với natri dư. Tính thể tích khí H2 thu được ở điều kiện tiêu chuẩn.

• Giải:

  • Số mol phenol: nC6H5OH = 4.7 / 94 = 0.05 mol
  • Số mol khí H2: nH2 = 1/2 * 0.05 = 0.025 mol
  • Thể tích khí H2 ở đktc: VH2 = 0.025 * 22.4 = 0.56 lít

Ví dụ 2: Cho m gam phenol tác dụng với natri dư thu được 1.12 lít khí H2 ở điều kiện tiêu chuẩn. Tính giá trị của m.

• Giải:

  • Số mol khí H2: nH2 = 1.12 / 22.4 = 0.05 mol
  • Số mol phenol: nC6H5OH = 2 * 0.05 = 0.1 mol
  • Khối lượng phenol: m = 0.1 * 94 = 9.4 gam

Ví dụ 3: Hỗn hợp X gồm phenol và etanol. Cho m gam hỗn hợp X tác dụng với natri dư thu được 3.36 lít khí H2 ở điều kiện tiêu chuẩn. Biết số mol phenol bằng số mol etanol. Tính giá trị của m.

• Giải:

  • Gọi số mol phenol và etanol lần lượt là x mol.
  • Phương trình phản ứng:
    • 2C6H5OH + 2Na → 2C6H5ONa + H2
    • 2C2H5OH + 2Na → 2C2H5ONa + H2
  • Tổng số mol khí H2: x/2 + x/2 = x = 3.36 / 22.4 = 0.15 mol
  • Khối lượng phenol: mC6H5OH = 0.15 * 94 = 14.1 gam
  • Khối lượng etanol: mC2H5OH = 0.15 * 46 = 6.9 gam
  • Tổng khối lượng m: m = 14.1 + 6.9 = 21 gam

5. Lưu Ý Khi Thực Hiện Phản Ứng

Khi thực hiện phản ứng giữa phenol và natri dư, cần lưu ý một số điểm sau để đảm bảo an toàn và hiệu quả:

• Natri là một kim loại kiềm mạnh, dễ cháy và nổ khi tiếp xúc với nước. Vì vậy, cần bảo quản natri trong môi trường khô ráo, tránh xa nước và các chất oxy hóa mạnh.
• Phản ứng giữa phenol và natri là một phản ứng tỏa nhiệt. Cần kiểm soát nhiệt độ phản ứng để tránh gây nổ hoặc cháy.
• Phenol là một chất độc hại. Cần đeo găng tay và kính bảo hộ khi làm việc với phenol.
• Khí hidro là một chất khí dễ cháy. Cần thực hiện phản ứng trong môi trường thông thoáng, tránh xa nguồn lửa và các chất dễ cháy.

6. FAQ – Câu Hỏi Thường Gặp

Câu hỏi 1: Phenol có tác dụng với dung dịch NaOH không?

Trả lời: Có. Phenol có tính axit yếu, nên phản ứng được với dung dịch NaOH tạo thành natri phenolat và nước.

Câu hỏi 2: Tại sao phenol có tính axit yếu?

Trả lời: Do ảnh hưởng của vòng benzen hút electron làm tăng độ phân cực của liên kết O-H, khiến cho phenol dễ dàng nhường proton H+ hơn so với ancol.

Câu hỏi 3: Phenol được điều chế như thế nào?

Trả lời: Phenol có thể được điều chế từ benzen thông qua các quá trình như clo hóa, xút nóng chảy hoặc từ cumen qua quá trình oxy hóa.

Câu hỏi 4: Phenol có những ứng dụng gì trong đời sống và công nghiệp?

Trả lời: Phenol được sử dụng để sản xuất nhựa, chất diệt khuẩn, chất bảo quản, thuốc nhuộm, dược phẩm và nhiều hợp chất hữu cơ khác.

Câu hỏi 5: Phản ứng giữa phenol và natri có phải là phản ứng oxi hóa khử không?

Trả lời: Đúng. Trong phản ứng này, natri bị oxi hóa (tăng số oxi hóa từ 0 lên +1) và hydro trong phenol bị khử (giảm số oxi hóa từ +1 xuống 0).

Câu hỏi 6: Làm thế nào để nhận biết phenol?

Trả lời: Phenol có thể được nhận biết bằng dung dịch FeCl3, tạo thành dung dịch màu tím.

Câu hỏi 7: Phenol có độc không?

Trả lời: Có. Phenol là một chất độc, có thể gây bỏng da, tổn thương hệ thần kinh và các vấn đề sức khỏe nghiêm trọng khác.

Câu hỏi 8: Có thể thay thế natri bằng kim loại nào khác trong phản ứng với phenol?

Trả lời: Có thể sử dụng các kim loại kiềm khác như kali (K) hoặc liti (Li), tuy nhiên, natri thường được sử dụng vì tính kinh tế và hiệu quả.

Câu hỏi 9: Điều gì xảy ra nếu cho phenol tác dụng với natri hiđroxit (NaOH) thay vì natri kim loại?

Trả lời: Phenol sẽ phản ứng với NaOH tạo thành natri phenolat và nước. Phản ứng này xảy ra dễ dàng hơn so với phản ứng với natri kim loại vì NaOH là một base mạnh hơn.

Câu hỏi 10: Làm sao để bảo quản phenol an toàn?

Trả lời: Phenol nên được bảo quản trong bình kín, đặt ở nơi khô ráo, thoáng mát và tránh ánh sáng trực tiếp. Cần tuân thủ các biện pháp an toàn khi làm việc với phenol để tránh tiếp xúc trực tiếp với da và hít phải hơi của nó.

7. Kết Luận

Phản ứng giữa phenol và natri dư là một phản ứng quan trọng trong hóa học hữu cơ, có nhiều ứng dụng trong công nghiệp và nghiên cứu. Việc nắm vững kiến thức về phản ứng này, cách tính toán lượng khí H2 tạo thành và các yếu tố ảnh hưởng sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về hóa học và ứng dụng của nó trong thực tế.

Hy vọng bài viết này của CAUHOI2025.EDU.VN đã cung cấp cho bạn những thông tin hữu ích và giúp bạn giải đáp được thắc mắc về phản ứng giữa phenol và natri dư. Nếu bạn có bất kỳ câu hỏi nào khác, đừng ngần ngại liên hệ với chúng tôi để được tư vấn và hỗ trợ.

Bạn vẫn còn thắc mắc về các phản ứng hóa học khác? Hãy truy cập ngay CAUHOI2025.EDU.VN để khám phá kho tàng kiến thức phong phú và đặt câu hỏi để được giải đáp tận tình!

Địa chỉ: 30 P. Khâm Thiên, Thổ Quan, Đống Đa, Hà Nội, Việt Nam

Số điện thoại: +84 2435162967

Trang web: CauHoi2025.EDU.VN

Từ khóa liên quan: phản ứng phenol natri, điều chế natri phenolat, tính chất phenol, bài tập phenol, hóa học hữu cơ.