Toluen là một chất lỏng quen thuộc trong các phòng thí nghiệm. Khi kết hợp theo tỉ lệ mol 1:1, tùy theo nhiệt độ và xúc tác, phản ứng Toluen + Br2 sẽ tạo ra các sản phẩm khác nhau. Sau đây, Giadinhvatreem.vn sẽ giải thích về phản ứng xảy ra khi cho Toluen + Br2 phản ứng với nhau, mời quý bạn đọc cùng tham khảo.
Toluen – Tính chất vật lý và hóa học
Toluen là một hợp chất hóa học ở dạng lỏng trong suốt, có mùi thơm nhẹ. Loại chất lỏng này không có vị đặc biệt, bay hơi nhanh và dễ cháy, có nguy cơ bắt lửa. Trước khi biết Toluen + Br2 sẽ có phản ứng gì, bạn cần nắm được tính chất của Toluen.
Tính chất vật lý của Toluen
Như đã biết, Toluen là chất lỏng trong suốt, có mùi thơm nhẹ và không có vị. Hợp chất này có khả năng bay hơi mạnh và dễ cháy, dễ bắt lửa. Do đó, khi lưu trữ phải thật cẩn thận để tránh xảy ra các vấn đề hỏa hoạn đáng tiếc.
Ở dạng chất lỏng nhưng Toluen không hòa tan trong cồn, ether, acetone và hầu hết các dung môi hữu cơ khác. Hợp chất hóa học này chỉ tan ít trong nước với độ hoà tan là 0,053 g/100 mL (ở 20-25 °C). Trong khi đó, độ nhớt của chất lỏng sẽ là 0.590 cP ở 20 độ C.
Với khối lượng phân tử là 92.14 g/mol, Toluen có tỷ trọng là 0.8669 g/cm3 và nhiệt độ nóng chảy là −93 độ C. Nhiệt độ sôi của hợp chất này là 110.6 độ C và phân hủy (nhiệt độ tới hạn) ở 320 độ C.
Tính chất hóa học của Toluen
Là một hợp chất hydrocarbon thơm, Toluen có dạng chất lỏng trong suốt với mùi thơm nhẹ đặc trưng. Nhắc lại, hợp chất thơm này không tan trong cồn, ether, acetone và hầu hết các dung môi hữu cơ khác. Khi tiếp xúc với nước, Toluen chỉ bị hòa tan yếu.
Trong đời sống, Toluen được dùng chủ yếu làm dung môi để hòa tan các vật liệu. Các vật liệu có thể hòa tan bao gồm sơn, mực in, cao su, chất kết dính và nhiều ứng dụng khác. Còn trong phòng thí nghiệm hoặc trong giảng dạy, Toluen + Br2 thường sẽ xuất hiện hơn.
Sản phẩm khi cho Toluen + Br2 (điều kiện thường)?
Toluen + Br2 có thể tạo ra có thể 2 phản ứng sau:
- Phản ứng 1: Không tạo ra sản phẩm chính, chỉ có Toluen.
- Phản ứng 2: Tạo ra một phân tử bromua benzyl (C6H5CH2Br) và một phân tử axit hydrobromic (HBr). Đây là sản phẩm chính khi Toluen kết hợp với Br2.
Phản ứng giữa Toluen và Br2 có phương trình như sau: C6H5CH3 + Br2 → C6H5CH2Br + HBr.
Như vậy, theo phương trình, ta có sản phẩm chính thu được là bromua benzyl (C6H5CH2Br) và axit hydrobromic (HBr).
Toluen + Br2 (có xúc tác Fe) theo phản ứng nào?
Khi cho Toluen tác dụng với Br2 (Brom) có sự xúc tác sắt (thường là FeCl3), sẽ tạo phản ứng thế và có sản phẩm là ortho-bromotoluene, meta-bromotoluene và para-bromotoluene. Tùy theo điều kiện phản ứng mà ta sẽ có tỉ lệ sản phẩm khác nhau. Công thức thể hiện phản ứng Toluen + Br2 như sau:
C6H5CH3 (Toluen) + Br2 → C6H4CH3Br (ortho-bromotoluene) + C6H4CH3Br (meta-bromotoluene) + C6H4CH3Br (para-bromotoluene)
Trong phản ứng này, một phân tử brom (Br2) tác động vào vòng benzen của Toluen và thay thế ở vị trí ortho, meta và para.
Ngoài ra, trong một số trường hợp, phản ứng có thể tạo ra các sản phẩm phụ khác như bromua metylbenzen (C6H5CHBrCH3) hoặc các sản phẩm không mong muốn khác.
Tại sao Toluen và Br2 được xúc tác bởi Fe?
Vì Fe có khả năng tạo ra các ion Brom (Br-) từ Br2 nên làm chất xúc tác để Toluen và Br2 phản ứng. Khi các phân tử Br2 tiếp xúc với Fe, các ion Brom và Fe3+ sẽ xuất hiện, tạo điều kiện thuận lợi cho tiếp tục phản ứng giữa Toluen và ion Brom. Ion Brom tấn công vào liên kết C-H của Toluen, xuất hiện phản ứng thế tạo ra các sản phẩm như C6H5CH2Br và HBr.
Tóm lại, Fe là xúc tác giúp tạo thành các ion Brom và tạo điều kiện thuận lợi cho phản ứng Toluen + Br2.
Toluen + Br2 sẽ phản ứng ở nhiệt độ nào?
Ngoài chất xúc tác phù hợp như sắt, Toluen và Br2 không yêu cầu nhiệt độ cụ thể khi phản ứng. Khi ở nhiệt độ thường, hai chất này đã có thể phản ứng để tạo ra sản phẩm.
Phản ứng của Toluen với các chất khác
- Khi có xúc tác ánh sáng, Toluen + Cl2, tạo thành diclometan và axit HCl. Phương trình: Cl2 + C6H5CH3 → HCl + C6H5CH2Cl.
- Trong phản ứng nitro hóa, Toluen có thể tạo nitrotoluen và nước. Phương trình: C6H5CH3 + HNO3 → C6H4NO2CH3 + H2O.
- Phản ứng với H2 tạo ra sản phẩm metylxiclohexan. Phương trình: 2C6H5CH3 + 7H2 → 2C6H12CH3.
Ngoài ra, tùy vào điều kiện cụ thể mà Toluen oxy hóa với nhóm metyl sẽ tạo ra sản phẩm khác nhau. Tùy theo mong muốn về sản phẩm mà bạn có thể chọn điều kiện xúc tác phù hợp cho phản ứng.
Kết luận
Trên đây là toàn bộ thông tin chi tiết về Toluen khi có phản ứng với Br2. Hy vọng với các thông tin này, bạn sẽ hiểu rõ hơn phản ứng giữa Toluen + Br2. Đây cũng là cơ sở để bạn nắm được bản chất của các bài tập có 2 chất này. Chúc bạn thành công khi xử lý các vấn đề xoay quanh Toluen và Br2.
