Andehit là gì? Công thức cấu tạo, tính chất, ứng dụng thực tiễn 

Andehit là gì?

Andehit là hợp chất hữu cơ chứa nhóm –CH=O, trong đó nhóm này liên kết với nguyên tử cacbon hoặc hiđro. Nói cách khác, andehit được hình thành khi một nguyên tử hiđro trong hiđrocacbon được thay thế bằng nhóm chức –CHO.

Đọc thêm: Styrene Monomer (SM) là gì? Tính chất hóa lý, ứng dụng và lưu ý khi sử dụng

Công thức cấu tạo của andehit

• Andehit có công thức tổng quát: R(CHO)m (trong đó m ≥ 1). R có thể là H hoặc là gốc hidrocacbon, đặc biệt có hợp chất CHO-CHO, trong đó m = 2 và R không có

• Đối với loại andehit no, đơn chức và mạch thẳng: CnH2n+1CHO (n ≥ 0)

• Trong phân tử của hợp chất có nhóm chức –OH liên kết cùng gốc R có thể no hoặc không no

Cách gọi tên andehit

Tên gọi của một số andehit thông dụng được hình thành bằng cách ghép từ “andehit” với tên của axit tương ứng.

Đối với các andehit no, đơn chức, mạch hở, tên thay thế được đặt theo quy tắc: lấy tên của hiđrocacbon no tương ứng với mạch chính rồi thêm hậu tố "-al". Trong đó, mạch chính là chuỗi cacbon dài nhất có chứa nhóm –CHO và được đánh số bắt đầu từ nhóm này.

Phân loại andehit 

Dựa vào đặc điểm cấu tạo của gốc hiđrocacbon, andehit có thể được phân thành:

• Andehit no

• Andehit không no

• Andehit thơm

Nếu xét theo số lượng nhóm –CHO trong phân tử, andehit được chia thành:

• Andehit đơn chức

• Andehit đa chức

Đọc thêm: Data Center Cooling là gì? Giải pháp làm mát máy chủ hiệu quả

Tính chất hóa lý của andehit 

Tính chất hóa học của andehit

• Phản ứng cộng hiđro:

Andehit có tính oxi hóa khi phản ứng với hiđro (H₂). Dưới điều kiện nhiệt độ thích hợp và có xúc tác Ni, phân tử H₂ sẽ cộng vào liên kết đôi C=O, chuyển andehit thành ancol tương ứng:

CH3−CH=O+H2→CH3−CH2−OHCH_3-CH=O + H_2 → CH_3-CH_2-OH

(Andehit axetic → Ancol etylic)

Trong trường hợp gốc R chứa liên kết đôi hoặc ba, hiđro cũng có thể cộng vào các liên kết này.

• Phản ứng oxi hóa không hoàn toàn (phản ứng tráng bạc):

Andehit có khả năng tham gia phản ứng tráng bạc, một phương pháp phổ biến để nhận biết nhóm chức –CHO.

Cách thực hiện:

Cho 1ml dung dịch AgNO₃ 1% vào ống nghiệm, sau đó nhỏ từng giọt dung dịch NH₃ vào và lắc nhẹ đến khi dung dịch trở nên trong suốt. Tiếp tục thêm vài giọt andehit, rồi đun nhẹ hỗn hợp ở nhiệt độ 60-70°C trong vài phút. Khi phản ứng xảy ra, một lớp bạc sáng bóng sẽ bám trên thành ống nghiệm.

Phương trình phản ứng:

HCHO+2AgNO3+3NH3+H2O→H−COONH4+2Ag+2NH4NO3HCHO + 2AgNO_3 + 3NH_3 + H_2O → H-COONH_4 + 2Ag + 2NH_4NO_3

Kết quả thu được là bạc kim loại kết tủa dưới dạng lớp gương sáng trên thành ống nghiệm.

Tính chất vật lý của andehit

• Trạng thái tồn tại: Methanal là một chất khí có mùi hăng đặc trưng, trong khi etanal tồn tại ở dạng chất lỏng dễ bay hơi. Các andehit có mạch cacbon từ 1 đến 11 nguyên tử thường ở trạng thái lỏng, không màu, còn những andehit có số nguyên tử cacbon lớn hơn chủ yếu tồn tại dưới dạng chất rắn.

• Mùi vị: Những andehit có số nguyên tử cacbon nhỏ thường có mùi hắc và khó chịu, trong khi các andehit còn lại thường có mùi thơm dễ chịu. Khi kích thước phân tử tăng lên, mùi của andehit cũng trở nên dịu hơn và ít hăng hơn.

• Điểm sôi và điểm nóng chảy: Andehit có điểm sôi cao hơn so với các hợp chất rượu tương ứng do ảnh hưởng của nhóm carbonyl, vốn có tính hút electron mạnh. Khi số nguyên tử cacbon trong chuỗi tăng, điểm sôi của andehit cũng tăng theo. Điểm nóng chảy của andehit thường nhỉnh hơn một chút so với điểm sôi do sự liên kết giữa các phân tử thông qua liên kết hiđro, giúp giữ chúng ổn định hơn.

Điều chế andehit bằng cách nào? 

Điều chế andehit từ ancol

Oxi hóa ancol bậc I ta thu được andehit tương ứng: 

R-CH2OH + CuO → R-CHO + H2O + Cu

Ví dụ: CH3-CH2OH + CuO → CH3-CHO + H2O + Cu (nhiệt độ)

Điều chế andehit từ hidrocacbon

Trong công nghiệp, andehit được điều chế với 3 phương pháp chủ yếu: 

• Oxi hóa metan có xúc tác trong nhiệt độ 600-700 độ C, thu được andehit fomic:

CH4 + O2 → HCHO + H2O (nhiệt độ)

• Oxi hóa hoàn toàn etilen, thu được andehit axetic: 

2CH2=CH2 + O2 → 2CH3-CHO (nhiệt độ, xúc tác)

• Phản ứng cộng nước từ axetilen 

CH-CH + H2O → CH3-CHO

Ứng dụng quan trọng của andehit 

Andehit đóng vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực, đặc biệt là các hợp chất phổ biến như formaldehyde và acetaldehyde, vốn có nhiều ứng dụng thực tiễn.

• Formaldehyde là một trong những andehit được sử dụng rộng rãi nhất. Nó có vai trò quan trọng trong ngành thuộc da, bảo quản mẫu vật, ướp xác, cũng như được ứng dụng như một chất diệt khuẩn, diệt nấm và thuốc trừ sâu trong nông nghiệp. Tuy nhiên, ứng dụng lớn nhất của formaldehyde là trong sản xuất vật liệu polyme, đặc biệt là nhựa phenol-formaldehyde, được sử dụng làm chất kết dính trong ván ép và các vật liệu xây dựng khác.

• Acetaldehyde là một chất lỏng không màu, dễ bay hơi, được sử dụng làm nguyên liệu quan trọng để tổng hợp nhiều hợp chất hữu cơ khác.

• Formalin (dung dịch formaldehyde nồng độ 37-40%) có tác dụng diệt khuẩn, khử trùng, và thường được dùng để bảo quản mẫu vật sinh học, đặc biệt là trong nghiên cứu và y học.

• Các andehit khác cũng có nhiều ứng dụng trong công nghiệp. Chúng thường được dùng làm dung môi, thành phần trong nước hoa, chất tạo hương liệu hoặc làm trung gian trong quá trình sản xuất nhựa, thuốc nhuộm và dược phẩm. Một số andehit tự nhiên còn mang lại hương thơm đặc trưng, chẳng hạn như benzaldehyde có mùi hạnh nhân tươi, vanillin tạo hương thơm cho đậu vani, hay xitronellal—thành phần chính trong tinh dầu bạch đàn.