Bagaimana membezakan antara fenol dan asid benzoat?

Fenol dan asid benzoat adalah dua sebatian dengan struktur kimia yang berbeza, yang banyak digunakan dalam industri kimia, farmasi, racun perosak dan industri lain. Walaupun nama dan beberapa sifat mereka boleh mengelirukan, dengan beberapa ujian dan kaedah kimia mudah, kita boleh dengan mudah membezakannya. Artikel ini akan memperkenalkan secara terperinci cara membezakan fenol dan asid benzoat, dan memberi anda beberapa teknik pengenalan yang biasa.

Struktur kimia asas fenol dan asid benzoat

Kita perlu memahami perbezaan struktur kimia asas fenol dan asid benzoat:

• Phenol: Phenol (C ₆ H ₆ OH) adalah sebatian yang terdiri daripada cincin benzena (C ₆ H ₆) dan satu kumpulan hidroksil (OH). Kumpulan hidroksil dalam molekul fenol menjadikan fenol berasid, tetapi keasidan jauh lebih lemah daripada asid benzoat.

• Asid benzoat: Asid benzoat (C ₆ H ₅ COOH) adalah asid organik yang terdiri daripada cincin benzena dan kumpulan karboksil (COOH). Kewujudan kumpulan karboksil menjadikan asid benzoat lebih berasid dan dapat melepaskan ion hidrogen dengan lebih jelas di dalam air.

Walaupun kedua-dua molekul tersebut mengandungi cincin benzena, perbezaan kumpulan fungsinya menjadikan mereka berbeza secara kimia.

Perbezaan asid-asas: bagaimana menilai dari keasidan?

Apabila membezakan antara fenol dan asid benzoat, ia dapat dinilai terlebih dahulu oleh keasidan dan kealkalian mereka. Walaupun fenol juga dapat bertindak balas dengan air, keasidan jauh lebih rendah daripada asid benzoat. Asid benzoat dapat mengalami reaksi diskrit di dalam air, melepaskan ion hidrogen, dan dengan itu menunjukkan keasidan yang kuat.

Kaedah eksperimen: Uji larutan berair kedua-duanya dengan kertas ujian pH. Larutan asid benzoat menunjukkan keasidan yang jelas (pH rendah), sementara larutan fenol mempunyai pH yang lebih tinggi, menunjukkan keasidan yang neutral atau lemah.

Reaksi pengoksidaan: Perbezaan antara fenol dan asid benzoat

Sifat pengoksidaan fenol dan asid benzoat juga berbeza. Phenol terdedah kepada reaksi pengoksidaan di udara untuk membentuk sebatian quinone, terutamanya dalam keadaan suhu tinggi atau kehadiran oksigen. Asid benzoat mempunyai sifat pengoksidaan yang lemah, dan reaksi pengoksidaan yang ketara biasanya berlaku di bawah tindakan oksidan yang kuat.

Kaedah eksperimen: Gunakan oksidan (seperti kalium permanganat atau kromat) untuk merawat larutan fenol dan asid benzoat secara berasingan. Phenol akan berubah warna dengan cepat, menunjukkan produk quinone gelap, sementara asid benzoat bertindak balas dengan perlahan dan tidak terdedah kepada perubahan warna yang jelas.

Perbezaan kelarutan air: Kelarutan fenol dan asid benzoat dalam air

Terdapat juga perbezaan yang jelas dalam kelarutan air fenol dan asid benzoat. Kelarutan fenol dalam air rendah, tetapi apabila mengandungi sejumlah kecil bahan alkali (seperti larutan natrium hidroksida), fenol dapat bertindak balas dengan alkali untuk membentuk garam natrium fenol larut dalam air. Sebaliknya, asid benzoat mempunyai kelarutan yang lebih rendah, tetapi boleh bertindak balas dengan asas yang kuat di dalam air untuk menghasilkan garam natrium benzoat, yang membentuk larutan garam yang lebih stabil.

Kaedah eksperimen: Tambahkan jumlah fenol dan asid benzoat yang sama ke dalam air masing-masing untuk memerhatikan perbezaan kelarutannya. Kelarutan fenol rendah, sementara asid benzoat kurang larut. Sekiranya larutan natrium hidroksida ditambahkan ke keduanya, fenol dapat dengan cepat membentuk natrium fenol larut dalam air, sementara asid benzoat menghasilkan natrium benzoat.

Analisis spektroskopi inframerah (IR): bagaimana membezakan dengan spektroskopi?

Spektroskopi inframerah adalah kaedah analisis yang biasa digunakan yang dapat mengenal pasti kumpulan fungsi fenol dan asid benzoat dengan tepat. Dalam spektrum inframerah fenol, puncak penyerapan getaran teleskopik-OH yang kuat biasanya muncul di kawasan 3200-3600 cm ⁻, sementara asid benzoat mempunyai puncak getaran teleskopik kumpulan karbonil (C = O) yang jelas berhampiran 1700 cm ⁻ ¹.

Kaedah eksperimen: Lakukan analisis spektroskopi inframerah pada fenol dan asid benzoat, dan perhatikan puncak penyerapan unik masing-masing. Phenol mempunyai puncak penyerapan hidroksil-OH, sementara asid benzoat mempunyai puncak penyerapan karboksil-C = O yang jelas.

Ringkasan: Bagaimana membezakan fenol dan asid benzoat dengan berkesan?

Dengan kaedah di atas, kita dapat merumuskan beberapa teknik praktikal untuk membezakan antara fenol dan asid benzoat:

1. Asid: Asid benzoat lebih berasid daripada fenol, dan ujian kertas ujian pH dapat digunakan sebagai alat penilaian awal.
2. Pengoksida: Phenol lebih mudah dioksidakan dan dinyatakan sebagai produk gelap, sementara asid benzoat mengoksidasi dengan lebih perlahan.
3. Kelarutan: Kelarutan fenol dalam air rendah, tetapi kelarutan dalam larutan alkali lebih baik; kelarutan asid benzoat dalam air juga lebih rendah, tetapi kelarutan sedikit lebih lemah daripada fenol.
4. Spektrum inframerah: Phenol dan asid benzoat mempunyai ciri spektrum IR yang berbeza. Phenol mempunyai puncak-OH, dan asid benzoat mempunyai puncak-C = O.

Dengan kaedah di atas, anda boleh dengan mudah membezakan antara fenol dan asid benzoat dalam persekitaran makmal, mengelakkan kekeliruan dan penyalahgunaan.