Как отличить фенол от бензойной кислоты?

Фенол и бензойная кислота-это два химических соединения с различной структурой, которые широко используются в химической, фармацевтической, пестицидной и других отраслях промышленности. Хотя их имена и некоторые свойства могут сбивать с толку, с некоторыми простыми химическими тестами и методами, мы можем легко различить их. В этой статье подробно рассказывается о том, как различать фенол и бензойную кислоту, и даются некоторые общие методы идентификации.

Основная химическая структура фенола и бензойной кислоты

Нам нужно понять основные химические структурные различия фенола и бензойной кислоты:

• Фенол: Фенол (C Ri H Ri OH)-соединение, состоящее из бензольного кольца (C Ri H) и гидроксильной группы (OH). Гидроксильная группа в молекуле фенола делает фенол кислым, но его кислотность намного слабее, чем бензойная кислота.

• Бензойная кислота: Бензойная кислота (C Ri H₅ COOH)-это органическая кислота, состоящая из бензольного кольца и карбоксильной группы (COOH). Присутствие карбоксильной группы делает бензойную кислоту более кислой и может значительно высвобождать ионы водорода в воде.

Хотя обе молекулы содержат бензольное кольцо, различия в их функциональных группе делают их химическими свойствами существенным.

Кислотные и щелочные различия: как судить по кислоте?

При различении фенолов и бензойных кислот, о них можно судить прежде всего по их кислотности и щелочности. Хотя фенол также может реагировать с водой, он гораздо менее кислый, чем бензойная кислота. Бензойная кислота может подвергаться диссоциации в воде, высвобождая ионы водорода, проявляя сильную кислотность.

Экспериментальный метод: Испытание водных растворов обоих с помощью полоски для теста pH. Раствор бензойной кислоты проявляет значительную кислотность (более низкий рН), в то время как раствор фенола имеет более высокий рН, проявляясь как нейтральный или слабокислый.

Реакция окисления: разница между фенолом и бензойной кислотой

Также различаются окислительные свойства фенола и бензойной кислоты. Фенол легко окисляется на воздухе, образуя хиноиды, особенно при высоких температурах или в присутствии кислорода. Окисляемость бензойной кислоты слабее, и обычно под действием сильного окислителя происходит значительная реакция окисления.

Экспериментальный метод: Обработка растворов фенола и бензойной кислоты окислителями, такими как перманганат калия или хромат, соответственно. Фенол быстро обесцвечивается, показывая темные хинонные продукты, в то время как бензойная кислота реагирует медленно и не склонна к заметному обесцвечиванию.

Различия в растворимости в воде: растворимость фенола с бензойной кислотой в воде

Существуют также значительные различия в растворимости в воде фенола и бензойной кислоты. Фенол имеет низкую растворимость в воде, но в случае, когда он содержит небольшое количество щелочного вещества, такого как раствор гидроксида натрия, он способен реагировать со щелочью с образованием водорастворимой фенольной натриевой соли. Напротив, бензойная кислота имеет более низкую растворимость, но может реагировать с сильными основаниями в воде с образованием соли бензоата натрия, и образованный раствор соли является более стабильным.

Экспериментальный метод: равные количества фенола и бензойной кислоты добавляли в воду по отдельности и наблюдали разницу в растворимости. Фенол менее растворим, бензойная кислота менее растворим. Если к обоим добавляется раствор гидроксида натрия, фенол может быстрее образовывать водорастворимый фенол натрия, а бензойная кислота образует бензоат натрия.

Анализ инфракрасной спектроскопии (ИК): как дифференциация с использованием спектральной технологии?

Инфракрасная спектроскопия-это широко используемый метод анализа, который позволяет точно идентифицировать функциональные группы фенола и бензойной кислоты. В инфракрасном спектре фенола интенсивный пик поглощения-OH телескопической вибрации обычно появляется в области 3200-3600 см ⁻ ¹, в то время как бензойная кислота имеет значительный карбонил (C = O) телескопический пик около 1700 см ⁻ ¹.

Экспериментальный метод: анализ инфракрасной спектроскопии фенола и бензойной кислоты для наблюдения их соответствующих уникальных пиков поглощения. Фенол имеет пик поглощения гидрокси-OH, в то время как бензойная кислота имеет значительный пик поглощения карбокси-C = O.

Резюме: Как эффективно отличить фенол от бензойной кислоты?

С помощью методов, описанных выше, мы можем суммировать некоторые практические советы, чтобы различать фенол и бензойную кислоту:

1. КислыйБензойная кислота более кислая, чем фенол, и тест на pH может быть использован в качестве инструмента предварительного суждения.
2. Окисляемость: Фенол легче окисляется и проявляется как темный продукт, в то время как бензойная кислота окисляется медленнее.
3. Растворимость: Фенол менее растворим в воде, но лучше растворим в щелочных растворах; бензойная кислота также менее растворима в воде, но немного слабее, чем фенол.
4. Инфракрасный спектр: ИК-спектральные характеристики фенола и бензойной кислоты различны: фенол имеет пик-OH, а бензойная кислота имеет пик-C = O.

С помощью вышеуказанных методов вы можете легко различать фенол и бензойную кислоту в лабораторных условиях, избегая путаницы и неправильного использования.