Natri phenolat (phenolate natri) là hợp chất hóa học thuộc nhóm Phenolate có công thức C6H5ONa. Tồn tại dưới dạng tinh thể màu trắng hoặc vàng nhạt, có tính kiềm. Natri phenolat được ứng dụng trong nhiều ngành công nghiệp quan trọng. Cùng tìm hiểu thêm những thông tin thú vị khác ở bài viết dưới đây.

1. Natri phenolat là gì?

Natri phenolat, hay còn được gọi là phenolate natri, là một hợp chất hóa học quan trọng thuộc nhóm phenolate. Đây là muối natri và dạng ion của phenol. Cấu trúc của natri phenolat bao gồm một ion natri (Na+) liên kết với một ion phenolat (OC₆H₅⁻). Natri phenolat được tạo thành bằng cách trung hòa giữa phenol với natri hidroxit (NaOH), trong đó nguyên tử hydro trong nhóm hydroxyl của phenol được thay thế bằng nguyên tử natri, tạo thành công thức hóa học C6H5O-Na+.

Việc tạo thành natri phenolat đòi hỏi điều kiện kiềm để thay thế nguyên tử hydro trong nhóm hydroxyl của phenol. Kết quả là ta thu được một chất rắn tinh thể màu trắng hoặc vàng nhạt, có tính kiềm, có khả năng tan trong nước, nhưng không tan trong các chất hữu cơ.

Natri phenolat có khối lượng phân tử 116,09g/mol, điểm nóng chảy 255 °C và điểm sôi 384 °C.

Natri phenolat có thể được biết đến dưới một số tên gọi khác nhau trong ngôn ngữ hóa học và công nghiệp. Các tên gọi này có thể được sử dụng tùy thuộc vào ngữ cảnh và mục đích của cuộc thảo luận trong lĩnh vực hóa học và công nghiệp nhưng tất cả các tên gọi này đều chỉ ra rằng Natri phenolat là một muối natri của phenol:

- Natri phenoxide: Đây là tên chính thống để chỉ định ion phenolat khi nó kết hợp với nguyên tử natri (Na+).

- Natri benzenolate: Do phenol (hay còn gọi là benzenol) là nguồn gốc của phenolat, nên tên này thể hiện nguồn gốc của hợp chất.

- Natri hydroxybenzen: Tên này đề cập đến nguồn gốc hydroxy (OH) từ phenol và kết hợp với natri.

- Sodium salt of phenol: Đây là một mô tả khá trực tiếp của natri phenolat như là muối natri của phenol.

Hình 1: Công thức hóa học của Natri phenolat

Ứng dụng của natri phenolat là rất đa dạng. Nó có khả năng tăng cường khả năng hòa tan và tính bazơ của các hợp chất phenol, làm cho nó trở thành một thành phần quan trọng trong nhiều phản ứng hóa học. Ngoài ra, natri phenolat còn có thể được sử dụng làm chất nền cho các phản ứng khác.

2. Tính chất hóa học của Natri phenolat

Natri phenolat, còn được gọi là phenolate natri, là một hợp chất quan trọng trong lĩnh vực hóa học hữu cơ. Tính chất hóa học của natri phenolat phần lớn phụ thuộc vào cấu trúc của nó và khả năng tương tác với các hợp chất khác.

Tính kiềm

Một trong những tính chất quan trọng của natri phenolat là tính kiềm. 

+ Ví dụ, khi natri phenolat tác động vào một axit yếu như axit axetic (CH3COOH), nó thể hiện khả năng tương tác với axit và tạo thành muối:

CH3COOH + NaOC6H5 → C6H5O- Na+ + CH3COOH

+ Trong phản ứng này, ion phenolat trong natri phenolat tương tác với axit axetic để tạo ra muối natri phenolat và axit axetic.

Tính axit

Natri phenolat có thể bị axit hóa để tạo ra phenol. Phản ứng này xảy ra khi ion hydrogen từ axit liên kết với ion phenolat.

+ Ví dụ natri phenolat có thể được sử dụng để điều chế các hợp chất phenol khác như khi natri phenolat phản ứng với acid acetic, nó sẽ tạo ra phenol:

NaOC₆H₅ + CH₃COOH → C₆H₅OH + NaCH₃COO

Tính chất tan trong nước

Natri phenolat tan tốt trong nước để tạo ra dung dịch kiềm. 

+ Ví dụ, khi natri phenolat được hòa tan trong nước, nó tạo ra dung dịch có tính chất kiềm, và ion phenolat trong dung dịch có thể tham gia vào các phản ứng khác. 

NaOC6H5 + H2O → C6H5O- Na+ + OH-

+ Trong phản ứng này natri phenolat tan trong nước để tạo thành ion phenolat và ion hydroxide (OH-) trong dung dịch kiềm:

Tính oxy hóa

Natri phenolat có thể bị oxy hóa để tạo ra các sản phẩm khác nhau, tùy thuộc vào điều kiện phản ứng. 

+ Ví dụ, khi natri phenolat được oxy hóa bởi khí clo, nó sẽ tạo ra natri 2-chlorophenolat:

2NaOC₆H₅ + Cl₂ → 2NaOC₆H₄Cl + NaCl

3. Tính chất vật lý của Natri phenolat

Natri phenolat, một chất hóa học quan trọng trong lĩnh vực hóa học hữu cơ, có những tính chất vật lý đáng chú ý. 

Trạng thái: Natri phenolat tồn tại dưới dạng một chất rắn kết tinh màu trắng. Tính chất kết tinh này cho phép chúng ta quan sát dễ dàng natri phenolat ở dạng tinh thể trắng khi nó hòa tan trong nước.

Mùi: Natri phenolat có mùi đặc trưng của phenol. Mùi này có thể được cảm nhận khi natri phenolat hòa tan trong nước. Mùi đặc trưng này là kết quả của cấu trúc phân tử của phenol và chất phenolat.

Độ hòa tan: Một trong những tính chất quan trọng của natri phenolat là khả năng hòa tan tốt trong nước, rượu và axeton. Điều này làm cho nó trở thành một hợp chất hữu ích trong nhiều ứng dụng hóa học. Việc quan sát natri phenolat tan nhanh chóng trong các dung môi này cho thấy tính chất hòa tan linh hoạt của nó.

Nhiệt độ nóng chảy: Nhiệt độ nóng chảy của natri phenolat là 384 °C. Sự nóng chảy này xảy ra ở nhiệt độ cao, đặc biệt so với các hợp chất hữu cơ thông thường. Natri phenolat thể hiện tính chất chịu nhiệt tương đối cao, có thể có ứng dụng trong các phản ứng nhiệt động.

Khối lượng mol: Khối lượng mol của natri phenolat là khoảng 116,9 g/mol. Xác định khối lượng mol của một chất là thông tin quan trọng để tính toán lượng chất cần sử dụng trong các phản ứng hóa học. Khối lượng mol của natri phenolat là kết quả của khối lượng của các nguyên tố natri (Na), oxy (O), và cacbon (C) trong cấu trúc phân tử của nó.

4. Phương pháp tổng hợp Natri phenolat

4.1. Tổng hợp bằng cách tác động NaOH lên Phenol

- Nguyên liệu cần thiết:

+ Phenol (C6H5OH): Là hợp chất có công thức C6H5OH, thường dùng dạng chất lỏng.

+ Natri hidroxit (NaOH): Muối kiềm của natri và hidroxit, có công thức NaOH, thường dùng dạng hạt rắn hoặc viên nang.

- Phản ứng: Phenol tác động với Natri hidroxit theo phản ứng saponification, tạo ra Natri phenolat và nước (H2O):

C6H5OH + NaOH → C6H5ONa + H2O

- Đây là phương pháp tổng hợp phổ biến nhất. Trong phương pháp này, phenol tác dụng với NaOH theo phản ứng xà phòng hóa, tạo ra natri phenolat và nước. Phản ứng này xảy ra khi phenol bị thủy phân bởi NaOH, tạo ra ion phenolat và ion hydronium. Ion hydronium sau đó phản ứng với ion hydroxide của NaOH để tạo ra nước.

4.2. Tổng hợp bằng cách tác động Na vào Phenol

- Nguyên liệu cần thiết:

+ Phenol (C6H5OH): Là hợp chất có công thức C6H5OH, thường dùng dạng chất lỏng.

+ Natri (Na): Kim loại alkali, thường dùng dạng hạt.

- Phản ứng: Phenol tác động với Natri, tạo ra Natri phenolat và khí hidro (H2):

2C6H5OH + 2Na → 2C6H5ONa + H2

- Đây là phương pháp tổng hợp ít phổ biến hơn phương pháp 1. Trong phương pháp này, phenol tác dụng trực tiếp với natri kim loại. Phản ứng này tạo ra natri phenolat và khí hiđro. Phản ứng này xảy ra khi natri kim loại khử phenol thành natri phenolat.

4.3. Tổng hợp bằng cách tác động Natri hydride lên Phenol

- Nguyên liệu cần thiết:

+ Phenol (C6H5OH): Là hợp chất có công thức C6H5OH, thường dùng dạng chất lỏng.

+ Natri hydride (NaNH2): Hợp chất kiềm có công thức NaNH2, thường dùng dạng hạt.

- Phản ứng: Phenol tác động với Natri hydride, tạo ra Natri phenolat và khí amoniac (NH3):

C6H5OH + NaNH2 → C6H5ONa + NH3

- Đây là phương pháp tổng hợp natri phenolat ít phổ biến nhất. Trong phương pháp này, phenol tác dụng với natri hydride. Phản ứng này tạo ra natri phenolat và khí amoniac. Phản ứng này xảy ra khi natri hydride khử phenol thành natri phenolat.

Các phương pháp trên là những cách tiêu biểu để tổng hợp Natri phenolat trong phòng thí nghiệm hoặc trong các quá trình sản xuất hóa học. Tùy thuộc vào mục đích sử dụng và điều kiện thực hiện, người ta có thể lựa chọn phương pháp phù hợp nhất để sản xuất Natri phenolat. Tuy nhiên các phương pháp ở trên đều có những ưu điểm và nhược điểm riêng. Phương pháp 1 là phương pháp tổng hợp đơn giản và dễ thực hiện. Phương pháp 2 là phương pháp tổng hợp hiệu quả hơn phương pháp 1, nhưng cần sử dụng natri kim loại, một chất hóa học rất dễ cháy. Phương pháp 3 là phương pháp tổng hợp hiệu quả nhất, nhưng cần sử dụng natri hydride, một chất hóa học rất nguy hiểm.

5. Ứng dụng của Natri phenolat

Natri phenolat là một hợp chất hữu cơ quan trọng và có nhiều ứng dụng rộng rãi trong cả ngành công nghiệp và đời sống hàng ngày. Dưới đây là một số ứng dụng tiêu biểu của natri phenolat:

5.1. Trong ngành công nghiệp

- Sản phẩm dệt may: Natri phenolat được sử dụng để tạo ra các chất kết dính và xử lý vải dệt, giúp tăng tính hòa tan và tạo màu cho các sản phẩm dệt may.

- Sản xuất dược phẩm: Natri phenolat là một chất trung gian quan trọng trong việc tổng hợp các dược phẩm, đặc biệt là trong việc sản xuất các loại thuốc kháng histamine và thuốc an thần.

- Sản xuất hóa chất: Natri phenolat cũng được sử dụng trong việc sản xuất các hợp chất hữu cơ khác, bao gồm các chất chống oxy hóa, chất tạo màu và chất phân tán.

- Sản xuất nhựa và cao su: Natri phenolat được sử dụng trong sản xuất nhựa và cao su để cải thiện khả năng chống ăn mòn và độ bền.

Hình 3: Ứng dụng trong sản xuất nhựa và cao su

- Sản xuất chất dẻo: Natri phenolat được sử dụng trong sản xuất chất dẻo để cải thiện khả năng chống cháy và độ bền.

- Sản phẩm sơn và mực in: Natri phenolat có thể được sử dụng trong sản xuất mực in và sơn để tạo màu và tăng tính ổn định.

- Công nghiệp dầu khí: Trong công nghiệp dầu khí, natri phenolat được sử dụng để loại bỏ acid từ các dầu thô, giúp tạo điều kiện thuận lợi cho các quá trình tách chất và tinh lọc dầu.

- Sản xuất chất tạo màu và hương liệu: Natri phenolat cũng có thể được sử dụng trong sản xuất các chất tạo màu tự nhiên và hương liệu trong thực phẩm và các sản phẩm khác.

5.2. Trong đời sống hàng ngày

- Chất bảo quản thực phẩm và mỹ phẩm: Natri phenolat được thêm vào một số sản phẩm thực phẩm và mỹ phẩm như kem dưỡng da, sữa rửa mặt và mỹ phẩm chống nắng như một chất bảo quản để kéo dài thời hạn sử dụng và ngăn chặn sự phát triển của vi khuẩn và nấm mốc.

- Chất chống oxy hóa trong thực phẩm: Natri phenolat cũng được sử dụng như một chất chống oxy hóa trong một số sản phẩm thực phẩm để bảo quản chất lượng và ngăn chặn sự oxy hóa của dầu và chất béo.

- Sản xuất xà phòng: Natri phenolat có thể được sử dụng trong việc sản xuất xà phòng, đặc biệt là xà phòng tạo bọt.

- Trong phân tích hóa học: Natri phenolat cũng có ứng dụng trong các phản ứng phân tích hóa học và kiểm tra acid mạnh trong môi trường.

- Các sản phẩm chăm sóc cá nhân: Natri phenolat có thể có mặt trong nhiều sản phẩm chăm sóc cá nhân khác nhau, bao gồm xà phòng, kem đánh răng, và nước hoa, để tạo màu và tăng tính ổn định.

- Thực phẩm đóng hộp và đóng gói: Natri phenolat cũng được sử dụng trong việc bảo quản và đảm bảo tính an toàn của thực phẩm đóng hộp và đóng gói, ngăn chặn sự phát triển của vi khuẩn và nấm mốc.

- Công nghiệp sản xuất giấy: Trong công nghiệp sản xuất giấy, natri phenolat có thể được sử dụng để kiểm soát pH và chất bảo quản trong quá trình sản xuất giấy.

6. Natri phenolat có độc không? Lưu ý khi sử dụng và bảo quản

Natri phenolat (NaOC6H5) không phải là một chất độc đối với con người khi được sử dụng đúng cách và tuân thủ các biện pháp an toàn cơ bản. Tuy nhiên, cần phải nhớ rằng natri phenolat là một hợp chất có tính chất kiềm và có thể gây ra một số tác động không mong muốn nếu tiếp xúc không cẩn thận.

- Natri phenolat có tính kiềm và có thể gây kích ứng da nếu tiếp xúc trực tiếp. Điều này có thể dẫn đến đỏ, ngứa, hoặc sưng da. Vì vậy, khi làm việc với natri phenolat, người ta nên luôn đeo găng tay bảo hộ và bảo vệ mắt bằng kính hoặc mặt nạ bảo vệ.

- Hít phải bụi natri phenolat hoặc hơi nó có thể gây khó thở, đau họng, hoặc kích ứng đường hô hấp. Để tránh điều này, nên làm việc trong môi trường có thông gió tốt và sử dụng thiết bị bảo hộ hô hấp nếu cần thiết.

- Nuốt natri phenolat có thể gây ra các vấn đề về sức khỏe, bao gồm đau bên trong, buồn nôn, và nếu nồng độ lớn, có thể gây hại cho dạ dày và ruột. Do đó, cần tránh nuốt natri phenolat bằng mọi cách và luôn giữ chúng ra xa tầm tay của trẻ em.

Lưu ý khi sử dụng Natri Phenolat:

- Bảo vệ cá nhân: Khi làm việc với natri phenolat, điều quan trọng nhất là phải đảm bảo an toàn cho bản thân. Để làm điều này, cần sử dụng bảo vệ cá nhân như kính bảo hộ, khẩu trang và găng tay hóa học để ngăn chặn tiếp xúc trực tiếp với da và mắt.

- Tránh tiếp xúc hít phải: Natri phenolat dưới dạng bụi hoặc hơi có thể gây kích ứng đường hô hấp và mắt. Để tránh điều này, nên làm việc trong môi trường có thông gió tốt và sử dụng thiết bị bảo hộ hô hấp nếu cần thiết.

- Tuyệt đối không được nuốt: Natri phenolat không được phép nuốt phải. Nếu xảy ra tiếp xúc, cần lập tức tìm sự chăm sóc y tế.

Bảo quản và Xử lý an toàn:

- Lưu trữ ở nơi khô ráo và thoáng mát: Natri phenolat cần được lưu trữ trong bao bì kín đáo để ngăn chặn tương tác với độ ẩm trong không khí. Nó nên được bảo quản ở nhiệt độ phòng, tránh ánh nắng mặt trời trực tiếp.

- Tránh nguồn nhiệt và lửa: Không nên lưu trữ natri phenolat gần nguồn nhiệt hoặc lửa, vì có thể gây nguy hiểm về an toàn.

- Đảm bảo rằng natri phenolat không tiếp xúc trực tiếp với không khí, vì nó có thể tạo ra các sản phẩm phản ứng không mong muốn.

Tóm lại, natri phenolat không độc hại nếu được sử dụng đúng cách và tuân thủ các biện pháp an toàn. Tuy nhiên, như với bất kỳ chất hóa học nào khác, việc tuân thủ các lưu ý, các biện pháp xử lý an toàn và bảo quản cẩn thận là rất quan trọng để đảm bảo an toàn cho sức khỏe con người và môi trường.