So với các thành phần khác tạo nên vỏ Trái đất, các hợp chất hữu cơ chiếm một tỷ lệ nhỏ trong đó. Tuy nhiên, chúng có tầm quan trọng sống còn vì tất cả các sinh vật sống đều dựa trên các hợp chất này. Ví dụ về các hợp chất hữu cơ là cacbohydrat , lipit , protein và axit nucleic . Vậy hiện nay, nó được ứng dụng như thế nào để giúp ích cho cuộc sống của chúng ta? Không để các bạn chờ lâu, hãy cùng với Nong Bio tìm hiểu ngay “Hợp chất hữu cơ là gì? 5 ứng dụng nổi trội của hợp chất hữu cơ” này nhé!
Hợp chất hữu cơ tồn tại dưới hình thức nào?
Hầu hết các loại thực phẩm mà chúng ta tiêu thụ hàng ngày như đường, chất béo, tinh bột, giấm, v.v. về cơ bản là các hợp chất hữu cơ. Mặc dù các hợp chất hữu cơ đã được con người biết đến từ thời tiền sử, nhưng nghiên cứu về chúng trên thực tế đã bắt đầu từ thế kỷ thứ mười tám! Thuật ngữ “hợp chất hữu cơ” được đặt ra bởi Berzelius vào năm 1807. Do đó để nghiên cứu sâu về hợp chất hữu cơ và sự liên hệ giữa chúng đối với đời sống con người thì các bạn không nên bỏ qua bài viết này.
Hợp chất hữu cơ là gì?
Hợp chất hữu cơ được định nghĩa là hợp chất mà phân tử có chứa Cacbon và Hiđro hay còn gọi là hiđrocacbon hoặc hợp chất là dẫn xuất của nó.
Các liên kết hóa học trong hợp chất hữu cơ
Các hợp chất hữu cơ cũng chứa carbon, cùng với các nguyên tố khác cần thiết cho quá trình sinh sản của các sinh vật sống.
Các hợp chất hữu cơ được tạo thành từ các phân tử này tạo thành cơ sở cho các phản ứng hóa học trong tế bào thực vật và động vật – những phản ứng cung cấp năng lượng cần thiết để tìm thức ăn, tái tạo và cho tất cả các quá trình khác liên quan đến sự sống.
Bởi vì các sinh vật sống bao gồm các hợp chất dựa trên carbon, do đó, chúng có thể bị phân hủy thành các hợp chất nhỏ hơn, đơn giản hơn thông qua quá trình phân hủy khi chúng chết. Các sinh vật sống cũng bài tiết hoặc tiết ra vật chất được coi là vật chất hữu cơ (vật chất). Một chất hữu cơ liên quan đến bất kỳ hợp chất dựa trên carbon nào được tìm thấy trong tự nhiên.
Chất hữu cơ này từ các sinh vật sống trở thành một phần của môi trường . Do đó, chất hữu cơ có rất nhiều trong hệ sinh thái , ví dụ như hệ sinh thái đất.
Ngoài ra, chúng còn tồn tại dưới hình thức khác như có trong cơ thể sinh vật, động vật, các loại rau củ quả hay cả trong cơ thể của chúng ta…Hợp chất hữu cơ mang tính đa dạng và rất phổ biến, chúng tồn tại ở bất cứ đâu trên Trái Đất này, có thể nói ở đâu có sự sống, ở đấy có hợp chất hữu cơ.
Tầm quan trọng của hợp chất hữu cơ
Các hợp chất hữu cơ rất quan trọng vì tất cả các sinh vật sống đều chứa carbon.
Carbohydrate, protein và chất béo, là những cấu trúc cơ bản của sự sống, và chúng cũng là những hợp chất hữu cơ.
Chúng là những thành phần cơ bản của nhiều chu kỳ kiến tạo nên sự sống của Trái Đất. Ví dụ, chu trình cacbon bao gồm sự trao đổi cacbon giữa thực vật và động vật trong quá trình quang hợp và hô hấp tế bào.
Các hợp chất hữu cơ kết hợp với kim loại để tạo thành các hợp chất cơ kim. Các hợp chất này rất quan trọng trong công nghiệp. Chúng được sử dụng làm chất xúc tác, chất xúc tiến, chất phân tích cũng như chất ổn định.
Tính chất vật lý, tính chất hóa học của các hợp chất hữu cơ
Về tổng quan, trong hóa học, có hai loại hợp chất cơ bản: hợp chất hữu cơ và hợp chất vô cơ. Nói chung, các hợp chất hữu cơ đề cập đến các chất dựa trên carbon, trong khi các hợp chất vô cơ thường đại diện cho các phân tử không chứa carbon.
Phần lớn các phân tử hữu cơ được xác định bởi sự hiện diện của liên kết cộng hóa trị . Liên kết cộng hóa trị đề cập đến việc chia sẻ các electron giữa các nguyên tử khác nhau. Điều này khác với các hợp chất ion sử dụng liên kết ion. Liên kết ion được hình thành do sự hấp dẫn của các phân tử tích điện trái dấu, chứ không phải là sự chia sẻ các electron..
Các phân tử hữu cơ đại diện cho một lĩnh vực nghiên cứu quan trọng vì chúng tạo thành các khối xây dựng cho tất cả các sinh vật sống. Có nhiều loại hợp chất hữu cơ khác nhau được tìm thấy trong các sinh vật sống, bao gồm vật liệu di truyền, tế bào, mô, enzym, hormone, protein và axit béo.
Tất cả các hợp chất hóa học , dù là hữu cơ hay vô cơ, đều có các tính chất vật lý và hóa học cụ thể để phân biệt chúng với nhau. Tính chất hóa học đề cập đến những đặc điểm của một chất cho phép nó trải qua phản ứng hóa học làm thay đổi phân tử thành một hợp chất mới. Một số ví dụ về tính chất hóa học bao gồm tính dễ cháy và tính ăn mòn . Tính dễ cháy đề cập đến khả năng một chất cháy khi tiếp xúc với lửa hoặc nhiệt độ khắc nghiệt. Ngược lại, tính ăn mòn thể hiện khả năng một chất tương tác với oxy.
Mặt khác, các tính chất vật lý tạo thành các đặc tính của một hợp chất vừa có thể quan sát vừa có thể đo lường được. Điều này có nghĩa là một nhà khoa học có thể sử dụng một trong năm giác quan, chẳng hạn như thị giác, khứu giác và xúc giác, để quan sát những thứ như màu sắc hoặc mùi của một chất. Ngoài ra, một thuộc tính vật lý có thể được đo bằng các công cụ đặc biệt để lấy được một số cụ thể hoặc đặc điểm dựa trên giá trị của một hợp chất.
Như đã đề cập trước đó, có rất nhiều loại hợp chất hữu cơ. Bởi vì chúng được sử dụng theo những cách khác nhau trong cơ thể sống, nên các phân tử hữu cơ thường có các tính chất vật lý và hóa học rất khác nhau.
👉Tính chất vật lý
Không giống như các tính chất hóa học, các tính chất vật lý của các hợp chất hữu cơ đều có thể quan sát và đo lường được. Hơn nữa, tính chất vật lý sẽ là duy nhất cho mỗi chất. Một số tính chất vật lý của các hợp chất hữu cơ được khám phá trong phần này bao gồm điểm sôi, điểm nóng chảy, độ hòa tan, mùi và tỷ trọng.
Các hợp chất hữu cơ thường dễ bay hơi do có nhiệt độ sôi, nhiệt độ nóng chảy thấp.
Phần lớn các họp chất hữu cơ tan nhiều trong dung môi hưu cơ nhưng không tan hoặc ít tan trong nước.
👉Tính chất hóa học
Các hợp chất hữu cơ thường dễ cháy, kém bền với nhiệt.
Phản ứng hóa học của các hợp chất hữu cơ thường xảy ra chậm và không hoàn toàn theo một hướng nhất định tạo ra hỗn hợp sản phẩm.
Đặc điểm của hợp chất hữu cơ
Đặc điểm chung của các hợp chất hữu cơ:
Các hợp chất hữu cơ chứa các cấu trúc phức tạp và có trọng lượng phân tử cao.
Chúng hòa tan trong dung môi hữu cơ nhưng hầu hết không hòa tan trong nước.
Hầu hết chỉ được tạo thành từ ba nguyên tố – carbon, hydro và oxy. Các nguyên tố khác như halogen, nitơ cũng như phốt pho cũng có mặt nhưng ở mức độ thấp hơn.
Các hợp chất hữu cơ cũng dễ cháy trong tự nhiên.
Tính chất của các hợp chất này phụ thuộc vào nhóm chức gắn liền với chúng.
Sở hữu cấu trúc phức tạp và trọng lượng phân tử cao.
Phản ứng hóa học liên quan đến các hợp chất hữu cơ tiến hành ở tốc độ chậm hơn.
Phân loại hợp chất hữu cơ
Các hợp chất hữu cơ thường liên quan đến các quá trình sinh học tạo nên và dựa vào thành phần các nguyên tố cấu thành nên được làm 2 loại: Hidrocacbon và dẫn xuất hidrocacbon.
Hiđrocacbon là hợp chất hữu cơ mà trong phân tử chỉ gồm 2 nguyên tố C (cacbon) và H (hidro).
Ví dụ: CH4 (metan), C2H4(etilen), C6H6(benzene),…
Dẫn xuất hiđrocacbon là hợp chất hữu cơ mà trong phân tử ngoài hai nguyên tố là cacbon và hiđro còn có các nguyên tố khác như oxi, nitơ, clo…
Ngoài ra người ta còn phân loại hợp chất hữu cơ theo mạch cacbon:
Hợp chất hữu cơ mạch vòng
Hợp chất hữu cơ mạch không vòng.
Ứng dụng của hợp chất hữu cơ trong đời sống:
Khí C1-C4
Sản phẩm là quá trình chưng cất dưới 80 độ C.
Được hóa lỏng cho vào bình gas hoặc các đường dẫn khí để đun nấu hoặc sưởi ấm.
Cung cấp nhiệt cho hệ thống sưởi ấm và các nhà máy.
Xăng Dầu nhờn và nhựa đường
Là sản phẩm chưng cất dầu mỏ ở 40 -> 80 độ C.
Ứng dụng của hợp chất hữu cơ trong xăng dầu
Là nhiên liệu quan trọng cho hầu hết các phương tiện giao thông, đây là 1 ứng dụng của hợp chất hữu cơ.
Dầu hỏa và dầu điezen
Chúng là sản phẩm tinh chế của quá trình chưng cất áp suất cao, là nhiên liệu cho phương tiện giao thông vận tải.
Ứng dụng của hợp chất hữu cơ làm nhiên liệu
Dầu hỏa (C10 – C16)
Là sản phẩm tinh chế có được qua quá trình chưng cất ở nhiệt độ từ 180 – 220 độ C.
Được điều chế từ dầu mỏ để thắp sáng, làm nguyên liệu chủ yếu cho động cơ phản lực.
Diezen (C16 –C21)
Được chưng cất ở nhiệt độ khoảng 260 – 300 độ C.
Nhiên liệu cho động cơ đốt trong cần công suất lớn như xe tải, tàu hỏa,…
Dầu nhờn và nhựa đường
Dầu nhờn: Dùng để bôi trơn cho các động cơ, máy móc công nghiệp, là sản phẩm mazut khi chưng cất ở áp suất cao.
Nhựa đường: Một trong những ứng dụng quan trọng của mazut dầu mỏ, nó là sản phẩm cuối cùng sau quá trình chưng cất ở áp suất thấp.
Nguyên liệu trong công nghiệp
Anken được tạo ra từ quá trình chưng cất dầu mỏ để làm nguyên liệu chế biến nhựa và cao su.
Các ứng dụng của anken trong công nghiệp
Là nguyên liệu quan trọng để sản xuất các chất hữu cơ và phân bón đạm. Nhựa đường: là một trong những ứng dụng quan trọng nhất của mazut dầu mỏ, là sản phẩm chưng cất ở áp suất thấp.
Nguyên liệu khác
Làm dung môi cho hợp chất hữu cơ.
Ứng dụng trong y học và mỹ phẩm (ví dụ: vaseline).
Ankan rắn (parafin) dùng làm nến.
Hợp chất hữu cơ có ở xung quanh ta, trong cơ thể sinh vật, con người, trong hầu hết các loại lương thực, thực phẩm, trong các loại đồ dùng… Từ thời cổ đại, con người đã biết sử dụng hợp chất này để phục vụ cuộc sống. Bài viết trên Nông Bio hi vọng sẽ đem lại những kiến thức bổ ích cho bạn về hợp chất hữu cơ.
