Fenoli

Fenolul este ${\mathrm{C}}_6{\mathrm{H}}_5\mathrm{OH}$, cu OH legat direct de nucleul benzenic. Este acid mai puternic decât un alcool, dar mai slab decât un acid carboxilic. Reacționează cu NaOH formând fenoxid de sodiu; cu apa de brom dă 2,4,6-tribromofenol, precipitat alb: ${\mathrm{C}}_6{\mathrm{H}}_5\mathrm{OH}+3B{\mathrm{r}}_2\to {\mathrm{C}}_6{\mathrm{H}}_2\mathrm{B}{\mathrm{r}}_3\mathrm{OH}+3HBr$. Nucleul activat se nitează ușor în poziții orto și para. Fenolul este materie primă pentru rășini fenol-formaldehidice și alte sinteze.

Structură și proprietăți fizice. Fenolii sunt compuși hidroxilici în care grupa $-\mathrm{OH}$ este legată de un atom de carbon al nucleului aromatic. Cel mai simplu este fenolul (hidroxibenzenul); crezolii sunt metilfenolii, cu izomerii orto, meta și para. Fenolul este un solid cristalin incolor, cu punctul de topire la $41{}^{\circ }\mathrm{C}$ și miros caracteristic; la aer se colorează în roz, prin oxidare. Este caustic și toxic: coagulează proteinele din piele și provoacă arsuri. Soluțiile diluate de fenol au fost primele antiseptice folosite în chirurgie, iar derivații săi servesc și astăzi la fabricarea dezinfectanților.

După numărul grupelor $-\mathrm{OH}$ legate de nuclee aromatice, fenolii pot fi monohidroxilici (fenolul și crezolii), dihidroxilici (pirocatechina, rezorcina și hidrochinona) sau trihidroxilici (pirogalolul).

Caracter acid. Ionul fenoxid este stabilizat prin delocalizarea sarcinii în nucleu, de aceea fenolul reacționează cu NaOH, în timp ce etanolul nu reacționează. Fenolul este însă mai slab decât acidul carbonic: dioxidul de carbon trecut prin soluția de fenoxid de sodiu readuce fenolul, ${\mathrm{C}}_6{\mathrm{H}}_5\mathrm{ONa}+\mathrm{C}{\mathrm{O}}_2+{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}\to {\mathrm{C}}_6{\mathrm{H}}_5\mathrm{OH}+\mathrm{NaHC}{\mathrm{O}}_3$. Ordinea creșterii acidității este: alcooli, apă, fenol, acid carbonic, acizi carboxilici. Fenolul reacționează și cu sodiul metalic, cu degajare de hidrogen, $2{\mathrm{C}}_6{\mathrm{H}}_5\mathrm{OH}+2Na\to 2{\mathrm{C}}_6{\mathrm{H}}_5\mathrm{ONa}+{\mathrm{H}}_2$, iar fenoxidul de sodiu, sare a unui acid foarte slab, hidrolizează în apă și dă o soluție cu reacție bazică.

Obținere. Industrial, fenolul se obține din cumen (izopropilbenzen), prin oxidare cu oxigen urmată de scindare în mediu acid, împreună cu propanona: ${\mathrm{C}}_6{\mathrm{H}}_5\mathrm{CH}(\mathrm{C}{\mathrm{H}}_3{)}_2+{\mathrm{O}}_2\to {\mathrm{C}}_6{\mathrm{H}}_5\mathrm{OH}+\mathrm{C}{\mathrm{H}}_3\mathrm{COC}{\mathrm{H}}_3$.

Exemplu rezolvat 1: ce masă de soluție de NaOH $20\%$ neutralizează $47$ g fenol?

1. $M({\mathrm{C}}_6{\mathrm{H}}_5\mathrm{OH})=94$ g/mol, deci $n=47/94=0,5$ mol.
2. Raportul molar fenol : NaOH este $1:1$, deci sunt necesari $0,5$ mol NaOH, adică $20$ g.
3. Masa soluției este $m_s=20\cdot 100/20=100$ g.
4. Se formează $0,5$ mol fenoxid de sodiu, $0,5\cdot 116=58$ g.

Exemplu rezolvat 2: $9,4$ g fenol se tratează cu apă de brom de concentrație $3,2\%$, până la dispariția fenolului.

1. $n=9,4/94=0,1$ mol fenol.
2. Trei atomi de hidrogen din pozițiile 2, 4 și 6 sunt substituiți, deci se consumă $0,3$ mol $\mathrm{B}{\mathrm{r}}_2$, adică $0,3\cdot 160=48$ g.
3. Masa soluției de apă de brom este $48\cdot 100/3,2=1500$ g.
4. Precipită $0,1$ mol 2,4,6-tribromofenol ($M=331$ g/mol), adică $33,1$ g.

Exemplu rezolvat 3: fenol din cumen, cu randament $90\%$, pornind de la $240$ g cumen.

1. $M({\mathrm{C}}_9{\mathrm{H}}_{12})=120$ g/mol, deci $n=2$ mol.
2. Raportul cumen : fenol este $1:1$, deci teoretic rezultă $2$ mol fenol, adică $188$ g.
3. Se obțin practic $188\cdot 0,90=169,2$ g fenol și $0,9\cdot 2\cdot 58=104,4$ g propanonă.

Alte transformări. Cu acid azotic diluat, la temperatura camerei, fenolul dă un amestec de o-nitrofenol și p-nitrofenol; cu acid azotic concentrat, în prezența acidului sulfuric, se formează acidul picric (2,4,6-trinitrofenol, $M=229$ g/mol), exploziv și colorant galben. Cu metanalul, fenolul condensează în pozițiile orto și para și formează rășini fenol-formaldehidice, din care se fac bachelita și alte mase plastice. Fenolul este folosit și la fabricarea medicamentelor și a coloranților.

Exemple rezolvate

Exemplul 1: neutralizarea fenolului

Ce masă de soluție de NaOH 10% reacționează cu 28,2 g de fenol? (Mase atomice: C 12, H 1, O 16, Na 23.)

1. $M_{{\mathrm{C}}_6{\mathrm{H}}_6\mathrm{O}}=72+6+16=94$ g/mol, deci $n=\frac{28,2}{94}=0,3$ mol.
2. Raportul molar fenol : NaOH este $1:1$: $n_{\mathrm{NaOH}}=0,3$ mol, adică $0,3\cdot 40=12$ g.
3. Masa soluției de NaOH: $12\cdot \frac{100}{10}=120$ g.

Exemplul 2: tribromofenolul

Ce masă de 2,4,6-tribromofenol se formează din 14,1 g de fenol și apă de brom în exces și ce masă de brom se consumă? (Masa atomică: Br 80.)

1. $n_{\text{fenol}}=\frac{14,1}{94}=0,15$ mol.
2. Se formează 0,15 mol de C₆H₃Br₃O, cu masa molară $72+3+240+16=331$ g/mol: $0,15\cdot 331=49,65$ g.
3. Se consumă 3 mol de Br₂ la 1 mol de fenol: $0,45\cdot 160=72$ g.

Verificare: $14,1+72=86,1$ g de reactanți; produșii au $49,65$ g de tribromofenol și $0,45\cdot 81=36,45$ g de HBr, adică tot $86,1$ g.

Exemplul 3: cum deosebești fenolul de alcooli

Ai trei eprubete cu soluții de etanol, fenol și alcool benzilic. Ce reactivi folosești ca să recunoști fenolul?

1. Clorura de fier(III): numai soluția de fenol se colorează în violet.
2. Apa de brom: numai fenolul dă imediat precipitat alb.
3. Hidroxidul de sodiu: numai fenolul reacționează (un fenol greu solubil se dizolvă în soluția de NaOH); etanolul și alcoolul benzilic nu reacționează, pentru că sunt alcooli.

Exemplul 4: nivel de examen, amestec de fenol și etanol

30,4 g dintr-un amestec de fenol și etanol reacționează cu exact 100 g de soluție de NaOH 10%. Află compoziția amestecului și volumul de hidrogen (c.n.) degajat când aceeași cantitate de amestec reacționează cu sodiu în exces.

1. Numai fenolul reacționează cu NaOH: $n_{\mathrm{NaOH}}=\frac{100\cdot 0,1}{40}=0,25$ mol, deci în amestec sunt 0,25 mol de fenol, adică $0,25\cdot 94=23,5$ g.
2. Etanolul: $30,4-23,5=6,9$ g, adică $\frac{6,9}{46}=0,15$ mol.
3. Cu sodiul reacționează ambii: $0,25+0,15=0,4$ mol de grupe –OH, care dau $0,2$ mol de H₂, adică $0,2\cdot 22,4=4,48$ L.

Cum recunoști tipul: când un amestec de alcool și fenol reacționează cu doi reactivi, NaOH îți dă numai fenolul, iar sodiul îți dă totalul.

Exemplul 5: procentul de azot din o-nitrofenol

Calculează procentul de azot din o-nitrofenol (2-nitrofenol), C₆H₅NO₃, unul dintre produșii nitrării fenolului cu acid azotic diluat.

1. $M=6\cdot 12+5\cdot 1+14+3\cdot 16=139$ g/mol.
2. $\%\mathrm{N}=\frac{14}{139}\cdot 100\approx 10,07\%$.

Verificare: p-nitrofenolul, izomerul lui, are aceeași formulă moleculară, deci același procent de azot; procentul nu deosebește izomerii.

Înainte și după

• Înainte: benzenul și orientarea substituției; etanolul și reacția alcoolilor cu sodiul.
• După: acidul acetic și ceilalți acizi carboxilici, pentru ordinea tăriei acide; compușii carbonilici, cu condensarea formaldehidei cu fenolul; aminele aromatice, unde grupa –NH₂ activează nucleul la fel ca grupa –OH.

Fenolii dau cu clorura de fier(III) o colorație violetă, reacție de identificare a grupei $-\mathrm{OH}$ fenolice; alcoolii nu dau această colorație. Alcoolul benzilic, ${\mathrm{C}}_6{\mathrm{H}}_5\mathrm{C}{\mathrm{H}}_2\mathrm{OH}$, nu este fenol: grupa $-\mathrm{OH}$ este legată de un carbon saturat, iar compusul nu reacționează cu NaOH.

Problemă. Un amestec echimolecular de fenol și etanol are masa $14$ g. Ce volum de soluție NaOH $1$ M reacționează cu amestecul și ce volum de ${\mathrm{H}}_2$ (condiții normale) degajă amestecul cu sodiu în exces?

1. Cu $x$ mol din fiecare component: $94x+46x=14$, deci $x=0,1$ mol.
2. Cu NaOH reacționează numai fenolul: $0,1$ mol, adică $V=0,1/1=0,1$ L soluție.
3. Cu sodiu reacționează ambii compuși, câte $\frac{1}{2}$ mol ${\mathrm{H}}_2$ pentru fiecare mol: $0,05+0,05=0,1$ mol, adică $2,24$ L.

Acid picric. ${\mathrm{C}}_6{\mathrm{H}}_5\mathrm{OH}+3HN{\mathrm{O}}_3\to {\mathrm{C}}_6{\mathrm{H}}_2(\mathrm{N}{\mathrm{O}}_2{)}_3\mathrm{OH}+3{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}$: $94$ g fenol ($1$ mol) consumă $189$ g acid azotic ($3$ mol) și dau teoretic $229$ g acid picric. Esterii fenolilor nu se obțin prin esterificare directă cu acizi carboxilici, ci prin acilare cu anhidride sau cloruri acide.

Complement grupat. Despre fenol, alegeți afirmațiile corecte:

1. reacționează cu NaOH;
2. degajă $\mathrm{C}{\mathrm{O}}_2$ din $\mathrm{NaHC}{\mathrm{O}}_3$;
3. dă colorație violetă cu $\mathrm{FeC}{\mathrm{l}}_3$;
4. se bromurează numai în prezența $\mathrm{FeB}{\mathrm{r}}_3$.

A. Numai 1, 2 și 3 sunt corecte. B. Numai 1 și 3 sunt corecte. C. Numai 2 și 4 sunt corecte. D. Numai 4 este corectă. E. Toate sunt corecte sau toate sunt false.

Răspuns: B. Afirmațiile 1 și 3 sunt adevărate: fenolul formează fenoxid de sodiu cu NaOH și dă colorație violetă cu clorura de fier(III). Afirmația 2 este falsă, fiindcă fenolul este un acid mai slab decât acidul carbonic și nu poate degaja $\mathrm{C}{\mathrm{O}}_2$ din bicarbonat. Afirmația 4 este falsă, deoarece inelul activat de $-\mathrm{OH}$ reacționează cu apa de brom fără catalizator.

Unde apare la examen

• Admiterea la Medicină, UMFCD: tematica pentru 2026 cere capitolul „Fenoli” din manualul de clasa a XI-a de la LVS Crepuscul (paginile 16–19), plus reacțiile de nitrare și de halogenare, compușii organici cu caracter acid (paginile 114–121) și reacțiile de condensare (tematica de admitere UMFCD 2026). Formatul testului este pe pagina Admitere Medicină UMFCD.
• Programa 1 de clasa a XI-a (profil real): nitrarea fenolului este la trunchiul comun, iar definiția, clasificarea și caracterul acid al fenolilor, bromurarea fenolului și condensarea compușilor carbonilici cu fenolul sunt la curriculumul diferențiat, obligatoriu numai pentru specializarea științe ale naturii (programele de chimie, clasa a XI-a, OMECI 5099/2009).
• Bacalaureatul, chimie organică: programa de examen cere nitrarea fenolului, ca exemplu de reacție de substituție, iar fenolii intră la compușii hidroxilici, printre compușii cu grupe funcționale monovalente (programa de bacalaureat, anexa 2 la OMENCS 5070/2016).

Greșeli frecvente

• Greșit: Fenolul este neutralizat de $\mathrm{NaHC}{\mathrm{O}}_3$ ca acidul acetic.
  Corect: Fenolul este acid mai slab decât acidul carbonic și nu degajă $\mathrm{C}{\mathrm{O}}_2$ din bicarbonat.
• Greșit: Apa de brom dă un singur bromofenol fără precipitat.
  Corect: Apa de brom substituie direct cei trei atomi de hidrogen din pozițiile 2, 4 și 6 și dă 2,4,6-tribromofenol, precipitat alb.
• Greșit: Orice compus cu grupa OH și un inel aromatic este fenol.
  Corect: În fenol, OH este legat direct de carbonul inelului; în alcoolul benzilic este legat de carbon saturat și nu are caracter acid.
• Greșit: Nitrarea fenolului cere amestec sulfonitric, ca la benzen.
  Corect: Nucleul fenolului este activat și se nitrează cu acid azotic diluat, în pozițiile orto și para.

Înainte și după

Întrebări frecvente