Trả lời câu hỏi hoạt động nghiên cứu - Mục IV trang 107

1. Nội dung câu hỏi
 Nghiên cứu phản ứng oxi hoá toluene và benzene bằng dung dịch $KMn{O}_4$

- Cho vào hai ống nghiệm, mỗi ống 1 mL dung dịch $KMn{O}_4$ 0,05 M và 1 mL dung dịch $H_{2}S{O}_4$ 2M.

- Cho tiếp vào ống (1) 1 mL benzene, ống nghiệm (2) 1 mL toluene. Lắc đều và đậy cả hai ống nghiệm bằng nút có ống thuỷ tinh thẳng.

- Đun cách thuỷ hai ống nghiệm trong nồi nước nóng. Ông nghiệm (2) màu tím nhạt dần và mất màu, ống nghiệm (1) vẫn giữ nguyên màu tím.

Nhận xét khả năng phản ứng của benzene và toluene với $KMn{O}_4$. Giải thích.

2. Phương pháp giải
Dựa vào kiến thức về tính chất hóa học của arene.

3. Lời giải chi tiết
Hiện tượng: Toluene làm mất màu dung dịch thuốc tím khi đun nóng; Benzene không làm mất màu dung dịch thuốc tím cả ở điều kiện thường và khi đun nóng.

Giải thích:

Do hiệu ứng liên hợp π bền vững nên benzene không tác dụng với $KMn{O}_4$ (không làm mất màu dung dịch $KMn{O}_4$) kể cả khi đun nóng.

Do ảnh hưởng của vòng benzene, mạch nhánh $–C{H}_3$ của toluene dễ bị oxi hoá khi tương tác với chất oxi hoá mạnh như $KMn{O}_4$. 

Phương trình hoá học:

$5{\mathrm{C}}_6{\mathrm{H}}_5{\mathrm{CH}}_3+6{\mathrm{KMnO}}_4+9{\mathrm{H}}_2{\mathrm{SO}}_4\to 5{\mathrm{C}}_6{\mathrm{H}}_5\mathrm{COOH}+3{ \mathrm{K}}_2{\mathrm{SO}}_4+6{\mathrm{MnSO}}_4+14{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}$.