Bài tập Hóa học Lớp 11 - Chương 5: Ankin - Võ Hồng Thái

Giáo khoa hóa hữu cơ Biên soạn: Võ Hồng Thái 1 V. ANKIN (ALKYNE, ALCYNE, AlCIN, DÃY ĐỒNG ĐẲNG AXETILEN) V.1. Định nghĩa Ankin là một loại hiđrocacbon mà trong phân tử có chứa một liên kết ba, mạch hở. V.2. Công thức tổng quát CnH2n – 2 (n ≥ 2) V.3. Cách đọc tên (Danh pháp) - Ankan → Ankin (Có thêm số chỉ vị trí của liên kết ba, đặt ở giữa hoặc ở phía sau hoặc phía trước, được đánh số nhỏ. Mạch chính là mạch cacbon có chứa liên kết ba C≡C, dài nhất và mang nhiều nhóm thế hơn) - Đọc tên các gốc hiđrocacbon liên kết vào cacbon mang nối ba, rồi thêm chữ “axetilen” (Coi các gốc hiđrocacbon liên kết vào cacbon mang nối ba như là các nhóm thế thế H của axetilen, acetilen) Thí dụ: CH CH EtinAxetilen(C2H2) CH3 C CH PropinMetylaxetilen(C3H4)CH3 C C CH31 2 3 4 But-2-inButin-22-ButinÑimetylaxetilen(C4H6) CH C CHCH3 CH31 2 3 4 3-Metylbut-1-inIsopropylaxetilen(C5H8)CH3 CH2 CHCH3 C C CH3123456 4-Metylhex-2-inSec-butylmetylaxetilen(C7H12)CH3 CH2 CH2 CCCH3CH2CH CH CH3CH3123 4 5 6 3,5-Ñimetyl-3-propylhex-1-in(C11H20)CH3 C C CH2 CH31 2 3 4 5 Pent-2-in; Pentin-2; 2-PentinEtylmetylaxetilen(C5H8)CH3 CHCH3 C C CHCH2 CH3CH CH3CH31 2 3 4 5 6 7 5-Etyl-2,6-ñimetylhept-3-in(C11H20) Giáo khoa hóa hữu cơ Biên soạn: Võ Hồng Thái 2 V.4. Tính chất hóa học V.4.1. Phản ứng cháy CnH2n – 2 + (3n – 1)/2 O2 → 0t nCO2 + (n – 1)H2O 1 mol n mol (n –1) mol Ankin cháy tạo số mol H2O < số mol CO2 hay thể tích hơi nước nhỏ hơn so với khí cacbonic (đo trong cùng điều kiện về nhiệt độ và áp suất) V.4.2. Phản ứng cộng hiđro (Phản ứng hiđro-hóa) Để ankin cộng hiđro (H2) phải cần dùng chất xúc tác thích hợp [Ni (Niken, Nickel) hay Pt (Bạch kim, Platin)] và đun nóng. Ankin cộng H2 tạo anken, rồi ankan. CnH2n – 2 + H2  → 0 ,)( tPtNi CnH2n Ankin Hiđro Anken (Olefin) CnH2n + H2  → 0 ,)( tPtNi CnH2n + 2 Anken Hiđro Ankan (Parafin) Khi có H2 dư hay vừa đủ và phản ứng hoàn toàn (hay hiệu suất 100%) thì ankin mới phản ứng hết để tạo ankan. CnH2n – 2 + 2H2  → 0 ,)( tPtNi CnH2n + 2 Ankin Hiđro Ankan (1 mol) (2 mol) R-C≡C-R’ + H2  → 0 ,)( tPtNi R-CH=CH-R’ Ankin Hiđro Anken R-CH=CH-R’ + H2  → 0 ,)( tPtNi R-CH2-CH2-R’ Anken Ankan Khi có H2 dư (hay vừa đủ) và phản ứng hoàn toàn (phản ứng hiệu suất 100%, phản ứng kết thúc, phản ứng xong), thì: R-C≡C-R’ + 2H2  → 0 ,)( tPtNi R-CH2-CH2-R’ Ankin Hiđro Ankan (Parafin) Thí dụ: CH≡CH + H2  → 0 ,)( tPtNi CH2=CH2 Axetilen (Etin) Hiđro Etilen (Eten) CH2=CH2 + H2  → 0 ,)( tPtNi CH3-CH3 Etilen Etan Nếu có H2 dư (hay vừa đủ) và phản ứng hoàn toàn thì axetilen phản ứng hết và tạo ra etan: CH≡CH + 2H2  → 0 ,)( tPtNi CH3-CH3 (C2H2) (C2H6) Axetilen Hiđro Etan Giáo khoa hóa hữu cơ Biên soạn: Võ Hồng Thái 3 CH3-C≡CH + H2  → 0 ,)( tPtNi CH3-CH=CH2 (Propen; Propilen) CH3-CH=CH2 + H2  → 0 ,)( tPtNi CH3-CH2-CH3 (Propan) Nếu phản ứng hoàn toàn và có H2 dư hay vừa đủ thì propin phản ứng hết để tạo propan. CH3-C≡CH + 2H2  → 0 ,)( tPtNi CH3-CH2-CH3 (C3H4) (C3H8) Propin (Metylaxetilen) Hiđro Propan Lưu ý L.1. Phản ứng cộng hiđro (H2) vào ankin thường xảy ra không hoàn toàn. Sau phản ứng, có thể thu được ankan, anken lẫn ankin và H2. Chỉ khi nào giả thiết cho có H2 dư hay vừa đủ và phản ứng hoàn toàn (hiệu suất 100%, phản ứng xong, phản ứng kết thúc), thì tất cả lượng ankin có lúc đầu mới phản ứng hết để tạo ankan. L.2. Muốn phản ứng ankin cộng H2 tạo ra chủ yếu là anken thì ta dùng H2 không dư và dùng chất xúc tác Pd/PbCO3 (chất xúc tác palađi, paladium, trên chất mang chì cacbonat, hay palađi trên chất mang BaSO4), đun nóng. R-C≡C-R’ + H2  → 0 3 ,/ tPbCOPd R-CH=CH-R’ Ankin Hiđro Anken (Olefin) (1 mol) (1 mol) Thí dụ: CH≡CH + H2  → 0 3 ,/ tPbCOPd CH2=CH2 (C2H2) (C2H4) Axetilen Hiđro Etilen Bài tập 35 Hỗn hợp khí A gồm axetilen và hiđro có thể tích 3,52 lít (ở 27,3°C; 106,4 cmHg) được cho vào một bình kín có chứa một ít bột Ni làm xúc tác. Đun nóng bình một thời gian, thu được hỗn hợp khí B. a. Hỗn hợp B có thể gồm các chất nào? b. Tỉ khối của hỗn hợp A so với heli bằng 2. Tính khối lượng hỗn hợp B. c. Trong hỗn hợp B trên có chứa 0,01 mol một chất mà khi đốt cháy tạo số mol nước nhỏ hơn số mol CO2; 0,9 gam một chất mà khi đốt cháy tạo số mol nước lớn hơn CO2. Tính phần trăm thể tích mỗi khí trong hỗn hợp B và hiệu suất phản ứng axetilen cộng hiđro. (C = 12 ; H = 1 ; He = 4) ĐS: 1,6 gam 23,08% C2H6; 7,69% C2H4; 7,69% C2H2; 61,54% H2 HS 80% Bài tập 35’ Hỗn hợp khí X gồm metyl axetilen và hiđro. Cho 2,464 lít hỗn hợp X (đo ở 27,3°C; 1,4 atm) vào một bình kín có chứa một ít bột Niken làm xúc tác. Đun nóng bình một thời gian, thu được hỗn hợp khí Y. a. Hỗn hợp Y có thể gồm các chất nào? Giáo khoa hóa hữu cơ Biên soạn: Võ Hồng Thái 4 b. Tỉ khối hơi của hỗn hợp X so với hiđro bằng 14 109 . Xác định khối lượng hỗn hợp Y. c. Trong hỗn hợp Y trên có chứa 672 mL (đktc) một khí mà khi đốt cháy không tạo CO2; 0,84 gam một khí mà khi đốt cháy tạo số mol nước bằng số mol CO2. Tính phần trăm khối lượng mỗi khí trong hỗn hợp Y. Tính hiệu suất phản ứng H2 cộng hiđrocacbon không no. (C = 12 ; H = 1) ĐS: 2,18 gam 40,37% C3H8; 38,53% C3H6; 18,35% C3H4; 2,75% H2 HS 66,67% V.4.3. Ankin cộng halogen X2 (Cl2, Br2, I2) CnH2n – 2 + X2 → CnH2n – 2X2 Ankin Halogen Dẫn xuất điahalogen của anken CnH2n – 2X2 + X2 → CnH2n – 2 X4 Dẫn xuất đihalogen của anken Dẫn xuất tetrahalogen của ankan Nếu có halogen X2 có dư thì tất cả ankin phản ứng để tạo dẫn xuất tetrahalogen của ankan: CnH2n – 2 + 2X2 → CnH2n – 2 X4 Ankin Halogen Dẫn xuất tetrahalogen của ankan R C C R' + X2 R C C R' X XAnkin Halogen Daãn xuaát ñihalogen cuûa anken R C C R' X X + X2 R C C R' X X X XDaãn xuaát ñihalogen cuûa anken Halogen Daãn xuaát tetrahalogen cuûa ankanNeáu coù X 2 dö: R C C R' + 2X2 R C C R' X X XXAnkin Halogen (dung dòch) Khi cho ankin tác dụng với halogen X2, halogen cộng vào ankin tạo dẫn xuất đihalogen của anken, rồi halogen cộng tiếp vào dẫn xuất đihalogen của anken để tạo ra dẫn xuất tetrahalogen của ankan. Ankin cộng halogen dễ dàng, chỉ cần dùng dung dịch halogen và phản ứng xảy ra được ngay cả trong bóng tối. Vì phản ứng xảy ra dễ, nên nếu có dư halogen X2, thì tất cả ankin phản ứng hết để tạo dẫn xuất tetrahalogen của ankan; Và ngược lại, nếu có dư hiđrocacbon không no thì halogen phản ứng hết. Tuy nhiên, nếu halogen X2 thiếu thì sau phản ứng có thể thu được ankin còn dư; sản phẩm cộng dẫn xuất Giáo khoa hóa hữu cơ Biên soạn: Võ Hồng Thái 5 đihalogen của anken, dẫn xuất tetrahahlogen của ankan (sản phẩm cộng nối đôi lẫn nối đơn). Muốn phản ứng ankin cộng brom dừng ở giai đoạn tạo dẫn xuất đibrom của anken thì thực hiện ở nhiệt độ thấp (-20ºC) Thí dụ: CH CH + Br2 CH CH Br BrAxetilen Nöôùc Brom 1,2-Ñibrom etilen1,2-Ñibrom eten CH CH Br Br + Br2 CH CH Br Br Br Br1,2-Ñibrom etilen 1,1,2,2-Tetrabrom etanNeáu coù nöôùc brom dö thì axetilen phaûn öùng heát, taïo saûn phaåmnoái ñôn: CH CH + 2Br2 CH CH Br Br Br Br (1 mol) (2 mol)Axetilen Nöôùc brom 1,1,2,2-Tetrabrom etan1 2 CH3 C CH + 2Br2 CH3 C CH Br Br Br BrPropin Nöôùc Brom 1,1,2,2-Tetrabrom propan123(dö)Me tyl axetilen Lưu ý Nếu cho axetilen phản ứng trực tiếp với khí clo (Cl2) nguyên chất thì sẽ có hiện tượng nổ, do có phản ứng: C2H2 + Cl2 → 2C + 2HCl Do đó để có phản ứng cộng clo vào axetilen, người ta dùng dung dịch clo. Bài tập 36 Dẫn 1,008 lít axetilen (đktc) qua 200 mL dung dịch Br2 0,25 M. Dung dịch brom bị mất màu hoàn toàn và có 336 mL một khí (đktc) thoát ra. Tính khối lượng các sản phẩm cộng brom thu được. Các phản ứng xảy ra hoàn toàn. (C = 12 ; H = 1 ; Br = 80) ĐS: 1,86 gam CHBr=CHBr; 6,92 gam CHBr2-CHBr2 Bài tập 36’ Cho 672 mL metylaxetilen (đktc) qua 1,75 lít dung dịch nước brom có nồng độ 0,02 mol/lít. Nước brom mất màu hoàn toàn và có 308 mL một khí thoát ra (ở 27,3°C; 608 mmHg). Tính khối lượng sản phẩm cộng brom thu được. Giáo khoa hóa hữu cơ Biên soạn: Võ Hồng Thái 6 Cho biết các sản phẩm cộng brom tan trong dung dịch. Các phản ứng xảy ra hoàn toàn. (C = 12 ; H = 1 ; Br = 80) ĐS: 1 gam CH3-CHBr=CHBr ; 5,4 gam CH3-CHBr2-CHBr2 V.4.4. Ankin cộng nước (hợp nước, Hiđrat hóa ankin) Ankin cộng nước theo tỉ lệ mol 1 : 1, có muối thủy ngân (II) sunfat (HgSO4), trong môi trường axit sunfuric, đun nóng ở 80°C, thì chỉ có ankin đơn giản nhất là axetilen mới tạo được anđehit, đó là anđehit axetic (CH3-CHO). Các ankin khác cộng nước với điều kiện như trên chỉ tạo xeton (ceton, R-CO-R’). Phản ứng cộng HX, cộng H2O vào ankin cũng theo qui tắc Markovnikov giống như cộng vào anken. CH CH + H2O HgSO4/H2SO4 , 80 0C [CH2 CH OH] CH3 CH O 1 mol 1 mol (Khoâng be àn) Anñehit axeticAxetilen Nöôùc EtanalAxetanñehit CH3 C CH + H2O HgSO4/H2SO4 , 80 C 0 [CH3 C CH2 OH ] CH3 C CH3 OPropin Nöôùc (Khoâng be àn) AxetonÑimetyl xetonPropanonMe tyl axetilen CH3 C C CH3 + H2O 0CHgSO4/H2SO4 , 80 [CH3 C OH C H CH3] CH3 C CH2 O CH3Butin-2 Nöôùc (Khoâng be àn) Me tyl etyl xetonButanon -2Ñimetyl axetilen(1 mol) (1 mol)1 2 3 4 V.4.5. Ankin cộng HX (Hiđro halogenua) Ankin cộng hiđro halogenua (HX) khó hơn cộng halogen (X2). Tác dụng của hiđro florua (HF) vào axetilen lúc đầu tạo vinyl florua, sau đó tạo 1,1- đifloetan. CH CH + HF t 0 , Xt CH2 CH FAxetilen Hiñro florua Vinyl floruaFlo eten CH2 CH F + HF , Xt 0t CH3 CH F F1,1-Ñiflo etanVinyl florua (Qui taéc Markovnikov) Trong kỹ thuật tổng hợp nhựa polivinyl clorua (PVC), muốn điều chế vinyl clorua, người ta cho axetilen tác dụng với hiđro clorua (HCl) trên xúc tác thủy ngân (II) clorua (HgCl2) ở 120 – 150°C. Nếu không có xúc tác HgCl2, thì có phản ứng tiếp giữa vinyl clorua với HCl tạo thành 1,1-điclo etan (CH3-CHCl2) Giáo khoa hóa hữu cơ Biên soạn: Võ Hồng Thái 7 CH CH + HCl HgCl2 , 120 - 150 0C CH2 CH Cl Axetilen Hidro clorua Etyl clorua nCH2 CH Cl TH (t0, Xt) CH2 CH Cl nVinyl clorua Polivinyl clorua PVC CH2 CH Cl + HCl t , Xt 0 CH3 CH Cl ClVinyl clorua Hidro clorua 1,1-Diclo etan CH3 C CH + HBr t 0 , Xt CH3 C CH2 BrPropin Hidro bromua 2-Brom propen CH3 C Br CH2 + HBr t 0 , Xt CH3 C Br CH3 Br 2,2-Dibrom propan V.4.6. Ankin cộng rượu (R-OH), cộng axit hữu cơ (R-COOH), axit xianhiđric (acid cianhidric, HCN) R C CH + R' OH t 0 , Xt R C O R' CH2 Ankin Röôïu Ete khoâng no R C CH + R' C O OH t0, Xt R C O CH2 C O R'Ankin Axit höõu cô Este cuûa röôïu khoâng be àn R C CH + HCN t 0 , Xt R C CH2 CNAxetilen Axit Xianhiñric Hôïp chaát nitrin khoâng no Thí dụ: Giáo khoa hóa hữu cơ Biên soạn: Võ Hồng Thái 8 CH CH + CH3 CH2 OH HgSO4 (BF3, CCl3-COOH , HgO) CH2 CH O CH2 CH3Axetilen Röôïu etylic Etyl vinyl ete CH CH + CH3 C O OH Zn(CH3COO)2 CH3 C O O CH CH2Axetilen Axit axetic Vinyl axetat CH3 C CH + CH2 CH COOH t0 , Xt CH2 CH COO C CH2 CH3PropinMe tyl axetilen Axit acrilicAxit propenoic Isopropenyl acrilat CH CH + HCN t 0 , Xt CH2 CH CNAxetilen Axit Xianhiñric Acrilonitrin Nitrin acrilic V.4.7. Phản ứng trùng hợp a. Phản ứng nhị hợp axetilen, tạo vinyl axetilen CH CH + CH CH Nhò hôïpCu+ , 1000 C(CuCl, NH4Cl, 100 C0 ) CH2 CH C CH (2C2H2) (C4H4)Axetilen Axetilen Vinyl axetilen b. Tam hợp axetilen, tạo benzen 3CH CH Tam hôïpThan hoaït tính , C , 6000C C6H6(3C2H2)Axetilen Benzen c. Đa hợp axetilen, thu được cupren Giáo khoa hóa hữu cơ Biên soạn: Võ Hồng Thái 9 n CH CH Truøng hôïp (t , Xt)0 CH CH nAxetilen Polime cuûa axetilen Cupren Hay: n 2 C2H2 0Truøng hôïp (t , Xt) (CH)nAxetilen Cupren(Chaát caùch ñie än, caùch nhie ät) Khi có mặt bột đồng (Cu) và vết oxi ở 200-250°C, axetilen trùng hợp tạo thành một polime, đó là cupren. Đây là một chất bột vô định hình, khối lượng phân tử rất lớn, không tan trong nước và các dung môi hữu cơ. Cupren được dùng làm chất cách điện, cách nhiệt. d. Tam hợp propin, thu được chất isopren 3 CH3 C CH t , Xt (H2SO 4 ñaäm ñaëc)0 CH3 CH3H3C ( 3 C3H4) (C9H12) 1 35 1, 3, 5 -Trimetyl benzenMesitilenPropinMetyl axetilen V.4.8. Phản ứng ankin bị oxi hóa bởi dung dịch kali pemanganat (KMnO4 , Thuốc tím) R-C≡C-R’ + 3[O] + H2O  → 4KMnOdd R-COOH + R’-COOH Ankin Axit hữu cơ Axit hữu cơ CH≡CH + 4[O]  → 4KMnOdd HOOC-COOH Axetilen Axit oxalic; Axit etanđioic 3CH≡CH + 8KMnO4 → 3KOOC-COOK + 8MnO2↓ + 2KOH + 2H2O Axetilen Kali pemanganat Kali oxalat Mangan đioxit Kali hiđroxit (Chất khử) (Chất oxi hóa) CH≡CH + 2KMnO4 + 3H2SO4 → 2CO2 + 2MnSO4 + K2SO4 + 4H2O Axetilen Kali pemanganat Axit sunfuric Khí cacbonic Mangan (II) sunfat (Chất khử) (Chất oxi hóa) Giáo khoa hóa hữu cơ Biên soạn: Võ Hồng Thái 10 0 −1 +7 +3 +4 +2 5CH3-C≡CH + 8KMnO4 + 12H2SO4 → 5CH3-COOH + 5CO2 + 8MnSO4 + 4K2SO4 + 12H2O Propin Kali pemanganat Axit axetic (Chất khử) (Chất oxi hóa) 0 0 +7 +3 +3 5CH3-C≡C-CH2-CH3 + 6KMnO4 + 9H2SO4 → 5CH3-COOH + 5CH3-CH2-COOH Pentin-2 Kali pemanganat Axit axetic Axit propionic (Chất khử) (Chất oxi hóa) +2 + 6MnSO4 + 3K2SO4 + 4H2O V.4.9. Ankin đầu mạch (Ankin thật, Ankin có nối ba đầu mạch, R-C≡CH) tác dụng với dung dịch bạc nitrat trong amoniac, với dung dịch đồng (I) clorua trong amoniac Nguyên tử H liên kết với cacbon mang nối ba đầu mạch tương đối linh động. [Do H có độ âm điện 2,10 còn C nối đơn (Csp3) có độ âm điện 2,50; C nối đôi (Csp2) có độ âm điện 2,69; C nối ba (Csp) có độ âm điện lớn nhất, 2,75, nên H liên kết vào C nối ba linh động hơn so với H liên kết vào C nối đơn, nối đôi]. Do đó nguyên tử H linh động này dễ được thế bởi ion bạc (Ag+) có trong dung dịch bạc nitrat trong amoniac (AgNO3/NH3), tạo sản phẩm thế là muối bạc không tan có màu vàng nhạt, một lúc sau chuyển sang màu xám. Nguyên tử H linh động này cũng dễ được thế bởi ion đồng (I) (Cu+) có trong dung dịch đồng (I) clorua trong amoniac (CuCl/NH3) tạo sản phẩm thế là muối đồng (I) không tan có màu đỏ gạch. R-C≡CH + AgNO3 + NH3 → R-C≡CAg ↓ + NH4NO3 Ankin đầu mạch dd Bạc nitrat trong amoniac Muối bạc của ankin đầu mạch Amoni nitrat Ankylaxetilen Bạc ankylaxetilua (Chất không tan, có màu vàng nhạt) R-C≡CH + CuCl + NH3 → R-C≡CCu ↓ + NH4Cl Ankin đầu mạch Dung dịch đồng (I) clorua trong amoniac Muối đồng (I) của ankin đầu mạch Ankyl axetilen Đồng (I) ankylaxetilua (Chất không tan, có màu đỏ gạch) Thí dụ: HC≡CH + 2AgNO3 + 2NH3 → AgC≡CAg ↓ + 2NH4NO3 Axetilen Bạc axetilua Etin Muối bạc của etin (Chất không tan, có màu vàng nhạt) HC≡CH + 2CuCl + 2NH3 → CuC≡CCu ↓ + 2NH4Cl Axetilen dd Đồng (I) clorua trong amoniac Đồng (I) axetilua Amoni clorua Etin Muối đồng (I) của etin (Chất không tan, có màu đỏ gạch) 2CH3-C≡CH + AgNO3 + NH3 → 2CH3-C≡CAg ↓ + NH4NO3 Propin, Metylaxetilen Bạc metyl axetilen (Chất không tan, có màu vàng nhạt) Giáo khoa hóa hữu cơ Biên soạn: Võ Hồng Thái 11 CH3-CH2-C≡CH + CuCl + NH3 → CH3-CH2-C≡CCu ↓ + NH4Cl Butin –1 dd Đồng (I) clorua trong amoniac Muối đồng (I) của butin – 1 Etyl axetilen Đồng (I) axetilua (Chất không tan, có màu đỏ gạch) Lưu ý L.1. Chương trình phổ thông hiện nay không học phản ứng giữa ankin đầu mạch với dung dịch đồng (I) clorua trong amoniac. L.2. Ankin chứa nối ba trong mạch (R-C≡C-R’) không tác dụng với dung dịch AgNO3/NH3 cũng như dung dịch CuCl/NH3. Thí dụ: CH3-C≡C-CH3 + AgNO3 + NH3 But-2-in ; Đimetylaxetilen CH3-C≡C-CH2-CH3 + CuCl + NH3 Pent-2-in; Etylmetylaxetilen L.3. Người ta thường dùng phản ứng đặc trưng này để nhận biết ankin đầu mạch, cũng như để tách lấy ankin đầu mạch ra khỏi hỗn hợp cách chất hữu cơ. Nếu là ankin đầu mạch thì khi cho tác dụng với dung dịch bạc nitrat trong amoniac (AgNO3/NH3) sẽ thu được chất không tan có màu vàng nhạt. Cho hỗn hợp các chất hữu cơ có chứa ankin đầu mạch tác dụng với dung dịch bạc nitrat trong amoniac thì chỉ có ankin đầu mạch phản ứng tạo chất không tan có màu vàng nhạt. Sau đó lọc lấy chất không tan này cho tác dụng với dung dịch axit clohiđric (HCl) sẽ tái tạo được ankin đầu mạch. R-C≡CH + AgNO3 + NH3 → R-C≡CAg↓ + NH4NO3 Ankin đầu mạch Muối bạc của ankin đầu mạch (Chất không tan, có màu vàng nhạt) R-C≡CAg ↓ + HCl → R-C≡CH + AgCl ↓ Muối bạc của ankin đầu mạch Axit clohiđric Ankin đầu mạch Bạc clorua Thí dụ: HC≡CH + 2AgNO3 + 2NH3 → AgC≡CAg ↓ + 2NH4NO3 Axetilen Dung dịch bạc nitrat trong amoniac Bạc axetilua AgC≡CAg ↓ + 2HCl → HC≡CH ↑ + 2AgCl ↓ Axit clohiđric Axetilen Bạc clorua CH3 CHCH3 C CH + AgNO3 + NH3 CH3 CHCH3 C CAg + NH4NO33-Metylbut-1-inIsopropylaxetilen Muoái baïc cuûa 3-metylbut-1-inBaïc isopropylaxetiluaCH3 CHCH3 C CAg + HCl CH3 CHCH3 C CH + AgClAxit clohiñric Isopropylaxetilen Baïc clorua Giáo khoa hóa hữu cơ Biên soạn: Võ Hồng Thái 12 Bài tập 37 Tách lấy riêng từng khí ra khỏi hỗn hợp gồm: metan, etilen và axetilen. Bài tập 37’ Hãy tách lấy riêng từng chất ra khỏi hỗn hợp gồm các khí sau đây: Propan, propilen và propin. L.4. Thực ra khi cho muối bạc nitrat vào dung dịch amoniac thì có sự tạo phức chất có chứa ion phức là [Ag(NH3)2]+ tan trong dung dịch. Cũng như khi cho đồng (I) clorua vào dung dịch amoniac là có sự tạo ion phức [Ag(NH3)2]+ tan. Trong sách ở phổ thông cũ viết Ag2O nhằm đơn giản hóa. Do vậy phản ứng giữa ankin đầu mạch với dung dịch bạc nitrat có các cách viết khác nhau như sau: R-C≡CH + AgNO3 + NH3 → R-C≡CAg ↓ + NH4NO3 R-C≡CH + Ag2O  → 33 / NHAgNO R-C≡CAg↓ + H2O R-C≡CH + [Ag(NH3)2]+  → 33 / NHAgNO R-C≡CAg ↓ + NH4+ + NH3 R-C≡CH + [Ag(NH3)2]NO3  → 33 / NHAgNO R-C≡CAg ↓ + NH4NO3 + NH3 R-C≡CH + [Ag(NH3)2]OH  → 33 / NHAgNO R-C≡CAg ↓ + 2NH3 + H2O Sách phổ thông (không nâng cao, chương trình chuẩn) hiện nay viết theo cách đầu, nghĩa là đọc sao viết vậy. Còn sách nâng cao viết phản ứng này theo cách cuối, ớ dạng phức [Ag(NH3)2]OH. Thí dụ: Viết phản ứng giữa axetilen với dung dịch bạc nitrat trong amoniac theo 5 cách. HC≡CH + 2AgNO3 + 2NH3 → AgC≡CAg↓ + 2NH4NO3 (1) dd Bạc nitrat trong amoniac Amoni nitrat HC≡CH + Ag2O → 3NH AgC≡CAg↓ + H2O (2) Axetilen Bạc oxit Bạc axetilua Nước HC≡CH + 2[Ag(NH3)2]+  → 33 / NHAgNO AgC≡CAg↓ + 2NH4+ + 2NH3 (3) Ion phức của bạc với amoniac Ion amoni Amoniac HC≡CH + 2[Ag(NH3)2]NO3  → 33 / NHAgNO AgC≡CAg↓ + 2NH4NO3 + 2NH3 (4) HC≡CH + 2[Ag(NH3)2]OH  → 33 / NHAgNO AgC≡CAg↓ + 4NH3 + 2H2O (5) Thí dụ khác: Viết phản ứng giữa propin với dung dịch bạc nitrat trong amoniac theo 5 cách. Giáo khoa hóa hữu cơ Biên soạn: Võ Hồng Thái 13 CH3-C≡CH + AgNO3 + NH3 → CH3-C≡CAg↓ + NH4NO3 (1) Propin; Mety axetilen Bạc metylaxetilua CH3-C≡CH + Ag2O  → 33 / NHAgNO 2CH3-C≡CAg↓ + H2O (2) CH3-C≡CH + [Ag(NH3)2]+  → 33 / NHAgNO CH3-C≡CAg↓ + NH4+ + NH3 (3) CH3-C≡CH + [Ag(NH3)2]NO3  → 33 / NHAgNO CH3-C≡CAg↓ + NH4NO3 + NH3 (4) CH3-C≡CH + [Ag(NH3)2]OH  → 33 / NHAgNO CH3-C≡CAg↓ + 2NH3 + H2O (5) Thí dụ tự làm: Viết phản ứng giữa isopropyl axetilen với dung dịch bạc nitrat trong amoniac theo các cách khác nhau. L.5. Đề thi tuyển sinh đại học hiện nay do Bộ Giáo Dục và Đào Tạo ra chung cho cả nước, theo sát chương trình ở sách giáo khoa ở phổ thông. Do đo đó chúng ta nên theo cách viết ở phổ thông khi làm bài. Như vậy trong 5 cách trên, nếu học theo chương trình chuẩn (không nâng cao), thì chúng ta viết theo cách (1). Theo chương trình nâng cao thì viết theo cách (5). Bài tập 38 Chất A có CTPT C10H10. Cho 2,6 gam chất A tác dụng hoàn toàn với lượng dư dung dịch AgNO3/NH3, thu được 9,02 gam một chất không tan có màu vàng nhạt. Xác định CTCT của A. Biết rằng khi hiđro hóa hoàn toàn A thì thu được chất 4-etyl-3- metylheptan. (C = 12 ; H = 1 ; Ag = 108) Bài tập 38’ X là một hiđrocacbon có CTPT C12H16. Đem 2,4 gam chất X tác dụng với lượng dư dung dịch bạc trong amoniac, phản ứng xong, thu được 5,61 gam một chất không tan có màu vàng nhạt. Nếu đem khử hoàn toàn chất X bằng H2 thì thu được chất 1-etyl-4-butyl xiclohexan. Xác định CTCT của X. Viết các phương trình phản ứng xảy ra. (C = 12 ; H = 1 ; Ag = 108) V.5. Ứng dụng V.5.1. Axetilen → PVC CH CH + HCl t 0 , Xt CH2 CH Cl Axetilen Axit hiñric Vinyl clorua n CH2 CH Cl TH (t0, Xt) CH2 CH Cl n Vinyl clorua Polivinyl clorua PVC Giáo khoa hóa hữu cơ Biên soạn: Võ Hồng Thái 14 V.5.2. Axetilen → Các loại cao su nhân tạo (Buna, Buna-N, Buna-S, Cloropren, Isopren) CH≡CH + HC≡CH  → Xtt ,0 CH2=CH-C≡CH Axetilen Axetilen Vinylaxetilen CH2=CH-C≡CH + H2  → 0, tPd CH2=CH-CH=CH2 Vinyl axetilen Hiđro Buta-1,3-đien n CH2=CH-CH=CH2  → NaTH (-CH2-CH=CH-CH2-)n Buta-1,3-đien Cao su buna nCH2 CH CH CH2 + nCHCN CH2 ÑTHNa CH2 CH CH CH2 CHCN CH2 nButa-1,3-ñien NitrinacrilicAcrilonitrin Cao su buna-NnCH2 CH CH CH2 + nCH CH2 ÑTHNa CH2 CH CH CH2 CH CH2 nButa-1,3-ñien Stiren; Vinylbenzen Cao su buna-SCH2 CH C CH + HCl Xt, t o CH2 CH CCl CH21234Cloropren; 2-Clobuta-1,3-ñienVinylaxetilen Hiñro cloruanCH2 CH CCl CH2 THNa CH2 CH C CH2Cl nCloropren Cao su cloropren Axetilen → Vinyl axetilen → n-Butan → Propen → Rượu isopropylic → Axeton → 2-Metylbut-3-in-2-ol → 2-Metylbut-2-en-3-in → Isopren → Cao su isopren CH≡CH + CH≡CH Nhị hợp (tº , Xt) CH2=CH-C≡CH Axetilen Axetilen Vinyl axetilen CH2=CH-C≡CH + 3H2  → 0,tNi CH3-CH2-CH2-CH3 Vinyl axetilen Hiđro Butan; n- Butan CH3-CH2-CH2-CH3  → XttCracking ,,( 0 CH4 + CH2=CH-CH3 n-Butan Metan Propen (Propilen) Giáo khoa hóa hữu cơ Biên soạn: Võ Hồng Thái 15 CH CH3CH2 + H2O H3PO4, t , p 0 CH3 CH OH CH3Propen Nöôùc Röôïu isopropylic(H2SO4(l), t )0 CH3 CH OH CH3 + CuO t 0 CH3 C CH3 O + Cu + H2ORöôïu isopropylic Ñoàng (II) oxit AxetonÑimetyl xetonPropanon Ñoàng Nöôùc CH CH + CH3 C CH3 O t 0 , Xt(KOH) CH C C OH CH3 CH3 (Phaûn öùng Favorski)Axetilen Axeton 2-Metylbut-3-in-2-ol2-Metylbut-3-in-2-olCH C COH CH3CH3 H2SO 4(ñ), 1800C CH C C CH2CH3 + H2O2-Metylbut-1-en-3-in1234 1234 4 3 2 12-Metylbut-1-en-3-inCH C C CH2CH3 + H2 Pd , t0 CH2 CH CCH3CH2IsoprenButañien-1,3 n CH2 CH C CH2 CH3 TH Na CH2 CH C CH3 CH2 nIsopren Cao su isopren 1234 V.5.3. Ankin → Anken Khi cho ankin tác dụng hiđro dùng chất xúc tác là hỗn hợp Pd/PbCO3 hoặc Pd/BaSO4, đun nóng, thì ankin chỉ cộng một phân tử hiđro tạo anken tương ứng. R-C≡C-R’ + H2  → otPbCOPd ,/ 3 R-CH=CH-R’ Ankin Hiđro Anken (Olefin) Thí dụ: CH≡CH + H2  → otPbCOPd ,/ 3 CH2=CH2 Axetilen Hiđro Etilen CH3-C≡CH + H2  → otBaSOPd ,/ 4 CH3-CH=CH2 Propin Hiđro Propen V.5.4. Axetilen → Benzen 3 CH CH Tam hôïpC , 6000C( 3C2H2 ) (C6H6) Axetilen Benzen (Than hoïat tính) Giáo khoa hóa hữu cơ Biên soạn: Võ Hồng Thái 16 V.5.5. Propin → Mesitilen 3 CH3 C CH Tam hôïp(t , Xt)0 CH3 CH3H3C (3 C3H4) (C9H12)PropinMetyl axetilen Mesitilen1,3,5-Trimetyl benzen V.5.6. Axetilen → Nhựa phenolfomanđehit Axetilen → Anđehit axetic → Axit axetic → Natri axetat → Metan → Fomanđehit Axetilen → Benzen → Clobenzen → Phenol → Nhựa phenolfomanđehit CH CH + H2O HgSO4/H2SO4 800C CH2 CH OH CH3 CH O Axetilen Nöôùc (Khoâng be àn) Anñehit axetic CH3 CHO + Mn 2+ CH3 COOHO2 1 2Anñehit axetic Oxi(Khoâng khí) Axit axeticAxit axeticCH3 COOH + NaOH CH3 COONa + H2OXuùt Natri axetat NöôùcNatri axetatCH3 COONa (r) + NaOH (r) Voâi toâi-Xuùtt0 CH4 + Na2CO3Metan Xoña (Soda)MetanCH4 + O2 Nitô oxit600 - 8000C HCHO + H2OOxi Fomanñehit Nöôùc(Khoâng khí) 3 C2H2 C600 0C (C6H6)Axetilen Benzen + Cl2 Fe (FeCl3) Cl + HCl (C6H6) (C6H5Cl) Bezen Clo Clobenzen Phenyl clorua Hiñro clorua Phenyl clorua Clobenzen (C6H5Cl) Cl + NaOH(ñ) t 0, p OH + NaCl (C6H5OH) Phenol Natri cloruaXuùt (ñaëc) Phenol (C6H5OH) OH (n + 2) + (n + 1)HCHO Truøng ngöng ( t 0 , Xt ) OH CH2 OH CH2 OH + (n + 1) H2O n Fomanñehit Nhöïa phenol fomanñehit Nöôùc Giáo khoa hóa hữu cơ Biên soạn: Võ Hồng Thái 17 Hay: OH n + n HCHO TN (t 0, Xt) CH2 OH n + n H2O Phenol Fomanñehit Nhöïa phenolfomanñehit Nöôùc V.5.7. Axetilen → Axit axetic CH≡CH + H2O  → CHgSO o804 CH3-CHO Axetilen Nước Anđehit axetic CH3-CHO + 2 1 O2  → +2Mn CH3-COOH Anđehit axetic Oxi (Không khí) Axit axetic V.5.8. Axetilen → Nitrin acrilic CH≡CH + HCN  → Xtt ,0 CH2=CH-CN Axetilen Axit xianhiđric Nitrin acrilic; Acrilonitrin; Acrilonitril V.5.9. Axetilen → PVAc , PVA Axetilen → Anđehit axetic → Axit axetic → Vinyl axetat → Polivinyl axetat (PVAc) → Polivinyl ancol (PVA) CH≡CH + H2O  → CHgSO 04 80 CH3-CHO Axetilen Nước Anđehit axetic CH3-CHO + 2 1 O2  → +2Mn CH3-COOH Anđehit axetic Oxi (Không khí) Axit axetic CH3-COOH + CH≡CH  → ))((, 230 COOCHZnXtt CH3-COO-CH=CH2 Axit axetic Axetilen Vinyl axetat n CH3 C O O CH CH2 TH (t0 , Xt) CH CH2 O C O CH3 nVinyl axetat Polivinylaxetat (PVAc)Polivinylaxetat (PVAc)nCH CH2O CO CH3 + NaOH (dd)n t 0 CHOH CH2 n + n CH3COONaPolivinylancol (PVA)Röôïu polivinylic Natri axetatdd Xuùt V.