Giáo khoa hóa hữu cơ ankin alcin

Chia sẻ: Trần Bá Trung | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:25

Thêm vào BST

Báo xấu

252
lượt xem 97
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tham khảo tài liệu 'giáo khoa hóa hữu cơ ankin alcin', tài liệu phổ thông, hóa học phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Giáo khoa hóa hữu cơ ankin alcin

Giáo khoa hóa h u cơ 1 Biên so n: Võ H ng Thái V. ANKIN (ALKYNE, ALCYNE, AlCIN, DÃY NG NG AXETILEN) V.1. nh nghĩa Ankin là m t lo i hi rocacbon mà trong phân t có ch a m t liên k t ba, m ch h . V.2. Công th c t ng quát CnH2n – 2 (n ≥ 2) V.3. Cách c tên (Danh pháp) - Ankan  → Ankin (Có thêm s ch v trí c a liên k t ba, t gi a ho c phía sau ho c phía trư c, ư c ánh s nh . M ch chính là m ch cacbon có ch a liên k t ba C≡C, dài nh t và mang nhi u nhóm th ≡ hơn) - c tên các g c hi rocacbon liên k t vào cacbon mang n i ba, r i thêm ch “axetilen” (Coi các g c hi rocacbon liên k t vào cacbon mang n i ba như là các nhóm th th H c a axetilen, acetilen) Thí d : CH CH Etin CH 3 C CH Propin (C2H 2) Axetilen (C3H 4) Metylaxetilen 1 2 3 4 1 2 3 4 CH3 C C CH3 But-2-in CH C CH CH3 3-Metylbut-1-in (C4H6) Butin-2 Isopropylaxetilen CH 3 2-Butin Ñimetylaxetilen (C5H8) 6 5 4 3 2 1 CH 3 CH 2 CH C C CH3 4-Metylhex-2-in Sec-butylmetylaxetilen CH3 (C7H 12) CH3 3 4 5 6 CH3 CH 2 CH 2 C CH 2 CH CH3 3,5-Ñimetyl-3-propylhex-1-in 2 1 (C11H20) C CH CH3 1 2 3 4 5 CH3 C C CH 2 CH3 Pent-2-in; Pentin-2; 2-Pentin (C5H 8) Etylmetylaxetilen 4 CH 3 1 2 3 5 6 7 CH3 CH C C CH CH CH3 5-Etyl-2,6-ñimetylhept-3-in CH 3 CH 2 CH3 (C11H20)
Giáo khoa hóa h u cơ 2 Biên so n: Võ H ng Thái V.4. Tính ch t hóa h c V.4.1. Ph n ng cháy 0 CnH2n – 2 + (3n – 1)/2 O2 t → nCO2 + (n – 1)H2O 1 mol n mol (n –1) mol Ankin cháy t o s mol H2O < s mol CO2 hay th tích hơi nư c nh hơn so v i khí cacbonic ( o trong cùng i u ki n v nhi t và áp su t) V.4.2. Ph n ng c ng hi ro (Ph n ng hi ro-hóa) ankin c ng hi ro (H2) ph i c n dùng ch t xúc tác thích h p [Ni (Niken, Nickel) hay Pt (B ch kim, Platin)] và un nóng. Ankin c ng H2 t o anken, r i ankan. 0 CnH2n – 2 + H2 Ni (  →  Pt ) , t CnH2n Ankin Hi ro Anken (Olefin) 0 CnH2n + H2 Ni (  →  Pt ) , t CnH2n + 2 Anken Hi ro Ankan (Parafin) Khi có H2 dư hay v a và ph n ng hoàn toàn (hay hi u su t 100%) thì ankin m i ph n ng h t t o ankan. 0 CnH2n – 2 + 2H2 Ni (  →  Pt ) , t CnH2n + 2 Ankin Hi ro Ankan (1 mol) (2 mol) 0 R-C≡C-R’ + H2 Ni (  →  Pt ) , t R-CH=CH-R’ Ankin Hi ro Anken Ni ( Pt ) , t 0 R-CH=CH-R’ + H2    →  R-CH2-CH2-R’ Anken Ankan Khi có H2 dư (hay v a ) và ph n ng hoàn toàn (ph n ng hi u su t 100%, ph n ng k t thúc, ph n ng xong), thì: 0 R-C≡C-R’ + 2H2 Ni (  →  Pt ) , t R-CH2-CH2-R’ Ankin Hi ro Ankan (Parafin) Thí d : 0 CH≡CH + H2 Ni (  →  Pt ) , t CH2=CH2 Axetilen (Etin) Hi ro Etilen (Eten) 0 CH2=CH2 + H2 Ni (  →  Pt ) , t CH3-CH3 Etilen Etan N u có H2 dư (hay v a ) và ph n ng hoàn toàn thì axetilen ph n ng h t và t o ra etan: t0 CH≡CH + 2H2 Ni (  → CH3-CH3  Pt ) , (C2H2) (C2H6) Axetilen Hi ro Etan
Giáo khoa hóa h u cơ 3 Biên so n: Võ H ng Thái 0 CH3-C≡CH + H2 Ni (  → CH3-CH=CH2 (Propen; Propilen)  Pt ) , t t0 CH3-CH=CH2 + H2 Ni (  → CH3-CH2-CH3 (Propan)  Pt ) , N u ph n ng hoàn toàn và có H2 dư hay v a thì propin ph n ng h t t o propan. Ni ( Pt ) , t 0 CH3-C≡CH + 2H2    → CH3-CH2-CH3  (C3H4) (C3H8) Propin (Metylaxetilen) Hi ro Propan Lưu ý L.1. Ph n ng c ng hi ro (H2) vào ankin thư ng x y ra không hoàn toàn. Sau ph n ng, có th thu ư c ankan, anken l n ankin và H2. Ch khi nào gi thi t cho có H2 dư hay v a và ph n ng hoàn toàn (hi u su t 100%, ph n ng xong, ph n ng k t thúc), thì t t c lư ng ankin có lúc u m i ph n ng h t t o ankan. L.2. Mu n ph n ng ankin c ng H2 t o ra ch y u là anken thì ta dùng H2 không dư và dùng ch t xúc tác Pd/PbCO3 (ch t xúc tác pala i, paladium, trên ch t mang chì cacbonat, hay pala i trên ch t mang BaSO4), un nóng. 0 R-C≡C-R’ + H2 Pd / PbCO3 ,→  t R-CH=CH-R’ Ankin Hi ro Anken (Olefin) (1 mol) (1 mol) Thí d : 0 CH≡CH + H2 Pd /    →  PbCO3 , t CH2=CH2 (C2H2) (C2H4) Axetilen Hi ro Etilen Bài t p 35 H n h p khí A g m axetilen và hi ro có th tích 3,52 lít ( 27,3°C; 106,4 cmHg) ư c cho vào m t bình kín có ch a m t ít b t Ni làm xúc tác. un nóng bình m t th i gian, thu ư c h n h p khí B. a. H n h p B có th g m các ch t nào? b. T kh i c a h n h p A so v i heli b ng 2. Tính kh i lư ng h n h p B. c. Trong h n h p B trên có ch a 0,01 mol m t ch t mà khi t cháy t o s mol nư c nh hơn s mol CO2; 0,9 gam m t ch t mà khi t cháy t o s mol nư c l n hơn CO2. Tính ph n trăm th tích m i khí trong h n h p B và hi u su t ph n ng axetilen c ng hi ro. (C = 12 ; H = 1 ; He = 4) S: 1,6 gam 23,08% C2H6; 7,69% C2H4; 7,69% C2H2; 61,54% H2 HS 80% Bài t p 35’ H n h p khí X g m metyl axetilen và hi ro. Cho 2,464 lít h n h p X ( o 27,3°C; 1,4 atm) vào m t bình kín có ch a m t ít b t Niken làm xúc tác. un nóng bình m t th i gian, thu ư c h n h p khí Y. a. H n h p Y có th g m các ch t nào?
Giáo khoa hóa h u cơ 4 Biên so n: Võ H ng Thái 109 b. T kh i hơi c a h n h p X so v i hi ro b ng . Xác nh kh i lư ng h n h p 14 Y. c. Trong h n h p Y trên có ch a 672 mL ( ktc) m t khí mà khi t cháy không t o CO2; 0,84 gam m t khí mà khi t cháy t o s mol nư c b ng s mol CO2. Tính ph n trăm kh i lư ng m i khí trong h n h p Y. Tính hi u su t ph n ng H2 c ng hi rocacbon không no. (C = 12 ; H = 1) S: 2,18 gam 40,37% C3H8; 38,53% C3H6; 18,35% C3H4; 2,75% H2 HS 66,67% V.4.3. Ankin c ng halogen X2 (Cl2, Br2, I2) CnH2n – 2 + X2  → CnH2n – 2X2 Ankin Halogen D n xu t iahalogen c a anken CnH2n – 2X2 + X2  → CnH2n – 2 X4 D n xu t ihalogen c a anken D n xu t tetrahalogen c a ankan N u có halogen X2 có dư thì t t c ankin ph n ng t o d n xu t tetrahalogen c a ankan: CnH2n – 2 + 2X2 → CnH2n – 2 X4 Ankin Halogen D n xu t tetrahalogen c a ankan R C C R' + X2 R C C R' X X Ankin Halogen Daãn xuaát ñihalogen cuûa anken X X R C C R' + X2 R C C R' X X X X Daãn xuaát ñihalogen cuûa anken Halogen Daãn xuaát tetrahalogen cuûa ankan Neáu coù X 2 dö: X X R C C R' + 2X2 R C C R' Ankin Halogen (dung dòch) X X Khi cho ankin tác d ng v i halogen X2, halogen c ng vào ankin t o d n xu t ihalogen c a anken, r i halogen c ng ti p vào d n xu t ihalogen c a anken t o ra d n xu t tetrahalogen c a ankan. Ankin c ng halogen d dàng, ch c n dùng dung d ch halogen và ph n ng x y ra ư c ngay c trong bóng t i. Vì ph n ng x y ra d , nên n u có dư halogen X2, thì t t c ankin ph n ng h t t o d n xu t tetrahalogen c a ankan; Và ngư c l i, n u có dư hi rocacbon không no thì halogen ph n ng h t. Tuy nhiên, n u halogen X2 thi u thì sau ph n ng có th thu ư c ankin còn dư; s n ph m c ng d n xu t
Giáo khoa hóa h u cơ 5 Biên so n: Võ H ng Thái ihalogen c a anken, d n xu t tetrahahlogen c a ankan (s n ph m c ng n i ôi l n n i ơn). Mu n ph n ng ankin c ng brom d ng giai o n t o d n xu t ibrom c a anken thì th c hi n nhi t th p (-20ºC) Thí d : 1 2 CH CH + Br2 CH CH Axetilen Nöôùc Brom Br Br 1,2-Ñibrom etilen 1,2-Ñibrom eten Br Br CH CH + Br2 CH CH Br Br Br Br 1,2-Ñibrom etilen 1,1,2,2-Tetrabrom etan Neáu coù nöôùc brom dö thì axetilen phaûn öùng heát, taïo saûn phaåm noái ñôn: Br Br CH CH + 2Br2 CH CH (1 mol) (2 mol) Br Br Axetilen Nöôùc brom 1,1,2,2-Tetrabrom etan Br Br 3 2 1 CH3 C CH + 2Br2 (dö) CH3 C CH Propin Nöôùc Brom Br Br Me tyl axetilen 1,1,2,2-Tetrabrom propan Lưu ý N u cho axetilen ph n ng tr c ti p v i khí clo (Cl2) nguyên ch t thì s có hi n tư ng n , do có ph n ng: C2H2 + Cl2  → 2C + 2HCl Do ó có ph n ng c ng clo vào axetilen, ngư i ta dùng dung d ch clo. Bài t p 36 D n 1,008 lít axetilen ( ktc) qua 200 mL dung d ch Br2 0,25 M. Dung d ch brom b m t màu hoàn toàn và có 336 mL m t khí ( ktc) thoát ra. Tính kh i lư ng các s n ph m c ng brom thu ư c. Các ph n ng x y ra hoàn toàn. (C = 12 ; H = 1 ; Br = 80) S: 1,86 gam CHBr=CHBr; 6,92 gam CHBr2-CHBr2 Bài t p 36’ Cho 672 mL metylaxetilen ( ktc) qua 1,75 lít dung d ch nư c brom có n ng 0,02 mol/lít. Nư c brom m t màu hoàn toàn và có 308 mL m t khí thoát ra ( 27,3°C; 608 mmHg). Tính kh i lư ng s n ph m c ng brom thu ư c.
Giáo khoa hóa h u cơ 6 Biên so n: Võ H ng Thái Cho bi t các s n ph m c ng brom tan trong dung d ch. Các ph n ng x y ra hoàn toàn. (C = 12 ; H = 1 ; Br = 80) S: 1 gam CH3-CHBr=CHBr ; 5,4 gam CH3-CHBr2-CHBr2 V.4.4. Ankin c ng nư c (h p nư c, Hi rat hóa ankin) Ankin c ng nư c theo t l mol 1 : 1, có mu i th y ngân (II) sunfat (HgSO4), trong môi trư ng axit sunfuric, un nóng 80°C, thì ch có ankin ơn gi n nh t là axetilen m i t o ư c an ehit, ó là an ehit axetic (CH3-CHO). Các ankin khác c ng nư c v i i u ki n như trên ch t o xeton (ceton, R-CO-R’). Ph n ng c ng HX, c ng H2O vào ankin cũng theo qui t c Markovnikov gi ng như c ng vào anken. 0 HgSO4/H2SO4 , 80 C CH CH + H2O [CH2 CH OH] CH3 CH O 1 mol 1 mol (Khoâng beàn) Anñehit axetic Axetilen Nöôùc Axetanñehit 0 Etanal HgSO4/H2SO4 , 80 C CH3 C CH + H2O [CH3 C CH2] CH3 C CH3 Propin Nöôùc Me tyl axetilen OH O (Khoâng beàn) Axeton Ñimetyl xeton 0 1 2 3 4 HgSO4/H2SO4 , 80 C Propanon CH3 C C CH3 + H2O [CH3 C C CH3] CH3 C CH2 CH3 Butin-2 Nöôùc Ñimetyl axetilen OH H O (1 mol) (1 mol) (Khoâng beàn) Me tyl etyl xeton Butanon -2 V.4.5. Ankin c ng HX (Hi ro halogenua) Ankin c ng hi ro halogenua (HX) khó hơn c ng halogen (X2). Tác d ng c a hi ro florua (HF) vào axetilen lúc u t o vinyl florua, sau ó t o 1,1- ifloetan. 0 t , Xt CH CH + HF CH2 CH Axetilen Hiñro florua F Vinyl florua Flo eten 0 t , Xt CH2 CH + HF CH3 CH F (Qui taéc Markovnikov) F F Vinyl florua 1,1-Ñiflo etan Trong k thu t t ng h p nh a polivinyl clorua (PVC), mu n i u ch vinyl clorua, ngư i ta cho axetilen tác d ng v i hi ro clorua (HCl) trên xúc tác th y ngân (II) clorua (HgCl2) 120 – 150°C. N u không có xúc tác HgCl2, thì có ph n ng ti p gi a vinyl clorua v i HCl t o thành 1,1- iclo etan (CH3-CHCl2)
Giáo khoa hóa h u cơ 7 Biên so n: Võ H ng Thái 0 HgCl2 , 120 - 150 C CH CH + HCl CH2 CH Cl Axetilen Hidro clorua Etyl clorua 0 TH (t , Xt) nCH2 CH Cl CH2 CH Vinyl clorua Cl n Polivinyl clorua PVC 0 t , Xt CH2 CH Cl + HCl CH3 CH Cl Vinyl clorua Hidro clorua Cl 1,1-Diclo etan 0 t , Xt CH3 C CH + HBr CH3 C CH2 Propin Hidro bromua Br 2-Brom propen 0 Br CH3 C CH2 t , Xt + HBr CH3 C CH3 Br Br 2,2-Dibrom propan V.4.6. Ankin c ng rư u (R-OH), c ng axit h u cơ (R-COOH), axit xianhi ric (acid cianhidric, HCN) t 0 , Xt R C CH + R' OH R C CH2 O R' Röôïu Ete khoâng no Ankin 0 t , Xt R C CH + R' C OH R C CH2 O O C R' O Ankin Axit höõu cô Este cuûa röôïu khoâng beàn t 0 , Xt R C CH + HCN R C CH2 CN Axetilen Hôïp chaát nitrin khoâng no Axit Xianhiñric Thí d :
Giáo khoa hóa h u cơ 8 Biên so n: Võ H ng Thái HgSO4 (BF3, CCl3-COOH , HgO) CH CH + CH3 CH2 OH CH2 CH O CH2 CH3 Etyl vinyl ete Axetilen Röôïu etylic Zn(CH3COO)2 CH CH + CH3 C OH CH3 C O CH CH2 O O Vinyl axetat Axetilen Axit axetic t 0 , Xt CH3 C CH + CH2 CH COOH CH2 CH COO C CH2 CH3 Propin Isopropenyl acrilat Me tyl axetilen Axit acrilic Axit propenoic t 0 , Xt CH CH + HCN CH2 CH CN Axetilen Axit Xianhiñric Acrilonitrin Nitrin acrilic V.4.7. Ph n ng trùng h p a. Ph n ng nh h p axetilen, t o vinyl axetilen Nhò hôïp CH CH + CH CH 0 CH2 CH C CH Cu+ , 100 C (CuCl, NH4Cl, 100 C ) 0 (C4H4) Vinyl axetilen (2C2H2) Axetilen Axetilen b. Tam h p axetilen, t o benzen Tam hôïp 3CH CH C6H6 Than hoaït tính , C , 6000 C (3C2H2) Be nze n Axetilen c. a h p axetilen, thu ư c cupren
Giáo khoa hóa h u cơ 9 Biên so n: Võ H ng Thái Truøng hôïp (t 0, Xt) n CH CH CH CH Axetilen n Polime cuûa axetilen Cupren Hay: n Truøng hôïp (t 0 Xt) , C2H2 (CH)n 2 Cupren Axetilen (Chaát caùch ñieän, caùch nhieät) Khi có m t b t ng (Cu) và v t oxi 200-250°C, axetilen trùng h p t o thành m t polime, ó là cupren. ây là m t ch t b t vô nh hình, kh i lư ng phân t r t l n, không tan trong nư c và các dung môi h u cơ. Cupren ư c dùng làm ch t cách i n, cách nhi t. d. Tam h p propin, thu ư c ch t isopren CH3 t 0, Xt (H2SO 4ñaäm ñaëc) 1 3 CH3 C CH ( 3 C3H4) 5 3 Propin CH3 Metyl axetilen H3C (C9H12) 1, 3, 5 -Trimetyl benzen Me sitilen V.4.8. Ph n ng ankin b oxi hóa b i dung d ch kali pemanganat (KMnO4 , Thu c tím) R-C≡C-R’ + 3[O] + H2O dd KMnO4 →   R-COOH + R’-COOH Ankin Axit h u cơ Axit h u cơ CH≡CH + 4[O] dd KMnO4 →   HOOC-COOH Axetilen Axit oxalic; Axit etan ioic 3CH≡CH + 8KMnO4  → 3KOOC-COOK + 8MnO2↓ + 2KOH + 2H2O Axetilen Kali pemanganat Kali oxalat Mangan ioxit Kali hi roxit (Ch t kh ) (Ch t oxi hóa) CH≡CH + 2KMnO4 + 3H2SO4  → 2CO2 + 2MnSO4 + K2SO4 + 4H2O Axetilen Kali pemanganat Axit sunfuric Khí cacbonic Mangan (II) sunfat (Ch t kh ) (Ch t oxi hóa)
Giáo khoa hóa h u cơ 10 Biên so n: Võ H ng Thái 0 −1 +7 +3 +4 +2 5CH3-C≡CH + 8KMnO4 + 12H2SO4  → 5CH3-COOH + 5CO2 + 8MnSO4 + 4K2SO4 + 12H2O Propin Kali pemanganat Axit axetic (Ch t kh ) (Ch t 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 (Ch t kh ) (Ch t oxi hóa) +2 + 6MnSO4 + 3K2SO4 + 4H2O V.4.9. Ankin u m ch (Ankin th t, Ankin có n i ba u m ch, R-C≡CH) tác d ng ≡ v i dung d ch b c nitrat trong amoniac, v i dung d ch ng (I) clorua trong amoniac Nguyên t H liên k t v i cacbon mang n i ba u m ch tương i linh ng. [Do H có âm i n 2,10 còn C n i ơn (Csp3) có âm i n 2,50; C n i ôi (Csp2) có âm i n 2,69; C n i ba (Csp) có âm i n l n nh t, 2,75, nên H liên k t vào C n i ba linh ng hơn so v i H liên k t vào C n i ơn, n i ôi]. Do ó nguyên t H linh ng này d ư c th b i ion b c (Ag+) có trong dung d ch b c nitrat trong amoniac (AgNO3/NH3), t o s n ph m th là mu i b c không tan có màu vàng nh t, m t lúc sau chuy n sang màu xám. Nguyên t H linh ng này cũng d ư c th b i ion ng (I) (Cu+) có trong dung d ch ng (I) clorua trong amoniac (CuCl/NH3) t o s n ph m th là mu i ng (I) không tan có màu g ch. R-C≡CH + AgNO3 + NH3  → R-C≡CAg ↓ + NH4NO3 Ankin u m ch dd B c nitrat trong amoniac Mu i b c c a ankin u m ch Amoni nitrat Ankylaxetilen B c ankylaxetilua (Ch t không tan, có màu vàng nh t) R-C≡CH + CuCl + NH3  → R-C≡CCu ↓ + NH4Cl Ankin u m ch Dung d ch ng (I) clorua trong amoniac Mu i ng (I) c a ankin u m ch Ankyl axetilen ng (I) ankylaxetilua (Ch t không tan, có màu g ch) Thí d : HC≡CH + 2AgNO3 + 2NH3  → AgC≡CAg ↓ + 2NH4NO3 Axetilen B c axetilua Etin Mu i b c c a etin (Ch t không tan, có màu vàng nh t) HC≡CH + 2CuCl + 2NH3  → CuC≡CCu ↓ + 2NH4Cl Axetilen dd ng (I) clorua trong amoniac ng (I) axetilua Amoni clorua Etin Mu i ng (I) c a etin (Ch t không tan, có màu g ch) 2CH3-C≡CH + AgNO3 + NH3 → 2CH3-C≡CAg ↓  + NH4NO3 Propin, Metylaxetilen B c metyl axetilen (Ch t không tan, có màu vàng nh t)
Giáo khoa hóa h u cơ 11 Biên so n: Võ H ng Thái CH3-CH2-C≡CH + CuCl + NH3  → CH3-CH2-C≡CCu ↓ + NH4Cl Butin –1 dd ng (I) clorua trong amoniac Mu i ng (I) c a butin – 1 Etyl axetilen ng (I) axetilua (Ch t không tan, có màu g ch) Lưu ý L.1. Chương trình ph thông hi n nay không h c ph n ng gi a ankin u m ch v i dung d ch ng (I) clorua trong amoniac. L.2. Ankin ch a n i ba trong m ch (R-C≡C-R’) không tác d ng v i dung d ch AgNO3/NH3 cũng như dung d ch CuCl/NH3. Thí d : CH3-C≡C-CH3 + AgNO3 + NH3 But-2-in ; imetylaxetilen CH3-C≡C-CH2-CH3 + CuCl + NH3 Pent-2-in; Etylmetylaxetilen L.3. Ngư i ta thư ng dùng ph n ng c trưng này nh n bi t ankin u m ch, cũng như tách l y ankin u m ch ra kh i h n h p cách ch t h u cơ. N u là ankin u m ch thì khi cho tác d ng v i dung d ch b c nitrat trong amoniac (AgNO3/NH3) s thu ư c ch t không tan có màu vàng nh t. Cho h n h p các ch t h u cơ có ch a ankin u m ch tác d ng v i dung d ch b c nitrat trong amoniac thì ch có ankin u m ch ph n ng t o ch t không tan có màu vàng nh t. Sau ó l c l y ch t không tan này cho tác d ng v i dung d ch axit clohi ric (HCl) s tái t o ư c ankin u m ch. R-C≡CH + AgNO3 + NH3  → R-C≡CAg↓ + NH4NO3 Ankin u m ch Mu i b c c a ankin u m ch (Ch t không tan, có màu vàng nh t) R-C≡CAg ↓ + HCl  → R-C≡CH + AgCl ↓ Mu i b c c a ankin u m ch Axit clohi ric Ankin u m ch B c clorua Thí d : HC≡CH + 2AgNO3 + 2NH3  → AgC≡CAg ↓ + 2NH4NO3 Axetilen Dung d ch b c nitrat trong amoniac B c axetilua AgC≡CAg ↓ + 2HCl  → HC≡CH ↑ + 2AgCl ↓ Axit clohi ric Axetilen B c clorua CH3 CH C CH + AgNO3 + NH3 CH3 CH C CAg + NH4NO3 CH3 CH 3 3-Metylbut-1-in Muoái baïc cuûa 3-metylbut-1-in Isopropylaxetilen Baïc isopropylaxetilua CH3 CH C CAg + HCl CH3 CH C CH + AgCl CH3 CH3 Axit clohiñric Isopropylaxetilen Baïc clorua
Giáo khoa hóa h u cơ 12 Biên so n: Võ H ng Thái Bài t p 37 Tách l y riêng t ng khí ra kh i h n h p g m: metan, etilen và axetilen. Bài t p 37’ Hãy tách l y riêng t ng ch t ra kh i h n h p g m các khí sau ây: Propan, propilen và propin. L.4. Th c ra khi cho mu i b c nitrat vào dung d ch amoniac thì có s t o ph c ch t có ch a ion ph c là [Ag(NH3)2]+ tan trong dung d ch. Cũng như khi cho ng (I) clorua vào dung d ch amoniac là có s t o ion ph c [Ag(NH3)2]+ tan. Trong sách ph thông cũ vi t Ag2O nh m ơn gi n hóa. Do v y ph n ng gi a ankin u m ch v i dung d ch b c nitrat có các cách vi t khác nhau như sau: R-C≡CH + AgNO3 + NH3  → R-C≡CAg ↓ + NH4NO3 R-C≡CH + Ag2O AgNO3 / 3 → R-C≡CAg↓ + H2O   NH  R-C≡CH + [Ag(NH3)2]+ AgNO3 / 3 → R-C≡CAg ↓ + NH4+ + NH3   NH  R-C≡CH + [Ag(NH3)2]NO3 AgNO3 / 3 → R-C≡CAg ↓ + NH4NO3 + NH3   NH  AgNO3 / NH R-C≡CH + [Ag(NH3)2]OH   3 → R-C≡CAg ↓ + 2NH3 + H2O  Sách ph thông (không nâng cao, chương trình chu n) hi n nay vi t theo cách u, nghĩa là c sao vi t v y. Còn sách nâng cao vi t ph n ng này theo cách cu i, d ng ph c [Ag(NH3)2]OH. Thí d : Vi t ph n ng gi a axetilen v i dung d ch b c nitrat trong amoniac theo 5 cách. HC≡CH + 2AgNO3 + 2NH3  → AgC≡CAg↓ + 2NH4NO3 (1) dd B c nitrat trong amoniac Amoni nitrat HC≡CH + Ag2O NH 3 → AgC≡CAg↓ + H2O  (2) Axetilen B c oxit B c axetilua Nư c HC≡CH + 2[Ag(NH3)2]+ AgNO3 / 3 → AgC≡CAg↓ + 2NH4+ + 2NH3   NH  (3) Ion ph c c a b c v i amoniac Ion amoni Amoniac HC≡CH + 2[Ag(NH3)2]NO3 AgNO3 / 3 → AgC≡CAg↓ + 2NH4NO3 + 2NH3 (4)   NH  HC≡CH + 2[Ag(NH3)2]OH AgNO3 / 3 → AgC≡CAg↓ + 4NH3 + 2H2O   NH  (5) Thí d khác: Vi t ph n ng gi a propin v i dung d ch b c nitrat trong amoniac theo 5 cách.
Giáo khoa hóa h u cơ 13 Biên so n: Võ H ng Thái CH3-C≡CH + AgNO3 + NH3  → CH3-C≡CAg↓ + NH4NO3 (1) Propin; Mety axetilen B c metylaxetilua CH3-C≡CH + Ag2O AgNO3 / 3 → 2CH3-C≡CAg↓ + H2O   NH  (2) CH3-C≡CH + [Ag(NH3)2]+ AgNO3 / 3 → CH3-C≡CAg↓ + NH4+ + NH3   NH  (3) CH3-C≡CH + [Ag(NH3)2]NO3 AgNO3 / 3 → CH3-C≡CAg↓ + NH4NO3 + NH3 (4)   NH  AgNO3 / NH CH3-C≡CH + [Ag(NH3)2]OH   3 → CH3-C≡CAg↓ + 2NH3 + H2O  (5) Thí d t làm: Vi t ph n ng gi a isopropyl axetilen v i dung d ch b c nitrat trong amoniac theo các cách khác nhau. L.5. thi tuy n sinh i h c hi n nay do B Giáo D c và ào T o ra chung cho c nư c, theo sát chương trình sách giáo khoa ph thông. Do o ó chúng ta nên theo cách vi t ph thông khi làm bài. Như v y trong 5 cách trên, n u h c theo chương trình chu n (không nâng cao), thì chúng ta vi t theo cách (1). Theo chương trình nâng cao thì vi t theo cách (5). Bài t p 38 Ch t A có CTPT C10H10. Cho 2,6 gam ch t A tác d ng hoàn toàn v i lư ng dư dung d ch AgNO3/NH3, thu ư c 9,02 gam m t ch t không tan có màu vàng nh t. Xác nh CTCT c a A. Bi t r ng khi hi ro hóa hoàn toàn A thì thu ư c ch t 4-etyl-3- metylheptan. (C = 12 ; H = 1 ; Ag = 108) Bài t p 38’ X là m t hi rocacbon có CTPT C12H16. em 2,4 gam ch t X tác d ng v i lư ng dư dung d ch b c trong amoniac, ph n ng xong, thu ư c 5,61 gam m t ch t không tan có màu vàng nh t. N u em kh hoàn toàn ch t X b ng H2 thì thu ư c ch t 1-etyl-4-butyl xiclohexan. Xác nh CTCT c a X. Vi t các phương trình ph n ng x y ra. (C = 12 ; H = 1 ; Ag = 108) V.5. ng d ng V.5.1. Axetilen  → PVC 0 t , Xt CH CH + HCl CH2 CH Cl Axetilen Axit hiñric Vinyl clorua TH n CH2 CH Cl CH2 CH (t 0, Xt) Vinyl clorua Cl n Polivinyl clorua PVC
Giáo khoa hóa h u cơ 14 Biên so n: Võ H ng Thái V.5.2. Axetilen  → Các lo i cao su nhân t o (Buna, Buna-N, Buna-S, Cloropren, Isopren) 0 , CH≡CH + HC≡CH tXt → CH2=CH-C≡CH  Axetilen Axetilen Vinylaxetilen 0 CH2=CH-C≡CH + H2 Pd , → CH2=CH-CH=CH2 t Vinyl axetilen Hi ro Buta-1,3- ien n CH2=CH-CH=CH2 TH → (-CH2-CH=CH-CH2-)n  Na Buta-1,3- ien Cao su buna ÑTH nCH2 CH CH CH2 + nCH CH2 CH2 CH CH CH2 CH CH2 Na CN CN n Buta-1,3-ñien Nitrinacrilic Cao su buna-N Acrilonitrin ÑTH nCH2 CH CH CH2 + nCH CH2 CH2 CH CH CH2 CH CH2 Na n Buta-1,3-ñien Stiren; Vinylbenzen Cao su buna-S 4 3 2 1 CH2 CH C CH + Xt, t o HCl CH2 CH C CH2 Cl Vinylaxetilen Hiñro clorua Cloropren; 2-Clobuta-1,3-ñien TH nCH2 CH C CH2 CH2 CH C CH2 Cl Na Cl n Cloropren Cao su cloropren Axetilen → Vinyl axetilen → n-Butan → Propen → Rư u isopropylic → Axeton → 2-Metylbut-3-in-2-ol → 2-Metylbut-2-en-3-in → Isopren → Cao su isopren CH≡CH + CH≡CH Nh h p (tº , Xt) CH2=CH-C≡CH Axetilen Axetilen Vinyl axetilen Ni ,t 0 CH2=CH-C≡CH + 3H2  →  CH3-CH2-CH2-CH3 Vinyl axetilen Hi ro Butan; n- Butan 0 CH3-CH2-CH2-CH3   (t , , Xt Cracking  → CH4 + CH2=CH-CH3 n-Butan Metan Propen (Propilen)
Giáo khoa hóa h u cơ 15 Biên so n: Võ H ng Thái 0 H3PO4, t , p CH2 CH CH3 + H2O CH3 CH CH3 (H2SO4(l), t 0 ) Propen Nöôù c OH Röôï u isopropylic 0 t CH3 CH CH3 + CuO CH3 C CH3 + Cu + H2O Ñoà ng (II) oxit Ñoà ng Nöôù c OH O Röôï u isopropylic Axeton Ñimetyl xeton Propanon CH3 0 4 3 2 1 t , Xt CH CH + CH3 C CH3 CH C C CH3 (Phaûn öùng Favorski) (KOH) Axetilen O OH 2-Metylbut-3-in-2-ol Axeton CH3 H2SO 4(ñ), 180 0C 4 3 2 1 CH C C CH3 CH C C CH2 + H2O OH CH3 2-Metylbut-3-in-2-ol 2-Metylbut-1-en-3-in 4 3 2 1 4 3 2 Pd , t 0 1 CH C C CH2 + H2 CH2 CH C CH2 CH3 CH3 2-Me tylbut-1-en-3-in Isopren Butañien-1,3 TH n CH2 CH C CH2 CH2 CH C CH2 Na CH3 CH3 Isopren n Cao su isopren V.5.3. Ankin → Anken Khi cho ankin tác d ng hi ro dùng ch t xúc tác là h n h p Pd/PbCO3 ho c Pd/BaSO4, un nóng, thì ankin ch c ng m t phân t hi ro t o anken tương ng. o R-C≡C-R’ + H2 Pd /   →  PbCO3 , t R-CH=CH-R’ Ankin Hi ro Anken (Olefin) Thí d : o CH≡CH + H2 Pd /   →  PbCO3 , t CH2=CH2 Axetilen Hi ro Etilen o CH3-C≡CH + H2 Pd /  →  BaSO4 , t CH3-CH=CH2 Propin Hi ro Propen V.5.4. Axetilen → Benzen Tam hôï p 3 CH CH 0 (C6H6) C , 600 C ( 3C2H2 ) (Than hoï at tính) Axetilen Benzen
Giáo khoa hóa h u cơ 16 Biên so n: Võ H ng Thái V.5.5. Propin → Mesitilen CH3 Tam hôï p 3 CH3 C CH (C9H12) (t 0, Xt) (3 C3H4) CH3 Propin H3C Metyl axetilen Mesitilen 1,3,5-Trimetyl benzen V.5.6. Axetilen → Nh a phenolfoman ehit Axetilen → An ehit axetic → Axit axetic → Natri axetat → Metan → Foman ehit Axetilen → Benzen → Clobenzen → Phenol → Nh a phenolfoman ehit HgSO4/H2SO4 CH CH + H2O CH2 CH OH CH3 CH O Axetilen Nöôù c 80 0 C Anñehit axetic (Khoâ n g beà n) 2+ 1 Mn CH3 CHO + 2 O2 CH3 COOH Anñehit axetic Oxi Axit axetic (Khoâ n g khí) CH3 COOH + NaOH CH3 COONa + H2O Axit axetic Xuù t Natri axetat Nöôù c Voâ i toâ i-Xuù t CH3 COONa (r) + NaOH (r) CH4 + Na2CO3 Natri axetat t0 Xoña (Soda) Me tan Nitô oxit CH4 + O2 HCHO + H2O 600 - 800 0C Metan Oxi Fomanñehit Nöôù c (Khoâ ng khí) 3 C2H2 C (C6H6) 600 0 C Axetilen Be nzen Cl Fe + Cl2 + HCl (FeCl3) Hiñro clorua Clo (C6H6) (C6H5Cl) Bezen Clobenzen Phenyl clorua Cl OH 0 NaOH(ñ) t ,p + + NaCl Xuù t (ñaë c) Natri clorua (C6H5Cl) (C6H5OH) Clobenzen Phenyl clorua Phenol OH OH OH OH Truø n g ngöng CH2 CH2 (n + 2) + (n + 1) HCHO 0 Fomanñehit ( t , Xt ) (C6H5OH) n Phenol Nhöï a phenol fomanñehit + (n + 1) H2O Nöôù c
Giáo khoa hóa h u cơ 17 Biên so n: Võ H ng Thái Hay: OH OH TN n + n HCHO CH2 + n H2O 0 (t , Xt) Nöôù c Fomanñehit Phenol n Nhöï a phenolfomanñehit V.5.7. Axetilen → Axit axetic o CH≡CH + H2O HgSO4 80→   C CH3-CHO Axetilen Nư c An ehit axetic 1 2+ CH3-CHO + O2 Mn →  CH3-COOH 2 An ehit axetic Oxi (Không khí) Axit axetic V.5.8. Axetilen → Nitrin acrilic 0 , Xt CH≡CH + HCN t  →  CH2=CH-CN Axetilen Axit xianhi ric Nitrin acrilic; Acrilonitrin; Acrilonitril V.5.9. Axetilen → PVAc , PVA Axetilen → An ehit axetic → Axit axetic → Vinyl axetat → Polivinyl axetat (PVAc) → Polivinyl ancol (PVA) 0 CH≡CH + H2O HgSO4 80→  C CH3-CHO Axetilen Nư c An ehit axetic 1 2+ CH3-CHO + O2 Mn →  CH3-COOH 2 An ehit axetic Oxi (Không khí) Axit axetic 0 CH3-COOH + CH≡CH t ((3 ) → , Xt Zn CH COO ) 2  CH3-COO-CH=CH2 Axit axetic Axetilen Vinyl axetat n CH3 TH C O CH CH2 CH CH2 0 (t , Xt) O O C CH3 Vinyl axetat n O Polivinylaxetat (PVA c) CH CH2 t 0 + n NaOH (dd) CH CH2 + n CH3COONa O C CH3 Natri axetat dd X uùt OH O n n Polivinylaxetat (PV Ac) Polivinylancol (PVA ) Röôï u polivinylic V.5.10. Axetilen còn ư c dùng giú trái cây cho mau chín; dùng trong hàn gió á; dùng th p sáng ( èn khí á); bơm bong bóng bay;…
Giáo khoa hóa h u cơ 18 Biên so n: Võ H ng Thái V.6. i u ch ankin (Ch y u là i u ch axetilen) V.6.1. T á vôi, than á → Axetilen Ñaù voâi V oâi soáng Canxi cacbua (Ñaá t ñeøn, Khí ñaù) A xetilen Than ñaù Than coác t 0 cao CaCO 3 CaO + CO 2 0 Ñaù voâ i (1000 C) Voâ i soá ng Khí cacbonic Canxi cacbonat Canxi oxit Chöng caá t (trong loø coá c) Than ñaù Than coác (C) 0 Loø ñieä n (Hoà quang, 2000 C ) CaO + 3C CaC2 + CO Voâ i soá ng Than coá c Ñaá t ñeø n Cacbon oxit Canxi cacbua CaC2 + 2H2O C2H2 + Ca(OH)2 Canxi cacbua Nöôù c Axetilen Canxi hiñroxit CaC 2 + 2HCl C2H2 + CaCl2 Axit clohiñric Canxi clorua V.6.2. Metan → Axetilen Hi n nay ngư i ta i u ch axetilen theo phương pháp này. 0 1500 C 2 CH4 C2H2 + 3 H2 Laø m laï nh nhanh Axetilen Hiñro Metan V.6.3. D n xu t α, β - tetrahalogen c a ankan tác d ng v i b t k m (Zn) hay natri (Na) → Ankin X X R C C R' + 2 Zn R C C R' + 2 ZnX2 Boä t keõ m Ankin Keõ m halogenua X X Daã n xuaá t anpha, beta tetra halogen cuûa ankan Thí duï: Br Br 1 2 CH CH + 2 ZnBr2 CH CH + 2 Zn Keõ m bromua Keõ m Axetilen Br Br 1,1,2,2-Tetrabrom etan Cl Cl 1 2 3 4 1 2 3 4 CH3 C C CH3 + 2 Cl2 CH3 C C CH3 + 2 NaCl Clo Butin -2 Natri clorua Cl Cl 2,2,3,3-Tetraclobutan Lưu ý
Giáo khoa hóa h u cơ 19 Biên so n: Võ H ng Thái Ngư i ta thư ng dùng phương pháp i u ch này tách l y ankin (ch y u là ankin gi a m ch) ra kh i h n h p các ch t h u cơ. Cho h n h p các ch t h u cơ, có ch a ankin, tác d ng v i nư c brom dư. Ankin ph n ng t o s n ph m c ng brom b gi l i trong dung d ch. Sau ó cho b t k m vào s n ph m c ng brom, s tái t o ư c ankin. Bài t p 39 imetyl axetilen có l n metan và propan. Hãy tinh ch imetyl axetilen. Bài t p 39’ Hãy tách l y riêng t ng khí ra kh i h n h p g m các khí sau ây: Butan, But-2-in và Cacbon ioxit. V.6.4. D n xu t α, β- ihalogen hay α, α- ihalogen c a ankan tác d ng v i KOH trong rư u (ancol), un nóng → Ankin Röôï u 2 KX + 2 H2O R CH CH R' + 2 KOH R C C R' + t0 Ankin Kali halogenua Nöôù c Kali hiñroxit X X Daã n xuaá t anpha, beta halogen cuû a ankan Röôï u 2 KX + 2 H2O R CH2 CH X + 2 KOH R C CH + t0 Ankin X Daã n xuaá t anpha, anpha halogen cuû a ankan Thí d : Röôï u 2H2O CH2 CH2 + 2KOH CH CH + 2KBr + t0 Br Br Axetilen 1,2-Ñibrom etan Röôï u CH3 CH2 CH Br + 2KOH CH3 C CH + 2KBr + 2H2O t0 Br Propin 1,1-Ñibrom propan Me tyl axetilen Lưu ý Ngư i ta thư ng v n d ng phương pháp i u ch này chuy n hóa m t anken thành ankin tương ng. Cho anken tác d ng v i nư c brom (dung d ch brom), anken ph n ng t o s n ph m c ng brom. Sau ó cho s n ph m c ng brom này tác d ng v i KOH trong rư u, un nóng, s thu ư c ankin tương ng. Bài t p 40 Vi t phương trình ph n ng chuy n hóa qua l i gi a etilen v i axetilen. Bài t p 40’ Vi t phương trình ph n ng i u ch qua l i gi a propen v i propin.
Giáo khoa hóa h u cơ 20 Biên so n: Võ H ng Thái V.6.5. Cho mu i b c c a ankin u m ch tác d ng v i axit clohi ric → Ankin u m ch R-C≡CAg + HCl  → R-C≡CH + AgCl↓ B c axetilua Axit clohi ric Ankin u m ch B c clorua Thí d : AgC≡CAg + 2HCl  → HC≡CH ↑ + 2AgCl↓ B c axetilua Axit clohi ric Axetilen B c clorua CH3-C≡CAg + HCl  → CH3-C≡CH ↑ + AgCl↓ B c metylaxetilua Axit clohi ric Propin B c clorua Lưu ý Ngư i ta thư ng dùng phương pháp i u ch này tách l y riêng ankin u m ch ra kh i h n h p các ch t h u cơ. Cho h n h p các ch t h u cơ, có ch a ankin u m ch, tác d ng v i dung d ch b c nitrat trong amoniac. Ankin u m ch ph n ng, t o mu i b c c a ankin u m ch. Mu i này không tan, có màu vàng nh t. L c l y ch t không tan này cho tác d ng v i dung d ch axit clohi ric, s tái t o ư c ankin u m ch. Bài t p 41 H n h p khí A g m metan, etilen và axetilen. Hãy dùng phương pháp hóa h c tách l y riêng m i ch t ra kh i h n h p A. Bài t p 41’ H n h p X g m các khí: etan, propin và imetylaxetilen. Hãy tách l y riêng m i khí ra kh i h n h p X. Bài t p 42 H n h p A g m hai ankin hơn kém nhau m t nhóm metylen trong phân t . Cho 6,6 gam h n h p A h p th vào lư ng dư dung d ch b c nitrat trong amoniac, thu ư c 38,7 gam ch t r n không tan, có màu vàng nh t. Không còn hi rocacbon sau ph n ng. a. Xác nh công th c hai ankin trên. b. Tính ph n trăm kh i lư ng m i ch t trong h n h p A. c. N u un nóng h n h p A trong bình kín v i ch t xúc tác thích h p, thu ư c hai hi rocacbon tương ng, có c u t o cân x ng. Xác nh hai hi rocacbon này và c tên chúng. Hãy cho bi t các s n ph m ph có th có. (C = 12 ; H = 1 ; Ag = 108) S: 39,39% C2H2 ; 60,61% C3H4 c. Benzen, Mesitilen (Vinyl axetilen; Cupren; 2-metylPent-1-en-3-in; Poli metylaxetilen) Bài t p 42’ H n h p A g m hai ankin u m ch liên ti p (không có axetilen). Cho 3,22 gam h n h p A tác d ng hoàn toàn v i lư ng dư dung d ch AgNO3/NH3, thu ư c 10,71 gam ch t r n màu vàng. a. Xác nh CTPT, CTCT và tên c a hai ankin trên.