Khái niệm đồng phân, danh pháp, tính chất hóa học của ankin mà chúng tôi chia sẻ trong bài viết này chắc chắn sẽ giúp bạn đọc nắm vững kiến thức về Ankin
Lý thuyết về Ankin
- Ankin là hiđrocacbon không no, mạch hở trong phân tử có chứa 1 liên kết ba CΞC còn lại là các liên kết đơn.
- Công thức tổng quát của ankin: CnH2n-2 [n ≥ 2].
Ankin đơn giản nhất - C2H2 [axetilen] - Tên gọi: + Tên thay thế:
Số chỉ vị trí mạch nhánh + tên nhánh + tên mạch chính + số chỉ vị trí nối ba + in
+ Tên thường: Tên gốc hiđrocacbon gắn với C mang liên kết ba + axetilen- Ankin có các loại đồng phân: đồng phân bixicloankan [n ≥ 4], đồng phân vị trí liên kết ba [n ≥ 4]; đồng phân mạch C [n ≥ 5]; đồng phân xicloanken, đồng phân ankađien.
II. TÍNH CHẤT HOÁ HỌC
1. Phản ứng cộng
a. Cộng H2
CnH2n-2 + H2 → CnH2n [Pd/PbCO3, t0]
CnH2n-2 + 2H2 → CnH2n+2 [Ni, t0]
Chú ý: - Tuỳ thuộc vào xúc tác được sử dụng mà phản ứng cộng H2 vào ankin xảy ra theo các hướng khác nhau.
- Thường thì phản ứng cộng H2 vào ankin thường tạo ra hỗn hợp gồm nhiều sản phẩm.
- Số mol khí giảm = số mol H2 tham gia phản ứng. Chú ý bảo toàn khối lượng, bảo toàn H, bảo toàn C.
b. Cộng Br2
CnH2n-2 + Br2 → CnH2n-2Br2
CnH2n-2 + 2Br2 → CnH2n-2Br4
Khối lượng dung dịch brom tăng chính là khối lượng ankin đã phản ứng.
c. Cộng HX
- Cộng H2O:
+ C2H2 → anđehit
CHΞCH + H2O → CH3 - CHO [H2SO4, HgSO4, 800C]
+ Ankin khác → xeton
CHΞC-CH3 + H2O → CH3-CO-CH3 [H+]
- Cộng axit:
CHΞCH + HCl → CH2=CHCl [vinyl clorua] [Hg2Cl2 ở 150 đến 2000C]
CHΞCH + HCN → CH2=CH-CN [nitrin acrylic]
CHΞCH + CH3COOH → CH3COOCH=CH2 [vinylaxetat]
CHΞCH + C2H5OH → CH2=CH-O-CH3 [etylvinylete]
2. Phản ứng trùng hợp
- Đime hóa
2CHΞCH → CHΞC-CH=CH2 [vinyl axetilen] [NH4Cl, Cu2Cl2, t0]
- Trime hóa
3CHΞCH → C6H6 [C, 6000C]
- Trùng hợp [polime hóa]
nCHΞCH → [-CH=CH-]n [xt, t0, p] [nhựa cupren]
3. Phản ứng oxi hóa
a. Phản ứng oxi hóa hoàn toàn
CnH2n-2 + [3n - 1]/2O2 → nCO2 + [n - 1]H2O
→ đặc điểm của phản ứng đốt cháy ankin: nCO2 > nH2O và nCO2 - nH2O = nankin.
b. Phản ứng oxi hóa không hoàn toàn
- Các ankin đều làm mất màu dung dịch thuốc tím ở nhiệt độ thường.
3C2H2 + 8KMnO4 + 2H2O → 3[COOK]2 + 2MnO2 + 2KOH
Nếu trong môi trường axit thì tạo thành CO2 sau đó CO2 phản ứng với KOH tạo thành muối.
- Với các ankin khác sẽ có sự đứt mạch tạo thành hỗn hợp 2 muối.
R1-CΞC-R2 + 2KMnO4 → R1COOK + R2COOK + 2MnO2
4. Phản ứng thế của ank-1-in
CHΞCH + Ag2O → CAgΞCAg↓ + H2O
2CHΞC-R + Ag2O → CAgΞC-R↓ [vàng] + H2O
Chú ý:
- Chỉ có C2H2 mới phản ứng với Ag2O theo tỉ lệ mol 1:1; các ank-1-in khác chỉ phản ứng theo tỉ lệ 2:1.
- Nếu có hỗn hợp ankin tham gia phản ứng với Ag2O mà tỉ lệ mol của [ankin : Ag2O] = k có giá trị:
+ k < 2 → có C2H2.
+ k > 2 → không có C2H2
+ k = 2 → hỗn hợp gồm 2 ank-1-in hoặc hỗn hợp C2H2 và ankin khác [không phải ank-1-in] có số mol bằng nhau.
- Từ kết tủa vàng thu được có thể khôi phục lại ankin ban đầu bằng cách cho tác dụng với HCl.
CAgΞC-R + HCl → CHΞC-R + AgCl
[phản ứng này dùng để tách ank-1-in khỏi hỗn hợp]
- Ngoài cách viết với Ag2O có thể viết phản ứng với dung dịch AgNO3/NH3 và phản ứng này được dùng để nhận biết ank-1-in.
III. ĐIỀU CHẾ AXETILEN
- Nhiệt phân metan:
2CH4 → C2H2 + 3H2 [15000C, làm lạnh nhanh]
- Thủy phân CaC2: [có trong đất đèn]
CaC2 + 2H2O → Ca[OH]2 + C2H2
Điều chế axetilen bằng phản ứng thủy phân CaC2
Bài viết liên quan:
- Lý thuyết về Anken
- Lý thuyết về Ankadien
Nguồn tin: Trang Hochoaonline
Trong chương trình Hóa học 11 phần hóa hữu cơ, các bạn học sinh sẽ tiếp tục được cung cấp các kiến thức về nhóm hiđrocacbon không no. Và một đại diện tiêu biểu của hiđrocacbon không no chính là các chất hữu cơ thuộc nhóm ankin. Vậy Ankin là gì? Gói gọn trong chương trình phổ thông thì lý thuyết ankin bao gồm những vấn đề gì? Toppy sẽ chỉ cho bạn ngay sau đây.
Ankin là gì? Đặc điểm cấu tạo của ankin?
Trong Hóa học 11, ankin được định nghĩa là một hiđrocacbon không no mạch hở vì có một liên kết 3 ở trong cấu tạo phân tử. Ankin không phải là một chất hóa học mà là tên gọi của một nhóm chất bao gồm các hiđrocacbon mạch hở, không no và có một liên kết 3 trong phân tử [ C≡C ]. Công thức tổng quát của các chất thuộc dãy đồng đẳng ankin là CnH2n-2 với n ≥2.
Lý thuyết ankin
Trên thực tế, lý thuyết ankin trong Hóa học rất rộng, bạn đọc nếu thấy hứng thú thì có thể tham khảo thêm tại Ankin. Còn với chương trình phổ thông thì học sinh chỉ cần nắm vững các kiến thức về đồng phân, danh pháp, tính chất vật lý của ankin, phản ứng đặc trưng của ankin là phản ứng nào, điều chế và ứng dụng ankin.
Lý thuyết ankin có những gì?
Đồng phân
Đồng phân là chỉ những chất có chung công thức phân tử nhưng khác công thức cấu tạo. Trong dãy đồng đẳng thì chỉ có C2H2 và C3H4 là không có đồng phân ankin đi kèm vì chỉ có một công thức cấu tạo duy nhất. Còn lại từ chất C4H6 trở đi đều có đồng phân ở vị trí liên kết 3. Và lên tới C5H8 trở đi thì có thêm đồng phân mạch cacbon.
Danh pháp
Danh pháp hay nghĩa thuần Việt là tên gọi. Với bất kỳ một hidrocacbon nào, chúng ta sẽ có 2 cách để gọi tên. Một là tên thường và hai là tên thay thế. Với mỗi một tên, chúng ta sẽ đặt theo công thức khác nhau.
- Tên thường: “tên của gốc ankyl có liên kết với nguyên tử Cacbon của liên kết 3”+“axetilen”.
- Tên thay thế: “số chỉ vị trí nhánh”+”tên nhánh”+”tên mạch chính”+”số chỉ vị trí liên kết 3”+”in”.
- Ví dụ: C2H2 có công thức cấu tạo là CH≡CH, tên thường của chất này là axetilen. Và tên thay thế là etin.
Một số chất trong dãy đồng đẳng ankin
Tính chất vật lý của ankin
Các chất hữu cơ thuộc nhóm ankin có khối lượng riêng, nhiệt độ sôi và nhiệt độ nóng chảy tăng dần theo phân tử khối.Ankin từ C2-C4 là chất khí và từ C5-C16 là chất lỏng. Còn lại từ C17 trở lên là chất rắn. Các ankin đều nhẹ hơn nước và không tan trong nước, chỉ tan được trong 1 số dung môi hữu cơ.
>>> Xem thêm:
Lý thuyết Anken – Nâng cao điểm hóa 10 cùng Toppy!
Benzen và đồng đẳng của benzen – Học tốt hóa 11
Tính chất hóa học của ankin
Do ankin có liên kết 3 bền hơn liên kết đôi ở anken nên bên cạnh phản ứng đặc trưng của hidrocacbon không no là phản ứng cộng thì các chất trong dãy đồng đẳng ankin còn có thể tham gia vào các phản ứng thế với ion kim loại.
Phản ứng cộng của ankin
Phản ứng cộng cũng là phản ứng đặc trưng của ankin.
- Cộng Hiđro: C2H2 + 2H2 C2H4
- Cộng Brom, Clo: C2H2 + 2Br2 一> C2H2Br4
- Cộng HX [Halogen hoặc H2O]: C2H2 + 2HBr 一> C2H4Br2
Phản ứng đime hóa và trime hóa
- Đime hóa: 2CH≡CH CH2=CH–C≡CH [Vinyl axetilen]
- Trime hóa: 3CH≡CH C6H6
Phản ứng thế với ion kim loại
CH≡CH + 2AgNO3 + 2NH3 一> CAg≡CAg↓ + NH4NO3
Riêng phản ứng thế cùng ion kim loại thì chỉ có các ank-1-in mới có khả năng thực hiện được. Vậy nên phản ứng này cũng chỉ dùng để nhận biết được các ank-1-in với các ankin và các hiđrocacbon khác.
Phản ứng thế của ank-1-inPhản ứng thế của ankin
Phản ứng oxi hóa
Phản ứng oxi hóa của ankin cũng chia ra làm 2 loại tương tự như anken, đó là oxi hóa hoàn toàn và không hoàn toàn. Oxi hóa hoàn toàn là phản ứng cháy với oxi, tạo ra CO2 và H2O, đồng thời tỏa rất nhiều nhiệt. Còn phản ứng oxi hóa không hoàn toàn là có khả năng làm mất màu dung dịch KMnO4.
Ứng dụng ankin
Đại diện cho ankin – Axetilen [C2H2] được ứng dụng phổ biến để làm đèn xì trong công việc hàn, cắt kim loại. Ngoài ra, axetilen nói riêng và các ankin khác nói chung được sử dụng phổ biến để làm nguyên liệu điều chế ra các hợp chất hữu cơ khác phục vụ cuộc sống.
Điều chế ankin
Trong phòng thí nghiệm và trong công nghiệp, người ta sẽ sử dụng những cách khác nhau để điều chế ra ankin sao cho phù hợp với điều kiện thực tế.
Trong phòng thí nghiệm
Tại đây, axetilen được điều chế bằng cách cho CaC2 [Canxi cacbua – có trong đất đèn] tác dụng với H2O [nước] hay còn gọi là phản ứng thủy phân CaC2 . Dưới đây là phương trình phản ứng minh họa:
CaC2 + H2O 一> C2H2 + Ca[OH]2
Điều chế Axetilen từ CaC2 trong thí nghiệm
Trong công nghiệp
Ở môi trường công nghiệp thì axetilen được điều chế thông qua nhiệt phân metan [ CH4 ] ở nhiệt độ 1500 độ C và điều kiện làm lạnh nhanh. Dưới đây là phương trình phản ứng minh họa:
2CH4
Như vậy, Toppy đã tổng kết lại phần nội dung cơ bản về lý thuyết ankin để các bạn học sinh có thể hệ thống lại dễ dàng hơn. Nếu như bạn đang gặp bất kỳ khó khăn học tập về môn nào, hãy ghé Toppy.vn để tra cứu và được hỗ trợ nha.
>>> Xem thêm các bài viết có nội dung cùng chủ đề