Bài 32: Ankin

I. Đồng đẳng, đồng phân, danh pháp.

1. Dãy đồng đẳng ankin

Ankinlà những hiđro cacbon mạch hở có 1 liên kết 3 (C≡C) trong phân tử.

CTTQ : C_nH_2n-2 (n ≥2)Ví dụ: C₂H₂, C₃H₄,…

2. Đồng phân

Ankin từ C₄ trở đi có đồng phân vị trí liên kết ba.

Từ C₅trở đi có thêm đồng phân mạch cacbon.

2. Danh pháp

Tên thường:

Tên gốc ankyl liên kết với nguyên tử C của liên kết ba + axetilen

Tên thay thế (danh pháp IUPAC):

- Mạch không phân nhánh:

Tên mạch C chính + số chỉ vị trí nối ba + IN

- Mạch phân nhánh:

Quy tắc:

- Chọn mạch C dài nhất chứa nối ba làm mạch chính.

- Đánh STT trên mạch C chính, ưu tiên C mang nối ba có STT nhỏ nhất, nếu mạch vừa có nhánh vừa có nối ba thì ưu tiên một là vị trí nối ba sau đó là vị trí nhánh thì ưu tiên hai.

- Gọi tên ankin phân nhánh :

Số chỉ vị trí-tên nhánh + tên mạch C chính + số chỉ trí nối ba + IN

II. Tính chất vật lí

- Nhiệt độ sôi, khối lượng riêng lớn hơn anken tương ứng.

- Ankin cũng không tan trong nước và nhẹ hơn nước giống anken.

III. Tính chất hoá học

1. Phản ứng cộng

- Cộng H₂:

CH≡CH + H₂→(Pd/PbCO₃, t^o)CH₂ = CH₂

CH≡CH + 2H₂→(Ni, t^o)CH₃─ CH₃

- Cộng Br₂, Cl₂

CH≡CH + Br₂ → CHBr = CHBr

CHBr = CHBr + Br₂ →CHBr₂─CHBr₂

- Cộng HCl

CH≡CH + HCl→(HgCl₂, 150 – 200^oC)CHCl = CH₂

CHCl = CH₂ +HCl →(t^o, xt)CHCl₂─CH₃

- Cộng nước (hiđrat hoá):

CH≡CH + H₂O →(HgSO₄, H₂SO₄)[CH₂ = CH─OH]⥩CH₃CHO

Lưu ý: Phản ứng cộng HX, H₂O vào các ankin trong dãy đồng đẳng của axetilen cũng tuân theo quy tắc Maccopnhicop như anken.

- Phản ứng đimehoá, trimehoá.

2 CH≡CH→(t^o, xt)CH₂ ═ CH─C≡CH
3 CH≡CH→(t^o, xt)C₆H₆ (benzen)

2. Phản ứng thế bằng ion kim loại:

CH≡CH + 2AgNO₃ + 2 NH₃ → AgC≡CAg ↓_vàng + 2 NH₄NO₃

- Phản ứng này dùng để nhận biết các ankin 1 ( có liên kết 3 ở đầu mạch)

RC≡CH + 2 AgNO₃ + 2 NH₃→ RC≡CAg + 2 NH₄NO₃ .

3. Phản ứng oxi hoá

- Phản ứng oxi hoá hoàn toàn:

C_nH_2n-2 + 3n−12O₂ → nCO₂ + (n-1) H₂O

- Phản ứng oxi hoá không hoàn toàn: Mất màu KMnO₄

H₂C=CH₂ + KMnO₄ + 4H₂O → HOCH₂-CH₂OH + MnO₂ + KOH

IV. Điều chế

- Trong phòng thí nghiệm

CaC₂ + 2H₂O → Ca(OH)₂ + C₂H₂ ↑

- Trong công nghiệp Đi từ dầu mỏ:

2 CH₄→(1500^oC)C₂H₂ + 3 H₂

V. Ứng dụng

- Làm nhiên liệu

Bài 1 (Trang 145 – SGk)

a. Viết công thức cấu tạo và gọi tên các ankin có công thức C₄H₆ và C₅H₈.

b. Viết công thức cấu tạo của các ankin có tên sau: pent-2-in ; 3-metylpent-1-in; 2,5- đimetylhex-3-in.

Lời giải

a) Các CTCT củau ankin có CTPT \[{{C}_{4}}{{H}_{6}}\]là

\[CH\equiv C-C{{H}_{2}}-C{{H}_{3}}\]: But-1-in

\[C{{H}_{3}}-C\equiv C-C{{H}_{3}}\]: But-2-in

Các CTCT củau ankin có CTPT \[{{C}_{5}}{{H}_{8}}\] là

\[CH\equiv C-C{{H}_{2}}-C{{H}_{3}}\]: Pent-1-in

\[C{{H}_{3}}-C\equiv C-C{{H}_{2}}-C{{H}_{3}}\]: Pen -2-in

Bài 2 (Trang 145 – SGK)

Viết phương trình hóa học của phản ứng giữa propin và các chất sau:

a. hidro có xúc tác Pd/PbCO₃

b. dung dịch brom (dư)

c. dung dịch bạc nitrat trong amoniac

d. hidro clorua có xúc tác HgCl₂

Lời giải

a. CH ≡ C - CH₃ + H₂ \[\xrightarrow{Pb/PbC{{O}_{3}},{{t}^{0}}}\]CH₂ = CH - CH₃

b. CH ≡ C - CH₃ + 2Br₂ → CHBr₂ - CBr₂ - CH₃ dd(dư)

c. CH ≡ C - CH₃ + AgNO₃ + NH₃ → AgC ≡ C - CH₃ + NH₄NO₃

d. CH ≡ C - CH₃ + HCl \[\xrightarrow{{{^{HgCl}}_{2}}}\]CH₂ = CCl - CH₃

Bài 3 (Trang 145 – sGK)

Trình bày phương pháp hóa học:

a. Phân biệt axetilen với etilen

b. Phân biệt ba bình không dán nhãn chứa mỗi khí không màu sau: metan, etilen, axetilen

Lời giải

a. Cho tác dụng với dung dịch AgNO₃ trong NH₃ dư, chất nào tạo kết tủa thì đó là axetilen, chất nào không tạo kết tủa thì là etilen.

Phương trình phản ứng:

CH ≡CH + 2AgNO₃ + 2NH₃ → AgC≡CAg↓ +2NH₄NO₃

b. Lấy từ 3 bình các mẫu nhỏ để phân biệt.

- Lần lượt dẫn các mẫu khí qua dung dịch AgNO₃/NH₃, mẫu nào làm dung dịch xuất hiện kết tủa thì đó là axetilen

CH ≡CH + 2AgNO₃ + 2NH₃ → AgC≡CAg↓ +2NH₄NO₃

- Lần lượt dẫn 2 mẫu khí còn lại qua dung dịch brom, mẫu khí nào làm nhạt màu nước brom là etilen.

CH₂=CH₂ + Br₂ → BrCH₂=CH₂Br

- Mẫu còn lại là metan.

Bài 4 (Trang 145 – SGK)

Cho các chất sau: metan,etilen, but-2-in và axetilen. Kết luận nào sau đây là đúng?

A. Cả 4 chất đều có khả năng làm mất màu dung dịch brom

B. Có 2 chất tạo kết tủa với dung dịch bạc nitrat trong amoniac

C. Có ba chất có khả năng làm mất màu dung dịch Brom

D. Không có chất nào làm nhạt màu dung dịch kali pemangalat

Lời giải

- Đáp án C

- Phương trình hóa học:

CH₂=CH₂ +Br₂→CH₂Br-CH₂Br

CH₃-C≡C-CH₃ + 2Br₂→CH₃-CBr₂-CBr₂ –CH₃

CH≡CH + 2Br₂→CHBr₂ -CHBr₂

Bài 5 (Trang 145 – SGK)

Dẫn 3,36 lít khí hỗn hợp A gồm propin và eilen đi vào một lượng dư dung dịch AgNO₃ trong NH₃ thấy còn 0,840 lít khí thoát ra và có m gam kết tủa. Các thể tích khí đo ở đktc.

a. Tính phần trăm thể tích etilen trong A

b. Tính m

Lời giải

a. Khi dẫn hỗn hợp A đi qua dung dịch AgNO₃/NH₃ (dư) thì propin sẽ tác dụng hết với AgNO₃/NH₃, etilen không tác dụng.

Vậy 0,840 lít khí thoát ra là etilen.

\[{\scriptstyle{}^{0}/{}_{0}}{{V}_{{{C}_{2}}{{H}_{4}}}}=\frac{0,84}{3,36}.100{\scriptstyle{}^{0}/{}_{0}}=25{\scriptstyle{}^{0}/{}_{0}}\]

b. Thể tích proprin là: 3,36 - 0,84 = 2,52 (l)

n_C3H₄ = 2,52/22,4 = 0,1125(mol)

CH ≡ C - CH₃ + AgNO₃ + NH₃ → AgC ≡ C - CH₃↓ + NH₄NO₃