Phản ứng giữa C3H4 (propin) với AgNO3 và NH3 là một phản ứng quan trọng trong hóa học hữu cơ, đặc biệt trong việc nhận biết và phân biệt các ank-1-yne. Dưới đây là nội dung chi tiết về phản ứng này, bao gồm phương trình, cơ chế, hiện tượng và ứng dụng.
Phương Trình Phản Ứng Propin Với AgNO3/NH3
Phương trình hóa học tổng quát cho phản ứng giữa propin và dung dịch bạc nitrat trong amoniac như sau:
CH≡C–CH3 + AgNO3 + NH3 → AgC≡C–CH3↓ + NH4NO3Trong đó, propin (CH≡C–CH3) tác dụng với phức chất bạc amoniac tạo thành kết tủa bạc propynylide (AgC≡C–CH3) và amoni nitrat (NH4NO3).
Hiện Tượng Phản Ứng
Hiện tượng dễ nhận thấy nhất của phản ứng này là sự xuất hiện của kết tủa màu vàng. Kết tủa này chính là bạc propynylide (AgC≡C–CH3), một hợp chất không tan trong nước.
Cơ Chế Phản Ứng
Phản ứng xảy ra do nguyên tử hydro ở vị trí C≡C–H của propin có tính acid yếu. Trong môi trường kiềm (NH3), hydro này dễ dàng bị thay thế bởi ion bạc (Ag+) tạo thành kết tủa.
Phương Trình Ion Rút Gọn
Để hiểu rõ hơn về bản chất của phản ứng, chúng ta có thể viết phương trình ion rút gọn như sau:
HC≡C−CH3 + Ag+ + NH3 → AgC≡C−CH3↓ + NH4+Phương trình này cho thấy ion bạc (Ag+) đã thay thế proton (H+) của propin để tạo thành kết tủa AgC≡C−CH3.
Ứng Dụng Của Phản Ứng
Phản ứng giữa propin và dung dịch AgNO3/NH3 được sử dụng rộng rãi trong phòng thí nghiệm để:
- Nhận biết ank-1-yne: Phản ứng này là một phương pháp đặc trưng để nhận biết các ank-1-yne, tức là các alkyne có liên kết ba ở đầu mạch carbon.
- Phân biệt ank-1-yne với các alkyne khác: Do chỉ các ank-1-yne mới phản ứng tạo kết tủa, phản ứng này có thể dùng để phân biệt chúng với các alkyne có liên kết ba ở vị trí khác trong mạch carbon.
Mở Rộng Về Phản Ứng Thế Bằng Ion Kim Loại
Phản ứng tương tự cũng xảy ra với acetylene (C2H2) tạo kết tủa màu vàng nhạt:
CH ≡ CH + 2AgNO3 + 2NH3 → Ag – C ≡ C – Ag↓ + 2NH4NO3Nguyên tử hiđro liên kết trực tiếp với nguyên tử cacbon liên kết ba đầu mạch có tính linh động cao, có thể bị thay thế bằng ion kim loại. Các ank-1-yne khác như but-1-in cũng có phản ứng tương tự.
Bài Tập Vận Dụng
Để củng cố kiến thức, hãy cùng xem xét một số bài tập vận dụng liên quan đến phản ứng C3H4 + AgNO3 + NH3:
Câu 1: Chất nào sau đây tác dụng với dung dịch AgNO3/NH3 tạo kết tủa vàng?
A. Etan
B. Eten
C. Propan
D. Propin
Đáp án: D. Propin
Câu 2: Để phân biệt but-1-yne và but-2-yne, có thể dùng thuốc thử nào?
A. Dung dịch HCl
B. Dung dịch Br2
C. Dung dịch AgNO3/NH3
D. Dung dịch NaOH
Đáp án: C. Dung dịch AgNO3/NH3
Câu 3: Cho 6,72 lít khí propin (đktc) tác dụng với dung dịch AgNO3 dư trong NH3, khối lượng kết tủa thu được là bao nhiêu?
Hướng dẫn giải:
Số mol propin: n(propin) = 6,72 / 22,4 = 0,3 mol
CH≡C−CH3+AgNO3+NH3→AgC≡C−CH3+NH4NO3
Theo phương trình: n(kết tủa) = n(propin) = 0,3 mol
Khối lượng kết tủa: m(kết tủa) = 0,3 (108 + 123 – 3) = 0,3 * 147 = 44,1 gam
Kết Luận
Phản ứng giữa C3H4 (propin) và AgNO3/NH3 là một phản ứng quan trọng và hữu ích trong hóa học hữu cơ, giúp nhận biết và phân biệt các ank-1-yne. Việc nắm vững kiến thức về phương trình, hiện tượng, cơ chế và ứng dụng của phản ứng này sẽ giúp bạn giải quyết các bài tập liên quan một cách dễ dàng.
