Phản ứng giữa anđehit axetic (CH3CHO) với dung dịch AgNO3 trong NH3 (còn gọi là thuốc thử Tollens) là một phản ứng hóa học quan trọng, được sử dụng rộng rãi trong hóa học hữu cơ để nhận biết và phân biệt anđehit. Dưới đây là phân tích chi tiết về phản ứng này, bao gồm phương trình, điều kiện, cơ chế và ứng dụng thực tế.
Phương trình phản ứng CH3CHO + AgNO3/NH3
Phản ứng tổng quát được biểu diễn như sau:
CH3CHO + 2AgNO3 + 3NH3 + H2O → CH3COONH4 + 2NH4NO3 + 2Ag↓
Trong đó:
- CH3CHO là anđehit axetic (hay axetalđehit)
- AgNO3 là bạc nitrat
- NH3 là amoniac
- CH3COONH4 là amoni axetat
- NH4NO3 là amoni nitrat
- Ag↓ là bạc kim loại (kết tủa)
Điều kiện phản ứng
- Nhiệt độ: Phản ứng thường được thực hiện ở nhiệt độ phòng hoặc đun nóng nhẹ. Để đảm bảo phản ứng xảy ra hoàn toàn và nhanh chóng, có thể đặt ống nghiệm chứa hỗn hợp phản ứng vào nồi nước nóng.
- Môi trường: Phản ứng cần được thực hiện trong môi trường kiềm, do đó cần có sự hiện diện của NH3. NH3 không chỉ tạo phức với ion Ag+ mà còn trung hòa axit sinh ra trong quá trình phản ứng, giúp duy trì pH thích hợp.
Hiện tượng nhận biết
Hiện tượng đặc trưng của phản ứng là sự xuất hiện của lớp bạc kim loại bám trên thành ống nghiệm, tạo thành “gương bạc”. Đây là lý do phản ứng này còn được gọi là “phản ứng tráng gương”.
Cơ chế phản ứng
Cơ chế của phản ứng anđehit axetic với AgNO3/NH3 bao gồm các giai đoạn chính sau:
- Tạo phức bạc-amoniac: Đầu tiên, ion bạc (Ag+) từ AgNO3 phản ứng với amoniac (NH3) để tạo thành phức diamminesilver(I) ([Ag(NH3)2]+). Phức này là chất oxi hóa thực sự trong phản ứng.
Ag+ + 2NH3 ⇌ [Ag(NH3)2]+
- Oxi hóa anđehit axetic: Phức diamminesilver(I) oxi hóa anđehit axetic thành ion axetat (CH3COO-). Đồng thời, ion bạc bị khử thành bạc kim loại (Ag).
CH3CHO + 2[Ag(NH3)2]+ + 3OH- → CH3COO- + 2Ag↓ + 2H2O + 4NH3
- Hình thành sản phẩm: Ion axetat sau đó phản ứng với amoniac để tạo thành amoni axetat (CH3COONH4).
CH3COO- + NH4+ → CH3COONH4
Ứng dụng của phản ứng
- Nhận biết anđehit: Phản ứng tráng bạc là một phương pháp quan trọng để nhận biết anđehit, đặc biệt là trong các bài kiểm tra và thí nghiệm hóa học.
- Sản xuất gương và đồ trang trí: Phản ứng được sử dụng trong công nghiệp để tráng bạc lên các bề mặt thủy tinh, tạo ra gương và các vật dụng trang trí khác.
- Phân tích định lượng: Trong một số trường hợp, lượng bạc tạo thành có thể được sử dụng để xác định lượng anđehit ban đầu.
Ví dụ minh họa và bài tập
Ví dụ 1: Cho anđehit axetic phản ứng với dung dịch AgNO3/NH3 dư, sau phản ứng thu được 10,8 gam Ag. Tính khối lượng anđehit axetic đã phản ứng.
Giải:
Số mol Ag thu được: nAg = 10,8 / 108 = 0,1 mol
Theo phương trình phản ứng: nCH3CHO = 1/2 nAg = 0,05 mol
Khối lượng anđehit axetic đã phản ứng: mCH3CHO = 0,05 * 44 = 2,2 gam
Ví dụ 2: Chất nào sau đây phản ứng với dung dịch AgNO3/NH3 tạo ra kết tủa Ag?
A. CH3COOH B. C2H5OH C. HCHO D. CH3COCH3
Đáp án: C. HCHO (formanđehit)
Giải thích: Chỉ có formanđehit (HCHO) là anđehit, có khả năng tham gia phản ứng tráng bạc.
Lưu ý quan trọng
- An toàn: Khi thực hiện phản ứng, cần cẩn thận với dung dịch AgNO3 và NH3, vì chúng có thể gây kích ứng da và mắt.
- Điều kiện phản ứng: Đảm bảo nhiệt độ và pH thích hợp để phản ứng xảy ra hiệu quả.
- Sản phẩm phụ: Phản ứng có thể tạo ra một số sản phẩm phụ, do đó cần thực hiện đúng quy trình để đạt được kết quả tốt nhất.
Hy vọng bài viết này cung cấp đầy đủ thông tin chi tiết và hữu ích về phản ứng của anđehit axetic với AgNO3/NH3.
