Phản ứng giữa andehit axetic (CH3CHO), còn được gọi là etanal, với brom (Br2) trong môi trường nước là một ví dụ điển hình của phản ứng oxi hóa khử. Phản ứng này không chỉ quan trọng trong hóa học hữu cơ mà còn có ứng dụng trong việc nhận biết và định lượng andehit.
Phản Ứng Tổng Quát Giữa Andehit Axetic và Brom
Phản ứng giữa andehit axetic và brom diễn ra theo phương trình sau:
CH3CHO + Br2 + H2O → CH3COOH + 2HBr
Trong phản ứng này, andehit axetic (CH3CHO) bị oxi hóa thành axit axetic (CH3COOH), trong khi brom (Br2) bị khử thành axit bromhidric (HBr).
Điều kiện phản ứng: Phản ứng xảy ra ở điều kiện thường, không cần điều kiện đặc biệt.
Hiện tượng: Dung dịch brom có màu vàng nâu sẽ nhạt màu dần hoặc mất màu hoàn toàn khi phản ứng xảy ra. Đây là một dấu hiệu quan trọng để nhận biết andehit.
Cơ Chế Phản Ứng
Cơ chế chi tiết của phản ứng này khá phức tạp, nhưng có thể hiểu đơn giản như sau: Brom tấn công vào nhóm carbonyl (C=O) của andehit, tạo ra một sản phẩm trung gian. Sản phẩm này sau đó phản ứng với nước để tạo thành axit axetic và axit bromhidric.
Ứng Dụng Của Phản Ứng
Nhận Biết Andehit
Phản ứng làm mất màu dung dịch brom là một phương pháp đơn giản và hiệu quả để nhận biết sự có mặt của andehit. Khi một chất làm mất màu dung dịch brom, có thể kết luận rằng chất đó có chứa nhóm chức andehit hoặc một nhóm chức tương tự có khả năng phản ứng với brom.
Định Lượng Andehit
Ngoài việc nhận biết, phản ứng với brom còn được sử dụng để định lượng andehit. Bằng cách chuẩn độ lượng brom dư sau phản ứng, người ta có thể xác định chính xác lượng andehit có trong mẫu.
Ví Dụ Minh Họa
Ví dụ 1: Cho 2,2 gam andehit axetic tác dụng hoàn toàn với dung dịch brom dư. Tính thể tích dung dịch brom 1M đã phản ứng.
Giải:
- Số mol của andehit axetic (CH3CHO) = 2,2 / 44 = 0,05 mol
- Theo phương trình phản ứng: CH3CHO + Br2 + H2O → CH3COOH + 2HBr, 1 mol CH3CHO phản ứng với 1 mol Br2.
- Vậy số mol Br2 phản ứng = 0,05 mol
- Thể tích dung dịch brom 1M đã phản ứng = 0,05 / 1 = 0,05 lít = 50 ml
Ví dụ 2: Cho 10 ml dung dịch andehit axetic tác dụng với dung dịch brom dư, thu được 1,12 lít khí (đktc). Tính nồng độ mol của dung dịch andehit axetic. (Giả sử HBr là khí ở điều kiện thường)
Giải:
Số mol HBr thu được: nHBr = 1,12 / 22,4 = 0,05 mol
Theo phương trình phản ứng: CH3CHO + Br2 + H2O -> CH3COOH + 2HBr
=> nCH3CHO = 1/2 nHBr = 1/2 * 0,05 = 0,025 mol
Nồng độ mol của dung dịch andehit axetic: CM = 0,025 / 0,01 = 2,5M
Bài Tập Vận Dụng
- Cho 4,4 gam một andehit no, đơn chức, mạch hở phản ứng hoàn toàn với dung dịch AgNO3/NH3 dư thu được 21,6 gam Ag. Xác định công thức cấu tạo của andehit.
- Đốt cháy hoàn toàn 0,1 mol một andehit X cần 0,375 mol O2, thu được 0,3 mol CO2 và 0,25 mol H2O. Xác định công thức phân tử của andehit X.
Lưu Ý Khi Thực Hiện Phản Ứng
- Sử dụng dung dịch brom loãng để quan sát hiện tượng dễ dàng hơn.
- Thực hiện phản ứng trong điều kiện thoáng khí để tránh hít phải hơi brom độc hại.
- Brom là một chất ăn mòn, cần sử dụng các biện pháp bảo hộ khi làm việc với brom.
Phản ứng giữa andehit axetic và brom là một phản ứng quan trọng và có nhiều ứng dụng trong hóa học hữu cơ. Việc hiểu rõ về phản ứng này giúp chúng ta nắm vững kiến thức về tính chất hóa học của andehit và ứng dụng chúng vào thực tế.
Dung dịch brom mất màu khi tác dụng với andehit axetic, minh họa phản ứng oxi hóa khử đặc trưng của andehit.
Fomanđehit (formalin) được sử dụng rộng rãi trong việc bảo quản mẫu vật sinh học, thể hiện tính chất diệt khuẩn và khả năng ức chế phân hủy của andehit.
