SGK Hóa Học 11 - Bài 32: Ankin

ANKIN
H:C::C:H Công thức electron H - c = c - H Công thức cấu tạo
a)
Hình 6.4. Mô hình phân tử axetìlen
dạng đặc (a) và dạng rỗng (b)
2. Đồng phân
Hai chất đầu dãy (C2H2, C3H4) không có đồng phân ankin. Các ankin từ C4H6 trồ lên có đồng phân vị trí của liên kết ba, từ C5Hg còn có đồng phân mạch cacbon (tương tự anken). Thí dụ, ứng với công thức phân tử C5Hg có các ankin đồng phân :
CHsC-CH2-CH2-CH3 ; CH3
Danh pháp
Tên thông thường Thí dụ : HOCH
ch=c-ch2-ch3
ch3-oc-ch3
ch3-ch2-ch2-och
OC-CH2- CH3 ; HC=C-CH-CH3
ch3
axetilen
etylaxetilen
đimetylaxetilen
propylaxetilen
Bài
32	 	 _
& Biết cách viết công thức cấu tạo và gọi tên một số ankin. & Biết tính chất và ứng dụng quan trọng của ankin, đặc biệt của axetilen.
I - ĐỒNG ĐẲNG, ĐỒNG PHẢN, DANH PHÁP
Dãy đồng đẳng ankin
Axetilen (CH=CH) và các chất tiếp theo có công thức phân tử C3H4, C4H6, ... có tính chất tương tự axetilen lập thành dãy đồng đẳng của axetilen được gọi là ankin. Công thức phân tử chung của ankin là CnH2rì_2 (n>2).
Cấu tạo của phân tử axetilen được biểu diễn như sau :
Như vậy, tên thông thường của dãy đồng đẳng ankin được gọi như sau :
Tên gốc ankyl liên kết với nguyên tử G của liên kết ba + axetilen
Các gốc ankyl được gọi theo thứ tự chữ cái đầu tên gọi của chúng.
Tên thay thê
Bảng 6.2. Tên thay thê'và một vài hằng số vật lí của một số ankin
Công thức câ'u tạo
Tên thay thế
‘no °C
•
ts,°c
Khối lượng riêng, g/cm3 (20 °C)
CH = CH
etin'
- 82
- 75
CH = C-CH3
propin
- 101,5
-23
CH = C-CH2-CH3
but-1-in
- 122
8
ch = c - [CH2]2 - CH3
pent-1-in
-98
40
0,695
CH = C-[CH2]3-CH3
hex-1-in
- 124
72
0,716
CH = c - [CH2]4 - CH3
hept-1-in
-80
100
0,733
CH = c - [CH2]5 - CH3
oct-1-in
-70
126
0,746
ch = c - [CH2]6 - CH3
non-1-in
151
0,757
CH = C - [CH2]7 - CH3
đec-1-in
174
0,766
Tên thay thế của ankin được xuất phát từ tên của ankan có cùng mạch cacbon bằng cách đổi đuôi -an thành -in. Từ C4H6 trở đi cần thêm số chỉ vị trí
nguyên tử cacbon bắt đầu liên kết ba. Mạch cacbon được đánh số từ phía gần liên kết ba hơn.
Các ankin có liên kết ba ở đầu mạch (dạng R - c = CH) được gọi là các ank-1 -in.
Etin còn có tên thông thường là axetilen.
- TÍNH CHẤT VẬT LÍ
Từ bảng 6.2 ta thấy các ankin có nhiệt độ sôi tăng dần theo chiều tăng của phân tử khối. Các ankin có nhiệt độ sôi. cao hơn và khối lượng riêng lớn hơn các anken tương ứng.
Giống ankan và anken, các ankin cũng không tan trong nước và nhẹ hơn nước.
- TÍNH CHẤT HOÁ HỌC
Liên kết ba trong phân tử ankin gồm một liên kết ơ bền và hai liên kết ĨI kém bền hơn, do đó, các ankin dễ dàng tham gia phản ứng cộng. Ngoài ra, ank-l-in còn có phản ứng thế nguyên tử H liên kết với nguyên tử c của liên kết ba bằng nguyên tử kim loại.
Phản ứng cộng
Tuỳ điều kiện phản ứng, ankin tham gia phản ứng cộng với một hoặc hai phân tử tác nhân tạo thành hợp chất không no loại anken hoặc hợp chất no.
Cộng hiđro
Khi có niken (hoặc platin hoặc palađi) làm xúc tác, ankin cộng hiđro tạo thành anken, sau đó tạo thành ankan.
Thí dụ-.	CH = CH + H2	Ni,t° > CH2 = CH2
CH2 = CH2 + H2	Ni,t° > CH3 - CH3
Khi dùng xúc tác là hỗn hợp Pd/PbCO3 hoặc Pd/BaSO4, ankin chỉ cộng một phân tử hiđro tạo thành anken.
Thí dụ :	CH = CH + H2 	> CH2 = CH2
Đặc tính này được dùng để điều chế anken từ ankin.
Cộng brom, clo
Brom và clo cũng tác dụng với ankiii theo hai giai đoạn liên tiếp.
Thí dụ-. CH = CH + Br2 (dd) 	> CHBr = CHBr
đibrometen
CHBr = CHBr + Br2 (dd) 	> CHBrọ - CHBr2
tetrabrometan
Cộng HX (X là OH, Cl, Br, CH3COO ...)
Ankin tác dụng với HX theo hai giai đoạn liên tiếp.
’ „	 	 t°,xt ,	
Thí dụ :	CH = CH + HC1	> CH2 = CHC1
vinyl clorua
CH2 = CHC1 + HC1	> CH3-CHC12
1,1-đicloetan
Khi có xúc tác thích hợp, ankin tác dụng với HC1 sinh ra dẫn xuất monoclo của anken.
Thí dụ-.	CH 25 CH + HC1 ^opoc > CH2 = CHC1
vinyl clorua
Phản ứng cộng HX của các ankin cũng tuân theo quy tắc Mac-côp-nhi-côp. 77zí dụ :
C1
+ HC1	+ HC1	'
ch3-c = ch -	> ch3-c=ch2 > ch3-c-ch3
Cl	C1
điclopropan
Phản ứng cộng H2O của các ankin chỉ xảy ra theo tỉ lệ số mol 1:1.'
Thí dụ :
CH = CH + H2O HgSO4’H2SQ4 > [CHz = ch- oh]	> CH3- CH = o
(không bền)	anđehit axetic
Phản ứng dime và trime hoá
2CH = CH
-> CH = c - CH = CH0
Hai phân tử axetilen cộng hợp với nhau tạo thành vinylaxetilen : t°,xt
vinylaxetilen
Ba phân tử axetilen cộng hợp với nhau tạo thành benzen :
3CH = CH
bộtC
600° c
Về hình thức, đây cũng là phản ứng cộng HX vào liên kết ba, với HX là H-OCH.
CpHp
2. Phản úng thế bằng ion kim loại
a) Thí nghiệm : Sục khí axetilen vào dung dịch bạc nitrat trong amoniac, thấy có kết tủa vàng nhạt (hình 6.5). Đó là muối bạc axetilua tạo thành do phản ứng :
=1 dd AgNO3/NH3
z \
a)
b)
CH = CH + 2AgNO3 + 2NH3 	
	> Ag-C 3 C-Agị + 2NH4NO3
Hình 6.5. Phản ứng thế nguyên tử
hiđro của C2ỈỈ2 bằng ion bạc
a) Trước khi sục khí C2H2
b) Sau khi sục khí C2H2
bạc axetilua
b) Nhận xét: Nguyên tử hiđro liên kết trực tiếp với nguyên tử cacbon liên kết ba đầu mạch có tính linh động cao hơn các nguyên tử hiđro khác nên có thể bị thay thế bằng ion kim loại.
Các ank-l-in khác nhưpropin, but-1-in, ... cũng có phản ứng tương tự axetilen, do đó tính chất này được dùng để phân biệt ank-l-in với anken và các ankin khác.
Phản ứng oxi hoá
Phản ứng oxi hoá hoàn toàn (cháy)
Các ankin cháy toả nhiều nhiệt:
2CnH2n _ 2 + (3n-1 )O2	—2nCO2 + 2(n - 1 )H2O
Thí dụ :	2C2Họ + 5Oọ	—-—> 4COọ + 2H9O
Phản ứng oxi hoá không hoàn toàn
Tương tự anken và ankađien, ankin cũng có khả năng làm mất màu dung dịch thuốc tím (hình 6.6).
c2h2
Hình 6.6. Axetilen làm mất màu dung dịch thuốc tím
- ĐIỀU CHÊ
Trong phòng thí nghiệm và trước đây cả trong công nghiệp, axetilen được điều chế bằng cách cho canxi cacbua CaC2 tác dụng với nước :
Caq + 2H2O 	> C2H2T+ Ca(OH)2
Ngày nay trong công nghiệp, axetilen được sản xuất chủ yếu từ metan :
2CH4 ... 15°^c-> C2H2 + 3H2
-ỨNG DỤNG
Làm nhiên liệu
Khi cháy, axetilen toả nhiều nhiệt nên được dùng trong đèn xì oxi-axetilen để hàn, cắt kim loại.
Làm nguyên liệu
Từ axetilen có thể điều chế được nhiều chất đầu quan trọng cho các quá trình tổng hợp hữu cơ.
BÀI TẬP
a) Viết công thức cấu tạo và gọi tên các ankin có công thức phân tử C4H6 và C5Hg, b) Viết công thức cấu tạo của các ankin có tên sau : pent-2-in ; 3-metylpent-1-in ; 2,5-đimetylhex-3-in.
Viết phương tpình hoá học của phản ứng giữa propin và các chất sau :
hiđro có xúc tác Pd/PbCO3.
dung dịch brom (dư).
dung dịch bạc nitrat trong amoniac.
hiđro clorua có xúc tác HgCI2.
Trình bày phương pháp hoá học :
Phân biệt axetilen với etilen.
Phân biệt ba bình không dán nhãn chứa mỗi khí không màu sau : metan, etilen, axetilen.
Cho các chất sau : metan, etilen, but-2-in và axetilen. Kết luận nào sau đây là đúng ?
Cả 4 chất đều có khả năng làm mất màu dung dịch brom.
Có hai 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 pemanganat.
Dan 3,36 lít hỗn hợp A gồm propin và etilen 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.
Tính phần trăm thể tích etilen trong A.
Tính m.
Trong số các ankin có công thức phân tử C5H8 có mấy chất tác dụng được với dung dịch AgNOg trong NH3 ?
V A. 1 chất B. 2 chất c. 3 chất D. 4 chất