Buzz
Cách phân biệt butan, but-1-in và but-2-in bằng phương pháp hóa học
Phân biệt butan, but-1-in và but-2-in qua các phản ứng hóa học đặc trưng
| Thuốc thử | Butan (C4H10) | But-1-in CH ≡ C−CH2−CH3 | But-2-in CH3 − C ≡ C − CH3 |
| dung dịch AgNO3/ NH3 | Không hiện tượng | Kết tủa vàng | Không hiện tượng |
| dung dịch Br2 | Không hiện tượng | X | Mất màu dung dịch Br2 |
Dùng dung dịch AgNO3/NH3 để nhận diện but-1-in; dùng Brom để phân biệt butan và but-2-in
Tiến hành thử nghiệm với dung dịch AgNO3 trong NH3 để nhận diện các mẫu
- Mẫu thử nào tạo kết tủa vàng là but-1-in, phản ứng: CH ≡ C−CH2−CH3 + AgNO3 + NH3 → CAg ≡ C−CH2−CH3 + NH4NO3
But-1-in có thể tạo kết tủa trắng tương tự như kết tủa bromua bạc (AgBr) khi phản ứng với dung dịch AgNO3, trong khi but-2-in không tạo kết tủa này.
Thử nghiệm với hai mẫu để kiểm tra phản ứng với dung dịch brom
- Mẫu thử nào làm mất màu dung dịch brom là but-2-in.
CH3 − C ≡ C − CH3 + 2 Br2 → C4H6Br4
- Nếu mẫu thử không xảy ra phản ứng gì, đó là Butan.
Butan, but-1-in và but-2-in đều có thể phản ứng với brom (Br2) để tạo ra bromua alkyl tương ứng. Kết quả phản ứng khác nhau tùy thuộc vào cấu trúc của hợp chất: Butan (butane): Không phản ứng với brom do không có liên kết ba. But-1-in (1-butyne): Tạo 1-bromo butane khi phản ứng với brom. But-2-in (2-butyne): Phản ứng với brom để tạo cả 1-bromo butane và 2-bromo butane.
2. Những điều cần lưu ý khi nhận diện butan, but-1-in và but-2-in
Khi thực hiện các phản ứng hóa học để phân biệt butan, but-1-in và but-2-in, bạn cần lưu ý một số điểm quan trọng để đảm bảo độ chính xác và an toàn trong phòng thí nghiệm:
+ An toàn: Tuân thủ các quy tắc an toàn trong phòng thí nghiệm. Sử dụng kính bảo hộ, áo choàng và thiết bị bảo vệ cần thiết. Làm việc trong khu vực thông gió tốt với hệ thống thông gió phù hợp. Môi trường làm việc: Đảm bảo phòng thí nghiệm có quạt hút để loại bỏ hơi độc hại.
+ Chất thử và dung môi: Chọn chất thử và dung môi có chất lượng tốt và đã được kiểm tra kỹ lưỡng. Đảm bảo chúng không bị ô nhiễm và không chứa các tác nhân gây nổ hay gây hại. Xác định chính xác mẫu: Trước khi tiến hành phản ứng, xác định rõ danh tính của mẫu. Sử dụng các phương pháp phân tích như phổ NMR để kiểm tra cấu trúc hợp chất nếu cần.
+ Điều kiện phản ứng: Tuân thủ các điều kiện phản ứng cụ thể như nhiệt độ, áp suất, pH, và tỷ lệ chất thử. Sau phản ứng, kiểm tra sản phẩm để đánh giá tính chất của chúng. Áp dụng các phương pháp phân tích như phổ NMR, IR, UV-Vis, hoặc sắc ký để xác định cấu trúc và tính chất của sản phẩm.
+ Xử lý chất thải: Loại bỏ chất thải một cách an toàn và theo quy định. Chất thải gây ô nhiễm hoặc nguy hại cần được xử lý đúng cách. Chú ý đến tính chọn lọc của phản ứng: Một số phản ứng có thể tạo nhiều sản phẩm phụ, yêu cầu tách rời và phân tích chi tiết để nhận diện sản phẩm chính và phụ. Sử dụng thiết bị thí nghiệm chính xác: Đảm bảo thiết bị thí nghiệm được hiệu chuẩn đúng cách để đảm bảo độ chính xác của kết quả.
+ Tuân thủ đạo đức khoa học: Thực hiện theo các nguyên tắc đạo đức khoa học, bao gồm sự trung thực và minh bạch trong báo cáo kết quả thí nghiệm. Lên kế hoạch thí nghiệm cẩn thận và tuân thủ các quy tắc an toàn để đảm bảo kết quả chính xác và an toàn trong quá trình làm việc.
3. Các bài tập ứng dụng liên quan
Bài 1. Xác định các chất trong hỗn hợp sau đây:
a) Etan kết hợp với eten và etin
b) Propen kết hợp với metan và axetilen
c) Metan, etilen, và axetilen
d) But-1-in, but-2-in, và butan
e) Cacbonic, propin, etilen, metan
Hướng dẫn giải quyết:
a. Cho hỗn hợp qua nước brom dư, khí etan tinh khiết sẽ thoát ra ngoài.
C2H4 + Br2 → C2H4Br2
C2H2 + 2Br2 → C2H2Br4
b. Dẫn hỗn hợp qua dung dịch AgNO3/NH3 để loại bỏ axetilen.
C2H2 + 2AgNO3 + 2NH3 → Ag2C2 + 2NH4NO3
Hỗn hợp khí còn lại được sục qua nước brom dư, propen sẽ được giữ lại.
C3H6 + Br2 → C3H6Br2
Thêm Zn dư vào dung dịch sau phản ứng để thu được propen. C3H6Br2 + Zn → ZnBr2 + C3H6
c. Cho các khí qua dung dịch AgNO3/NH3, axetilen sẽ tạo kết tủa vàng.
2AgNO3 + 2NH3 + C2H2 → Ag2C2 + 2NH4NO3
Dẫn các khí còn lại qua nước brom.
Etilen làm mất màu brom, còn metan thì không.
C2H4 + Br2 → C2H4Br2
d. Cho các khí qua dung dịch AgNO3/NH3 dư, but-1-in sẽ tạo kết tủa vàng.
CH ≡ C − C2H5 + AgNO3 + NH3 → AgC ≡ C − C2H5 + NH4NO3
Dẫn hai khí còn lại qua nước brom. But-2-in làm mất màu brom, còn butan thì không.
C4H6 + 2Br2 → C4H6Br2
e. Dẫn các khí qua nước vôi dư, CO2 sẽ làm đục nước vôi.
CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 + H2O
Dẫn các khí còn lại qua dung dịch AgNO3/NH3 dư, propin sẽ tạo kết tủa vàng.
HC ≡ C − CH3 + AgNO3 + NH3 → AgC ≡ C − CH3 + NH4NO3
Dẫn hai khí còn lại qua nước brom. Etilen làm mất màu brom, metan thì không.
C2H4 + Br2 → C2H4Br2
Bài 2. Nhiệt phân hỗn hợp butan, but-1-en và but-2-en người ta thu được buta-1,3-đien với hiệu suất 80% (theo số mol). Khối lượng polibutađien thu được từ 1000m3 hỗn hợp khí trên (270 độ C, 1atm) là (biết rằng phản ứng trùng hợp đạt hiệu suất 90%)
A. 1212kg
B. 872,652kg
C. 969,613kg
D. 1077,348kg
Hướng dẫn giải quyết:
C4H10, C4H8 → C4H6 → (C4H6)n
Tổng số mol của hỗn hợp ban đầu được tính là: n = (1.1000) : (22,4/273 . 543) mol
Hiệu suất tổng của quá trình là H = 0,8 × 0,9 = 0,72
Khối lượng polibutadien thu được là: m = (1.1000) : (22,4/273 . 543) × 0,72 × 54 = 872652 gam = 872,652 kg
Đáp án chính xác là B.
Bài 3. Xác định các chất khí sau: etan, but-1-in, but-2-in, và sunfurơ
Hướng dẫn giải quyết:
| Thuốc thử | etan | but-1-in | but-2-in | sunfuro |
| Dung dịch Ca(OH)2 | X | X | X | Kết tủa trắng |
| Dung dịch AgNO3/ NH3 | X | Kết tủa vàng | X | |
| Dung dịch brom | Còn lại | Mất màu |
SO2 + Ca(OH)2 → CaSO3 + H2O
HC ≡ C − CH3 + AgNO3 + NH3 → AgC ≡ C − CH3 + NH4NO3
CH3 − C ≡ C − CH3 + 2 Br2 → CH3 - CBr2 - CBr2 - CH3
Bài 4. Xác định các lọ khí không có nhãn: Nito, hidro, metan, axetilen, etilen
Hướng dẫn giải quyết:
Nhận xét:
N2: không phản ứng khi đốt.
H2: cháy, nhưng sản phẩm cháy không làm đục nước vôi.
CH4: cháy, và sản phẩm cháy làm đục nước vôi.
Dùng các phản ứng đặc trưng để nhận diện các khí còn lại.
Lấy một ít mẫu của từng khí.
Cho các khí lần lượt qua dung dịch AgNO3/NH3.
Khí tạo kết tủa vàng là C2H2.
C2H2 + Ag2O → AgC≡CAg ↓ + H2O
Cho các khí còn lại qua dung dịch nước brom (màu nâu đỏ).
Khí làm nhạt màu nước brom là C2H4.
H2C=CH2 + Br2 → BrH2C-CHBr2
Đốt cháy lần lượt ba khí còn lại. Khí không cháy là N2. Dẫn sản phẩm cháy của hai khí còn lại qua dung dịch nước vôi. Sản phẩm cháy nào làm đục nước vôi là CH4. Mẫu khí còn lại là H2.
CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O
CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 ↓ + H2O
H2 + 1/2O2 → H2O
Bài 5. Dẫn 10,8 gam but-1-in qua dung dịch AgNO3/NH3 dư, thu được x gam kết tủa. Tính giá trị của x.
A. 26,8 gam
B. 16,1 gam
C. 53,6 gam
D. 32,2 gam
Phương pháp giải quyết:
CH ≡ C−CH2−CH3 + AgNO3 + NH3 → CH3-CH2-C ≡ CAg + NH4NO3
Số mol kết tủa = n C4H6 → m
Giải chi tiết:
n C4H6 = 0,2 mol
CH ≡ C−CH2−CH3 + AgNO3 + NH3 → CH3-CH2-C ≡ CAg + NH4NO3
0,2 → 0,2
Số mol kết tủa = n C4H6 = 0,2 mol → m = 0,2 x 161 = 32,2 gam
Đáp án chính xác là D.
