III. Tính chất hóa học của ankin
* Nhận xét: Ankin có 2 liên kết π bền hơn anken nên ngoài việc tham gia phản ứng cộng và oxi hóa (thể hiện tính chất của hidrocacbon không no) thì ankin còn có khả năng tham gia phản ứng thế với ion kim loại (tính chất đặc trưng của ankin có liên kết 3 đầu mạch).
1. Phản ứng cộng hợp
– Giai đoạn 1: Liên kết ba → Liên kết đôi
– Giai đoạn 2: Liên kết đôi → Liên kết đơn
a. Cộng hợp H2: (điều kiện phản ứng Ni, t0) → ankan
Ví dụ:
CH ≡ CH + H2 \[\overset{t{o},Ni}{\rightarrow}\] CH2 – CH3
CH ≡ CH + H2 \[\overset{t{o},Pd}{\rightarrow}\] CH2 = CH2
Tổng quát: CnH2n-2 + 2H2 → CnH2n+2
– Nếu điều kiện phản ứng Pd/PbCO3, t0 phản ứng dừng lại ở giai đoạn 1.
CnH2n-2 + H2 → CnH2n
* Lưu ý:
– Tuỳ thuộc vào xúc tác được sử dụng mà phản ứng cộng H2 vào ankin xảy ra theo các hướng khác nhau.
– Thường thì phản ứng cộng H2 vào ankin thường tạo ra hỗn hợp gồm nhiều sản phẩm.
– Số mol khí giảm = số mol H2 tham gia phản ứng.
b. Cộng brom
CnH2n-2 + Br2 → CnH2n-2Br2
CnH2n-2 + 2Br2 → CnH2n-2Br4
* Lưu ý:
– Khối lượng dung dịch brom tăng chính là khối lượng ankin đã phản ứng.
c. Cộng hợp hiđrohalogenua
CH≡CH + HCl → CH2=CHCl (vinyl clorua) (Hg2Cl2 ở 150 đến 2000C)
CH≡CH + HCN → CH2=CH-CN (nitrin acrylic)
CH≡CH + CH3COOH → CH3COOCH=CH2 (vinylaxetat)
CH≡CH + C2H5OH → CH2=CH-O-CH3 (etylvinylete)
d. Cộng H2O
– C2H2 → anđehit
CH≡CH + H2O → CH3 – CHO (H2SO4, HgSO4, 800C)
– Ankin khác → xeton
CH≡C-CH3 + H2O → CH3-CO-CH3 (H+)
2. Phản ứng trùng hợp
– Đime hóa (điều kiện phản ứng: NH4Cl, Cu2Cl2, t0)
2CH≡CH → CH≡C-CH=CH2 (vinyl axetilen)
– Trime hóa (điều kiện phản ứng: C, 6000C)
3CH≡CH → C6H6 (benzen)
– Trùng hợp (polime hóa) (điều kiện phản ứng: xt, t0, p)
nCH≡CH → (-CH=CH-)n (nhựa cupren)
3. Phản ứng oxi hóa
a. Phản ứng oxi hóa hoàn toàn
CnH2n-2 + (3n – 1)/2O2 → nCO2 + (n – 1)H2O
→ đặc điểm của phản ứng đốt cháy ankin: nCO2 > nH2O và nCO2 – nH2O = nankin.
b. Phản ứng oxi hóa không hoàn toàn
– Các ankin đều làm mất màu dung dịch thuốc tím ở nhiệt độ thường.
3C2H2 + 8KMnO4 + 2H2O → 3(COOK)2 + 2MnO2 + 2KOH
Nếu trong môi trường axit thì tạo thành CO2 sau đó CO2 phản ứng với KOH tạo thành muối.
– Với các ankin khác sẽ có sự đứt mạch tạo thành hỗn hợp 2 muối.
R1-C≡C-R2 + 2KMnO4 → R1COOK + R2COOK + 2MnO2
4. Phản ứng thế của ank-1-in
– Thí nghiệm: Sục khí axetilen vào dung dịch hỗn hợp AgNO3/NH3 có hiện tượng kết tủa màu vàng.
CH ≡ CH + 2 AgNO3 + 2 NH3–> CAg ≡ CAg + 2 NH4NO3
* Lưu ý:
– Chỉ có C2H2 mới phản ứng với AgNO3 theo tỉ lệ mol 1:2; các ank-1-in khác chỉ phản ứng theo tỉ lệ 1:1.
– Nếu có hỗn hợp ankin tham gia phản ứng với AgNO3 mà tỉ lệ mol của (ankin : AgNO3) = k có giá trị:
+ k > 1 → có C2H2.
+ k = 1 → ank-1-in
+ k = 1 → hỗn hợp gồm 2 ank-1-in hoặc hỗn hợp C2H2 và ankin khác (không phải ank-1-in) có số mol bằng nhau.
– Từ kết tủa vàng thu được có thể khôi phục lại ankin ban đầu bằng cách cho tác dụng với HCl.
CAg≡C-R + HCl → CH≡C-R + AgCl
(phản ứng này dùng để tách ank-1-in khỏi hỗn hợp)
– Dung dịch AgNO3/NH3 và phản ứng này được dùng để nhận biết ank-1-in.