32 II.1.3 TÁCH – TINH CHẾ II.1.3.1 Tách các hydrocacbon : v Ngun tắc : Tách rời là tách riêng tất cả ngun chất ra khỏi hỗn hợp bằng cách tách dần từng chất một. Thí nghiệm này khó, đòi hỏi phải chọn hố chất thích hợp để tách và hồn ngun lại chất đó. Sơ đồ : A,B A (nguyên chất) BX + X + Y B (nguyên chất) XY (loại bỏ) v Phương pháp: * Phương pháp vật lý : - Phương pháp chưng cất để tách rời các chất lỏng hòa lẫn vào nhau, có thể dùng phương pháp chưng cất rồi ngưng tụ thu hồi hóa chất. - Phương pháp chiết (dùng phễu chiết) để tách riêng những chất hữu cơ tan được trong nước với các chất hữu cơ khơng tan trong nước (do chất lỏng sẽ phân thành 2 lớp) - Phương pháp lọc (dùng phễu lọc) để tách các chất khơng tan ra khỏi dd. * Phương pháp hóa học : - Chọn những phản ứng hóa học thích hợp cho từng chất để lần lượt tách riêng các chất ra khỏi hỗn hợp, đồng thời chỉ dùng những phản ứng hóa học mà sau phản ứng dễ dàng tái tạo lại các chất ban đầu. - Một số phản ứng tách và tái tạo: Hidrocacbon Phản ứng để tách Phản ứng tái tạo Phương pháp thu hồi Anken cc R-CH=CH 2 + Br 2 ® R-CHBr-CH 2 Br R-CHBr-CH 2 Br ¾¾®¾ C o tZn, R-CH=CH 2 Thu lấy khí anken bay ra (hoặc chiết lấy anken lỏng phân lớp) Etilen CH 2 =CH 2 CH 2 =CH 2 + H 2 SO 4 ®CH 3 –CH 2 OSO 3 H CH 3 –CH 2 OSO 3 H ¾¾®¾ C o tZn, CH 2 =CH 2 +H 2 SO 4 33 Ankin-1 v axetilen R-C CH 2R-C CH + Ag 2 O ắắắđắ C o 3 t,NH 2R-C CAg + 2H 2 O RCCAg + HCl đ RCCH + AgCl Lc b kt ta thu hi ankin lng hoc thu ly ankin khớ. Benzen v cỏc ng ng ca benzen Khụng tan trong nc v trong cỏc dd khỏc nờn dựng phng phỏp chit tỏch. - Nu cú anken v ankin thỡ tỏch ankin trc bng dd AgNO 3 /NH 3 vỡ ankin cng cho phn ng cng vi dd Br 2 nh anken. v Bi tp vớ d : Tỏch riờng tng khớ ra khi hn hp khớ gm CH 4 , C 2 H 4 , C 2 H 2 v CO 2 . GII : Nhn xột: CO 2 tan trong dd nc vụi trong, CH 4 , C 2 H 4 , C 2 H 2 thỡ khụng, nờn dựng cỏc phn ng bng trờn tỏch: S tỏch CH 4 C 2 H 2 C 2 H 4 CO 2 Dd Ca(OH) 2 CaCO 3 CH 4 C 2 H 4 C 2 H 2 Dd AgNO 3 /NH 3 AgC CAg (vaứng) CH 4 C 2 H 4 Dd Brom C 2 H 4 Br 2 Zn C 2 H 4 t o CH 4 t o CO 2 HCl C 2 H 2 Li gii v phng trỡnh phn ng: ã Dn hn hp khớ qua dd Ca(OH) 2 d, thu c CaCO 3 CO 2 + Ca(OH) 2 đ CaCO 3 + H 2 O ã Thoỏt ra ngoi l hn hp khớ CH 4 , C 2 H 4 , C 2 H 2 c dn qua dd AgNO 3 /NH 3 thỡ C 2 H 2 b gi li trong C 2 Ag 2 , cỏc khớ CH 4 , C 2 H 4 thoỏt ra C 2 H 2 + 2AgNO 3 (dd) + 2NH 3 đ C 2 Ag 2 + 2NH 4 NO 3 ã Tip tc dn hn hp khớ CH 4 , C 2 H 4 qua dd nc Br thỡ C 2 H 4 b gi li, CH 4 thoỏt ra ta thu c CH 4 C 2 H 4 + Br 2 đ C 2 H 4 Br 2 ã Tỏi to CO 2 bng cỏch nhit phõn kt ta CaCO 3 ã Tỏi to C 2 H 2 bng cỏch cho kt ta C 2 Ag 2 tỏc dng vi dd HCl C 2 Ag 2 + 2HCl đ C 2 H 2 - + 2AgCl ã Tỏi to C 2 H 4 bng cỏch cho cht lng C 2 H 4 Br 2 tỏc dng vi Zn/ru: 34 C 2 H 4 Br 2 rửụùu C 2 H 4 + ZnBr 2 + Zn v Bi tp tng t : Tỏch ri cỏc khớ sau ra khi hn hp gm : a) Benzen, styren, phenol b) NH 3 , butin-1, butadien v butan c) Khớ HCl, butin-1 v butan II.1.3.2 Tinh ch : v Nguyờn tc : Tinh ch l lm sch húa cht nguyờn cht no ú bng cỏch loi b i tp cht ra khi hn hp (nguyờn cht v tp cht). v Phng phỏp : Dựng húa cht tỏc dng vi tp cht m khụng phn ng vi nguyờn cht to ra cht tan hoc to ra cht kt ta lc b i. S tinh ch : A,B A(nguyeõn chaỏt) BX (loaùi boỷ) +X Trong ú X l húa cht ta phi chn tỏc dng vi B loi B ra khi hn hp. v Bi tp vớ d : Cỏc phng trỡnh phn ng u l nhng phng trỡnh phn ng quen thuc ó gp trờn. Do ú phn hng dn gii ch a ra cỏc s tinh ch. Vớ d 1 : Tinh ch (lm sch) Propilen cú ln propin, propan v khớ sunfur GII : Lu ý : SO 2 v C 3 H 6 u lm cho phn ng vi dd Brom nờn phi tỏch SO 2 trc ri mi dựng dd Brom tỏch ly C 3 H 6 ra khi hn hp ri tinh ch. S tinh ch ddAgNO 3 /NH 3 C 3 H 6 C 3 H 4 C 3 H 8 SO 2 C 3 H 6 ,C 3 H 8 SO 2 CH 3 C 2 Ag dd Ca(OH) 2 CaSO 3 C 3 H 6 C 3 H 8 ddBr 2 C 3 H 8 C 3 H 6 Br 2 Zn C 3 H 6 Vớ d 2: 35 Tinh chế C 6 H 6 có lẫn C 6 H 12 , C 6 H 5 CH 3 GIẢI : Sơ đồ : ddBr 2 C 6 H 6 C 6 H 12 C 6 H 5 CH 3 C 6 H 12 Br 2 C 6 H 6 C 6 H 5 CH 3 DdKMnO 4 C 6 H 6 C 6 H 5 COOH Ví dụ 3: Tinh chế Styren có lẫn benzen, toluen, hexin-1. GIẢI : Sơ đồ : C 8 H 8 Zn C 8 H 8 Br 2 C 6 H 6 C 6 H 5 CH 3 ddBr 2 C 6 H 5 CCAg C 8 H 8 ,C 6 H 6 C 6 H 5 CH 3 ddAgNO 3 /NH 3 C 8 H 8 C 6 H 6 C 6 H 5 CH 3 C 5 H 11 CCH v Bài tập tương tự : 1) Tinh chế C 3 H 8 lẫn NO 2 và H 2 S, hơi nước 2) Tinh chế C 2 H 6 lẫn NO, NH 3 , CO 2 3) Làm sạch etan có lẫn etilen và làm sạch etilen có lẫn etan. 4) Làm sạch etan có lẫn axetilen và ngược lại 5) Làm sạch etilen có lẫn axetilen và ngược lại. 36 II.1.4 NHẬN BIẾT – PHÂN BIỆT v Phương pháp: Tổng quát: - Làm thí nghiệm với các mẫu thử + Chỉ dùng những phản ứng đặc trưng của hidrocacbon để nhận biết + Các phản ứng dùng để nhận biết phải đơn giản, dễ thực hiện và dấu hiệu phản ứng quan sát được (màu sắc, ¯, sủi bọt khí, …) - Khi có cả chất hữu cơ và vô cơ nên phân biết chất vô cơ trước, nếu được. Cách nhận biết vài chất khí vô cơ quen thuộc: · CO 2 , SO 2 : làm đục nước vôi trong nhưng SO 2 tạo kết tủa vàng khi sục vào dd H 2 S hoặc làm mất màu nâu đỏ của dd nước Brom. 2H 2 S + SO 2 ¾®¾ 3S¯(vàng) + H 2 O SO 2 + Br 2 + H 2 O ¾®¾ 2HBr + H 2 SO 4 · H 2 O (hơi) : đổi màu trắng của CuSO 4 khan thành xanh · N 2 , khí trơ : không cháy · NH 3 : làm xanh màu quì tím ẩm hoặc tạo khói trắng (NH 4 Cl) với khí HCl · HCl (khí) : làm quì tím ẩm hóa đỏ hoặc tạo khói trắng với NH 3 (khí) · HCl (dd) : làm đỏ quì tím , sủi bọt CO 2 với CaCO 3 . · NO : chuyển thành nâu khi gặp không khí (NO + ½ O 2 ® NO 2 -) Đỏ nâu · NO 2 : khí màu nâu đỏ · H 2 : cho qua CuO nung nóng, CuO chuyển từ màu đen sang màu đỏ. CuO + H 2 ¾®¾ Cu + H 2 O (đen) (đỏ) · CO : cho lội qua dd PdCl 2 , sản phẩm khí thu được cho sục vào dd nước vôi trong dư thì nước vôi trong bị đục. CO + PdCl 2 + H 2 O ¾®¾ CO 2 + Pd + 2HCl CO 2 + Ca(OH) 2 ¾®¾ CaCO 3 ¯ + H 2 O Thứ tự tương đối để nhận biết các hydrocacbon Hidrocacbon Thuốc thử Dấu hiệu Phương trình phản ứng Ankin đầu mạch dd AgNO 3 /NH 3 ¯vàng nhạt CHºCH + 2AgNO 3 + 2NH 3 ® AgCºCAg¯ + 37 2NH 4 NO 3 Dd Br 2 màu nâu đỏ Màu nâu đỏ của dd Br 2 bị nhạt hay mất màu C n H 2n+2-2k + kBr 2 ®C n H 2n+2 Br 2k C x H y chưa no (anken, akin, ankadien, …) Dd KMnO 4 l (tím) Màu tím của dd KMnO 4 bị nhạt hay mất màu Benzen & ankan Cl 2 , a’s’kt Chỉ benzen tạo mù trắng Toluen Dd KMnO 4 l Mất màu tím C 6 H 5 CH 3 + 3[O] ¾¾¾®¾ 4 ddKMnO C 6 H 5 COOH + H 2 O v Những điểm cần lưu ý thêm khi nhận biết các hydrocacbon : 1) Phân biệt anken với các hydrocacbon mạch hở khác có số liên kết p nhiều hơn Bằng cách lấy cùng thể tích như nhau của các hydrocacbon rồi nhỏ từng lượng dd Br 2 (cùng nồng độ) vào. Mẫu nào có thể tích Br 2 bị mất màu nhiều hơn ứng với hydrocacbon có số liên kết p nhiều hơn. 2) Phân biệt axetilen với các ankin-1 khác - Bằng cách cho những thể tích bằng nhau của các chất thử tác dụng với lượng dư dd AgNO 3 trong NH 3 rồi định lượng kết tủa để kết luận. CH º CH + 2AgNO 3 + 2NH 3 ¾®¾ AgC º CAg + 2NH 4 NO 3 R – C º CH + AgNO 3 + NH 3 ¾®¾ R – C º CAg + NH 4 NO 3 3) Phân biệt ankin-1 với các ankin khác Ankin-1 tạo kết tủa vàng nhạt với dd AgNO 3 trong NH 3 4) Phân biệt benzen và đồng đẳng khác của benzen Benzen không làm mất màu dd thuốc tím (KMnO 4 ) trong khi các đồng đẳng của benzen làm mất màu hoặc nhạt màu dd thuốc tím. * Nếu hỗn hợp phức tạp nên lập bảng để nhận biết * Lưu ý: từ hiện tượng suy ra chất Vd: Khi làm đục nước vôi trong và tạo ¯ vàng với dd H 2 S là SO 2 (Đ) Khí SO 2 làm đục nước vôi trong và tạo ¯ vàng với dd H 2 S là SO 2 (Đúng về mặt khoa học nhưng khi nhận biết như vậy là sai qui tắc) v Bài tập ví dụ : Nhận biết các lọ khí mất nhãn : 38 Bài 1: a)N 2 , H 2 , CH 4 , C 2 H 4 , C 2 H 2 b) C 3 H 8 , C 2 H 2 , SO 2 , CO 2 . GIẢI : a) N 2 , H 2 , CH 4 , C 2 H 4 , C 2 H 2 Có 3 cách giải : Cách 1 : Nhận xét: - N 2 : không cho phản ứng cháy - H 2 : phản ứng cháy, sản phẩm cháy không làm đục nước vôi trong - CH 4 : phản ứng cháy, sản phẩm cháy làm đục nước vôi trong - Các khí còn lại dùng các phản ứng đặc trưng để nhận biết. Tóm tắt cách giải: - Lấy mỗi khí một ít làm mẫu thử. - Dẫn lần lượt các khí đi qua dd AgNO 3 /NH 3 . Khí nào tạo được kết tủa vàng là C 2 H 2 ddAgNO 3 /NH 3 + H 2 O AgCCAgAg 2 O + C 2 H 2 (vaøng) - Dẫn các khí còn lại qua dd nước Brôm (màu nâu đỏ). Khí nào làm nhạt màu nước brom là C 2 H 4 H 2 C=CH 2 + Br 2 ® BrH 2 C–CH 2 Br - Lần lượt đốt cháy 3 khí còn lại. Khí không cháy là N 2 . Sản phẩm cháy của hai khí kia được dẫn qua dd nước vôi trong. Sản phẩm cháy nào làm đục nước vôi trong là CH 4 . Mẫu còn lại là H 2 . CH 4 + 2O 2 ® CO 2 + 2H 2 O CO 2 + Ca(OH) 2 ® CaCO 3 ¯ + H 2 O H 2 + ½ O 2 ® H 2 O Cách 2 : - Dẫn 5 khí trên lần lượt qua dd Brom, có 2 khí làm mất màu dd nước Brom (nhóm 1) gồm C 2 H 4 và C 2 H 2 . 3 khí còn lại không có hiện tượng gì thoát ra ngoài (nhóm 2) gồm CH 4 và CO 2 , H 2 . - Sau đó nhận biết các khí trong mỗi nhóm trên tương tự cách 1. Cách 1 tối ưu hơn cách 2. b) C 3 H 8 , C 2 H 2 , SO 2 , CO2. Nhận xét: Có 3 cách : Cách 1 : - Dẫn bốn khí trên lần lượt qua dd nước vôi trong dư. Có 2 khí làm đục nước vối trong (nhóm 1) và 2 khí kia không làm đục nước vôi trong (nhóm 2). 39 - Cho 2 khí ở mỗi nhóm lần lượt qua dd nước Brom. Khí ở nhóm 1 làm mất màu nâu đỏ của dd Brom là SO 2 và khí ở nhóm 2 cũng có hiện tượng như vậy là C 2 H 2 . Hai khí còn lại là CO 2 và C 3 H 8 . Cách 2 : - Dùng phản ứng đặc trưng để nhận biết. - Thứ tự nhận biết C 2 H 2 , SO 2 , CO 2 , C 3 H 8 Cách 3 : - Dẫn 4 khí trên lần lượt vào dd Brom, có 2 khí làm mất màu nâu đỏ của dd Brom (nhóm 1) và 2 khí kia không có hiện tượng gì (nhóm 2). - Dẫn lần lượt 2 khí ở nhóm 1 qua dd AgNO 3 /NH 3 . Khí nào tạo kết tủa vàng nhạt là C 2 H 2 , khí còn lại là SO 2 . - Dẫn lần lượt 2 khí ở nhóm 2 qua dd nước vôi trong. Khí nào làm đục nước vôi trong là CO 2 , còn lại là C 3 H 8 . Vậy có nhiều cách để giải bài này nhưng cách 2 là tối ưu hơn cả. v Bài tập tượng tự : 1) Chỉ dùng 1 thuốc thử nhận biết 3 chất lỏng: benzen, toluen, styren 2) Pentan, penten-1, pentin-1, dd AgNO 3 , nước, dd NH 4 OH, nước Br, dd HCl, dd HI (chỉ sử dụng quì tím) 3) Chỉ dùng 1 hóa chất nhận biết : n-butan, buten-2, butadien-1,3 , vinylacetylen. 4) Nhận biết : n-hexan, hexen-2, hexen-1, n-heptan, toluen, styren và benzen 5*) Nhận biết các lọ mất nhãn sau : a) Khí etan, etylen, acetylen (bằng 2 cách) b) Khí metan, etylen, SO 2 , NO 2 và CO 2 . 40 II.1.5 BÀI TẬP VIẾT PHƯƠNG TRÌNH PHẢN ỨNG GIỮA CÁC CHẤT Những chú ý khi làm loại bài tập này : - Phải nắm vững các phản ứng hóa học của các hydrocacbon. - Nhớ các điểm đặc biệt trong các phản ứng, ví dụ : · Ankan : - Phản ứng thế : từ C 3 trở lên nếu thế với Cl 2 (askt, 1:1) sẽ thu được hỗn hợp sản phẩm là đồng phân của nhau. - Phản ứng cracking : chỉ có ở ankan từ C 3 trở lên. - Phản ứng Đềhidro hóa đôi khi cũng được gọi là phản ứng cracking nhưng xúc tác là Ni,t o - Lưu ý : phản ứng cộng H 2 và đề H 2 đều có xúc tác là Ni,t o . · Xicloankan : - Vòng C 3 , C 4 chỉ có phản ứng cộng mở vòng không có phản ứng thế. Vòng C 5 trở lên không có phản ứng cộng chỉ có phản ứng thế. · Aken, ankadien, ankin : - Phản ứng cộng : nếu tác nhân bất đối cộng với anken bất đối thì sản phẩm chính được xác định theo quy tắc Macopnhicop. Chú ý đến số sản phẩm. - Đối với ankin thì cần chú ý đến xúc tác để biết 1 hoặc 2 liên kết p sẽ bị đứt. - Phản ứng trùng hợp : cần chú ý các phản ứng trùng hợp 1,4 thường tạo thành cao su. · Aren : - Cần chú ý đến quy tắc thế vào vòng benzen. v Bài tập áp dụng : Bài 1: a) Viết phương trình phản ứng khi cho propen, propin, divinyl tác dụng với Br 2 theo tỉ lệ mol 1: 1. b) Hỏi khi cho 3 chất trên tác dụng với HCl (có xt) theo tỉ lệ 1: 1 thì thu được những sản phẩm gì? Gọi tên chúng c) Hãy cho biết CTCT và tên gọi của sản phẩm khi cho isopren và pentadien-1,4 tác dụng với dung dịch Br 2 , HCl theo tỉ lệ mol 1: 1. Viết CTCT của polime thu được khi trùng hợp 2 ankadien cho trên GIẢI : a) Phản ứng cộng giữa hydrocacbon không no với tác nhân đối xứng thì tương đối đơn giản. Tùy vào tỉ lệ số mol mà 1 hoặc 2 kiên kết p sẽ bị đứt. Ptpứ : xem phần tóm tắt hóa tính (I.2.4/14) b) Tác dụng với HCl (1:1) 41 Áp dụng quy tắc Maccopnhicop * Propen cộng HCl cho 2 sản phẩm CH 3 CHCH 2 + HCl CH 3 CH Cl CH 3 CH 3 CH 2 CH 2 Cl 2-Clopropan (spc) 1-Clopropan (spp) * Propin cộng HCl tạo 2 sản phẩm CH 3 CCH + HCl CH 3 C Cl CH 2 CH 3 CHCHCl 2-Clopropen (spc) 1-Clopropen-1 (spp) * Divinyl thì có 2 hướng cộng - Cộng 1,2 (hay 3,4) thì tạo 2 sản phẩm CH 2 CHCHCH 2 + HCl CH 2 CHCH Cl CH 3 CH 2 CHCH 2 CH 2 Cl 3-Clobuten-1 4-Clobuten-1 - Cộng 1,4 tạo 1 sản phẩm duy nhất CH 2 CHCHCH 2 + HCl CH 3 CHCHCH 2 Cl 1-Clobuten-2 c) CTCT và tên gọi của sản phẩm khi cho * Isopren tác dụng với HCl (1:1) - Cộng 1,2 tạo 2 sản phẩm + HCl CH 2 CCH CH 3 CH 2 234 CH 3 CCl CH 3 CHCH 2 CH 2 ClCH CH 3 CHCH 2 3-Clo-3-metylbuten-1 4-Clo-3-metylbuten-1 - Cộng 3,4 tạo 2 sản phẩm [...]... polime thu được khi trùng hợp 2 ankadien trên : n CH2 C CH CH2 TH1 ,2 CH=CH2 CH2 CH3 n CH2 C CH CH2 TH3,4 CH2 CH2 CH CH3 CH3 C CH CH2 TH1,4 CH2 CH3 n CH2 CH CH2 C n CH3 n C CH2 C CH CH2 CH3 CH CH2 TH1 ,2 CH2 CH CH2 n n CH CH2 - Pentadien-1,4 không có sản phẩm trùng hợp 1,4 do không có 2 liên kết p liên hợp Bài 2 : a) Phát biểu quy tắc thế ở vòng benzen b) Từ benzen viết phương trình phản ứng điều chế...C CHCl CH3 CH2 CH2 2 3 4 C CH CH2 + HCl CH3 3-Clo -2- metylbuten-1 CH3 C CH2 CH2Cl CH2 CH3 4-Clo -2- metylbuten-1 - Cộng 1,4 tạo 2 sản phẩm C CH CH3 CH2Cl 4 C CH CH2 + HCl CH3 1-Clo -2- metylbuten -2 CH3 CH2 CH3 C CH CH2Cl CH3 1-Clo-3-metylbuten -2 * Pentadien-1,4 tác dụng với HCl (1:1) - Cộng 1 ,2 hay 3, 4 : tương tự như Divinyl - Không có phản ứng cộng 1,4... kết p liên hợp Bài 2 : a) Phát biểu quy tắc thế ở vòng benzen b) Từ benzen viết phương trình phản ứng điều chế ortho-bromnitrobenzen và metaBromnitrobenzen (ghi rõ điều kiện phản ứng) GIẢI : a) Quy tắc thế ở vòng benzen : 42 . 38 Bài 1: a)N 2 , H 2 , CH 4 , C 2 H 4 , C 2 H 2 b) C 3 H 8 , C 2 H 2 , SO 2 , CO 2 . GIẢI : a) N 2 , H 2 , CH 4 , C 2 H 4 , C 2 H 2 Có 3 cách giải : Cách 1 : Nhận xét: - N 2 :. hợp 2 ankadien trên : CH 2 CCH CH 3 CH 2 n TH1 ,2 CH 2 C CH 3 CH=CH 2 n CH 2 CCH CH 3 CH 2 n TH3,4 CH 2 CH CCH 3 CH 2 n CH 2 CCH CH 3 CH 2 TH1,4 n CH 2 CCH CH 3 CH 2 CH 2 CHCH 2 CHCH 2 n TH1 ,2 CH 2 CH CH 2 CHCH 2 n . tỏch CH 4 C 2 H 2 C 2 H 4 CO 2 Dd Ca(OH) 2 CaCO 3 CH 4 C 2 H 4 C 2 H 2 Dd AgNO 3 /NH 3 AgC CAg (vaứng) CH 4 C 2 H 4 Dd Brom C 2 H 4 Br 2 Zn C 2 H 4 t o CH 4 t o CO 2 HCl C 2 H 2 Li gii v