1. Phương pháp hoá học nhận biết butan, but-1-in, but-2-in
Phương pháp hoá học để nhận biết butan, but-1-in và but-2-in thường dựa trên sự sử dụng các phản ứng hoá học đặc trưng để phân biệt chúng.
| 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 |
Sử dụng thuốc thử dung dịch AgNO3/NH3 để nhận biết but-1-in; dùng Brom để nhận biết giữa butan và but-2-in
Cho các mẫu thử tác dụng với dung dịch AgNO3 trong NH3
- Mẫu thử nào tạo kết tủa vàng là but-1-in CH ≡ C−CH2−CH3 + AgNO3 + NH3 → CAg ≡ C−CH2 − CH3 + NH4NO3
But-1-in có thể tạo ra kết tủa trắng bị kháng như kết tủa bromua bạc (AgBr) khi phản ứng với dung dịch AgNO3 (nitrat bạc). Tuy nhiên, but-2-in không tạo ra kết tủa tương tự.
Cho 2 mẫu tử còn tác dụng với dung dịch brom
- Mẫu thử nào làm mất màu dung dịch brom là but-2-in.
CH3 − C ≡ C − CH3 + 2 Br2 → C4H6Br4
- Mẫu thử không có hiện tượng gì là Butan.
Butan, but-1-in và but-2-in có thể phản ứng với brom (Br2) để tạo bromua alkyl tương ứng. Tuy nhiên, vận dụng các phản ứng này sẽ cho kết quả khác nhau tùy thuộc vào cấu trúc của hợp chất: Butan (butane): Không có liên kết ba nên không phản ứng với brom. But-1-in (1-butyne): Phản ứng với brom để tạo 1-bromo butane. But-2-in (2-butyne): Cũng phản ứng với brom nhưng có thể tạo cả 1-bromo butane và 2-bromo butane.
2. Những lưu ý khi nhận biết butan, but-1-in và but-2-in
Khi thực hiện các phản ứng hoá học để nhận biết butan, but-1-in và but-2-in, có một số lưu ý quan trọng bạn cần tuân theo để đảm bảo tính chính xác của kết quả và an toàn trong phòng thí nghiệm:
+ An toàn: Luôn tuân theo quy tắc an toàn trong phòng thí nghiệm. Sử dụng kính bảo hộ, áo khoác thí nghiệm, và các thiết bị an toàn khác khi cần thiết. Làm việc trong môi trường có thông gió tốt và có lưu thông khí tươi. Môi trường làm việc: Cân nhắc môi trường làm việc phù hợp. Các phản ứng hoá học cần thực hiện trong phòng thí nghiệm có quạt hút để loại bỏ các hơi độc hại.
+ Chất thử và dung môi: Sử dụng chất thử và dung môi có chất lượng tốt và đã được kiểm tra. Đảm bảo chất thử không bị ô nhiễm và không có tác nhân gây nổ hoặc gây hại khác. Xác định chính xác hợp chất: Trước khi thực hiện phản ứng, xác định chính xác danh tính của mẫu bạn đang làm việc. Sử dụng các phương pháp phân tích cấu trúc (như phổ NMR) để xác định cấu trúc của hợp chất nếu cần.
+ Điều kiện phản ứng: Tuân theo điều kiện phản ứng cụ thể mà bạn đang sử dụng, bao gồm nhiệt độ, áp suất, pH, và tỷ lệ chất thử. Kiểm tra sản phẩm phản ứng: Sau khi thực hiện phản ứng, kiểm tra sản phẩm để xác định tính chất của chúng. Sử dụng phương pháp phân tích phù hợp như phổ NMR, phổ IR, phổ UV-Vis, hoặc phân tích sắc ký để xác định cấu trúc và tính chất của sản phẩm.
+ Lưu trữ và xử lý chất thải: Loại bỏ chất thải một cách an toàn và theo quy định. Chất thải gây ô nhiễm hoặc gây hại cần được xử lý đúng cách. Chú ý đến tính chọn lọc của phản ứng: Một số phản ứng có thể không chọn lọc và tạo ra nhiều sản phẩm phụ. Điều này có thể cần sự tách rời và phân tích chi tiết để xác định sản phẩm chính và phụ. Sử dụng thiết bị thí nghiệm chính xác: Đảm bảo bạn sử dụng các thiết bị thí nghiệm chính xác và được hiệu chuẩn để đảm bảo tính chính xác của kết quả.
+ Tuân theo quy tắc đạo đức khoa học: Tuân theo nguyên tắc đạo đức khoa học, bao gồm sự trung thực và minh bạch trong báo cáo kết quả thí nghiệm. Khi thực hiện các phản ứng hoá học, luôn thực hiện một kế hoạch thí nghiệm cẩn thận và tuân theo quy tắc an toàn để đảm bảo tính chính xác và an toàn trong quá trình làm việc.
3. Bài tập vận dụng có liên quan
Bài 1. Nhận biết các chất sau khỏi hỗn hợp :
a) Etan lẫn eten và etin
b) Propen lẫn metan và axetilen
c) Metan, etilen, axetilen
d) But-1-in, but-2-in, butan
e) Cacbonic, propin, etilen, metan
Hướng dẫn giải:
a, Dẫn hỗn hợp qua nước brom dư. Thu được khí etan tinh khiết đi ra.
C2H4 + Br2 → C2H4Br2
C2H2 + 2Br2 → C2H2Br4
b, Dẫn hỗn hợp qua AgNO3/NH3 để loại bỏ axetilen.
C2H2 + 2AgNO3 + 2NH3 → Ag2C2 + 2NH4NO3
Hỗn hợp khí còn lại sục qua nước brom dư, propen được giữ lại.
C3H6 + Br2 → C3H6Br2
Cho Zn dư vào dung dịch sau phản ứng, thu được propen. C3H6Br2 + Zn → ZnBr2 + C3H6
c, Dẫn các khí qua AgNO3/NH3. Axetilen có kết tủa vàng.
2AgNO3 + 2NH3 + C2H2 → Ag2C2 + 2NH4NO3
Dẫn các khí còn lại qua nước brom.
Etilen làm mất màu brom, metan thì không.
C2H4 + Br2 → C2H4Br2
d, Dẫn các khí qua AgNO3/NH3 dư. But-1-in có 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, butan thì không.
C4H6 + 2Br2 → C4H6Br2
e, Dẫn các khí qua nước vôi trong dư. CO2 làm đục nước vôi.
CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 + H2O
Dẫn các khí còn lại qua AgNO3/NH3 dư. Propin có kết tủa vàng.
HC ≡ C − CH3 + AgNO3 + NH3 → AgC ≡ C − CH3 + NH4NO3
Dẫn 2 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:
C4H10, C4H8 -> C4H6 -> (C4H6)n
Tổng số mol của hỗn hợp ban đầu là: n = (1.1000) : (22,4/273 . 543) mol
Hiệu suất chung 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 = 872,652kg
Đáp án đúng là B.
Bài 3. Nhận biết các chất khí sau: etan, but-1-in, but-2-in, sunfurơ
Hướng dẫn giải:
| 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. Nhận biết các lọ khí mất nhãn: Nito, hidro, metan, axetilen, etilen
Hướng dẫn giải:
Nhận xét :
N2: không cho phản ứng cháy.
H2: phản ứng cháy, sản phẩm cháy không làm đục nước vôi trong.
CH4: phản ứng cháy, sản phẩm cháy làm đục nước vôi trong.
Các khí còn lại dùng các phản ứng đặc trưng để nhận biết.
Lấy mỗi khí một ít làm mẫu thử.
Dẫn lần lượt các khí đi qua dd AgNO3/NH3.
Khí nào tạo được kết tủa vàng là C2H2.
C2H2 + Ag2O → AgC≡CAg ↓ + H2O
Dẫn các khí còn lại qua dd nước Brom (màu nâu đỏ).
Khí nào làm nhạt màu nước brom là C2H4.
H2C=CH2 + Br2 → BrH2C-C2Br
Lần lượt đốt cháy 3 khí còn lại. Khí không cháy là N2. Sản phẩm cháy của hai khí kia được dẫn qua dd nước vôi trong. Sản phẩm cháy nào làm đục nước vôi trong là CH4. Mẫu 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, sản phản ứng thu được x gam kết tủa. Giá trị của x là:
A. 26,8 gam
B. 16,1 gam
C. 53,6 gam
D. 32,2 gam
Phương pháp giải:
CH ≡ C−CH2−CH3 + AgNO3 + NH3 -> CH3-CH2-C ≡ CAg + NH4NO3
n kết tủa = n C4H6 => m
Lời giải chi tiết:
n C4H6 = 0,2 mol
CH ≡ C−CH2−CH3 + AgNO3 + NH3 -> CH3-CH2-C ≡ CAg + NH4NO3
0,2 -> 0,2
n kết tủa = n C4H6 = 0,2 mol => m = 0,2 . 161 = 32,2 gam
Đáp án đúng là D.
=> Bạn đọc có thể tham khảo thêm bài viết: Cách nhận biết Glucozơ, Saccarozơ, Tinh bột, Xenlulozơ đơn giản
