A. Lý thuyết:
I. Đồng đẳng, đồng phân, danh pháp:
1. Dãy đồng đẳng ankin
Ankin là những hiđrocacbon mạch hở có 1 liên kết ba trong phân tử.
Ankin đơn giản nhất là C2H2 (HC≡CH), có tên thông thường là axetilen.
Dãy đồng đẳng của axetilen có công thức chung là CnH2n-2 (n ≥2, với một liên kết ba).
Ví dụ : HC≡CH, CH3–C≡CH,…
2. Đồng phân
* Ankin từ C4 trở đi có đồng phân vị trí liên kết bội, từ C5 trở có thêm đồng phân mạch cacbon ( tương tự anken).
* Thí dụ:
C4H6: CH≡C–CH2–CH3 và CH3 – C ≡ C – CH3
C5H8: CH≡C–CH2–CH2 –CH3,
CH3–C≡ C–CH2 – CH3,
HC≡C-CH-CH3
|
CH3
3. Danh pháp
a. Tên thông thường
Tên gốc ankyl (nếu nhiều gốc khác nhau thì đọc theo thứ tự A, B, C) liên kết với nguyên tử C của liên kết ba + axetilen.
Thí dụ:
CH≡C–CH2–CH3 etylaxetilen
CH3–C≡C–CH3 đimetylaxetilen
CH3–C≡ C–CH2–CH3 Etylmetylaxetilen
b. Tên thay thế (Tên IUPAC).
* Tiến hành tương tự như đối với anken, nhưng dùng đuôi “in” để chỉ liên kết ba.
* Các ankin có liên kết ba ở đầu mạch ( dạng R – C≡CH) gọi chung là các ank-1-in.
Thí dụ:
CH≡C–CH2–CH3 but -1-in
CH3–C≡C–CH3 but-2 -in
CH3–C≡C–CH2–CH3 pent-2-in
HC≡C-CH-CH3 3-metylbut-1-in
|
CH3
II. Tính chất vật lí:
– Nhiệt độ sôi của ankin cao hơn các anken tương ứng, tăng dần khi số C tăng.
– Ankin không tan trong nước, nhẹ hơn nước.
III. Tính chất hoá học:
1. Phản ứng cộng:
a. Cộng H2:
CH≡CH + H2 →Ni, t° CH2=CH2
CH2=CH2 + H2 →Ni, t° CH3-CH3
– Với xúc tác Pd/PbCO3 hoặc Pd/ BaSO4 phản ứng dừng lại tạo anken.
CH≡CH + H2 →Pd/PbCO3 CH2=CH2
– Ứng dụng: phản ứng dùng để điều chế anken từ ankin.
b. Cộng brom, clo:
CH≡CH + Br2 → CHBr=CHBr
1,2 – đibrometen
CHBr=CHBr+ Br2→CHBr2-CHBr2
1,1,2,2-tetrabrometan
c. Cộng HX: (X là OH, Cl, Br, CH3COO…)
Phản ứng tuân theo quy tắc Mac-cop-nhi-cop
+ Cộng liên tiếp theo hai giai đoạn:
CH≡CH + HCl → CH2=CHCl (Vinylclorua)
CH2=CHCl+ HCl → CH3-CHCl2 (1,1- đicloetan)
Nếu có xúc tác thích hợp phản ứng dừng lại ở sản phẩm chứa nối đôi (dẫn xuất monoclo của anken).
CH≡CH + HCl →HgCl2, 150°C CH2=CHCl (Vinylclorua)
+ Với phản ứng cộng H2O theo tỉ lệ: 1 : 1
CH≡CH +H2O →80°CHgSO4, H2SO4 [CH2=CH-OH] → CH3-CH=O
Không bền anđehit axetic
d. Phản ứng đime và trime hoá: (Thuộc dạng cộng HX)
+ Phản ứng đime hoá:
CH≡ CH +CH≡ CH →xt, t° CH ≡C-CH=CH2 (vinyl axetilen)
+ Phản ứng trime hoá:
3CH≡ CH →xt, t° Benzen
2. Phản ứng thế bằng ion kim loại:
Nguyên tử H đính vào cacbon mang liên kết ba linh động hơn rất nhiều so với H đính với cacbon mang liên kết đôi và liên kết đơn, do đó nó có thể bị thay thế bằng nguyên tử kim loại.
Ví dụ : Khi cho axetilen sục vào dung dịch AgNO3 trong amoniac thì xuất hiện kết tủa màu vàng nhạt sau chuyển sang màu xám :
CH≡ CH+2AgNO3+2NH3 → Ag–C≡ C–Ag↓ + 2NH4NO3
Bạc axetilua
(Ag2C2 màu vàng)
Phản ứng tổng quát:
R–C≡C–H + AgNO3 + NH3 → R–C≡C–Ag↓ + NH4NO3
b. Nhận xét:
+ Phản ứng thế của ank-1-in với dung dịch AgNO3/NH3 giúp phân biệt ank-1-in với các ankin khác
3. Phản ứng oxi hoá:
a. Phản ứng oxi hoá hoàn toàn:
* Nhận xét:
VD: C2H2 + 5/2O2 → 2CO2 + H2O
b. Phản ứng oxi hoá không hoàn toàn:
Các ankin dễ làm mất màu dung dịch brom và thuốc tím như các anken.
IV. Điều chế và ứng dụng:
1. Điều chế:
a. Trong PTN:
CaC2 + 2H2O→ C2H2 + Ca(OH)2
Đất đèn ( Canxi cacbua).
b. Trong CN: Từ metan.
2CH4 →1500°C C2H2 + 3H2
2. Ứng dụng:
+ Làm nhiên liệu: hàn cắt, đèn xì…
+ Làm nguyên liệu sản xuất hoá hữu cơ: sản xuất PVC, tơ sợi tổng hợp, axit hữu cơ, este…
B. Bài tập:
1. Dạng 1: Hidro hóa ankin.
Giả sử X là hỗn hợp ban đầu gồm CnH2n-2 và H2; Y là hỗn hợp sau phản ứng.
*Chú ý:
+ Hỗn hợp Y có thể có: CnH2n, CnH2n+2, C2H2n-2 và H2 dư
+ Quan hệ về khối lượng, ta có: mA = mB
+ Quan hệ về số mol, ta có: nA – nB = 
2. Dạng 2: Phản ứng thế của ankin với AgNO3/NH3:
Chỉ có ank-1-in hoặc các chất có liên kết ba đầu mạch mới có phản ứng với AgNO3/NH3.
Ví dụ:
CH3-C≡CH + AgNO3 + NH3 → CH3-C≡CAg↓ + NH4NO3.
CH3-C≡C-CH3 + AgNO3 + NH3 → không pư.
Tổng quát: CnH2n-2 + xAgNO3 + xNH3 → CnH2n-2-xAgx↓ + xNH4NO3.
CxHy + aAgNO3 + aNH3 → CxHy-aAga↓ + aNH4NO3.
Chú ý:
+ nankin = n↓ ⇒ m↓ = mankin + 107.n↓.a
+ Khối lượng bình đựng AgNO3/NH3 tăng bằng khối lượng ankin phản ứng.
+ Để tái tạo lại ankin ta cho ↓ phản ứng với HCl.
+ Anken và ankan không có phản ứng này.
3. Dạng 3: Đốt cháy ankin
*Chú ý:
– Đốt cháy ankin thu được
– Số mol ankin:
4. Vận dụng:
VD1: Đốt cháy hoàn toàn V lít (đktc) một ankin thu được 5,4 gam H2O. Tất cả sản phẩm cháy cho hấp thụ hết vào bình nước vôi trong thấy khối lượng bình tăng 25,2 gam. V có giá trị là
A. 3,36 lít B. 2,24 lít C. 6,72 lít D. 6 lít
Lời giải:
VD2: Hỗn hợp X gồm propin và một ankin A có tỉ lệ mol 1:1. Lấy 0,3 mol X tác dụng với dung dịch AgNO3/NH3 dư thu được 46,2 gam kết tủa. A là
A. But-1-in. B. But-2-in. C. Axetilen. D. Pent-1-in.
Lời giải:
Vậy A là CH≡C-CH2-CH3. Đáp án A.
VD3: Đun nóng hỗn hợp khí gồm 0,06 mol C2H2 và 0,04 mol H2 với xúc tác Ni, sau một thời gian thu được hỗn hợp khí Y. Dẫn toàn bộ hỗn hợp Y lội từ từ qua bình đựng dung dịch brom (dư) thì còn lại 0,448 lít hỗn hợp khí Z (ở đktc) có tỉ khối so với O2 là 0,5. Khối lượng bình dung dịch brom tăng là:
A. 1,04 gam. B. 1,64 gam. C. 1,20 gam. D. 1,32 gam.
Lời giải:
Theo định luật BTKL: 