Phương pháp giải bài tập phản ứng cộng của ankin

Bài viết trình bày phản ứng cộng hiđro, cộng halogen và cộng HX của ankin và phương pháp giải dạng bài tập này

I. CỘNG H2

Tùy theo xúc tác mà sản phẩm của phản ứng ankin cộng H2.

- Khi có mặt Ni hoặc Pt làm xúc tác, ankin + H2 tạo anken sau đó tạo ankan.

Ví dụ:

 $\begin{align}  & CH\equiv CH+{{H}_{2}}\xrightarrow{Ni,\text{ }{{\text{t}}^{\text{o}}}}C{{H}_{2}}=C{{H}_{2}} \\ & C{{H}_{2}}=C{{H}_{2}}+{{H}_{2}}\xrightarrow{Ni,\text{ }{{\text{t}}^{\text{o}}}}C{{H}_{3}}-C{{H}_{3}} \\\end{align}$

- Khi có mặt hỗn hợp Pd/PbCO3 làm xúc tác, ankin chỉ cộng một phân tử H2 tạo anken.

Ví dụ: $CH\equiv CH+{{H}_{2}}\xrightarrow{Pd/PbC{{O}_{3}},\text{ }{{\text{t}}^{\text{o}}}}C{{H}_{2}}=C{{H}_{2}}$

II. CỘNG HALOGEN (Br2, Cl2)

- Ankin cộng với halogen (Br2, Cl2) theo 2 giai đoạn liên tiếp.

Ví dụ:

CH≡CH + Br2 → CHBr = CHBr (1,2-đibrometen)

CHBr=CHBr + Br2 → CHBr2 – CHBr2 (1,1,2,2-tetrabrometan)

Chú ý: phản ứng này có thể dùng để phận biết ankin và ankan.

III. CỘNG HX (X LÀ Cl, Br, CN, OH,...)

- Phản ứng ankin cộng với HX theo 2 giai đoạn liên tiếp (trừ H2O theo 1 giai đoạn).

Ví dụ:

CH≡CH + HCl $\xrightarrow{{{t}^{0}},xt}$ CH2 = CHCl (vinyl clorua)

CH2=CHCl + HCl $\xrightarrow{{{t}^{0}},xt}$ CH3 – CHCl2 (1,1-đicloetan)

- Khi sử dụng xúc tác thích hợp sinh ra sản phẩm cộng theo tỉ lệ mol 1:1

Ví dụ:

CH≡CH + 2HCl $\xrightarrow{HgC{{l}_{2}},{{t}^{o}}}$ CH2 = CHCl

H – CN + CH≡CH $\xrightarrow{CuC{{l}_{2}},N{{H}_{3}}}$ CH2=CH–C≡N 

                                                  vinyl xianua (acrilonitrin)

- Đối với các đồng đẳng của axetilen, phản ứng cộng tuân theo quy tắc Mac-côp-nhi-côp.

Ví dụ:   $C{{H}_{3}}-\overset{\delta +}{\mathop{C}}\,\equiv \overset{\delta -}{\mathop{C}}\,H\,\,+\,\,\overset{\delta +}{\mathop{H}}\,\overset{\delta -}{\mathop{Cl}}\,\,\,\xrightarrow{{}}\,\,C{{H}_{3}}-CCl=C{{H}_{2}}$

Phản ứng ankin cộng H2O chỉ xảy ra theo tỉ lệ mol 1:1

    Tuân theo quy tắc Mac-côp-nhi-côp:

CH≡CH + H–OH $\xrightarrow[{{80}^{o}}C]{H{{g}^{2+}}}$  CH3 – CHO (anđehit)

$C{{H}_{3}}-\overset{\delta +}{\mathop{C}}\,\equiv \overset{\delta -}{\mathop{C}}\,H\,\,+\,\,\overset{\delta +}{\mathop{H}}\,-\overset{\delta -}{\mathop{OH}}\,\,\,\xrightarrow{{}}\,\text{ }\!\![\!\!\text{ }C{{H}_{3}}-\underset{\overset{|}{\mathop OH}\,}{\mathop{C}}\,=C{{H}_{2}}\text{ }\!\!]\!\!\text{ }\,\,\to \,\,C{{H}_{3}}-\underset{\overset{|\,\,|}{\mathop O}\,}{\mathop{C}}\,=C{{H}_{3}}(xet\text{o}n)$

Chú ý: Ankin cộng H2O( Hg2+, t0) thì chỉ có axetilen (CH≡CH) tạo anđehit còn các ankin khác đều tạo xeton.

* Phương pháp giải

- Khối lượng của hỗn hợp khí trước và sau phản ứng không đổi:

mtrước = msau → Mtrước.ntrước = Msau.nsau => $\frac{{{M}_{t}}}{{{M}_{s}}}=\frac{{{n}_{\text{s}}}}{{{n}_{t}}}$

- Số mol hỗn hợp khí sau phản ứng luôn nhỏ hơn số mol khí của hỗn hợp trước phản ứng

nkhí giảm = ntrước – nsau = nH2 phản ứng 

- Với bài toán hiđrocacbon không no cộng H2 sau đó cộng brom, sử dụng bảo toàn liên kết pi:

 ${{n}_{\pi }}={{n}_{{{H}_{2}}}}+{{n}_{B{{r}_{2}}}}$

Câu hỏi trong bài