HCOOH + Br2 → HBr + CO2: Phương trình và hiện tượng

Trả lời nhanh

Phương trình đúng là HCOOH + Br₂ → 2HBr + CO₂↑. Axit fomic có nhóm –CHO trong phân tử nên có tính khử: C(+2) bị oxi hoá thành C(+4) trong CO₂, còn Br₂ bị khử thành HBr. Hiện tượng là nước brom mất màu và có bọt khí CO₂ thoát ra.

Phương trình hoá học

HCOOH + Br₂ → 2HBr + CO₂↑

Chất	Vai trò	Trạng thái / màu sắc
HCOOH (axit fomic)	Chất khử	Chất lỏng không màu, tan tốt trong nước
Br₂ (nước brom)	Chất oxi hoá	Dung dịch màu nâu đỏ (vàng cam khi loãng)
HBr	Sản phẩm khử	Tan trong nước, tạo dung dịch axit mạnh
CO₂	Sản phẩm oxi hoá	Khí không màu, thoát ra khỏi dung dịch

Điều kiện và hiện tượng

Điều kiện: dùng dung dịch nước brom, phản ứng xảy ra ngay ở nhiệt độ thường (đun nhẹ thì xảy ra nhanh hơn).
Hiện tượng: màu nâu đỏ của nước brom nhạt dần rồi mất màu; đồng thời có bọt khí không màu (CO₂) sủi lên.

Cân bằng bằng phương pháp thăng bằng electron

Xác định số oxi hoá của nguyên tử C trong HCOOH: H là +1, O là –2, nên 2·(+1) + 2·(–2) + x = 0 cho x = +2 (tính trung bình cho cả phân tử có một C).

Quá trình oxi hoá: C⁺² → C⁺⁴ + 2e
Quá trình khử: Br₂ + 2e → 2Br^–

Số electron cho và nhận đều bằng 2 nên hệ số là 1 : 1. Kiểm tra: vế trái có 2 H, 1 C, 2 O, 2 Br; vế phải có 2 H (trong 2HBr), 1 C, 2 O (trong CO₂), 2 Br. Phương trình đã cân bằng.

Vì sao HCOOH làm mất màu nước brom còn CH₃COOH thì không?

Cấu tạo của axit fomic là H–C(=O)–OH. Nhìn kĩ, nguyên tử C vừa gắn với nhóm –OH (của nhóm –COOH) vừa gắn với một nguyên tử H, tức là có “nhóm –CHO” như anđehit. Chính liên kết C–H đó dễ bị oxi hoá, nên HCOOH có tính khử.

Axit axetic CH₃COOH không có nhóm này, nguyên tử C của nhóm –COOH đã ở mức oxi hoá cao +3 và không còn H gắn trực tiếp, nên không phản ứng với nước brom. Vì vậy dung dịch nước brom là thuốc thử phân biệt hai axit này.

Mẹo nhớ: HCOOH là axit duy nhất trong dãy đồng đẳng axit no, đơn chức, mạch hở có tính khử (tráng bạc, làm mất màu nước brom, làm mất màu dung dịch KMnO₄).

Phản ứng cùng nhóm: HCOOH với dung dịch AgNO₃/NH₃

Cũng nhờ tính khử, HCOOH tham gia phản ứng tráng bạc:

HCOOH + 2[Ag(NH₃)₂]OH → (NH₄)₂CO₃ + 2Ag↓ + 2NH₃ + H₂O

Hai phản ứng này đều đưa C(+2) lên C(+4), nên bạn chỉ cần nhớ một “mạch suy luận” là dùng được cho cả hai.

Lỗi sai thường gặp

Viết sản phẩm là HCOOBr hoặc BrCOOH như phản ứng thế. Thực tế đây là phản ứng oxi hoá – khử, brom bị khử hoàn toàn thành Br^–.
Quên khí CO₂ hoặc quên mũi tên ↑ khi mô tả hiện tượng.
Nhầm với axit không no: axit acrylic CH₂=CH–COOH cũng làm mất màu nước brom, nhưng do phản ứng cộng vào liên kết đôi C=C và không có khí thoát ra. Cần đọc hiện tượng để phân biệt.
Cho rằng tỉ lệ mol là 1 : 2: thực tế 1 mol HCOOH phản ứng vừa đủ với 1 mol Br₂.

Bài tập vận dụng (tự đặt, có đáp án)

Bài 1. Cho 4,6 gam HCOOH tác dụng vừa đủ với nước brom. Tính khối lượng Br₂ đã phản ứng và thể tích CO₂ (đktc).

Giải: n(HCOOH) = 4,6 : 46 = 0,1 mol. Theo phương trình, n(Br₂) = n(CO₂) = 0,1 mol. Khối lượng Br₂ = 0,1 · 160 = 16 gam; V(CO₂) = 0,1 · 22,4 = 2,24 lít.

Bài 2. Cần bao nhiêu mL dung dịch Br₂ 0,2M để phản ứng vừa đủ với 2,3 gam HCOOH?

Giải: n(HCOOH) = 2,3 : 46 = 0,05 mol, nên n(Br₂) = 0,05 mol. V = 0,05 : 0,2 = 0,25 lít = 250 mL.

Bài 3. Chỉ dùng một thuốc thử, hãy phân biệt hai lọ mất nhãn: HCOOH và CH₃COOH.

Giải: Dùng nước brom. Lọ làm mất màu nước brom và có khí thoát ra là HCOOH; lọ không có hiện tượng là CH₃COOH.

Cùng chuyên đề: Bài nằm trong mục lục Các phương trình hóa học thường gặp: tổng hợp hơn 300 phản ứng có cân bằng.

Câu hỏi thường gặp

HCOOH tác dụng với Br2 tạo ra sản phẩm gì?

Tạo ra HBr và khí CO2 theo phương trình HCOOH + Br2 → 2HBr + CO2. Đây là phản ứng oxi hoá – khử, trong đó HCOOH là chất khử, Br2 là chất oxi hoá.

Vì sao CH3COOH không làm mất màu nước brom?

Vì CH3COOH không có nhóm –CHO như HCOOH. Nguyên tử C của nhóm –COOH không còn H gắn trực tiếp nên không có tính khử, không bị brom oxi hoá.

Hiện tượng khi cho HCOOH vào nước brom là gì?

Màu nâu đỏ của nước brom nhạt dần rồi mất màu, đồng thời có bọt khí CO2 không màu thoát ra.

Tỉ lệ mol giữa HCOOH và Br2 là bao nhiêu?

Tỉ lệ 1 : 1. Một mol HCOOH phản ứng vừa đủ với một mol Br2, sinh ra 1 mol CO2 và 2 mol HBr.