Lời giải bài tập Hóa học lớp 12 Bài 8: Amine sách Kết nối tri thức hay, chi tiết sẽ giúp học sinh xem và so sánh lời giải từ đó biết cách làm bài tập môn Hóa học 12. Mời các bạn đón xem:

Giải bài tập Hóa học 12 Bài 8: Amine

Mở đầu trang 35 Hóa học 12: Amine có nhiều ứng dụng trong các lĩnh vực dược phẩm, hóa mĩ phẩm và phẩm nhuộm. Vậy, amine là gì? Đặc điểm cấu tạo và tính chất của amine là gì?

Lời giải:

- Amine là dẫn xuất của ammonia, trong đó nguyên tử hydrogen trong phân tử ammonia được thay thế bằng gốc hydrocarbon.

- Đặc điểm cấu tạo: Trong phân tử amine, nguyên tử nitrogen có thể liên kết với 1 hoặc 2 hoặc 3 gốc hydrocarbon.

- Tính chất:

+ Tính chất vật lí:

•  Amine có nhiệt độ sôi cao hơn hydrocarbon có cùng số nguyên tử carbon hoặc có phân tử khối tương đương.
•  Methylamine, ethylamine, dimethylamine và trimethylamine là những chất khí, có mùi tanh của cá hoặc mùi khai tương tự ammonia (tuỳ nồng độ).
•  Các amine có số nguyên tử carbon nhỏ thường tan tốt trong nước nhờ tạo được liên kết hydrogen với nước. Khi số nguyên tử carbon trong gốc hydrocarbon tăng thì độ tan của các amine giảm. Ở điều kiện thường, aniline là chất lỏng, ít tan trong nước.

+ Tính chất hóa học:

•  Amine có tính base.
•  Phản ứng với nitrous acid.
•  Phản ứng ở nhân thơm ở aniline.
•  Phản ứng tạo phức ở methylamine hoặc ethylamine.

I. Khái niệm, phân loại, đồng phân và danh pháp

Câu hỏi 1 trang 36 Hóa học 12: Phân loại các amine dưới đây dựa trên bậc của amine và dựa trên đặc điểm cấu tạo của gốc hydrocarbon.

Lời giải:

- Phân loại dựa trên bậc của amine:

- Phân loại amine dựa trên đặc điểm cấu tạo của gốc hydrocarbon:

Câu hỏi 2 trang 36 Hóa học 12: Viết công thức cấu tạo của các amine có công thức phân tử C₃H₉N và xác định bậc của các amine đó.

Lời giải:

Các công thức cấu tạo của các amine có công thức phân tử C₃H₉N:

Câu hỏi 3 trang 37 Hóa học 12: Gọi tên theo danh pháp gốc chức và danh pháp thay thế các amine sau: CH₃CH₂CH₂NH₂; CH₃CH₂NHCH₃; (CH₃)₃N.

Lời giải:

Tên của amine được gọi theo danh pháp gốc chức và danh pháp thay thế:

III. Tính chất Vật lí

Hoạt động trang 37 Hóa hóa 12: Xác định trạng thái của các amine trong Bảng 8.1 ở nhiệt độ phòng (25 °C).

Lời giải:

- Các chất có trạng thái thể khí ở nhiệt độ phòng (25 °C): methylamine, ethylamine, dimethylamine, trimethylamine.

- Các chất có trạng thái thể lỏng ở nhiệt độ phòng (25 °C): propylamine, isopropylamine, aniline.

IV. Tính chất hóa học

Hoạt động thí nghiệm (trang 38)

Thí nghiệm trang 38 Hóa học 12: Thí nghiệm: Phản ứng của nhóm amine

Chuẩn bị:

- Hoá chất: dung dịch methylamine 0,1 M, dung dịch HCl 0,1 M, dung dịch FeCl₃ 0,1M dung dịch CuSO₄ 0,1 M, giấy pH/giấy quỳ tím, phenolphthalein.

- Dụng cụ: ống nghiệm, mặt kính đồng hồ.

Tiến hành:

1. Phản ứng với chất chỉ thị:

Nhỏ một giọt dung dịch methylamine 0,1 M lên mẫu giấy pH hoặc giấy quỳ tím đặt trên mặt kính đồng hồ.

Quan sát và mô tả sự thay đổi màu sắc của giấy pH.

2. Phản ứng với dung dịch acid:

- Cho 2 mL dung dịch methylamine 0,1 M vào ống nghiệm, thêm tiếp 1 giọt phenolphthalein.

- Nhỏ từ từ 2 mL dung dịch HCl 0,1 M vào ống nghiệm.

Quan sát hiện tượng xảy ra trong ống nghiệm, giải thích và viết phương trình hoá học.

3. Phản ứng với dung dịch muối:

- Cho khoảng 1 mL dung dịch FeCl₃ 0,1 M vào ống nghiệm.

- Thêm tiếp khoảng 3 mL dung dịch methylamine 0,1 M vào ống nghiệm.

Quan sát hiện tượng xảy ra trong ống nghiệm, giải thích và viết phương trình hoá học.

4. Phản ứng với copper(II) hydroxide:

- Cho khoảng 2 mL dung dịch CuSO₄ 0,1 M vào ống nghiệm.

Thêm từ từ dung dịch methylamine 0,1 M vào ống nghiệm, lắc đều tới khi kết tủa tan hết.

Quan sát hiện tượng xảy ra trong ống nghiệm, giải thích và viết phương trình hoá học.

Lời giải:

1. Phản ứng với chất chỉ thị:

Ban đầu giấy pH có màu vàng, sau khi nhỏ methylamine lên giấy pH thì giấy pH chuyển thành màu tím.

2. Phản ứng với dung dịch acid:

- Nhỏ một giọt phenolphthalein vào dung dịch methyl amine, dung dịch hóa hồng.

→ Dung dịch methylamine có môi trường base, làm phenolphthalein hóa hồng.

$\mathrm{C}{\mathrm{H}}_3\mathrm{N}{\mathrm{H}}_2+{\mathrm{H}}_2\mathrm{O} \rightleftarrows \mathrm{C}{\mathrm{H}}_3{\mathrm{N}\mathrm{H}}_3^{+}+\mathrm{O}{\mathrm{H}}^{-}$

- Thêm dung dịch HCl vào ống nghiệm, dung dịch bị mất màu hồng.

→ Methylamine phản ứng với hydrochloric acid, dung dịch sau phản ứng không có môi trường base nên không còn phenolphthalein hóa hồng.

$\mathrm{C}{\mathrm{H}}_3\mathrm{N}{\mathrm{H}}_2+\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{l}\to \mathrm{C}{\mathrm{H}}_3\mathrm{N}{\mathrm{H}}_3\mathrm{C}\mathrm{l}$

3. Phản ứng với dung dịch muối:

Nhỏ methylamine vào dung dịch iron (III) chloride, thấy xuất hiện kết tủa màu nâu đỏ.

→ Phản ứng giữa methyl amine và iron (III) chloride sinh ra kết tủa Fe(OH)₃ có màu nâu đỏ.

$3\mathrm{C}{\mathrm{H}}_3\mathrm{N}{\mathrm{H}}_2+3{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}+\mathrm{F}\mathrm{e}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_3\to 3\mathrm{C}{\mathrm{H}}_3\mathrm{N}{\mathrm{H}}_3\mathrm{C}\mathrm{l}+\mathrm{F}\mathrm{e}(\mathrm{O}\mathrm{H}{)}_3$

4. Phản ứng với copper(II) hydroxide:

- Khi thêm methylamine vào ống nghiệm chứa dung dịch copper (II) sulfate, kết tủa màu xanh lam xuất hiện.

→ Methylamine phản ứng với copper (II) sulfate tạo kết tủa copper (II) hydroxide màu xanh lam.

$2\mathrm{C}{\mathrm{H}}_3\mathrm{N}{\mathrm{H}}_2+2{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}+\mathrm{C}\mathrm{u}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_4\to (\mathrm{C}{\mathrm{H}}_3\mathrm{N}{\mathrm{H}}_3{)}_2\mathrm{S}{\mathrm{O}}_4+\mathrm{C}\mathrm{u}(\mathrm{O}\mathrm{H}{)}_2\downarrow$

- Sau đó, lắc đều ống nghiệm thì kết tủa tan, tạo thành dung dịch màu xanh lam.

→ Dung dịch methylamine hoà tan được kết tủa Cu(OH)₂, tạo thành dung dịch có màu xanh lam là phức chất của methylamine với Cu²⁺.

$4\mathrm{C}{\mathrm{H}}_3\mathrm{N}{\mathrm{H}}_2+\mathrm{C}\mathrm{u}(\mathrm{O}\mathrm{H}{)}_2\to [\mathrm{C}\mathrm{u}(\mathrm{C}{\mathrm{H}}_3\mathrm{N}{\mathrm{H}}_2{)}_4](\mathrm{O}\mathrm{H}{)}_2$

Câu hỏi 4 trang 39 Hóa học 12: Giấm có thể dùng để khử mùi tanh của cá. Giải thích và viết phương trình hoá học.

(Biết mùi tanh của cá thường do trimethylamine gây ra.)

Lời giải:

Mùi tanh cá gây ra bởi các amine (các chất có tính base) như trimetylamin, ta có thể sử dụng chất có tính acid như giấm hoặc chanh. Giấm và chanh đều chứa acid yếu sẽ tạo muối với amine và bị rửa trôi bằng nước, mà không ảnh hưởng nhiều đến chất lượng cá.

Phương trình hóa học giữa trimetylamin và acetic acid (trong giấm ăn):

$(\mathrm{C}{\mathrm{H}}_3{)}_3\mathrm{N}+\mathrm{C}{\mathrm{H}}_3\mathrm{C}\mathrm{O}\mathrm{O}\mathrm{H}\to (\mathrm{C}{\mathrm{H}}_3{)}_3\mathrm{N}\mathrm{H}\mathrm{O}\mathrm{O}\mathrm{C}\mathrm{C}{\mathrm{H}}_3$

Hoạt động thí nghiệm (trang 39)

Thí nghiệm trang 39 Hóa học 12: Thí nghiệm: Phản ứng của aniline với nước bromine

Chuẩn bị:

 - Hoá chất: dung dịch aniline loãng, nước bromine.

- Dụng cụ: ống nghiệm.

Tiến hành:

- Cho khoảng 1 mL nước bromine vào ống nghiệm.

-Thêm từ từ vài giọt dung dịch aniline loãng vào ống nghiệm.

Quan sát hiện tượng xảy ra trong ống nghiệm, giải thích và viết phương trình hoá học.

Lời giải:

- Hiện tượng: Khi nhỏ vài giọt aniline vào ống nghiệm chứa nước bromine thì kết tủa trắng xuất hiện.

- Giải thích: Phản ứng giữa bromine và aniline sinh ra kết tủa trắng là 2,4,6-tribromoaniline.

Lý thuyết Amine

I. Khái niệm, phân loại, đồng phân và danh pháp

1. Khái niệm

Amine là dẫn xuất của ammonia, trong đó nguyên tử hydrogen trong phân tử ammonia được thay thế bằng gốc hydrocarbon.

2. Phân loại

Amine thường được phân loại theo bậc của amine và bản chất gốc hydrocarbon

- Bậc của amine được tính bằng số gốc hydrocarbon liên kết trực tiếp với nguyên tử nitrogen.

Theo đó được phân loại thành amine bậc một, amine bậc hai và amine bậc ba

- Dựa trên đặc điểm cấu tạo của gốc hydrocaron, amine được phân thành nhiều loại, trong đó hai loại điểm hình là alkylamine (nhóm amine liên kết với gốc alkyl) và acrylamine (nhóm amine liên kết trực tiếp với nguyên tử carbon của vòng benzene).

3. Đồng phân

Các amine có từ hai nguyên tử carbon trong phân tử bắt đầu xuất hiện đồng phân. Amine có thể có đồng phân: bậc amine, mạch carbon và vị trí nhóm amine.

4. Danh pháp

Tên của các amine đơn chức được gọi theo danh pháp gốc – chức và danh pháp thay thế:

+ Danh pháp gốc – chức: tên gốc hydrocarbon + amine

+ Danh pháp thay thế: tên hydrocarbon mạch chính (bỏ e) + vị trí nhóm amine + amine

II. Đặc điểm cấu tạo

Hình dạng phân tử của methylamine và anilin được mô tả như sau:

- Trong phân tử amine, nguyên tử nitrogen còn có cặp eletron chưa liên kết. Cấu tạo của amine tương tự ammonia nên amine có một số tính chất hóa học tương tự ammonia.

III. Tính chất vật lí

- Amine có nhiệt độ sôi cao hơn hydrocarbon có cùng số nguyên tử carbon hoặc có phân tử khối tương đương.

- Methylamine, ethyamine, dimethylamine và trimethylamine là những chất khí, có mùi tanh của các hoặc mùi khai tương tự ammonia (tùy nồng độ). Các amine có số nguyên tử carbon nhỏ thường tan tốt trong nước nhờ tạo được liên kết hydrogen với nước.

IV. Tính chất hóa học

1. Tính base và phản ứng tạo phức

- Amine thể hiện tính base yếu. Dung dịch các alkylamine có thể làm quỳ tím đổi màu xanh, còn dung dịch anilin không làm đổi màu quỳ tím

- Các amine như methylamine hay ethylamine tác dụng với Cu(OH)2 tạo dung dịch phức chất có màu xanh lam.

2. Phản ứng với nitrous acid

- Alkylamine bậc một tác dụng với nitrous acid ở nhiệt độ thường tạo thành alcohol và giải phóng khí nitrogen (phản ứng này thường được dùng để nhận biết alkylamine bậc một)

Ví dụ: CH₃NH₂ + HONO $\to$ CH₃OH + N₂ + H₂O

- Aniline tác dụng với nitrous acid ở nhiệt độ thấp tạo thành muối diazonium

3. Phản ứng của anilin với nước bromine

- Do ảnh hưởng của nhóm – NH₂, anilin tham gia phản ứng thế nguyên tử H của vòng benzene hơn so với benzene, ưu tiên thế vào vị trí ortho và para so với nhóm – NH₂

V. Ứng dụng

1. Alkyl hóa ammonia

Alkylamine được điều chế từ ammonia và dẫn xuất halogen

2. Khử hợp chất nitro

Aniline và các acrylamine thường được điều chế bằng cách khử hợp chất nitrobenzene bởi một số kim loại (Zn, Fe,…) trong dung dịch HCl.

Sơ đồ tư duy Amine

Xem thêm các bài giải bài tập Hóa Học lớp 12 Kết nối tri thức hay, chi tiết khác:

Bài 7. Ôn tập chương 2

Bài 8. Amine

Bài 9. Amino acid và peptide

Bài 10. Protein và enzyme

Bài 11. Ôn tập chương 3

Bài 12. Đại cương về polymer