1. Phương trình phản ứng:
2CH3NH2 + H2SO4 → (CH3NH3)2SO4
CH3NH2 có tên gọi là Metylamin. CH3NH2 phản ứng với dung dịch H2SO4 ngay ở điều kiện thường.
Do nguyên tử N trong amin ở trạng thái lai hóa sp3 trên N vẫn còn cặp e tự do chưa liên kết, có thể nhận proton theo thuyết Bronstet nên amin có tính bazơ tác dụng được với axit.
2. Tính chất hoá học của Amin:
2.1. Tính bazơ:
Do nguyên tử N trong phân tử amin còn cặp e chưa sử dụng có khả năng nhận proton.
So sánh tính bazơ của các amin:
Nếu nguyên tử N trong phân tử amin được gắn với gốc đẩy e (gốc no: ankyl) thì tính bazơ của amin mạnh hơn so với tính bazơ của NH3. Những amin này làm cho quỳ tím chuyển thành màu xanh.
Nếu nguyên tử N trong phân tử amin được gắn với gốc hút e (gốc không no, gốc thơm) thì tính bazơ của amin yếu hơn so với tính bazơ của NH3. Những amin này không làm xanh quỳ tím.
Amin có càng nhiều gốc đẩy e thì tính bazơ càng mạnh, amin có càng nhiều gốc hút e thì tính bazơ càng yếu.
Lực bazơ: CnH2n + 1-NH2 > H-NH2 > C6H5-NH2
Dung dịch metylamin và nhiều đồng đẳng của nó có khả năng làm xanh giấy quỳ tím hoặc làm hồng phenolphtalein.
CH3NH2 + HOH → CH3NH3+ + OH-
Metynlamin Metyl amino hidroxit
Amin có tính bazo yếu nên có thể phản ứng với các axit vô cơ để tạo thành muối
2.2. Phản ứng với axit nitrơ HNO2:
Amin bậc một tác dụng với axit nitrơ ở nhiệt độ thường cho ancol hoặc phenol và giải phóng nitơ.
CH3-NH2 + HONO → CH3-OH + N2 + H2O (xúc tác HCl)
2.3. Phản ứng ankyl hóa:
Amin bậc một hoặc bậc hai tác dụng với ankyl halogenua (CH3I, …) , nguyên tử H của nhóm amin có thể bị thay thế bởi gốc ankyl
CH3NH2 + CH3I → CH3NHCH3 + HI
Phản ứng này dùng để điều chế amin bậc cao từ amin bậc thấp hơn.
2.4. Phản ứng với dung dịch muối của các kim loại có hiđroxit kết tủa:
3CH3NH2 + FeCl3 + 3H2O → Fe(OH)3 + 3CH3NH3Cl
2.5. Điều chế:
Thay thế nguyên tử H của phân tử amoniac
NH3 + CH3I → CH3-NH2 + HI
Trong công nghiệp Metylamin được điều chế bằng phản ứng của amoniac với metanol
CH3OH + NH3 → CH3NH2 + H2O
2.6. Ứng dụng:
Metylamin được coi là một bazơ yếu và được sử dụng rất phổ biến trong hóa học hữu cơ. Metylamin lỏng có đặc tính dung môi tương tự như amoniac lỏng.
Các hóa chất có ý nghĩa được sản xuất từ meylamin bao gồm:
– Dược phẩm: ephedrine và theophylline
– Thuốc trừ sâu: carbofuran, carbaryl, và natri metam
– Dung môi: N-methylformamide và N-methylpyrrolidone.
3. Tính chất của H2SO4:
Axit sunfuric có công thức hoá học là H2SO4, tồn tại dưới dạng chất lỏng trong suốt không màu, không mùi và không bay hơi. Hoá chất này được đánh giá là cực mạnh, nặng hơn nước và có thể hoà tan vào nước ở mọi tỷ lệ. H2SO4 được dùng chủ yếu trong các ngành công nghiệp hay để làm chất xúc tác phản ứng hoá học. Cho đến thời điểm hiện tại, chưa tìm được mẫu H2S04 tinh khiết trên Trái Đất mà chỉ tồn tại dưới dạng chất lỏng có chứa nhiều tạp chất. Và vì vậy mà axit sunfuric nguyên chất chỉ được điều chế từ các phản ứng hóa học.
3.1. Tính chất vật lý:
Có hai loại Axit sunfuric lỏng và đặc. Mỗi loại sẽ có tính chất vật lý và tính chất hóa học riêng biệt. H2SO4 đặc hay lỏng đều tồn tại dưới dạng chất lỏng, không màu, không mùi và không vị, có đặc tính là khó bay hơi và tan vô hạn trong nước.
Axit Sunfuric đặc nổi bật với khả năng hút nước cực kỳ mạnh và tỏa nhiệt lượng lớn. Vì vậy hãy lưu ý không cho nước vào axit mà chỉ được phép cho ngược lại vào nước để tránh trường hợp bị bỏng khi nước tác dụng với axit. Ngoài ra, còn có thể pha loãng H2SO4 ra để lỏng hơn.
3.2. Tính chất hoá học:
Axit Sunfuric là một loại axit cực kỳ mạnh nên có đầy đủ các tính chất hóa học của một loại axit thông thường. H2SO4 lỏng có những tính chất hóa học đặc trưng sau đây:
Thứ nhất, làm quỳ tím chuyển đỏ
Thứ hai, tạo thành muối sunfat khi tác dụng với kim loại đứng trước H trừ kim loại Pb
Fe + H2SO4 -> FeSO4 + H2
Thứ ba, tạo muối mới khi tác dụng với oxit bazơ ( không thay đổi hóa trị của kim loại) + nước
FeO + H2SO4 -> FeSO4 + H2O
Thứ tư, tạo muối mới axit sunfuric tác dụng với muối ( không thay đổi hóa trị của kim loại) + axit mới
Na2CO3 + H2SO4 -> Na2SO4 + H2O + CO2
H2SO4 + 2KHCO3 -> K2SO4 + 2H2O + 2CO2
Thứ năm, tạo thành muối mới và nước khi axit sunfuric tác dụng với bazơ
H2SO4 + NaOH -> NaHSO4 + H2O
H2SO4 + 2NaOH -> Na2SO4 + 2H2O
Thứ sáu, đối với H2SO4 đặc: Axit sunfuric đặc có cùng các tính chất hóa như axit sunfuric lỏng. Ngoài ra, còn một số đặc trưng riêng đó là
Có tính oxi hóa mạnh và tính axit mạnh
Tác dụng với kim loại: khi cho mảnh Cu vào trong H2SO4 tạo ra dung dịch có màu xanh và có khí bay ra với mùi sốc
Cu + 2H2SO4 -> CuSO4 + SO2 + 2H2O
Tác dụng với phi kim tạo thành oxit phi kim và nước, giải phóng khí SO2
C + 2H2SO4 -> CO2 + 2H2O + 2SO2 ( nhiệt độ)
2P + 5 H2SO4 -> 2H3PO4 + 5SO2 + 2H2O
H2SO4 có tính hóa nước đặc trưng như đưa H2SO4 vào cốc đựng đường, sau phản ứng đường sẽ bị chuyển sang màu đen và phun trào
C12H22O11 + H2SO4 -> 12C + H2SO4.11H2O
3.3. Ứng dụng:
Axit Sunfuric được ứng dụng rất rộng rãi như trong công nghiệp sản xuất phân bón, luyện kim, xử lý nước thải,…
Loại axit này có mặt trong hầu như tất cả các ngành công nghiệp như: luyện kim, phẩm nhuộm, giấy, chất tẩy rửa, sợi. Ước tính hằng năm có tới hơn 160 triệu tấn H2SO4 được sản xuất phục vụ các ngành công nghiệp này.
Một ứng dụng khác khá phổ biến nữa của H2SO4 là dùng làm phân bón. Đây là một trong những thành phần quan trọng nhất dùng sản xuất các loại phân bón Phosphate, Canxi dihydrogen, Amoni Sunfat, Amoni Phosphate.
H2SO4 là chất hóa học cốt lõi dùng để điều chế Al(OH)2 – một thành phần không thể thiếu khi xử lý nước thải. Hợp chất này có vai trò lọc các tạp chất, khử mùi và cân bằng độ pH cho nước. Đặc biệt còn rất quan trọng bởi giúp loại bỏ các kim loại nặng trong nước như Mg, Ca, giúp phòng tránh và giảm nguy cơ nước nhiễm phèn.
4. Bài tập ứng dụng:
Câu 1: Trong các chất dưới đây, chất nào có lực bazơ mạnh nhất?
A. NH3.
B. C6H5CH2NH2.
C. C6H5NH2.
D. (CH3)2NH.
Lời giải:
C6H5NH2; C6H5CH2NH2 đều có chứa gốc hút e ⇒”>⇒⇒làm giảm tính bazơ
(CH3)2NH có chứa 2 gốc đẩy e ⇒”>⇒⇒làm tăng tính bazơ
Vậy nên (CH3)2NH là amin có lực bazơ mạnh nhất.
Đáp án cần chọn là: D
Câu 2: Dãy chất nào sau đây phản ứng được với metylamin:
A. CH2=CH-COOH, NH3 và FeCl2
B. NaOH, HCl và AlCl3
C. CH3COOH, FeCl2 và HNO3
D. Cu, NH3 và H2SO4
Lời giải:
Đáp án: C
Giải thích:
CH3COOH, FeCl2và HNO3
Câu 3: Nhận định nào sau đây đúng?
A. Amin tác dụng với muối cho axit.
B. Tính bazơ của amin đều yếu hơn NH3.
C. Các amin đều có tính bazơ.
D. Amin là hợp chất hữu cơ có tính lưỡng tính.
Lời giải:
A. Sai, amin không có phản ứng với muối
B. Sai, tính bazơ của amin có chất mạnh hơn, có chất yếu hơn NH3
C. Đúng
D. Sai, amin chỉ có tính bazơ, không có tính axit
Đáp án cần chọn là: C
Câu 4: Tính bazơ của metylamin mạnh hơn anilin vì:
A. Nhóm metyl làm tăng mật độ electron của nguyên tử nitơ, nhóm phenyl làm giảm mật độ electron của nguyên tử nitơ.
B. Nhóm metyl làm tăng mật độ electron của nguyên tử nitơ.
C. Nhóm metyl làm giảm mật độ electron của nguyên tử nitơ, nhóm phenyl làm tăng mật độ electron của nguyên tử nitơ.
D. Phân tử khối của metylamin nhỏ hơn.
Lời giải:
Tính bazơ của amin do cặp e chưa liên kết của nguyên tử nitơ. Mật độ e trên nguyên tử nitơ càng tăng thì tính bazơ càng mạnh và ngược lại. Nhóm metyl là nhóm đẩy e nên làm tăng mật độ e của nguyên tử nitơ, còn nhóm phenyl là nhóm hút e nên làm giảm mật độ e của nguyên tử nitơ.
Đáp án cần chọn là: A
Câu 5: Dung dịch chất nào sau đây làm quỳ tính chuyển sang màu xanh?
A. Anilin.
B. Etylamin.
C. amoni clorua.
D. p-nitroanilin.
Lời giải:
Anilin không làm đổi màu quỳ.
Etylamin có tính bazơ mạnh hơn amoniac → làm quỳ tím chuyển màu xanh
Amoni clorua (NH4Cl) là muối của bazơ yếu và axit mạnh → làm quỳ chuyển màu đỏ
p-nitroanilin không làm đổi màu quỳ
Đáp án cần chọn là: B
Câu 6: Dãy gồm các chất đều làm giấy quỳ tím ẩm chuyển sang màu xanh là:
A. Amoni clorua, metyl amin, natri hidroxit.
B. Metyl amin, amoniac, natri axetat.
C. Anilin, metyl amin, amoniac.
D. Anilin, amoniac, natri hidroxit.
Lời giải:
Đáp án cần chọn: B
Câu 7: Mùi tanh của cá gây ra bởi hỗn hợp các amin và một số tạp chất khác. Để khử mùi tanh của cá, trước khi nấu nên:
A. ngâm cá thật lâu với nước muối để các amin tan đi
B. rửa cá bằng chanh
C. ngâm cá thật lâu với nước muối để các amin tan đi. rửa cá bằng nước Clo để sát trùng
D. rửa cá bằng dung dịch nước vôi
Lời giải:
Trong chanh có axit citric mà amin có tính bazơ nên phản ứng với axit.
RNH2 + H+ → RNH3+ (muối, dễ rửa trôi)
Đáp án cần chọn: B