Chào các em, hôm nay chúng ta sẽ cùng nhau giải quyết hai bài tập rất thú vị về anken và ankin, bám sát theo chương trình Hóa học lớp 11 của chúng ta. Các em hãy chú ý lắng nghe và ghi chép đầy đủ nhé!

Phần A: Phản ứng cộng H2O vào anken

Chúng ta có phản ứng của but-1-en với nước. But-1-en có công thức cấu tạo là CH2=CH-CH2-CH3.

Bước 1: Xác định loại phản ứng.
Đây là phản ứng cộng của anken với nước. Phản ứng này thuộc loại phản ứng cộng vào liên kết đôi C=C của anken.

Bước 2: Áp dụng quy tắc cộng Markovnikov.
Khi anken không đối xứng cộng với tác nhân phân cực như H2O, nguyên tử hydro (H+) sẽ ưu tiên cộng vào nguyên tử cacbon mang nhiều nguyên tử hydro hơn ở liên kết đôi, còn nhóm -OH sẽ cộng vào nguyên tử cacbon mang ít nguyên tử hydro hơn ở liên kết đôi.

Trong phân tử but-1-en:
Nguyên tử cacbon số 1 (bên trái) của liên kết đôi có 2 nguyên tử hydro.
Nguyên tử cacbon số 2 (bên phải) của liên kết đôi có 1 nguyên tử hydro.
Do đó, theo quy tắc Markovnikov, H sẽ cộng vào C1 và -OH sẽ cộng vào C2.

Bước 3: Viết phương trình phản ứng.
CH2=CH-CH2-CH3 + H2O \(\xrightarrow{H^+, t^0}\) CH3-CH(OH)-CH2-CH3

Giải thích sản phẩm:
Sản phẩm thu được là butan-2-ol. Nhóm hydroxyl (-OH) gắn vào cacbon số 2 của mạch cacbon 4 nguyên tử.

Nếu không có xúc tác axit, phản ứng sẽ không xảy ra hoặc xảy ra rất chậm.

Vậy, phương trình hoàn chỉnh là:
CH2=CH-CH2-CH3 + H2O \(\xrightarrow{H^+, t^0}\) CH3-CH(OH)-CH2-CH3

Phần B: Phản ứng của ankin ở đầu mạch với dung dịch AgNO3 trong NH3

Chúng ta có phản ứng của một ankin có nhóm \(-\text{C}\equiv \text{CH}\) với dung dịch AgNO3 trong môi trường NH3. Để có thể thực hiện phản ứng này, ankin phải là ankin ở đầu mạch, tức là có liên kết ba ở cuối mạch cacbon.
Đề bài cho công thức là CH CH3.
Ta cần xác định cấu tạo của chất này. Dựa vào quy tắc hóa trị, cacbon có hóa trị 4, hydro có hóa trị 1.
Nếu là CH \(\equiv\) C-CH3 thì đây là propan-1-in.
Nếu là CH2=C=CH2 thì đây là propadien (anken không bền).
Tuy nhiên, với phản ứng với AgNO3/NH3, chúng ta chỉ xét các ankin có liên kết ba ở đầu mạch. Do đó, ta giả định chất ban đầu là propan-1-in có công thức cấu tạo CH \(\equiv\) C-CH3.

Bước 1: Xác định loại phản ứng.
Đây là phản ứng thế nguyên tử hydro linh động của ankin ở đầu mạch bằng ion kim loại (bạc). Phản ứng này đặc trưng cho các ankin có liên kết ba ở đầu mạch.

Bước 2: Viết phương trình phản ứng.
Trong dung dịch amoniac, bạc nitrat (AgNO3) tồn tại dưới dạng phức tan [Ag(NH3)2]OH. Ion Ag+ trong phức này có khả năng phản ứng với nguyên tử hydro linh động của ankin. Nguyên tử hydro gắn vào cacbon sp của liên kết ba có tính axit yếu.

CH \(\equiv\) C-CH3 + [Ag(NH3)2]OH \(\rightarrow\) Ag-C \(\equiv\) C-CH3 \(\downarrow\) + NH3 + H2O

Giải thích sản phẩm:
Sản phẩm thu được là kết tủa màu vàng nhạt của bạc prop-1-in-1-ide (Ag-C \(\equiv\) C-CH3).

Lưu ý: Phản ứng này chỉ xảy ra với các ankin có liên kết ba ở đầu mạch (như axetilen, propan-1-in, but-1-in,…). Các ankin không ở đầu mạch (như but-2-in) sẽ không tham gia phản ứng này.

Để cân bằng phản ứng, ta xét như sau:
Số nguyên tử H ở nhóm \(-\text{C}\equiv \text{CH}\) là 1.
Số ion Ag+ cần thế là 1.
Tuy nhiên, cần dùng dung dịch [Ag(NH3)2]OH để tạo môi trường và làm tan các phức bạc tạo thành ban đầu.

Phương trình cân bằng đầy đủ hơn thường được viết là:
CH \(\equiv\) C-CH3 + 2[Ag(NH3)2]OH \(\rightarrow\) Ag-C \(\equiv\) C-CH3 \(\downarrow\) + 2NH3 + H2O + NH4NO3 (Nếu dùng AgNO3/NH3)

Tuy nhiên, trong sách giáo khoa thường viết gọn như sau, hoặc nhấn mạnh vào sản phẩm kết tủa:
CH \(\equiv\) C-CH3 + AgNO3 + NH3 \(\rightarrow\) CH3-C \(\equiv\) CAg \(\downarrow\) + NH4NO3

Giả sử đề bài muốn ta viết phản ứng với AgNO3 và NH3, thì cách viết sau đây là phổ biến và dễ hiểu nhất:
CH \(\equiv\) C-CH3 + AgNO3 + NH3 \(\rightarrow\) CH3-C \(\equiv\) CAg \(\downarrow\) + NH4NO3

Phản ứng này dùng để nhận biết ankin có liên kết ba ở đầu mạch.

Vậy, phương trình hoàn chỉnh là:
CH \(\equiv\) C-CH3 + AgNO3 + NH3 \(\rightarrow\) CH3-C \(\equiv\) CAg \(\downarrow\) + NH4NO3

Chúc các em ôn tập tốt!