Mục lục bài viết
1. Phương trình phản ứng C6H5-CH=CH2 + HBr:
C6H5-CH=CH2 + HBr → C6H5-CH2-CH2-Br
Là phản ứng cộng
Trong đó:
C6H5-CH=CH2 là stiren hay vinyl benzen
HBr là axit Bromhidric
1.1. Điều kiện phản ứng xảy ra giữa Stiren và HBr:
Phản ứng giữa Stiren và HBr xảy ra ở nhiệt độ thường, điều này rất hữu ích trong việc thực hiện phản ứng. Tuy nhiên, để hiểu rõ hơn về điều kiện phản ứng này, ta cần tìm hiểu thêm về cơ chế phản ứng và sự tương tác giữa các phân tử Stiren và HBr.
1.2. Bản chất của C6H5CH=CH2 (Stiren) trong phản ứng:
Stiren là một loại hợp chất vinylbenzen, có tính chất đặc biệt khi tham gia vào nhiều phản ứng khác nhau. Điều này là do sự tương tác giữa nhóm vinyl và nhóm benzen trong phân tử Stiren. Ngoài phản ứng với HBr như đã đề cập ở trên, Stiren còn có thể tham gia vào các phản ứng cộng với các chất khác như Br2, H2, HI, và nhiều chất khác.
2. Tìm hiểu về Stiren:
2.1. Định nghĩa:
Stiren là một hợp chất hữu cơ không màu, dễ bay hơi, có vị ngọt nhẹ (và mùi khó chịu khi đậm đặc). Công thức phân tử của stiren là C8H8.
2.2 Tính chất vật lí và nhận biết:
– Stiren là một chất lỏng không màu, nhẹ hơn nước và không tan trong nước. Tuy nhiên, nó có thể tan trong một số dung môi hữu cơ như etanol, axeton, benzen, và nhiều dung môi khác.
– Ta có thể nhận biết stiren bằng cách làm mất màu nước brom và tạo thành hợp chất có công thức C8H7Br. Ngoài ra, stiren còn có thể được nhận biết bằng phương pháp sắc ký hoặc phổ hồng ngoại.
2.3. Tính chất hóa học:
– Phản ứng cộng: Stiren có thể tham gia vào phản ứng cộng với halogen (Cl2, Br2), hiđro halogenua (HCl, HBr), và nhiều chất khác. Phản ứng cộng là phản ứng tạo ra phân tử hợp chất hữu cơ mới từ việc kết hợp phân tử hợp chất ban đầu với phân tử khác. Ở stiren, halogen và hiđro halogenua cộng vào nhóm vinyl, tương tự như cách chúng cộng vào anken. Stiren cũng làm mất màu dung dịch KMnO4 và bị oxi hóa ở nhóm vinyl, còn vòng benzen vẫn giữ nguyên.
– Phản ứng trùng hợp và đồng trùng hợp: Stiren có thể tham gia phản ứng trùng hợp và đồng trùng hợp. Phản ứng trùng hợp là quá trình kết hợp của hai hoặc nhiều monome khác nhau để tạo thành polyme. Polyme có thể bao gồm tất cả các mắt xích cơ bản của các monome, được gọi là polyme đồng trùng hợp. Poli(butađien – stiren) là một sản phẩm đồng trùng hợp stiren với butađien, được sử dụng để sản xuất cao su buna-S, có độ bền cơ học cao hơn so với cao su buna.
– Phản ứng oxi hóa: Stiren cũng giống như etilen, làm mất màu dung dịch KMnO4 và bị oxi hóa ở nhóm vinyl, trong khi vòng benzen vẫn giữ nguyên.
2.4. Ứng dụng của Stiren:
Stiren có ứng dụng rộng trong sản xuất polyme. Polistiren là một chất nhiệt dẻo, trong suốt và được sử dụng để chế tạo các dụng cụ văn phòng, đồ dùng gia đình như thước kẻ, vỏ bút bi, eke, cốc, hộp mứt kẹo,… Poli(butađien – stiren) cũng được sử dụng để sản xuất cao su buna-S. Ngoài ra, stiren còn được sử dụng trong sản xuất các sản phẩm nhựa khác như ABS, SAN, và SBR. Sản phẩm ABS được sử dụng rộng rãi trong sản xuất các vật dụng gia đình và công nghiệp như tivi, tủ lạnh, máy giặt, và nhiều sản phẩm khác. SAN được sử dụng trong sản xuất đồ dùng gia đình như đĩa CD, đĩa DVD, và các sản phẩm khác. SBR được sử dụng trong sản xuất lốp xe, giày dép, và các sản phẩm cao su khác.
3. Tìm hiểu về HBr:
Acid hydrobromic (HBr) là một loại acid vô cơ mạnh được tạo ra từ khí hydrobromide tan trong nước. Acid này được sử dụng chủ yếu để sản xuất muối bromide. Tính axit của acid hydrobromic cao hơn axit clohidric, nhưng lại thấp hơn axit iothidric. Các loại acid này có tính axit theo thứ tự HI > HBr > HCl.
Ngoài tên gọi chính là acid hydrobromic, acid hiđrôbromide và acid bromic, loại acid này còn có một số tên gọi khác như axit hydrobromua hay axit bromua. Đây là một trong những loại acid quan trọng được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau như sản xuất dược phẩm, chất tẩy rửa, và các sản phẩm hóa học khác.
3.2. Tính chất vật lý:
– Chất này tồn tại dưới dạng chất lỏng trong suốt không màu, có khối lượng riêng là 1,49 g/cm3.
– Trọng lượng phân tử của nó là 80,91 g/mol.
– Nhiệt độ sôi của nó là 122 độ C ở áp suất 700mmHg.
– Nhiệt độ nóng chảy của nó là -11 độ C.
– Độ axit pKa của nó là -9, cho thấy tính chất axit mạnh.
– Nó là một chất ăn mòn và không bắt lửa.
– Nó tan tốt trong nước.
3.2. Tính chất hoá học:
HBr có tính chất đặc trưng của một axit, bao gồm:
– Thay đổi màu chất chỉ thị: Khi thêm một ít dung dịch HBr vào chất chỉ thị màu, quỳ tím sẽ chuyển sang màu đỏ.
– Tác dụng với kim loại: Tạo ra muối bromua và giải phóng khí H2. Chú ý: Không tác dụng được với những kim loại đứng sau nguyên tử H trong dãy hoạt động hoá học kim loại: 2HBr + 2Na → 2NaBr + H2
– Tác dụng với oxit bazơ: Tạo ra muối bromua và nước: Na2O + 2HBr → 2NaBr + H2O
– Tác dụng với bazơ (phản ứng trung hoà): Sản phẩm tạo thành là muối và nước: Mg(OH)2 + 2HBr → MgBr2 + 2H2O
– Tác dụng với muối: Sản phẩm tạo thành là muối và axit. Để phản ứng xảy ra, cần thỏa mãn các điều kiện sau:
+ Muối tham gia phản ứng phải tan trong nước.
+ Sản phẩm tạo thành phải là muối kết tủa hoặc axit yếu.
K2CO3 + 2HBr → 2KBr + H2O + CO2
AgNO3 + HBr → AgBr (kết tủa) + HNO3
– Tác dụng với nguyên tố phi kim: Cl2 + 2HBr → Br2 + 2HCl
3.3. Phương pháp sản xuất axit Bromhidric:
– Quy mô phòng thí nghiệm: Với quy mô nhỏ, HBr được tạo thành từ quá trình phản ứng của khí brom, SO2 và nước theo phương trình sau:
Br2 + SO2 + 2 H2O → H2SO4 + 2 HBr
Ngoài ra, còn có phương pháp pha chế dễ dàng hơn đó chính là sự hoà tan của khí hiđrô bromide trong nước.
– Quy mô công nghiệp: Với quy mô lớn, HBr được sản xuất bằng cách điện phân Bromua Triphotpho. Thực tế chính là cho Br2 phản ứng với lưu huỳnh hoặc photpho trong nước.
PBr3 + 3H2O → H3PO3 + 3HBr
3.4. Axit bromhidric có vai trò gì trong các lĩnh vực đời sống:
HBr là một trong những axit được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Nó có thể được sử dụng để sản xuất các muối bromua, bao gồm kẽm bromua, canxi bromua, và natri bromua, để sử dụng trong nhiều ứng dụng khác nhau. Ngoài ra, HBr còn có thể được sử dụng để tổng hợp các hợp chất brom hữu cơ, góp phần vào việc phát triển các sản phẩm và ứng dụng mới. Hơn nữa, HBr còn đóng vai trò là chất xúc tác trong nhiều phản ứng hoá học, hỗ trợ quá trình khai thác quặng và các quy trình công nghiệp khác. HBr cũng là một nguyên liệu quan trọng để điều chế ra một số hợp chất khác như allyl bromua, axit bromaxetic, tetrabromobisphenol,…
Tóm lại, HBr là một chất có nhiều ứng dụng và giá trị trong nhiều lĩnh vực khác nhau, mang lại lợi ích và tiềm năng cho các quy trình công nghiệp và tạo ra nhiều sản phẩm hữu ích cho cuộc sống hàng ngày của chúng ta.
3.5. Những điều cần lưu ý khi sử dụng và bảo quản HBr:
HBr là một trong những axit mạnh, có thể gây bỏng da, bỏng thịt, tổn thương giác mạc khi tiếp xúc phải, nên cần hết sức cẩn thận trong quá trình sử dụng. Một số điều cần lưu ý như sau:
– Khi lấy axit nên tiến hành trong tủ an toàn sinh học có bật quạt thông gió.
– Đảm bảo đeo găng tay, kính bảo hộ và các đồ bảo hộ khác để tránh dính axit vào người.
– Nếu chẳng may dính phải hãy rửa ngay với nước sạch rồi đến gần cơ sở y tế gần nhất để có hướng xử trí thích hợp.
– Do có tính chất ăn mòn nên không đổ axit bừa bãi vào bồn rửa vì có thể làm hỏng đường ống, hãy đổ đúng nơi quy định.
– Bảo quản nơi khô ráo, nhiệt độ từ 15-25 độ C là tốt nhất.
4. Bài tập ứng dụng
Câu 1. Stiren không phản ứng được với những chất nào sau đây?
A. dung dịch KMnO4
B. khí H2, Ni, to
C. dung dịch NaOH
D. dung dịch Br2
Đáp án: C
Câu 2. Nhận định nào sau đây sai?
A. Stiren làm mất màu dung dịch brom ở điều kiện thường.
B. Benzen làm mất màu dung dịch brom khi có xúc tác bột sắt.
C. Cumen làm mất màu dung dịch thuốc tím khi đun nóng.
D. Toluen làm mất màu dung dịch thuốc tím khi đun nóng.
Đáp án B
Câu 3. Hiđrocacbon nào dưới đây không làm mất màu nước brom?
A. Stiren.
B. Toluen.
C. Axetilen.
D. Etilen.
Lời giải:
Đáp án: B
Câu 4. Stiren không phản ứng được với những chất nào sau đây?
A. dung dịch KMnO4
B. khí H2, Ni, to
C. dung dịch NaOH
D. dung dịch Br2
Lời giải:
Đáp án: C
Câu 5. Nhận định nào sau đây sai?
A. Stiren làm mất màu dung dịch brom ở điều kiện thường.
B. Benzen làm mất màu dung dịch brom khi có xúc tác bột sắt.
C. Cumen làm mất màu dung dịch thuốc tím khi đun nóng.
D. Toluen làm mất màu dung dịch thuốc tím khi đun nóng.
Đáp án: B
Câu 6 Hiđrocacbon nào dưới đây không làm mất màu nước brom?
A. Stiren.
B. Toluen.
C. Axetilen.
D. Etilen.
Đáp án: B
Câu 7 Ở nhiệt độ thường, chất nào sau đây làm mất màu dung dịch nước Br2?
A. Etilen.
B. Metan.
C. Butan.
D. Benzen
Đáp án: A
