Mở đầu
Lớp bạc trên thành ống nghiệm đến từ Ag⁺ trong thuốc thử. Aldehyde giúp Ag⁺ nhận electron, còn bản thân bị oxi hóa.
Oxi hóa thành carboxylic acid
Biểu diễn tổng quát:
$$\mathrm{RCHO+[O]\rightarrow RCOOH}.$$
Ví dụ, ethanal làm mất màu nước bromine và tạo ethanoic acid:
$$\mathrm{CH_3CHO+Br_2+H_2O\rightarrow CH_3COOH+2HBr}.$$
Carbon của nhóm –CHO tăng số oxi hóa, nên aldehyde là chất khử.
Với chất oxi hóa mạnh, điều kiện khắc nghiệt có thể phá vỡ thêm cấu trúc; phương trình tổng quát trên mô tả bước oxi hóa đặc trưng trong phạm vi bài học.
Kiểm tra nhanh
Sản phẩm hữu cơ khi ethanal bị oxi hóa nhẹ là gì?
Ethanol là sản phẩm khử ethanal.
Nhóm CHO bị oxi hóa thành COOH.
Không có phản ứng tách nước.
Số carbon không tăng từ 2 lên 3.
Lời giải
**Cách làm**
$\mathrm{CH_3CHO+[O]\rightarrow CH_3COOH}$; sản phẩm là ethanoic acid.
Thuốc thử Tollens
Trong môi trường ammonia, aldehyde khử ion bạc phức thành Ag:
$$\mathrm{RCHO+2[Ag(NH_3)_2]OH\rightarrow RCOONH_4+2Ag\downarrow+3NH_3+H_2O}.$$
Nếu thành ống nghiệm sạch, Ag có thể bám thành lớp gương; cũng có thể xuất hiện bạc xám đen.
Thuốc thử Tollens phải được chuẩn bị và xử lí theo quy trình phòng thí nghiệm; không lưu giữ cặn vì có thể tạo chất bạc nhạy nổ.
Oxi hóa bằng Cu(OH)₂ trong kiềm
Khi đun nóng aldehyde với Cu(OH)₂ trong môi trường kiềm, kết tủa xanh chuyển dần thành Cu₂O màu đỏ gạch:
$$\mathrm{RCHO+2Cu(OH)_2+NaOH\xrightarrow{t^\circ}RCOONa+Cu_2O\downarrow+3H_2O}.$$
Ketone thông thường không phản ứng với Tollens hoặc Cu(OH)₂ trong các điều kiện này. Vì vậy, các thuốc thử trên giúp phân biệt aldehyde với ketone.
Ví dụ mẫu: Tỉ lệ bạc
Theo phương trình thông thường, 1 mol nhóm –CHO tạo 2 mol Ag. Do đó 0,10 mol ethanal tạo tối đa 0,20 mol Ag, tức 21,6 g nếu lấy $M_{Ag}=108$ g/mol.
Methanal là trường hợp cần đọc điều kiện: sản phẩm oxi hóa ban đầu còn có thể bị oxi hóa tiếp và cho tổng 4 mol Ag trên 1 mol HCHO trong mô hình bài tập quen thuộc. Không áp dụng ngoại lệ này cho mọi aldehyde.
Luyện tập
0,15 mol propanal phản ứng hoàn toàn với Tollens dư tạo bao nhiêu mol Ag theo tỉ lệ thông thường?
Đã chia đôi tỉ lệ.
Chưa nhân hệ số 2 của Ag.
$1$ mol –CHO tạo $2$ mol Ag, nên $0{,}15$ mol tạo $0{,}30$ mol.
Đã dùng ngoại lệ của methanal không phù hợp.
Lời giải
**Cách làm**
$n_{Ag}=2n_{propanal}=2\times0{,}15=0{,}30$ mol.
Ghi nhớ
- Aldehyde bị oxi hóa thành acid/carboxylate và khử Tollens thành Ag.
- Tỉ lệ thường là 1 mol –CHO : 2 mol Ag; methanal có thể là ngoại lệ khi bị oxi hóa tiếp.
Đang học