Phản ứng tráng gương là gì Điều kiện của phản ứng tráng gương

Câu hỏi: Phản ứng tráng gương là gì?

Lời giải:

      - Phản ứng tráng gương là một phản ứng hóa học đặc trưng của các chất như anđehit, glucozơ, este, axit fomic… với hợp chất của kim loại bạc (Ag). Hợp chất của kim loại bạc là AgNO₃  và Ag₂O trong môi trường NH₃ viết gọn là AgNO₃/NH₃. Phản ứng tạo thành kim loại bạc. Chính vì thế, phản ứng này có tên gọi khác là phản ứng tráng bạc.

 Điều kiện của phản ứng tráng gương

      - Các chất tham gia phản ứng tráng gương là những hợp chất có nhóm chức –CH=O trong phân tử:

      + Anđehit (đơn chức, đa chức)

      + Axit fomic HCOOH

      + Muối của axit fomic: HCOONa, HCOOK, HCOONH₄, (HCOO)₂Ca…

      + Este của axit fomic: (HCOO)nR – R là gốc hidrocacbon.

      + Glucozơ, fructozơ và saccarozơ…

Phương trình tổng quát của phản ứng tráng gương

– Phương trình phản ứng tổng quát:

R(CHO)x + 2xAgNO₃ + 3xNH₃ + xH₂O → R(COONH₄)x + xNH₄NO₃ + 2xAg

      → Phản ứng chứng minh anđehit có tính khử và được dùng để nhận biết anđehit.

– Riêng HCHO có phản ứng:

HCHO + 4AgNO₃ + 6NH₃ + 2H₂O → (NH₄)₂CO₃ + 4NH₄NO₃ + 4Ag

      - Phản ứng của HCHO tạo ra các muối vô cơ chứ không phải muối của axit hữu cơ như các anđehit khác.

Phản ứng tráng gương của các hợp chất

 Phản ứng tráng gương của anđehit

      – Khi dẫn khí Amoniac (NH₃) qua dung dịch AgNO₃) tạo với  phức chất tan bạc amoniac. Anđehit khử được ion Ag+ trong phức bạc amoniac ([Ag(NH₃)₂]OH) tạo thành Ag kim loại. Đây là một phản ứng oxi hóa khử. Với phản ứng này, anđehit đóng vai trò là chất có tính khử. Phản ứng tráng bạc là phản ứng đặc trưng dùng để nhận biết các anđehit.

AgNO₃ + 3NH₃ + H₂O → [Ag(NH₃)₂]OH + NH₄NO₃

–  Phương trình tổng quát cho anđehit:

R–(CH=O)n + 2n[Ag(NH₃)₂]OH (t°) → R–(COONH₄)n + 2nAg ↓ + 3nNH₃ + nH₂O

– Khi n=1 thì ta có anđehit đơn chức, nên có phương trình đơn giản như sau:

R–CH=O + 2[Ag(NH₃)₂]OH (t°) → R–COONH₄ + 2Ag ↓ + 3NH₃ + H₂O

Ví dụ: 

CH₃CHO + 2[Ag(NH₃)₂]OH (t°) → CH₃COONH₄ + 2Ag ↓ + 3NH₃ + H₂O

      – Đối với anđehit fomic: Đây là trường hợp đặc biệt của anđehit vì nó có 2 nhóm –CH=O nên phản ứng tráng gương của anđehit fomic sẽ xảy ra như sau:

HCHO + 2[Ag(NH₃)₂]OH (t°) → HCOONH₄ + 2Ag ↓ + 3NH₃ + H₂O

HCHO + 4AgNO₃ + 6NH₃ + 2H₂O → (NH₄)₂CO₃ + 4Ag + 4NH₄NO₃

      - Sau đó HCOONH₄ tiếp tục phản ứng với AgNO₃/NH₃ giống như este:

HCOONH₄ + 2[Ag(NH₃)₂]OH → (NH₄)₂CO₃ + 2Ag ↓ + 3NH₃ + H₂O

Tổng hợp 2 giai đoạn ta sẽ có phương trình chung:

HCHO + 4[Ag(NH₃)₂]OH (t°) → (NH₄)₂CO₃ + 4Ag ↓ + 6NH₃ + 2H₂O

      – Đặc điểm phản ứng tráng gương của anđehit:

      – Nếu nAg = 2nAnđehit → Anđehit là đơn chức, không phải HCHO.

      – Nếu nAg = 4nAnđehit → Anđehit là 2 chức hoặc HCHO.

      – Nếu nAg > 2nhỗn hợp Anđehit đơn chức → Hỗn hợp anđehit đơn chức này có HCHO.

      – Số nhóm –CH=O = nAg/2nAnđehit (nếu hỗn hợp không có HCHO).

Phản ứng tráng gương của Axit fomic và este

      – Este có dạng HCOOR, RCOOCH=CHR’, HCOOOCH=CHR có thể phản ứng với dung dịch AgNO₃/NH₃. đun nóng, sinh ra kết tủa Ag kim loại. Một số hợp chất este cho phản ứng tráng gương như este của axit fomic (HCOOR và muối hoặc este của nó: HCOONa, HCOONH₄, (HCOO)nR) ). Một số hợp chất ít gặp như RCOOCH=CHR’, với R’ là gốc hidrocacbon. Một số phương trình hóa học điển hình phản ứng tráng gương của este:

      – Với R là gốc hidrocacbon:

HCOOR + 2[Ag(NH₃)₂]OH → NH₄OCOOR + 2Ag ↓ + 3NH₃ + H₂O

      – Với R là H: (axit fomic)

HCOOH + 2[Ag(NH₃)₂]OH → (NH₄)₂CO₃ + 2Ag ↓ + 2NH₃ + H₂O

      – Muối của (NH₄)₂CO₃  là muối của axit yếu, nên không bền dễ phân hủy thành NH₃  theo phương trình: 

HCOOH + 2[Ag(NH₃)₂]OH → CO₂ + 2Ag ↓ + 3NH₃ + 2H₂O

Phản ứng tráng gương của glucozơ fructozơ và saccarozơ

      – Phức bạc amoniac oxi hóa glucozơ tạo amoni gluconat tan vào dung dịch và giải phóng Ag kim loại.

CH₂OH[CHOH]₄CHO + 2[Ag(NH₃)₂]OH (t°) → CH₂OH[CHOH]₄COONH₄ + 2Ag ↓ + 3NH₃ + H₂O

      – Fructozơ  là đồng phân của glucozơ, tuy nhiên fructozơ không có nhóm –CH=O nên không xảy ra phản ứng tráng gương ở điềuu kiện nhiệt độ phòng. Nhưng khi đun nóng trong môi trường kiềm, fructozơ chuyển thành glucozơ theo cân bằng: Fructozơ (OH–) ⇔ Glucozơ. Cho nên có phản ứng tráng gương của fructozơ.

      – Đối với saccarozơ, saccarozơ là dung dịch không có tính khử. Tuy nhiên, khi đun nóng trong môi trường axit, nó bị thủy phân tạo thành dung dịch có tính khử gồm glucozơ và fructozơ. Sau đó, glucozơ sẽ tham gia phản ứng tráng gương. Phương trình phân hủy như sau:

C₁₂H₂₂O_{11(saccarozơ)} + H₂O → C₆H₁₂O_6(glucozơ) + C₆H₁₂O_6(fructozơ)

Chú ý: Những phản ứng tác dụng với ddAgNO₃/NH₃ nhưng không gọi là phản ứng tráng gương

Phản ứng  của Ank-1-in

      – Nguyên tử H trong ankin–1–in này chứa liên kết ba ( ≡ ) linh động. Vì thế  Ankin–1–in cũng có thể tham gia phản ứng tráng gương. Đây là phản ứng thế nguyên tử H bằng ion kim loại Ag+ tạo ra kết tủa màu vàng nhạt, sau chuyển sang màu xám. Đây cũng là phản ứng để nhận biết các ankin có liên kết ba ở đầu mạch.

R-C≡CH + AgNO₃ + NH₃ → R-C≡CAg + NH₄NO₃

R–C≡C–H + [Ag(NH₃)₂]OH → R–C≡C–Ag ↓ (màu vàng nhạt) + 2NH₃ + H₂O

– Ví dụ:

Axetilen (C₂H₂) phản ứng với dung dịch AgNO₃ trong môi trường NH₃:

AgNO₃ + 3NH₃ + H₂O → [Ag(NH₃)₂]OH + NH₄NO₃

H–C≡C–H + 2[Ag(NH₃)₂]OH → Ag–C≡C–Ag ↓ (màu vàng nhạt) + 4NH₃ + 2H₂O

      – Các chất thường gặp là: C₂H₂: etin (hay còn gọi là axetilen), CH₃-C≡C propin(metylaxetilen), CH₂=CH-C≡CH but-1-in-3-en (vinyl axetilen)