Các chất tham gia phản ứng tráng gương (tráng bạc) là các hợp chất có nhóm chức -CH=O trong phân tử. Ví dụ như các anđehit, glucozơ và fructozơ. Ngoài ra, axit fomic và các este của axit fomic cũng tham gia vào phản ứng.
Trong bài viết này, chúng tôi muốn giới thiệu đến các bạn toàn bộ kiến thức về phản ứng tráng gương, các chất tham gia phản ứng tráng gương, ví dụ minh họa cùng với các dạng bài tập tự luận và trắc nghiệm kèm theo. Chúng tôi tin rằng đây sẽ là tài liệu hữu ích để hỗ trợ các em học tập, rèn luyện và củng cố kiến thức về môn Hóa học. Ngoài ra, bạn cũng có thể xem thêm về Hằng số Avogadro.
I. Phản ứng tráng gương là gì?
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 bao gồm AgNO3 và Ag2O trong môi trường NH3, viết gọn là AgNO3/NH3. Phản ứng tạo ra kim loại bạc. Do đó, phản ứng này còn được gọi là phản ứng tráng bạc.
Phản ứng tráng gương được sử dụng để nhận biết các chất như este, anđehit,… trong đó, dung dịch AgNO3/NH3 được sử dụng như một thuốc thử. Phản ứng này cũng được sử dụng nhiều trong công nghiệp để sản xuất ruột phích, gương,..
II. Các chất tham gia phản ứng tráng gương
1. Phản ứng của Ank-1-in
Các ankin-1-in có nguyên tử H chứa liên kết ba ( ≡ ) linh động 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 đó chuyển sang màu xám. Đây cũng là phản ứng để nhận biết các ankin có liên kết ba ở đầu mạch.
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 axetilen), CH3-C≡C propin (metylaxetilen), CH2=CH-C≡CH but-1-in-3-en (vinyl axetilen)
2. Phản ứng tráng gương của Anđehit
a. Phương trình phản ứng tổng quát
R-(CHO)x + 2xAgNO3 + 3xNH3 + xH2O → R-(COONH4)x + xNH4NO3 + 2xAg
Phản ứng này chứng minh anđehit có tính khử và được sử dụng 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.
b. Phương pháp giải bài tập phản ứng tráng gương anđehit
Phản ứng:
R(CHO)a + aAg2O → R(COOH)a+ 2aAg
- Dựa vào tỷ lệ số mol anđehit và Ag
+ Nếu => Andehit A là andehit đơn chức.
+ Nếu => Andehit A là HCHO hoặc andehit hai chức R(CHO)2
+ Hỗn hợp 2 andehit đơn chức cho phản ứng tráng gương
=> có một chất là HCHO.
+ Hỗn hợp 2 andehit mạch thẳng (khác HCHO) cho phản ứng tráng gương với:
=> có một andehit đơn chức và một andehit đa chức.
Dựa vào phản ứng tráng gương:
+ 1 mol anđehit đơn chức (R-CHO) cho 2 mol Ag
+ Trường hợp đặc biệt: H-CH = O phản ứng Ag2O tạo 4 mol Ag và %O = 53,33%
c. Chú ý khi giải bài tập về phản ứng tráng gương của anđehit
- Phản ứng tổng quát ở trên áp dụng với anđehit không có nối ba ở đầu mạch. Nếu có nối ba ở đầu mạch thì H của C nối ba cũng bị thay thế bằng Ag.
- Các đặc điểm của phản ứng tráng bạc của anđehit:
+ Nếu thì anđehit thuộc loại đơn chức và không phải HCHO.
+ Nếu thì anđehit đó thuộc loại 2 chức hoặc HCHO.
+ Nếu các anđehit đơn chức thì hỗn hợp đó có HCHO.
+ Số nhóm (nếu trong hỗn hợp không có HCHO).
- Tất cả các chất trong cấu trúc có chứa nhóm chức -CHO đều có thể tham gia vào phản ứng tráng bạc. Do đó, trong chương trình hóa học phổ thông, ngoài anđehit, các hợp chất sau cũng có khả năng tham gia phản ứng này gồm:
+ HCOOH và muối hoặc este của nó: HCOONa, HCOONH4, (HCOO)nR. Các chất HCHO, HCOOH, HCOONH4 khi phản ứng chỉ tạo ra các chất vô cơ.
+ Các tạp chức có chứa nhóm chức CHO: glucozơ, fructozơ, mantozơ…
3. 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
4. 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 → CH2OH[CHOH]4COONH4 + 2Ag ↓ + 3NH3 + H2O
Phản ứng tráng gương của glucozơ, fructozơ và saccarozơ
Fructozơ là đồng phân của glucozơ, tuy nhiên fructozơ không có nhóm -CH=O nên không xảy ra phản ứng tráng gương ở điều kiện nhiệt độ phòng. Nhưng khi đun nóng trong môi trường kiềm, fructozơ chuyển thành glucozơ theo cân bằng: Fructozơ (OH-) ⇔ Glucozơ. Do đó, 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:
C12H22O11 (saccarozơ) + H2O → C6H12O6 (glucozơ) + C6H12O6 (fructozơ)
III. Ví dụ minh họa phản ứng tráng gương
Gợi ý đáp án
Gọi công thức của andehit no đơn chức là: RCHO
Phương trình phản ứng:
R-CHO + 2AgNO3 + 3NH3 + H2O → R-COONH4 + 2NH4NO3 + 2Ag
Gọi số mol của A là x => nAg = 2x
Phương trình phản ứng:
Ag + 2HNO3 → AgNO3 + NO2 + H2O
mdd tăng = mAg – mNO2= 2x.108 – 2x.6 = 124x = 24,8 gam => x = 0,2 mol
Vậy công thức phân tử của andehit là: C2H5CHO
Ví dụ 2: Cho 10,2g hỗn hợp X gồm anđehit axetic và anđehit propioic tác dụng với dung dịch AgNO3 trong ammoniac dư, thấy có 43,2g bạc kết tủa.
a) Viết phương trình hóa học của phản ứng xảy ra.
b) Tính % khối lượng của mỗi chất trong hỗn hợp ban đầu.
Gợi ý đáp án
a) Phương trình phản ứng hóa học
CH3CHO + 2AgNO3 + 4NH3 + H2O → CH3COONH4 + 2NH4NO3 + 2Ag
C2H5CHO + 2AgNO3 + 4NH3 + H2O → C2H5COONH4 + 2NH4NO3 + 2Ag
b) Gọi x, y lần lượt là số mol anđehit axetic, anđehit propioic.
Ta có hệ phương trình:
44x + 58y = 10,2 (*)
2x + 2y = 0,4 (**)
Giải hệ (*) (**) ta được: x = y = 0,1
% khối lượng CH3CHO = 43,14%
% khối lượng C2H5CHO = 56,86%
IV. Bài tập phản ứng tráng gương
Đáp án hướng dẫn giải
Gọi công thức của andehit no đơn chức là: RCHO
Phương trình phản ứng:
R-CHO + 2AgNO3 + 3NH3 + H2O → R-COONH4 + 2NH4NO3 + 2Ag
Gọi số mol của A là x => nAg = 2x
Phương trình phản ứng:
Ag + 2HNO3 → AgNO3 + NO2 + H2O
mdd tăng = mAg – mNO2= 2x.108 – 2x.6 = 124x = 24,8 gam => x = 0,2 mol
Vậy công thức phân tử của andehit là: C2H5CHO
Câu 2: Cho 10,2g hỗn hợp X gồm anđehit axetic và anđehit propioic tác dụng với dung dịch AgNO3 trong ammoniac dư, thấy có 43,2g bạc kết tủa.
a) Viết phương trình hóa học của phản ứng xảy ra.
b) Tính % khối lượng của mỗi chất trong hỗn hợp ban đầu.
Đáp án hướng dẫn giải
a) Phương trình phản ứng hóa học
CH3CHO + 2AgNO3 + 4NH3 + H2O → CH3COONH4 + 2NH4NO3 + 2Ag
C2H5CHO + 2AgNO3 + 4NH3 + H2O → C2H5COONH4 + 2NH4NO3 + 2Ag
b) Gọi x, y lần lượt là số mol anđehit axetic, anđehit propioic.
Ta có hệ phương trình:
44x + 58y = 10,2 (*)
2x + 2y = 0,4 (**)
Giải hệ (*) (**) ta được: x = y = 0,1
% khối lượng CH3CHO = 43,14%
% khối lượng C2H5CHO = 56,86%
V. Bài tập trắc nghiệm phản ứng tráng gương
Câu 1: Dãy gồm các chất đều tác dụng với AgNO3 (hoặc Ag2O) trong dung dịch NH3, là:
A. anđehit axetic, butin-1, etilen.
B. anđehit axetic, axetilen, butin-2.
C. axit fomic, vinylaxetilen, propin.
D. anđehit fomic, axetilen, etilen.
Câu 2: Cho 0,1 mol anđehit X tác dụng với dung dịch dư AgNO3/NH3 thu được 0,4 mol Ag. Mặt khác cho 0,1 mol X tác dụng hoàn toàn với H2 thì cần 22,4 lít H2 (đktc). Công thức cấu tạo phù hợp với X là:
A. HCHO.
B. CH3CHO.
C. (CHO)2.
D. Cả A và C đều đúng.
Câu 3: Cho 5,8 gam anđehit A tác dụng hết với một lượng dư AgNO3/NH3 thu được 43,2 gam Ag. Tìm CTPT của A
A. CH3CHO.
B. CH2=CHCHO.
C. OHCCHO.
D. HCHO.
Câu 4: Cho 0,15 mol một anđehit Y tác dụng hoàn toàn với lượng dư dung dịch AgNO3/NH3 thu được 18,6 gam muối amoni của axít hữu cơ. Công thức cấu tạo của anđehit trên là:
A. C2H4(CHO)2.
B. HCHO.
C. C2H2(CHO)2.
D. HCHO.
Câu 5: Khi cho 0,l mol X tác dụng với dung dịch AgNO3 dư/NH3 ta thu được Ag kim loại. Hoà tan hoàn toàn lượng Ag thu được vào dung dịch HNO3 đặc nóng dư thu được 8,96 lít NO2 (đktc). X là:
A. X là anđêhit hai chức.
B. X là anđêhit formic.
C. X là hợp chất chứa chức – CHO.
D. Cả A, B đều đúng.
Câu 6: Cho 6,6 gam một anđehit X đơn chức, mạch hở phản ứng với lượng dư AgNO3/ NH3, đun nóng. Lượng Ag sinh ra cho phản ứng hết với axit HNO3 loãng, thoát ra 2,24 lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất, đktc). Công thức cấu tạo thu gọn của X là
A. CH3CHO.
B. HCHO.
C. CH3CH2CHO.
D. CH2 = CHCHO.
Câu 7: Cho m gam hỗn hợp X gồm hai ancol no, đơn chức, kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng tác dụng với CuO dư nung nóng, thu được một hỗn hợp rắn Z và một hỗn hợp hơi Y có tỉ khối hơi so với H2 là 13,75. Cho toàn bộ Y phản ứng với một lượng dư dung dịch AgNO3 trong NH3 đun nóng, sinh ra 64,8 gam Ag. Giá trị của m là
A. 7,8.
B. 8,8.
C. 7,4.
D. 9,2.
Câu 8: Hỗn hợp X gồm hai ancol no, đơn chức, mạch hở, kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng. Oxi hóa hoàn toàn 0,2 mol hỗn hợp X có khối lượng m gam bằng CuO đun nóng thu được hỗn hợp sản phẩm hữu cơ Y. Cho Y tác dụng với một lượng dư dung dịch AgNO3/NH3, thu được 54 gam Ag. Giá trị của m là
A. 15,3.
B. 13,5.
C. 8,1.
D. 8,5.
Câu 9: Cho m gam hỗn hợp etanal và propanal phản ứng hoàn toàn với lượng dư dung dịch AgNO3/NH3, thu được 43,2 gam kết tủa và dung dịch chứa 17,5 gam muối amoni của hai axit hữu cơ. Giá trị của m là
A. 9,5.
B. 10,9.
C. 14,3.
D. 10,2.
Câu 10: Cho 1,97 gam dung dịch fomalin tác dụng với dung dịch AgNO3/NH3 dư thu được 10,8 gam Ag. Nồng độ % của anđehit fomic trong fomalin là
A. 49%.
B. 40%.
C. 50%.
D. 38,07%.
Câu 11: Dãy gồm các dung dịch đều tham gia phản ứng tráng bạc là
A. glucozơ , mantozơ , axit fomic, anđehit axetic
B. fructozơ, mantozơ , glixerol, anđehit axetic
C. glucozơ, glixerol, mantozơ , axit fomic
D. glucozơ, fructozơ , mantozơ , saccarozơ
Câu 12 Cho các chất sau: glucozơ, fructozơ, axit fomic, saccarozơ, glixerol, anđehit axetic. Số chất tham gia phản ứng tráng bạc là
A. 2
B. 4
C. 5
D. 7
Câu 13: Cho dãy các chất sau : glucozơ, xenlulozơ, saccarozơ, tinh bột, fructozơ. Số chất trong dãy tham gia phản ứng tráng bạc là
A. 3
B. 2
C. 4
D. 5
Câu 14
Cho các chất sau: tinh bột, glucozo, saccarozo, mantozo, xenlulozo. Số chất không tham gia phản ứng tráng gương là:
A. 1
B. 3
C. 2
D. 4
Câu 15; Chất không tham gia phản ứng tráng gương là
A. glucozo
B. tinh bột
C. mantozo
D. fructozơ
Câu 16; Cho dãy các chất sau : glucozo, xenlulozo, saccarozơ, tinh bột, fructozo. Số chất trong dãy tham gia phản ứng tráng bạc là
A. 3
B. 2
C. 4
D. 5
Câu 17: Cho m gam cacbohiđrat X phản ứng tráng bạc thu được a gam Ag. Đun nóng X trong dung dịch axit, sau đó cho hỗn hợp sau phản ứng tráng bạc thu được b gam Ag ( b> a).Vậy X là chất nào sau đây:
A. Xenlulozơ
B. Saccarozơ
C. Glucozơ
D. Mantozơ
Câu 18: Cho cacbohiđrat X không phản ứng tráng bạc. Đun nóng 1 mol X trong dung dịch axit, sau đó cho hỗn hợp sau phản ứng tráng bạc thu được 4 mol Ag. Vậy X là chất nào sau đây:
A. Xenlulozơ
B. Saccarozơ
C. Glucozơ
D. Mantozơ