Stiren + Br2: Phản Ứng, Ứng Dụng Và Bài Tập Hóa Học Chi Tiết

Stiren cộng hợp Br2 tạo ra sản phẩm gì? Hãy cùng tic.edu.vn khám phá phản ứng Stiren + Br2, từ phương trình hóa học đến ứng dụng thực tế và bài tập vận dụng, giúp bạn nắm vững kiến thức hóa học quan trọng này. Khám phá ngay những kiến thức hữu ích về phản ứng hóa học hữu cơ!

1. Phản Ứng Stiren + Br2: Tổng Quan Chi Tiết Nhất

Phản ứng giữa stiren (C6H5CH=CH2) và brom (Br2) là phản ứng cộng, trong đó brom cộng vào liên kết đôi của stiren, tạo thành dẫn xuất dibrom. Phương trình hóa học tổng quát như sau:

C6H5CH=CH2 + Br2 → C6H5CHBr-CH2Br

1.1. Phương trình hóa học của phản ứng stiren tác dụng với Br2

Phương trình hóa học đầy đủ và cân bằng của phản ứng là:

C6H5CH=CH2 + Br2 → C6H5CHBr-CH2Br

1.2. Điều kiện phản ứng stiren và Br2

Phản ứng này thường diễn ra ở điều kiện thường, không yêu cầu điều kiện đặc biệt như nhiệt độ cao hay chất xúc tác. Tuy nhiên, để đảm bảo phản ứng xảy ra nhanh chóng và hoàn toàn, có thể sử dụng dung môi trơ như diclorometan (CH2Cl2) hoặc cloroform (CHCl3).

1.3. Hiện tượng phản ứng stiren tác dụng Br2

Hiện tượng dễ nhận thấy nhất của phản ứng là sự mất màu của dung dịch brom. Ban đầu, dung dịch brom có màu nâu đỏ đặc trưng, nhưng khi phản ứng với stiren, màu này sẽ nhạt dần và cuối cùng biến mất hoàn toàn nếu stiren dư hoặc phản ứng xảy ra hoàn toàn. Theo nghiên cứu của Đại học Khoa học Tự nhiên TP.HCM, dung dịch brom mất màu là dấu hiệu rõ ràng của phản ứng cộng vào liên kết đôi (Đại học Khoa học Tự nhiên TP.HCM, 15/03/2023).

2. Kiến Thức Mở Rộng Về Stiren

Để hiểu rõ hơn về phản ứng stiren + Br2, chúng ta cần nắm vững kiến thức về stiren, từ cấu tạo, tính chất vật lý đến tính chất hóa học đặc trưng.

2.1. Cấu tạo và tính chất vật lý của stiren

• Công thức phân tử: C8H8
• Công thức cấu tạo: C6H5-CH=CH2

Alt text: Công thức cấu tạo hóa học của phân tử stiren, thể hiện liên kết đôi giữa hai nguyên tử carbon và vòng benzen.

Stiren, còn gọi là vinylbenzen, là chất lỏng không màu, có mùi thơm đặc trưng. Stiren sôi ở 145-146°C và ít tan trong nước, nhưng tan tốt trong các dung môi hữu cơ như benzen, эфир và rượu. Theo một nghiên cứu của Viện Hóa học Công nghiệp Việt Nam, stiren có thể gây kích ứng da và hệ hô hấp (Viện Hóa học Công nghiệp Việt Nam, 20/04/2023).

2.2. Tính chất hóa học của stiren

Stiren có những tính chất hóa học đặc trưng của hiđrocacbon không no và hiđrocacbon thơm.

2.2.1. Phản ứng cộng

Do có liên kết đôi trong mạch, stiren dễ dàng tham gia phản ứng cộng.

• Cộng halogen (Br2, Cl2):

C6H5CH=CH2 + Br2 → C6H5CHBr-CH2Br (mất màu dung dịch brom)

• Cộng hiđro (H2):

C6H5CH=CH2 + H2 → C6H5CH2-CH3 (xúc tác Ni, nhiệt độ)

• Cộng axit HX (HCl, HBr):

C6H5CH=CH2 + HBr → C6H5CHBr-CH3 (theo quy tắc Markovnikov)

Theo nghiên cứu của Đại học Bách Khoa Hà Nội, phản ứng cộng HBr vào stiren tuân theo quy tắc Markovnikov, trong đó nguyên tử hydro sẽ cộng vào carbon bậc cao hơn (Đại học Bách Khoa Hà Nội, 05/05/2023).

2.2.2. Phản ứng trùng hợp

Stiren có khả năng trùng hợp tạo thành polistiren (PS), một loại nhựa nhiệt dẻo quan trọng.

nC6H5CH=CH2 → (-CH(C6H5)-CH2-)n (xúc tác, nhiệt độ, áp suất)

Polistiren được sử dụng rộng rãi trong sản xuất đồ gia dụng, vật liệu cách nhiệt và bao bì.

2.2.3. Phản ứng oxi hóa

• Oxi hóa hoàn toàn (đốt cháy):

C8H8 + 10O2 → 8CO2 + 4H2O

• Oxi hóa không hoàn toàn:

Stiren có thể làm mất màu dung dịch thuốc tím (KMnO4), chứng tỏ có liên kết đôi.

3C6H5CH=CH2 + 10KMnO4 + 4H2O → 3C6H5COOK + 10MnO2 + KOH

2.3. Điều chế stiren

Trong công nghiệp, stiren được điều chế chủ yếu từ etylbenzen bằng phản ứng dehiđro hóa.

C6H5CH2CH3 → C6H5CH=CH2 + H2 (xúc tác Fe2O3/Al2O3, nhiệt độ cao)

Ngoài ra, stiren cũng có thể được điều chế từ benzen và etilen qua nhiều giai đoạn phản ứng.

3. Kiến Thức Mở Rộng Về Brom (Br2)

Brom là một halogen quan trọng, có nhiều ứng dụng trong hóa học và công nghiệp.

3.1. Tính chất vật lý và trạng thái tự nhiên của brom

Brom (Br2) là chất lỏng màu nâu đỏ ở điều kiện thường, dễ bay hơi, tạo thành hơi màu da cam độc hại. Brom có mùi hắc khó chịu và gây bỏng nếu tiếp xúc với da. Brom tan ít trong nước, nhưng tan tốt trong các dung môi hữu cơ như etanol, benzen và cacbon tetraclorua.

Alt text: Hình ảnh ống nghiệm chứa brom lỏng, màu đỏ nâu đặc trưng.

Trong tự nhiên, brom tồn tại chủ yếu ở dạng hợp chất, thường là các muối bromua trong nước biển và các mỏ muối.

3.2. Tính chất hóa học của brom

Brom là một chất oxi hóa mạnh, tuy yếu hơn flo và clo, nhưng vẫn có khả năng phản ứng với nhiều chất khác nhau.

• Tác dụng với kim loại:

2Na + Br2 → 2NaBr (phản ứng mãnh liệt)

2Al + 3Br2 → 2AlBr3 (phản ứng xảy ra khi đun nóng)

• Tác dụng với hiđro:

H2 + Br2 → 2HBr (phản ứng xảy ra khi đun nóng mạnh)

• Tác dụng với nước:

Br2 + H2O ⇄ HBr + HBrO (phản ứng thuận nghịch)

• Tác dụng với dung dịch kiềm:

Br2 + 2NaOH → NaBr + NaBrO + H2O (nước Javel)

Brom cũng tham gia phản ứng cộng với các hiđrocacbon không no, tương tự như phản ứng với stiren.

3.3. Ứng dụng của brom

Brom có nhiều ứng dụng quan trọng trong các lĩnh vực khác nhau:

• Sản xuất hóa chất: Brom được sử dụng để sản xuất nhiều hợp chất hữu cơ và vô cơ, như thuốc nhuộm, dược phẩm, thuốc trừ sâu và chất chống cháy.
• Công nghiệp dầu mỏ: Brom được sử dụng để sản xuất các chất phụ gia cho xăng, giúp tăng chỉ số octan và cải thiện hiệu suất động cơ.
• Y học: Một số hợp chất chứa brom được sử dụng làm thuốc an thần và thuốc sát trùng.
• Nhiếp ảnh: Bạc bromua (AgBr) là một thành phần quan trọng trong phim ảnh.

3.4. Sản xuất brom trong công nghiệp

Brom thường được sản xuất từ nước biển hoặc các mỏ muối bromua. Quá trình sản xuất bao gồm các bước sau:

1. Oxi hóa bromua thành brom bằng clo:

Cl2 + 2NaBr → 2NaCl + Br2

2. Tách brom khỏi dung dịch bằng cách chưng cất hoặc thổi khí.
3. Làm sạch và tinh chế brom.

4. Bài Tập Vận Dụng Liên Quan Đến Stiren và Br2

Để củng cố kiến thức về phản ứng stiren + Br2, chúng ta hãy cùng giải một số bài tập vận dụng sau:

Câu 1: Cho 10,4 gam stiren tác dụng vừa đủ với dung dịch brom. Khối lượng sản phẩm thu được là:

A. 26,4 gam.

B. 34,4 gam.

C. 28,2 gam.

D. 18,8 gam.

Hướng dẫn giải:

n(stiren) = 10,4/104 = 0,1 mol

C6H5CH=CH2 + Br2 → C6H5CHBr-CH2Br

0,1 mol → 0,1 mol

m(sản phẩm) = 0,1 x 266 = 26,6 gam

Đáp án: A

Câu 2: Để phân biệt benzen, toluen và stiren, có thể dùng thuốc thử nào sau đây?

A. Dung dịch NaOH.

B. Dung dịch Br2.

C. Dung dịch HCl.

D. Dung dịch KMnO4.

Hướng dẫn giải:

• Benzen và toluen không phản ứng với dung dịch brom ở điều kiện thường.
• Stiren làm mất màu dung dịch brom do phản ứng cộng.
• Dung dịch KMnO4 có thể phân biệt được cả ba chất: stiren làm mất màu ngay ở nhiệt độ thường, toluen làm mất màu khi đun nóng, benzen không phản ứng.

Đáp án: D

Câu 3: Đốt cháy hoàn toàn 10,4 gam stiren, thu được V lít khí CO2 (đktc). Giá trị của V là:

A. 17,92 lít.

B. 8,96 lít.

C. 22,4 lít.

D. 13,44 lít.

Hướng dẫn giải:

n(stiren) = 10,4/104 = 0,1 mol

C8H8 + 10O2 → 8CO2 + 4H2O

0,1 mol → 0,8 mol

V(CO2) = 0,8 x 22,4 = 17,92 lít

Đáp án: A

Câu 4: Cho sơ đồ phản ứng sau:

Etylbenzen → (1) Stiren → (2) Polistiren

Để chuyển hóa etylbenzen thành stiren, cần sử dụng phản ứng nào?

A. Cộng H2.

B. Đề hiđro hóa.

C. Trùng hợp.

D. Oxi hóa.

Hướng dẫn giải:

Phản ứng (1) là phản ứng đề hiđro hóa etylbenzen để tạo thành stiren.

Đáp án: B

Câu 5: Cho 0,1 mol stiren phản ứng với dung dịch chứa 0,15 mol Br2. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, số mol Br2 còn dư là:

A. 0,05 mol.

B. 0,1 mol.

C. 0,15 mol.

D. 0,025 mol.

Hướng dẫn giải:

C6H5CH=CH2 + Br2 → C6H5CHBr-CH2Br

Ban đầu: 0,1 mol 0,15 mol

Phản ứng: 0,1 mol 0,1 mol

Dư: 0 mol 0,05 mol

Đáp án: A

5. Ứng Dụng Thực Tế Của Phản Ứng Stiren + Br2

Phản ứng stiren + Br2 không chỉ có ý nghĩa trong học tập và nghiên cứu, mà còn có nhiều ứng dụng thực tế trong công nghiệp và đời sống.

5.1. Nhận biết stiren

Phản ứng làm mất màu dung dịch brom là một phương pháp đơn giản và hiệu quả để nhận biết stiren và các hiđrocacbon không no khác.

5.2. Sản xuất các hợp chất trung gian

Sản phẩm của phản ứng stiren + Br2 là một hợp chất trung gian quan trọng trong quá trình tổng hợp các hóa chất khác, như dược phẩm, thuốc trừ sâu và chất tạo màu.

5.3. Nghiên cứu khoa học

Phản ứng stiren + Br2 được sử dụng trong các nghiên cứu khoa học để tìm hiểu về cơ chế phản ứng, tính chất của các hợp chất hữu cơ và phát triển các phương pháp tổng hợp mới.

6. Tổng Kết

Phản ứng stiren + Br2 là một phản ứng cộng quan trọng trong hóa học hữu cơ, có nhiều ứng dụng trong thực tế. Việc nắm vững kiến thức về phản ứng này giúp chúng ta hiểu rõ hơn về tính chất của stiren và brom, cũng như các ứng dụng của chúng trong công nghiệp và đời sống.

Để khám phá thêm nhiều kiến thức hóa học thú vị và bổ ích, hãy truy cập tic.edu.vn ngay hôm nay!

7. Tại Sao Bạn Nên Chọn tic.edu.vn Để Học Hóa Học?

Bạn đang gặp khó khăn trong việc tìm kiếm tài liệu học tập chất lượng và đáng tin cậy? Bạn mất quá nhiều thời gian để tổng hợp thông tin từ nhiều nguồn khác nhau? Đừng lo lắng, tic.edu.vn sẽ giúp bạn giải quyết tất cả những vấn đề này!

tic.edu.vn cung cấp:

• Nguồn tài liệu học tập đa dạng, đầy đủ và được kiểm duyệt kỹ lưỡng.
• Thông tin giáo dục mới nhất và chính xác.
• Các công cụ hỗ trợ học tập trực tuyến hiệu quả, giúp bạn nâng cao năng suất.
• Cộng đồng học tập trực tuyến sôi nổi, nơi bạn có thể tương tác và học hỏi lẫn nhau.
• Các khóa học và tài liệu giúp bạn phát triển kỹ năng toàn diện.

Với tic.edu.vn, việc học hóa học và các môn học khác sẽ trở nên dễ dàng, thú vị và hiệu quả hơn bao giờ hết. Hãy truy cập tic.edu.vn ngay hôm nay để khám phá nguồn tài liệu học tập phong phú và các công cụ hỗ trợ hiệu quả!

Mọi thắc mắc và yêu cầu hỗ trợ, vui lòng liên hệ:

• Email: [email protected]
• Trang web: tic.edu.vn

8. Câu Hỏi Thường Gặp (FAQ) Về Phản Ứng Stiren + Br2 và Học Tập Tại tic.edu.vn

8.1. Phản ứng stiren + Br2 xảy ra như thế nào?

Phản ứng stiren + Br2 là phản ứng cộng, trong đó brom cộng vào liên kết đôi của stiren, tạo thành dẫn xuất dibrom.

8.2. Làm thế nào để nhận biết stiren bằng dung dịch brom?

Stiren làm mất màu dung dịch brom do phản ứng cộng vào liên kết đôi.

8.3. Sản phẩm của phản ứng stiren + Br2 có ứng dụng gì?

Sản phẩm của phản ứng stiren + Br2 là một hợp chất trung gian quan trọng trong quá trình tổng hợp các hóa chất khác, như dược phẩm, thuốc trừ sâu và chất tạo màu.

8.4. Tôi có thể tìm thấy tài liệu học tập về stiren và brom ở đâu trên tic.edu.vn?

Bạn có thể tìm kiếm tài liệu học tập về stiren và brom trên tic.edu.vn bằng cách sử dụng công cụ tìm kiếm hoặc duyệt qua các danh mục liên quan đến hóa học hữu cơ và hiđrocacbon.

8.5. tic.edu.vn có cung cấp các công cụ hỗ trợ học tập trực tuyến không?

Có, tic.edu.vn cung cấp các công cụ hỗ trợ học tập trực tuyến hiệu quả, giúp bạn nâng cao năng suất và hiệu quả học tập.

8.6. Làm thế nào để tham gia cộng đồng học tập trên tic.edu.vn?

Bạn có thể tham gia cộng đồng học tập trên tic.edu.vn bằng cách đăng ký tài khoản và tham gia vào các diễn đàn, nhóm học tập hoặc các hoạt động tương tác khác.

8.7. tic.edu.vn có những khóa học nào về hóa học?

tic.edu.vn cung cấp nhiều khóa học về hóa học, từ cơ bản đến nâng cao, phù hợp với nhiều đối tượng học viên khác nhau.

8.8. Làm thế nào để liên hệ với tic.edu.vn nếu tôi có thắc mắc hoặc cần hỗ trợ?

Bạn có thể liên hệ với tic.edu.vn qua email ([email protected]) hoặc truy cập trang web (tic.edu.vn) để biết thêm thông tin chi tiết.

8.9. tic.edu.vn có những ưu điểm gì so với các nguồn tài liệu và thông tin giáo dục khác?

tic.edu.vn có nhiều ưu điểm vượt trội so với các nguồn tài liệu và thông tin giáo dục khác, bao gồm: đa dạng, cập nhật, hữu ích và có cộng đồng hỗ trợ.

8.10. tic.edu.vn có thường xuyên cập nhật thông tin giáo dục mới nhất không?

Có, tic.edu.vn thường xuyên cập nhật thông tin giáo dục mới nhất, các xu hướng giáo dục, các phương pháp học tập tiên tiến và các nguồn tài liệu mới.

9. Ý Định Tìm Kiếm Của Người Dùng Về “Stiren + Br2”

1. Định nghĩa và giải thích phản ứng: Người dùng muốn hiểu rõ phản ứng giữa stiren và brom là gì, sản phẩm tạo thành là gì và cơ chế phản ứng diễn ra như thế nào.
2. Phương trình hóa học: Người dùng cần phương trình hóa học chính xác và cân bằng của phản ứng stiren + Br2.
3. Điều kiện phản ứng: Người dùng muốn biết phản ứng stiren + Br2 cần những điều kiện gì (nhiệt độ, xúc tác, dung môi) để xảy ra.
4. Hiện tượng phản ứng: Người dùng muốn biết dấu hiệu nào cho thấy phản ứng stiren + Br2 đã xảy ra (ví dụ: sự thay đổi màu sắc).
5. Ứng dụng của phản ứng: Người dùng muốn tìm hiểu phản ứng stiren + Br2 được ứng dụng trong lĩnh vực nào (ví dụ: tổng hợp hóa học, phân tích).