Tính Chất Methylamine Và Aniline: Đáp Án Và Giải Thích

Câu hỏi: Cho các phát biểu về tính chất hóa học của dung dịch methylamine và dung dịch aniline:

• a) Aniline phản ứng với HNO₂ ở nhiệt độ 0-5°C tạo thành phenol.
• b) Cả hai đều làm quỳ tím chuyển sang màu xanh.
• c) Methylamine phản ứng với FeCl₃ tạo thành kết tủa Fe(OH)₃ màu nâu đỏ.
• d) Có thể dùng nước bromine để nhận biết hai dung dịch amine trên.

Đáp án đúng là: a) Sai; b) Sai; c) Đúng; d) Đúng. Trong khi dung dịch metylamin trong nước làm đổi màu chỉ thị và tạo kết tủa hydroxide với muối sắt(III), aniline lại thể hiện tính bazơ rất yếu và có phản ứng thế đặc trưng trên nhân thơm.

Phân tích các phát biểu đúng: c và d

Phát biểu c hoàn toàn chính xác do tính bazơ của methylamine trong môi trường nước. Khi tan vào nước, dung dịch metylamin trong nước làm tăng nồng độ ion OH⁻ theo cân bằng: CH₃NH₂ + H₂O ⇌ CH₃NH₃⁺ + OH⁻. Khi nhỏ dung dịch này vào FeCl₃, các ion OH⁻ phản ứng với Fe³⁺ tạo kết tủa sắt(III) hydroxide màu nâu đỏ: 3CH₃NH₂ + 3H₂O + FeCl₃ → Fe(OH)₃↓ + 3CH₃NH₃Cl.

Phát biểu d chính xác vì hai amine này thể hiện sự khác biệt rõ rệt khi thử với nước bromine. Do ảnh hưởng của nhóm amino (-NH₂) hoạt hóa mạnh các vị trí ortho và para trên vòng thơm, aniline tác dụng tức thì với nước bromine tạo kết tủa trắng 2,4,6-tribromoaniline (C₆H₂Br₃NH₂). Ngược lại, methylamine là alkylamine no, không xảy ra phản ứng thế hay kết tủa với nước bromine, cho phép phân biệt nhanh chóng hai chất bằng mắt thường.

Phân tích nguyên nhân sai của phát biểu a và b

Phát biểu a sai ở sản phẩm tạo thành. Khi cho aniline phản ứng với nitrous acid (HNO₂ sinh ra từ NaNO₂ và HCl) ở điều kiện nhiệt độ thấp 0-5°C, phản ứng diazot hóa diễn ra tạo muối benzenediazonium chloride (C₆H₅N₂⁺Cl⁻), không sinh ra phenol. Phenol chỉ tạo thành khi đun nóng dung dịch muối diazoni nói trên để phân hủy giải phóng khí N₂.

Phát biểu b là bẫy lý thuyết phổ biến nhất về độ mạnh tính bazơ của nhóm amine. Nhóm methyl (-CH₃) có hiệu ứng đẩy electron làm tăng mật độ điện tích âm trên nguyên tử nitrogen, giúp methylamine dễ nhận proton H⁺ và làm xanh quỳ tím. Trái lại, ở aniline, đôi electron tự do trên nhóm -NH₂ tham gia liên hợp p-π với hệ electron của vòng benzen, làm mật độ electron trên nitrogen giảm đi rõ rệt. Tính bazơ của aniline rất yếu, không đủ làm đổi màu giấy quỳ tím hoặc dung dịch phenolphthalein.

So sánh cấu tạo và tính chất hóa học giữa methylamine và aniline

Cấu tạo gốc hydrocarbon gắn trực tiếp vào nhóm chức amino quyết định tính chất hóa học của hai hợp chất:

• Khả năng nhận proton: Methylamine là amine no mạch hở nên tính bazơ mạnh hơn ammonia, trong khi aniline là amine thơm có tính bazơ yếu hơn ammonia.
• Phản ứng với acid nitrous: Alkylamine bậc một như methylamine tác dụng với HNO₂ giải phóng ngay khí N₂ và tạo alcohol. Arylamine bậc một như aniline phản ứng với HNO₂ ở 0-5°C giữ lại liên kết N-N để tạo muối diazonium ổn định trong dung dịch lạnh.
• Khả năng thế halogen: Aniline dễ dàng tham gia phản ứng thế nguyên tử H ở vòng benzen với dung dịch bromine mà không cần xúc tác, methylamine không có tính chất này.

Mẹo nhận diện nhanh các câu hỏi lý thuyết về amine

Để xử lý nhanh các câu hỏi trắc nghiệm liên quan đến methylamine và aniline, ghi nhớ hai quy tắc phản xạ:

Nhận diện tính bazơ: Gốc alkyl đẩy electron làm tính bazơ mạnh hơn NH₃ (đổi màu quỳ tím sang xanh), gốc phenyl hút electron làm tính bazơ yếu hơn NH₃ (không đổi màu quỳ tím). Nhận diện thuốc thử phân biệt: Nhắc đến aniline thì nước bromine là thuốc thử hàng đầu (hiện tượng kết tủa trắng); nhắc đến HNO₂ ở 0-5°C phải liên tưởng ngay tới muối diazoni thay vì các dẫn xuất hydroxy như phenol hay alcohol.