Câu hỏi: Nhỏ dung dịch methylamine vào dung dịch nào sau đây thấy xuất hiện kết tủa?
- A. HCl.
- B. MgCl₂.
- C. BaCl₂.
- D. NaCl.
Đáp án đúng là B. MgCl₂. Metylamin (methylamine) là amin có tính bazơ: khi tan trong nước, nó sinh ra ion OH⁻; ion này gặp ion Mg²⁺ trong dung dịch MgCl₂ tạo thành kết tủa Mg(OH)₂ không tan.
Vì sao nhỏ methylamine vào dung dịch MgCl₂ lại có kết tủa?
Kết tủa xuất hiện nhờ sự kết hợp của hai yếu tố: metylamin cung cấp ion OH⁻ và ion Mg²⁺ tạo hiđroxit không tan.
Metylamin (CH₃NH₂) là một amin, trong đó nguyên tử nitơ còn cặp electron tự do nên có khả năng nhận proton H⁺. Vì vậy metylamin là bazơ hữu cơ: khi tan trong nước, phân tử metylamin nhận proton của nước và sinh ra ion OH⁻, làm dung dịch có môi trường bazơ:
CH₃NH₂ + H₂O ⇌ CH₃NH₃⁺ + OH⁻
Dung dịch MgCl₂ điện li cho ion Mg²⁺ và Cl⁻. Ion OH⁻ sinh ra ở trên gặp ion Mg²⁺ ngay lập tức kết hợp tạo kết tủa Mg(OH)₂ màu trắng:
Mg²⁺ + 2OH⁻ → Mg(OH)₂↓
Viết theo dạng phân tử, phản ứng tổng thể là:
MgCl₂ + 2CH₃NH₂ + 2H₂O → Mg(OH)₂↓ + 2CH₃NH₃Cl
Quá trình tạo kết tủa tiêu thụ ion OH⁻, kéo cân bằng phản ứng của metylamin với nước dịch chuyển sang phải nên metylamin tiếp tục sinh thêm OH⁻, kết tủa xuất hiện rõ ràng. Metylamin tuy là bazơ yếu nhưng mạnh hơn cả amoniac (nhóm −CH₃ có hiệu ứng đẩy electron làm tăng mật độ electron trên nguyên tử nitơ), do đó nồng độ OH⁻ đủ lớn để vượt độ tan của Mg(OH)₂ — đây chính là căn cứ của đáp án B.
Vì sao các phương án A, C, D sai?
Phương án A (HCl): metylamin phản ứng được với axit nhưng chỉ tạo muối tan. Phản ứng xảy ra là CH₃NH₂ + HCl → CH₃NH₃Cl (metylamoni clorua), sản phẩm tan hoàn toàn nên dung dịch vẫn trong suốt. Đây là phương án nhiễu quen thuộc: có phản ứng xảy ra nhưng không thỏa mãn yêu cầu “xuất hiện kết tủa”.
Phương án C (BaCl₂): đây là phương án dễ nhầm nhất vì BaCl₂ cũng là muối clorua của kim loại nhóm IIA giống MgCl₂. Ion Ba²⁺ dù gặp ion OH⁻ cũng chỉ tạo Ba(OH)₂ — một bazơ mạnh tan tốt trong nước — nên không có kết tủa. Khác biệt then chốt nằm ở độ tan: Mg(OH)₂ không tan nên kết tủa, còn Ba(OH)₂ tan nên dung dịch vẫn trong.
Phương án D (NaCl): không có phản ứng nào xảy ra. Ion Na⁺ và Cl⁻ đều không tác dụng với metylamin; hơn nữa NaOH là hiđroxit tan nên kể cả khi có ion OH⁻ cũng không thể tạo kết tủa.
Hệ thống kiến thức liên quan
Câu hỏi này kiểm tra hai mảng kiến thức nền tảng về amin: tính bazơ của amin và khả năng tạo kết tủa khi amin tác dụng với dung dịch muối vô cơ.
- Tính bazơ của amin: nitơ trong amin còn cặp electron tự do nên nhận proton từ nước theo cân bằng RNH₂ + H₂O ⇌ RNH₃⁺ + OH⁻. Dung dịch metylamin trong nước làm quỳ tím hóa xanh.
- Tác dụng với axit: amin tác dụng với các dung dịch axit như HCl, H₂SO₄ loãng tạo muối amoni tan (ví dụ CH₃NH₂ + HCl → CH₃NH₃Cl), vì vậy không bao giờ có kết tủa.
- Tác dụng với dung dịch muối: chỉ có kết tủa khi cation kim loại tạo hiđroxit không tan, chẳng hạn Mg²⁺, Cu²⁺, Fe²⁺, Fe³⁺, Al³⁺. Ngược lại, muối của kim loại kiềm (Na⁺, K⁺) hoặc của Ba²⁺ có hiđroxit tan tốt thì không cho kết tủa.
- Kỹ năng cần luyện: dự đoán sản phẩm phản ứng và nhận biết sự hình thành kết tủa dựa trên độ tan của hiđroxit kim loại tương ứng.
Mẹo ghi nhớ và cách nhận diện nhanh
Khi gặp dạng câu hỏi “nhỏ amin vào dung dịch nào tạo kết tủa”, chỉ cần làm một việc: kiểm tra hiđroxit của cation kim loại có tan không.
- Hiđroxit không tan (Mg(OH)₂, Cu(OH)₂, Fe(OH)₂, Fe(OH)₃) → có kết tủa.
- Hiđroxit tan (NaOH, KOH, Ba(OH)₂) → không có kết tủa dù có trao đổi ion.
- Dung dịch axit (HCl, H₂SO₄) → chỉ tạo muối tan, không kết tủa.
Để tránh bẫy cặp MgCl₂ – BaCl₂, cứ nhớ ngắn gọn: “magie kết tủa, bari tan”. Đồng thời đừng nhầm lẫn “có phản ứng” với “có kết tủa” — HCl phản ứng mạnh với metylamin nhưng sản phẩm là muối tan nên dung dịch vẫn trong suốt.
Bài viết liên quan: