Tính chất hóa học của metylamin và anilin – Đáp án chi tiết

Câu hỏi: Cho các phát biểu về tính chất hóa học của dung dịch metylamin và dung dịch anilin. Hãy chọn đúng hoặc sai với mỗi phát biểu sau:

• a) Anilin 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) Metylamin phản ứng với FeCl₃ tạo thành kết tủa Fe(OH)₃ màu nâu đỏ.
• d) Có thể dùng nước brom để nhận biết hai dung dịch amin trên.

Đáp án đúng là: a) Sai, b) Sai, c) Đúng, d) Đúng. Khi xét tính chất hóa học của metylamin và anilin: anilin tác dụng với HNO₂ ở 0–5°C tạo muối điazoni chứ không tạo phenol; chỉ metylamin có tính bazơ đủ mạnh để làm quỳ tím hóa xanh; metylamin tạo kết tủa Fe(OH)₃ với FeCl₃; nước brom giúp phân biệt hai amin nhờ kết tủa trắng với anilin.

Vì sao phát biểu c) và d) đúng

Hai phát biểu này đúng vì chúng phản ánh đúng môi trường bazơ của metylamin và phản ứng đặc trưng của vòng benzen trong anilin.

Phát biểu c): dung dịch metylamin có môi trường bazơ. Khi tan trong nước, metylamin phân li một phần thành ion OH⁻: CH₃NH₂ + H₂O ⇌ CH₃NH₃⁺ + OH⁻. Ion OH⁻ gặp ion Fe³⁺ của dung dịch FeCl₃ sẽ tạo kết tủa Fe(OH)₃ màu nâu đỏ: Fe³⁺ + 3OH⁻ → Fe(OH)₃↓. Đây là hiện tượng quen thuộc dùng để phát hiện môi trường bazơ của dung dịch.

Phát biểu d): nước brom chỉ phản ứng với anilin, không phản ứng với metylamin. Nhóm -NH₂ có hiệu ứng đẩy electron làm vòng benzen của anilin giàu electron, nên phản ứng thế với brom diễn ra rất dễ dàng ngay ở nhiệt độ thường, tạo kết tủa trắng 2,4,6-tribromoanilin: C₆H₅NH₂ + 3Br₂ → C₆H₂Br₃NH₂↓ + 3HBr. Metylamin không có vòng thơm nên không có phản ứng này. Vì vậy, nhỏ nước brom vào hai dung dịch: ống nào xuất hiện kết tủa trắng là anilin, ống nào không có hiện tượng là metylamin.

Vì sao phát biểu a) và b) sai

Hai phát biểu này sai do nhầm sản phẩm phản ứng và nhầm độ mạnh tính bazơ của hai amin.

Phát biểu a) sai về sản phẩm — đây là ý dễ nhầm nhất trong đề. Ở nhiệt độ thấp 0–5°C, anilin phản ứng với HNO₂ (điều chế từ NaNO₂ và dung dịch HCl) tạo muối benzenđiazoni chứ không tạo phenol: C₆H₅NH₂ + NaNO₂ + 2HCl → C₆H₅N₂Cl + NaCl + 2H₂O. Phenol chỉ xuất hiện khi muối điazoni bị thủy phân ở nhiệt độ cao hơn, còn ở 0–5°C muối điazoni tồn tại ổn định; nhiệt độ thấp được chọn chính vì muối điazoni dễ phân hủy khi đun nóng.

Phát biểu b) sai vì độ bazơ của hai amin chênh lệch lớn. Metylamin là amin bậc một no, mạch hở; nhóm -CH₃ đẩy electron làm tăng mật độ electron trên nguyên tử nitơ, nên tính bazơ của metylamin còn mạnh hơn amoniắc, đủ làm quỳ tím chuyển xanh. Ngược lại, anilin là amin thơm; cặp electron tự do của nitơ liên hợp với vòng benzen (nhóm phenyl hút electron về phía vòng) nên độ bazơ yếu hơn hẳn, không làm quỳ tím chuyển màu rõ rệt. Nói “cả hai đều làm quỳ tím hóa xanh” là sai.

Hệ thống kiến thức về metylamin và anilin

Các phát biểu trong đề đều xoay quanh tính chất hóa học của metylamin và anilin khi tác dụng với các thuốc thử quen thuộc. Cần nắm vững các ý nền tảng sau:

• Metylamin (CH₃NH₂): amin no, mạch hở, tính bazơ mạnh nhờ hiệu ứng đẩy electron của nhóm -CH₃; làm quỳ tím hóa xanh; tạo môi trường OH⁻ khi tan trong nước nên kết tủa được Fe(OH)₃ từ FeCl₃.
• Anilin (C₆H₅NH₂): amin thơm, tính bazơ yếu do cặp electron của nhóm -NH₂ liên hợp với vòng benzen; không làm quỳ tím chuyển màu rõ; ngược lại vòng benzen được kích hoạt nên dễ tham gia phản ứng thế với nước brom tạo kết tủa trắng.
• Với HNO₂ ở 0–5°C: anilin tạo muối điazoni — chất trung gian quan trọng trong công nghiệp phẩm nhuộm; cần phân biệt rõ điều kiện nhiệt độ và sản phẩm ở từng nhiệt độ.
• Bộ thuốc thử thường gặp: quỳ tím (so sánh độ bazơ), nước brom (nhận biết amin thơm), FeCl₃ (phát hiện môi trường bazơ của metylamin).

Mẹo ghi nhớ và cách nhận diện nhanh

Gặp dạng bài so sánh hai amin, hãy lập nhanh “bảng thuốc thử” trong đầu: quỳ tím hóa xanh → amin no, bazơ mạnh (metylamin); kết tủa trắng với nước brom → amin thơm (anilin); kết tủa nâu đỏ với FeCl₃ → dung dịch có môi trường bazơ. Với HNO₂, nhớ nguyên tắc nhiệt độ: 0–5°C cho muối điazoni, chỉ khi đun nóng muối điazoni mới thủy phân ra phenol. Hai cặp chìa khóa “bazơ mạnh – bazơ yếu” và “có vòng thơm – không vòng thơm” đủ để xét mọi phát biểu về metylamin và anilin.