Axetilen – khí đất đèn, còn được biết đến với công thức hóa học C2H2, là một chất có sự đa dạng ứng dụng trong nhiều lĩnh vực công nghiệp. Bài viết sau đây, Trong bài viết này, hãy cùng Bamboo School tìm hiểu rõ hơn khái niệm, tính chất và những ứng dụng quan trọng của axetilen để hiểu rõ hơn về axetilen và đóng góp của nó trong ngành công nghiệp. Show
Axetilen – C2H2 là gì? Công thức hóa học của AxetilenAxetilen còn được gọi là etin, là một hydrocacbon không no, có công thức phân tử C2H2. Đây là một khí không màu, có mùi đặc trưng, dễ cháy và tan trong các dung môi hữu cơ. Đặc điểm
Công thức cấu tạo:
Tính chất vật lý C2H2 – AxetilenAxetilen là một chất khí không màu, không mùi ở nồng độ thấp. Khi nồng độ cao, axetilen có mùi giống như tỏi hoặc hành tây. Dưới đây là một số tính chất vật lý của axetilen: Trạng thái và màu sắc
Mùi
Tính tan
Tính cháy
Tính chất hóa học C2H2 – AxetilenAxetilen là một hydrocacbon không no, nên rất dễ phản ứng với các chất khác. Dưới đây là một số phản ứng hóa học điển hình: Phản ứng cháy (tác dụng với oxi)Tương tự như các hidrocarbon khác như metan, etilen,… axetilen khi đốt cháy trong không khí sẽ tạo ra cacbonic và hơi nước. 2 C2H2 + 5 O2 (t°) → 4 CO2 + 2 H2O Phản ứng cộng của AxetylenAxetilen tham gia vào quá trình phản ứng cộng với halogen, hidro halogenua (như HCl, HBr,…), và AgNO3 trong môi trường amoniac. Phản ứng cộng với halogen:HC≡CH + Br–Br → Br–CH=CH–Br Br–CH=CH–Br + Br–Br → Br2CH–CHBr2 Phản ứng cộng với hidro halogen:HC≡CH + HBr → CH2=CHBr Phản ứng cộng với bạc nitrat trong môi trường NH3HC≡CH + AgNO3 + NH3 + H2O → Ag–C≡C–Ag ↓ màu vàng + NH4NO3 Phản ứng trùng hợpCác phân tử C2H2 có thể kết hợp với nhau trong phản ứng trùng hợp và tạo thành polime. nHC≡CH (t°, xt, p) → (–HC=CH–)n Phản ứng hidrat hóaAxetilen tham gia vào quá trình hidrat hóa với sự có mặt của xúc tác axit sulfuric, tạo thành sản phẩm cuối cùng là axit axetic, như được mô tả trong sơ đồ dưới đây: HC≡CH + H2O(H2SO4) → H–CH=CH–H → CH3COOH Phản ứng cộngHC≡CH + Br2 → Br-CH=CH—Br (đibrometilen) HC≡CH + 2 Br2 → Br2CH-CHBr2 (tetrabrometan) Cách điều chế axetilenCó 3 phương pháp chính để điều chế C2H2: Sử dụng Canxi Cacbua (CaC2):Axetilen được sản xuất thông qua phản ứng của canxi cacbua với nước, theo phương trình: CaC2 + 2H2O → C2H2 + Ca(OH)2 Cho Cacbon Tác Động với Hidro (Hồ Quang Điện):Axetilen cũng có thể được tạo ra thông qua phản ứng của cacbon với hidro khi có ánh sáng điện, theo phương trình: 2C + H2 → C2H2 (hồ quang điện) Nhiệt Phân Metan (CH4):Nhiệt phân metan ở nhiệt độ cao, sau đó làm lạnh nhanh, tạo ra axetilen theo phương trình: 2CH4 → C2H2 + 3H2 (Điều kiện: 1500 °C) Nhiệt Phân Metan (CH4): Ứng dụng axetilenAxetilen, với đa dạng tính chất và ứng dụng, đóng vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực công nghiệp và sản xuất. Dưới đây là một số ứng dụng nổi bật: Hàn Xì:
Nguyên Liệu Sản Xuất Hóa Chất:
Sản Xuất Monome và Polime:
Sản Xuất Axit Axetic và Rượu Etylic:
Chế Tạo Chất Hóa Học:
Với những ứng dụng đa dạng này đã chứng minh vai trò quan trọng trong nền kinh tế và công nghiệp hiện đại. Phân biệt axetilen, metan và etilenAxetilen
Metan
Etilen
Như vậy, các chất khí hydrocacbon C1, C2 có cấu trúc và tính chất khác nhau, dẫn tới ứng dụng cũng khác nhau. Cách nhận biết hợp chất axetilenĐể nhận biết axetilen, có thể dựa vào các tính chất sau:
Phương pháp nhận biếtBước 1: Xác định tính chất riêng của từng chất cụ thể. Bước 2: Lựa chọn thuốc thử. Bước 3: Trình bày phương pháp nhận biết theo các bước sau:
– AgNO3/NH3 – Mất màu vàng nâu của Dung dịch Brom. – Có kết tủa vàng – C2H2 + Br2 → C2H2Br4 – C2H2 + AgNO3 + NH3 → NH4NO3 + C2Ag2 Bài tập về axetilen SGK kèm gợi ý đáp ánBài 1. Chất khí nào sau đây được dung làm nhiên liệu cho đèn xì để hàn cắt kim loại?
Lời giải: Đáp án D Khi axetilen cháy trong oxi, nhiệt độ ngọn lửa có thể lên tới 3000oC. Vì vậy, axetilen được dùng làm nhiên liệu trong đèn xì oxi – axetilen để hàn, cắt kim loại. Bài 2. Chọn nhận định đúng nhất trong số các nhận định sau: Ở điều kiện thường:
Lời giải: Đáp án D Loại A, B, C vì CH4; CO2 không làm mất màu dung dịch brom. Bài 3: Biết rằng 4,48 lít khí etilen ở đktc làm mất màu 50 ml dung dịch brom aM. Nếu thay khí etilen bằng axetilen thì 4,48 lít axetilen đktc làm mất màu bao nhiêu ml dung dịch brom aM?
Lời giải: Đáp án C C2H4 + Br2 → C2H4Br2 0,2……0,2 mol C2H2 + 2Br2 → C2H2Br4 0,2………0,4 mol Bài 4: Cho 5,6 lít axetilen ở đktc phản ứng vừa đủ với V ml dung dịch Br2 0,8M. Giá trị của V là
Lời giải: Đáp án B C2H2 + 2Br2 → C2H2Br4 0,25…..0,5 mol Bài 5. Đốt cháy hoàn toàn một hiđrocacbon X thì thu được 17,6 gam CO2 và 3,6 gam nước. Công thức phân tử của X là
Lời giải: Đáp án A Ta có: Trong 4 đáp án, chỉ có đốt cháy C2H2 cho → chọn A. Bài 6. Một hiđrocacbon X thuộc cùng dãy đồng đẳng với C2H2. Biết X có tỉ khối hơi so với metan bằng 2,5. Công thức phân tử của X là
Lời giải: Đáp án A MX = 2,5.16 = 40. Vậy X là C3H4 thỏa mãn. Bài 7: Đốt cháy hoàn toàn 5,6 lít hỗn hợp khí A gồm metan và axetilen thu được 8,96 lít CO2 ở điều kiện tiêu chuẩn. Phần trăm theo thể tích của mỗi khí trong hỗn hợp A lần lượt là
Lời giải: Đáp án C Đặt số mol CH4 và C2H2 lần lượt là x và y (mol) Phương trình hóa học: → x + 2y = 0,4 (2) Từ (1) và (2) có x = 0,1 và y = 0,15. Ở cùng điều kiện tỉ lệ về thể tích cũng là tỉ lệ về số mol. Bài 8. Cho 0,78 gam axetilen vào 100 ml dung dịch brom có nồng độ 0,7M. Hỏi hiện tượng gì sẽ xảy ra?
Lời giải: Đáp án B C2H2 + 2Br2 → C2H2Br4 0,03 ……0,06 mol Vậy sau phản ứng vẫn còn Br2 dư, do đó hiện tượng quan sát được: Màu nâu đỏ của nước brom bị nhạt đi. Bài 9. Cho hỗn hợp Y gồm C2H4 (0,1 mol); C2H2 (0,2 mol); và H2 (0,5 mol). Nung nóng hỗn hợp Y với bột Ni cho đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được hỗn hợp Z. Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp Z cần dùng thể tích oxi (ở đktc) là
Lời giải: Đáp án A Đốt cháy Z tương đương như đốt cháy Y Phương trình hóa học: Bài 10: Dẫn 8,96 lít hỗn hợp khí gồm CH4; C2H4; C2H2 vào lượng dư dung dịch brom thấy có 2,24 lít khí thoát ra và có 80,0 gam brom đã tham gia phản ứng. Phần trăm thể tích của CH4; C2H4; C2H2 trong hỗn hợp ban đầu lần lượt là (biết thể tích các khí đều đo ở cùng đktc)
Lời giải: Đáp án B Gọi số mol của CH4; C2H4 và C2H2 lần lượt là x, y và z (mol) Cho hỗn hợp khí vào dung dịch brom dư: C2H4 + Br2 → C2H4Br2 y y mol C2H2 + 2Br2 → C2H2Br4 Z 2z mol Khí thoát ra là CH4 Thay x = 0,1 vào (1) có y + z = 0,3 (3) Từ (2) và (3) giải hệ phương trình được y = 0,1 và z = 0,2. Ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất thì tỉ lệ về thể tích cùng là tỉ lệ về số mol %VC2H2 = 100% – (25% + 25%) = 50%. Kết luậnC2H2 là một hydrocacbon không no, có cấu trúc phân tử với một liên kết π. Đây là chất khí không màu, có mùi đặc trưng và rất dễ cháy. Nó tham gia nhiều phản ứng hóa học quan trọng, được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp và đời sống. Tuy nhiên, cần cẩn thận khi sử dụng và bảo quản axetilen vì tính chất dễ cháy, dễ nổ của nó. |