Tính chất hóa học của Axetilen

1. Axetilen là gì?

Axetylen hoặc axetilen (tên gọi theo hệ thống Etylne) là một hiđrocacbon không no trong dãy đồng đẳng ankyl. Nó là một chất khí không màu, không mùi, có công thức hóa học là C.₂H₂.

2. Cấu tạo phân tử của axetilen

Axetilen là một hiđrocacbon cũng là anken đơn giản nhất. Nó có công thức phân tử C.₂H₂ và khối lượng phân tử là 26 g / mol. Công thức cấu tạo của C₂H₂ là: H – C≡C – H hay gọi tắt là HC≡CH.

Cấu trúc phân tử của axetilen C₂H₂

3. Tính chất vật lý của axetilen

Axetilen là chất khí không màu, không mùi, ít tan trong nước. Axetilen nhẹ hơn không khí (đC).₂H₂/ kk = 26/29). Trọng lượng riêng của C₂H₂ bằng 1,097 kg / m3, nóng chảy ở – 80,8 ° C, sôi ở – 84 ° C.

4. Tính chất hóa học của axetilen

Ethylene có các phản ứng hóa học đặc trưng như đốt cháy, bổ sung, trùng hợp và hydrat hóa.

một. Quá trình oxy hóa (đốt cháy)

– Khi đốt cháy axetilen trong không khí, ngọn lửa cháy sáng và tỏa nhiều nhiệt.

2 C₂H₂ + 5O₂ → 4CO₂ + 2 NHÀ Ở₂O

b. Phản ứng cộng

– Phản ứng cộng brom: Tương tự như etilen, axetilen cũng làm mất màu dung dịch brom. Sản phẩm mới là do trong phân tử có liên kết đôi nên trong phân tử có thể cộng thêm một lượng brom là:

HC ≡ CH (k) + Br – Br (dd) → Br – CH ≡ CH – Br (l) (đibrometylen)

Chỉ có Br – CH – Br (l) + Br – Br (dd) → Br₂CH – CHBr₂ (tetrabromethane)

– Ở điều kiện thích hợp, axetilen còn phản ứng với hiđro và một số chất khác:

THÁCH THỨC + 2HOUSES₂ → CHỈ₃ – CHỈ CÓ₃ (Ni, lớn)

+₂ → CHỈ₂ = CHỈ₂ (Pb / PbCO₃)

CH CH + HCl → CH2 = CH – Cl (HgCl₂đến: 150 – 200 ^oC)

CHỈ CÓ₂ = CH – Cl + HCl → CHỈ₃ – CHCl₂

c. Sự trùng hợp

Phân tử C₂H₂ có thể kết hợp trong phản ứng trùng hợp để tạo thành polyme.

Hai phân tử axetilen có thể kết hợp với nhau để tạo thành vinylaxetilen

CHỈ 2CH₂ → CH – C CH (xt, to)

d. Phản ứng hydrat hóa

Axetilen trải qua một phản ứng hyđrat hóa để tạo ra sản phẩm cuối cùng là axit axetic theo sơ đồ sau:

HC≡CH + Họ₂O (NÓNG)₂VÌ THẾ₄) → H – CH = CH – H → CHỈ₃COOH

5. Điều chế axetilen

Cách điều chế axetilen trong phòng thí nghiệm và trong công nghiệp là dùng canxi cacbua (CaC.).₂) – thành phần chính của đèn phản ứng với nước.

CaC₂ + 2 NHÀ Ở₂O → C₂H₂ + Ca (OH)₂

CŨ₂H₂ có thể được điều chế từ C và H₂ Khi có hồ quang điện:

2C + THÁNH_{2 (hồ quang điện)} → CŨ₂H₂

Hiện nay, các phương pháp hiện đại để điều chế C₂H₂ CHỈ là nhiệt phân₄ ở nhiệt độ cao.

2 CHỈ₄ → CŨ₂H₂ + 3 GIỜ₂ (Điều kiện: 1500 ° C)

6. Ứng dụng của axetilen

– Axetylen được sử dụng trong mỏ hàn oxy-axetylen để hàn và cắt kim loại.

– Trong công nghiệp Axetilen là nguyên liệu để sản xuất poly (vinyl clorua) dùng để sản xuất nhựa PVC và nhiều loại hóa chất khác.

7. Giải bài tập về axetilen

Bài tập 1: Cần dùng bao nhiêu ml dung dịch brom 0,1 M để phản ứng vừa đủ với 0,224 lít axetilen ở điều kiện tiêu chuẩn.

Câu trả lời:

Từ mệnh đề, ta có: n_C2H2 = V / 22,4 = 0,244 / 22,4 = 0,01 (mol)

PTPU:

CŨ₂H₂ + 2 tỷ₂ → CŨ₂H₂Br₄

1 mol 2 mol 1 mol

0,01 mol? Mol

Theo PPT, ta được: n_Br2 = 2.n_C2H2 = 2,0,01 = 0,02 (mol)

VBr₂ = n / C_{Hoa Kỳ} = 0,02 / 0,1 = 0,2 (lít)

Bài tập 2: Biết rằng với 0,1 lit khí etilen (dktc) sẽ khử màu được 50ml dung dịch brom. Vậy nếu dùng 0,1 lít khí axetilen (dktc) thì có thể khử màu được bao nhiêu ml dung dịch brom?

Câu trả lời:

PTPU:

CŨ₂H4 + Br₂ → C2H4Br₂ (Đầu tiên)

CŨ₂H₂ + 2 tỷ₂ → CŨ₂H₂Br₄ (2)

Từ PTPO (1) và (2), chúng ta có thể thấy rằng

Đánh giá n_C2H4 : N_Br2 = 1: 1

N_C2H2 : N_Br2 = 1: 2

Vậy số mol brom phản ứng với C₂H₂ sẽ là 2 lần C₂H₄ vậy khối lượng dung dịch brom lớn nhất mà C₂H₂ có thể khử màu sẽ gấp 2 lần so với dung dịch brom bị mất màu bởi CvH₄:

Thể tích brom bị khử màu tối đa bằng C₂H₂ là: 50 x 2 = 100ml

Bài tập 3: Đốt cháy 28 ml hỗn hợp gồm metan và axetilen cần dùng 67,2 ml oxi. Hãy:

a) Tính phần trăm thể tích của mỗi khí trong hỗn hợp

b) Tính thể tích khí CO. khí ga₂ sinh ra

(Các thể tích của tất cả các khí đều được đo ở cùng nhiệt độ và áp suất.)

Câu trả lời:

a) Gọi là thể tích của CH₄ và C₂H₂ lần lượt là a và b (ml)

Từ bài toán, ta có: a + b = 28 (ml)

PTPU:_{CHỈ CÓ} 4_{+ 2O} 2_{→ CO} 2_{+ 2 NHÀ Ở}2

O (1)

1ml 2ml 1ml 2ml

aml 2aml aml_{2 C}2_H 2_{+ 5O} 2_{→ 4CO} 2_{+ 2 NHÀ Ở}2

O (2)

2ml 5m 4ml 2ml

bml 2,5bml 2bml_{Theo PTPO (1), ta được: VO} O2_{= 2.V} CH4

= 2a_{Từ PTPU (2): VU} O2_{= 2,5.V} C2H2

= 2,5b_{Như vậy, tổng thể tích khí oxi cần dùng là V.} O2

= 2a + 2,5b_{Mà theo bài báo, chúng tôi nhận được:} O2

= 67,2 (ml)

2a + 2,5b = 67,2 (ml) (**)

Giải hệ phương trình_{và (**) ta được a = 5,6 (ml) và b = 22,4 (ml)} % V

CH4_{= (5,6 / 28) .100% = 20%} % V

C2H2_{= (22,4 / 28) .100% = 80%} b) Từ PTPU (1), ta có: V

CO2_{= a} PTPU (2) rồi đến VO

CO2_{= 2b} Vậy thể tích khí CO₂ là: VU

CO2

= a + 2b = 5,6 + (2,22,4) = 50,4 (ml)