Công thức Axetilen

Axetilen C2H2

– Axetilen C2H2 là một hợp chất hóa học với công thức C₂H₂. Nó là một hydrocarbon và là alkin đơn giản nhất dùng để sản xuất poli (vinyl clorua), dùng sản xuất nhựa PVC và nhiều hóa chất khác

Tính chất vật lý của Axetilen C2H2

– Tính chất vật lý của Axetilen C2H2 là chất khí, không màu, không mùi, ít tan trong nước, nhẹ hơn không khí (d=26/29).

Công thức cấu tạo của Axetilen C2H2

– Công thức cấu tạo của Axetilen là có một liên kết ba giữa hai nguyên tử cacbon và liên kết đơn giữa hidro và cacbon.
* Công thức cấu tạo của axetilen như sau:

Tính chất hoá học của Axetilen C2H2

– Tính Chất hóa học của Axetilen C2H2 là tác dụng với Oxi O2, tác dụng với Brom Br2 và Trong điều kiện thích hợp, axetilen còn tham gia phản ứng cộng với nhiều chất khác như H2, Cl2

Axetilen tác dụng với Oxi

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

Axetilen tác dụng với dung dịch brom

Điều chế Axetilen C2H2 trong phòng thí nghiệm

Trong phòng thí nghiệm để điều chế Axetilen C2H2 người ta cho canxi cacbua phản ứng với nước. và phương pháp này cũng được áp dụng để điều chế Axetilen C2H2 trong công nghiệp. CÔng thức để điều chế C2H2 như sau

CaC2 + 2H2O → C2H2 + Ca(OH)2

2. Phương pháp hiện đại để điều chế axetilen hiện nay là nhiệt phân metan ở nhiệt độ cao, sau đó làm lạnh nhanh.

Ứng dụng của Axetilen C2H2

– Ứng Dụng của Axetilen C2H2 là dùng trong đèn xì oxi-axetilen dể hàn, cắt kim loại.

– Ngoài ra Axetilen C2H2 còn là nguyên liệu để sản xuất poli (vinyl clorua) dùng sản xuất nhựa PVC và nhiều hóa chất khác.

* Bảng so sánh metan CH4 , etilen C2H4 và axetilen C2H2

Bài tập về Axetilen

Bài 2 trang 122 sgk hoá 9: Cần bao nhiêu ml dung dịch brom 0,1M để tác dụng vừa đủ với:

a) 0,224 lít etilen ở điều kiện tiêu chuẩn.

b) 0,224 lít axetilen ở điều kiện tiêu chuẩn.

Lời giải bài 2 trang 122 sgk hoá 9:

a) Theo bài ra, ta có: nC2H4 = V/22,4 = 0,244/22,4 = 0,01 (mol)

– Phương trình phản ứng:

C2H4     +     Br2    →    C2H4Br2

1 mol         1 mol           1 mol

0,01 mol    ? mol

– Theo PTPƯ: nBr2 = nC2H4 = 0,01 (mol)

⇒ VBr2 = n/CM = 0,01/0,1 = 0,1 (lít)

b) Theo bài ra, ta có: nС2H2 = 0,244/22,4 = 0,01 (mol)

С2H2     +     2Вr2     →    C2H2Br4

1 mol           2 mol              1 mol

0,01 mol     ? mol

– Theo PTPƯ: nBr2 = 2.nС2H2 = 2.0,01 = 0,02 (mol).

⇒ VBr2 = n/CM = 0,02/0,1 = 0,2 (lít).

Bài 3 trang 122 sgk hoá 9: Biết rằng 0,1 lít khí etilen (đktc) làm mất màu 50ml dung dịch brom. Nếu dùng 0,1 lít khí axetilen (đktc) thì có thể làm mất màu bao nhiêu ml dung dịch brom trên?

Lời giải bài 3 trang 122 sgk hoá 9:

– Phương trình phản ứng:

C2H4 + Br2 → C2H4Br2.   (1)

C2H2 + 2Br2 → C2H2Br4. (2)

– Từ PTPƯ (1) và (2) ta nhận thấy:

Tỉ lệ nC2H4 : nBr2 = 1:1

nC2H2 : nBr2 = 1:2

⇒ Số mol brom phản ứng với C2H2 gấp 2 lần C2H4, nên thể tích dung dịch brom tối đa mà C2H2 có thể làm mất màu sẽ gấp 2 lần thể tích dung dịch brom bị C2H4 làm mất màu:

⇒ VBr2 (bị C2H2 làm mất màu) = 50ml × 2 = 100ml.

⇒ Nếu dùng 0,1 lít axetilen thì có thể làm mất màu tối đa 100ml dung dịch brom.

Bài 4 trang 122 sgk hoá 9: Đốt cháy 28ml hỗn hợp khí metan và axetilen cần phải dùng 67,2ml khí oxi.

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

b) Tính thể tích khí CO2 sinh ra.

(Các thể tích khí đo ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất)

Lời giải Bài 4 trang 122 sgk hoá 9:

a) Gọi thể tích của CH4 và C2H2 lần lượt là x và y (ml).

– Theo bài ra, ta có: x + y = 28 (ml).     (*)

– Phương trình phản ứng:

– Theo PTPƯ (1) thì: VO2 = 2.VCH4 = 2x

theo PTPƯ (2) thì: VO2 = 2,5.VC2H2 = 2,5y

⇒ Tổng thể tích oxi cần dùng là: VO2 = 2x + 2,5y

– Mà theo bài ra, ta có: VO2 = 67,2 (ml)

⇒ 2x + 2,5y = 67,2 (ml)   (**)

– Giải hệ PT (*) và (**) ta được: x = 5,6 (ml); y = 22,4 (ml).

⇒ %VCH4 = (5,6/28)*.100% = 20%;

⇒ %VC2H2 = (22,4/28)*100% = 80%

hay %VC2H2 = 100% – %VCH4 = 100% – 20% = 80%.

b) Theo PTPƯ (1) thì: VCO2 = x.

Theo PTPƯ (2) thì: VCO2 = 2y.

⇒ Thể tích khí CO2 là: VCO2 = x + 2y = 5,6 + 2.22,4 = 50,4 (ml)

Bài 5 trang 122 sgk hoá 9:: Cho 0,56 lít (đktc) hỗn hợp khí gồm C2H4, C2H2 tác dụng hết với dung dịch brom dư, lượng brom đã tham gia phản ứng là 5,6g

a) Hãy viết phương trình hóa học.

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

Lời giải bài 5 trang 122 sgk hoá 9:

a) Viết phương trình hóa học:

C2H4 + Br2 → C2H4Br2    (1)

C2H2 + 2Br2 → C2H2Br4  (2)

b) Gọi số mol của C2H4 và C2H2 trong hỗn hợp lần lượt là x và y.

– Theo bài ra ta có: nhh = 0,56/22,4 = 0,025 mol.

⇒ x+ y = 0,025     (*)

– Theo bài ra lượng Brom tham gia PƯ là 5,6g, nên

⇒ nBr2 = 5,6/160 = 0,035 mol.

– Mà theo PTPƯ (1): nBr2 (1) = nC2H4 = x (mol)

theo PTPƯ (2): nBr2 (2) = 2.nC2H2 = 2y (mol)

Như vậy, ta có: x + 2y = 0,035  (**)

– Giải hệ PT (*) và (**) ta được: x = 0,015 (mol); y = 0,01 (mol).

⇒ %VC2H4 = (0,015/0,025)*100% = 60%.

⇒ %VC2H2 = (0,001/0,025)*100% = 40%.

hay: %VC2H2 = 100% – 60% = 40%.

Giải bài tập về axetilen

Bài tập 1: Cần sử dụng bao nhiêu ml dung dịch brom 0,1M để có thể tác dụng vừa đủ với 0,224 lít axetilen tại điều kiện tiêu chuẩn.

Lời giải:

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

PTPƯ:

C₂H₂ + 2Br₂ → C₂H₂Br₄

1 mol   2 mol   1 mol

0,01     mol   ?mol

Theo PTPƯ ta được: n_Br2 = 2.n_C2H2 = 2.0,01 = 0,02 (mol)

V_Br2 = n/C_M = 0,02/0,1 = 0,2 (lít)

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

Lời giải:

PTPƯ:

C₂H₄ + Br₂ → C₂H₄Br₂ (1)

C₂H₂ + 2Br2 → C₂H₂Br₄ (2)

Từ PTPƯ (1) và (2) ta thấy được

Tỷ lệ n_C2H4 : n_Br2 = 1:1

n_C2H2 : n_Br2 = 1:2

Vậy số mol của brom phản ứng với C₂H₂ sẽ gấp 2 lần C₂H₄ nên thể tích tối đa của dung dịch brom mà C₂H₂ có thể làm mất màu sẽ gấp 2 lần so với thể thích dịch brom đã bị mất màu bởi C₂H₄:

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

Bài tập 3: Đốt cháy 28ml hỗn hợp khí metan cùng axetilen cần phải sử dụng 67,2 ml khí oxi. Hãy:

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

b) Tính thể tích của khí CO₂ sinh ra

(Thể tích các khí đều được đo ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất)

Lời giải:

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

Từ bài ra, ta có: a + b = 28 (ml) (*)

PTPƯ:

CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O (1)

1ml    2ml      1ml     2ml

aml    2aml     aml

2C₂H₂ + 5O₂  → 4CO₂ + 2H₂O (2)

2ml        5m            4ml  2ml

bml      2,5bml        2bml

Theo PTPƯ (1) ta được: V_O2 = 2.V_CH4 = 2a

Từ PTPƯ (2): V_O2 = 2,5.V_C2H2 = 2,5b

Như vậy, tổng thể tích oxi cần dùng là V_O2 = 2a + 2,5b

Mà theo bài ra, ta có được: V_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 PTPƯ (1), ta có: V_CO2 = a

PTPƯ (2) thì V_CO2 = 2b

Vậy thể tích của khí CO₂ là: V_CO2 = a +2b = 5,6 + (2.22,4) = 50,4 (ml)

Bài tập củng cố

Bài 1: Hãy cho biết trong các chất sau: C₂H₄, C₃H₄, C₂H₆, C₂H₂.

a)Chất nào có liên kết 3 trong phân tử?

b)Chất nào làm mất màu dung dịch Brom?

Hướng dẫn giải:

a) C₃H₄, C₂H₂.

b) C₂H₄, C₃H₄, C₂H₂.

C₂H₄ + Br₂ → C₂H₄Br₂

C₃H₄ + Br₂ → C₃H₄Br₄

C₂H₂ + Br₂ → C₂H₂Br₄

Bài 2:

Có 3 bình, mỗi bình chứa 1 trong các khí sau: Metan, Axetilen, khí cacbonic. Đánh số A, B, C vào các bình này và tiến hành các thí nghiệm với từng chất khí

Kết quả thí nghiệm được ghi ở bảng sau:

Hãy cho biết 3 bình A, B, C chứa lần lượt những khí nào?

Đáp án:

Bình A chứa Metan

Bình B chứa axetilen

Bình C chứa cacbonic

Bài 3:

Đố cháy hoàn toàn 5,6l hỗn hợp khí Metan và axetilen cần dùng 13,44 l khí oxi. Tính % thể tích mỗi khí trong hỗn hợp?Tính thể tích mỗi khí sau phản ứng?

CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O      (1)

x           2x            x

2C₂H₂ + _5O2 → 4CO₂ + 2H₂O   (2)

y             2,5y       2y

Từ phản ứng (1), (2) và theo bài ra ta có hệ phương trình:

 =>

%VCH4 = .100% = 20%

%V_CO2 = .100% = 80%

V_CO2 = x +2y = 1,12 + 2,4,48 =10,08l

Bài 4:

 Cho 0,48 lít (đktc) hỗn hợp khí gồm C₂H₄, C₂H₂ tác dụng hết với dung dịch brom dư, khối lượng brom đã tham gia phản ứng là 4,8 gam.

a)  Hãy viết phương trình hoá học.

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

Hướng dẫn:

Số mol hỗn hợp = 0,48 : 22,4 = 0,02 mol;

n_Br2 = 4,8 : 160 = 0,03 mol.

Gọi x, y lần lượt là số mol của etilen và axetilen.

a) Phương trình hoá học:

        C₂H₄ + Br₂ → C₂H₄Br₂

x          x        x     mol

       C₂H₂ + 2Br₂ → C₂H₂Br₄

 y          2y        y  mol

b) Ta có hệ phương trình: 

; Giải hệ ta được y = 0,01 và x = 0,01

%  =   x 100% = 50%; 

%  = 100% – 50% = 50%

Axetylen

Axetylen (bắt nguồn từ từ tiếng Pháp acétylène /asetilɛn/),[2] còn được viết là a-xê-ty-len[2] (tên hệ thống: ethyne) là hợp chất hóa học với công thức C2H2. Nó là một hydrocarbon và là alkin đơn giản nhất.[3] Chất khí không màu này được sử dụng rộng rãi làm nhiên liệu và tổng hợp các hợp chất khác. Nó không ổn định ở dạng tinh khiết và do đó thường được để trong một dung dịch.[4] Acetylene tinh khiết không mùi, nhưng loại phổ biến trên thị trường thường có mùi do tạp chất.

Tính chất vật lý

Axetilen là chất khí, không màu, không mùi, ít tan trong nước,nhẹ hơn không khí(d=26/29).

Cấu tạo phân tử

Axetilen có công thức cấu tạo: H-C≡C-H, viết gọn HC≡CH

Từ công thức cấu tạo của axetilen ta thấy: giữa hai nguyên tử cacbon có ba liên kết, còn gọi là liên kết ba. Trong lên kết ba có hai liên kết kém bền, dễ đứt lần lượt trong các phản ứng hóa học.

Tính chất hóa học

Phản ứng ôxi hóa (cháy)

Axetilen là hidrocacbon, vì vậy mỗi khi đốt, axetilen sẽ cháy tạo ra CO2 và nước(H2O), tương tự Metan và etilen, axetilen cháy trong không khí với ngọn lửa sáng, 3000 °C.

2C2H2 + 5O2 ——t⁰—> 4CO2 + 2H2O

Phản ứng cộng

Do Axetilen trong phân tư có liên kết pi nên có thể tham gia phản ứng cộng.(giống anken)

: 2.1: cộng halogen, cộng hidro halogen (HX, cộng hidro: Axetilen làm mất màu dung dịch Brom giống etilen

HC≡CH+ Br−Br——> Br−CH=CH-Br
Br-HC=CH-Br+ Br-Br——>Br2CH-CHBr2
:2.2: cộng cation Ag+ trong AgNO3 /NH3
các anken có liên kết ≡ đầu mạch như axetilen (anken-1-en) đểu có phản ứng cộng ion Ag+ tạo kết tủa vàng (không phải phản ứng tráng gương) (phân biệt anken-1-en vs các ankin cũng như các aken khác

HC≡CH + AgNO3 + NH3 → Ag-C≡C-Ag↓ + NH4NO3

Phản ứng trùng hợp

Tương tự như ankin các anken có liên kết pi nên có thể tham gia phản ứng trùng hợp tạo polyme.

CH≡CH -t0C, xt> (CH=CH)n

Phản ứng hidrat hóa

HC≡CH + H-OH —H2SO4—> H-CH=CH-H —> CH3-COOH

Điều chế

Axetilen được điều chế bằng cách cho canxi cacbua (phản ứng với nước):

CaC2 (đất đèn) + 2H2O ——> C2H2 + Ca(OH)2

Ch Nhiệt phân metan:

2CH4 —15000—> C2H2 + 3H2

Axetilen có nguy hiểm không?

C₂H₂ không độc hại đối với con người nếu trong ngưỡng cho phép. Theo nghiên cứu, nếu ta tiếp xúc khí C₂H₂ dưới 2,5% trong khoảng thời gian dưới 1 giờ, thì chúng ta vẫn bình thường an toàn. Tuy nhiên, nếu ngưỡng axetilen vượt quá cho phép sẽ gây ảnh hưởng đến cơ thể con người, cụ thể như:

• Khi ta hít phải khí C₂H₂: Nạn nhân sẽ cảm thấy buồn nôn, đau ngực, thở khó khăn, nhức đầu, đi loạng choạng, da tái xanh, ngạt thở, đau phổi, hôn mê.
• Nếu C₂H₂ tiếp xúc qua da: bị phát ban.

Ngoài ra, một số nơi điều chế C₂H₂ không đúng cách, không có kiến thức về chúng thì sẽ gây ra hậu quả khôn lường. Đặc biệt là khí này dễ gây nổ, bắt cháy. Khi phát cháy có thể gây suy nhược hệ thần kinh trung ương, khó thở.

Cách bảo quản khí Axetilen

Hạn chế hư hại vật lý. Bảo quản ở những khu vực riêng, tách riêng các chất khác, tránh các nguồn bắt cháy, nhiệt, lửa, điện,… Bảo quản nơi khô ráo, thoáng mát, ở khu vực thông thoáng. Yêu cầu có rào chắn che đậy, bảng hiệu cẩn thận.

Những ứng dụng của Axetilen

Như đã nói, ứng dụng của C₂H₂ rất nhiều. Một số cái tiêu biểu nhất như:

• Axetilen được dùng làm nguyên liệu sản xuất các monome, rồi từ đó chế tạo nên các polime khác, sợi tổng hợp, cao su, muội than,…
• Axetilen dùng làm nhiên liệu trong đèn xì oxi-axetilen (khi được tác dụng với oxy) để hàn hay cắt kim loại.
• Axetilen dùng để sản xuất axit axetic, rượu etylic…

Ngoài ra còn rất nhiều ứng dụng khác…

Bài thực hành 4 hoá học 11: Điều chế và thử tính chất của etilen

1. Mục tiêu:

– Điều chế và đốt cháy khí etilen. Quan sát hiện tượng và viết phương trình hóa học.

– Thử khí điều chế bằng dung dịch KMnO₄. Quan sát hiện tượng và viết phương trình hóa học

2. Chuẩn bị:

– Dung cụ: Ống nghiệm, kẹp gỗ, đèn cồn, ống hút nhỏ giọt, nút cao su có ống dẫn khí, diêm, bông, ống thủy tinh, ống dẫn cao su, giá đỡ ống nghiệm, ống vuốt nhọn, …

– Hóa chất: H₂SO₄ đặc, ancol etylic khan, dung dịch KMnO₄, NaOH đặc.

3. Tiến hành thí nghiệm:

– Cho 2ml ancol etylic khan vào ống nghiệm khô có sẵn vài viên đá bọt.

– Sau đó thêm từng giọt dung dịch H₂SO₄ đặc (4ml), đồng thời lắc đều. Lắp dụng cụ thí nghiệm như hình. 

Lưu ý: Đun nóng hỗn hợp phản ứng sao cho hỗn hợp không được quá sôi nếu không sẽ trào lên ống dẫn khí.

– Đốt khí sinh ra ở đầu vuốt nhọn của ống dẫn khí.

– Dẫn khí vào ống nghiệm chứa KMnO₄. Quan sát sự thay đổi màu của dung dịch.

4. Hiện tượng và giải thích:

Bài thực hành 4 hoá học 11: Điều chế và thử tính chất của axetilen

1. Mục tiêu:

– Điều chế và đốt cháy khi axetilen. Quan sát hiện tượng và viết phương trình hóa học.

– Thử khí điều chế bằng dung dịch KMnO₄ và dung dịch AgNO₃ trong NH₃. Quan sát hiện tượng và viết phương trình hóa học.

2. Chuẩn bị:

– Dụng cụ: Ống nghiệm, kẹp gỗ, đèn cồn, nút cao su có ống dẫn khí xuyên qua, diêm, bông, ống thủy tinh, ống dẫn cao su, giá đỡ ống nghiệm, ống vuốt nhọn,…

– Hóa chất: dung dịch NaOH đặc, CaC₂, dung dịch AgNO₃, dung dịch NH₃, dung dịch KMnO₄, nước cất.

3. Tiến hành thí nghiệm:

– Cho vài mẩu nhỏ canxi cacbua (CaC₂) vào ống nghiệm đã đựng 1ml nước và đậy nhanh bằng nút có ống dẫn khí đầu vuốt nhọn.

– Đốt khí sinh ra ở đầu ống vuốt nhọn.

– Dẫn khí qua dung dịch KMnO₄ và dung dịch AgNO₃ trong NH₃.

4.Hiện tượng và giải thích:

Bảng Tường Trình

Bản quyền bài viết thuộc trường trung học phổ thông Sóc Trăng. Mọi hành vi sao chép đều là gian lận.
Nguồn chia sẻ: Trường THPT Thành Phố Sóc Trăng (thptsoctrang.edu.vn)