Phản ứng giữa axetylen (C2H2) và brom (Br2) dẫn đến hình thành tetrabromoetan (C2H2Br4), là một hợp chất rất hữu ích trong lĩnh vực hóa học hữu cơ. Tetrabromoetan chủ yếu được sử dụng làm dung môi cho các este và ete xenluloza, cũng như một số nhựa và sáp.
Mục lục bài viết
1. Phương trình phản ứng C2H2 với Br2:
Phản ứng giữa Ethyne (C2H2) với Brom (Br2) là một phản ứng trung hòa. Khi hai hợp chất này phản ứng với nhau, sản phẩm tạo ra là 1,2-dibromethan (C2H2Br2). Quá trình này diễn ra qua hai bước, trong đó sản phẩm của bước 1 có liên kết đôi trong phân tử, do đó nó có thể tiếp tục phản ứng với một phân tử brom nữa để tạo thành sản phẩm cuối cùng.
Nếu xét cụ thể, bước 1 của phản ứng diễn ra như sau: Ethyne (C2H2) và Brom (Br2) phản ứng với nhau, tạo thành một phân tử 1,2-dibromoethen (Br-CH = CH – Br). Sản phẩm này có liên kết đôi trong phân tử, do đó nó có thể tiếp tục phản ứng với một phân tử brom nữa để tạo ra sản phẩm 1,2-dibromethan (Br2CH-CH-Br2).
Viết phương trình phản ứng một cách gọn nhẹ hơn:
2C2H2 + Br2 → C2H2Br2
2. Điều kiện phản ứng xảy ra:
Phản ứng này có thể xảy ra ở nhiệt độ phòng, tức là ở nhiệt độ khoảng 25 độ C. Mặc dù đây là một phản ứng trung hòa, tuy nhiên nó cũng có thể được tăng tốc bằng cách sử dụng tác nhân xúc tác, như Pd, Pt hoặc Cu, với mục đích gia tăng tốc độ phản ứng. Ngoài ra, ánh sáng cũng có thể tác động đến quá trình phản ứng này, tuy nhiên, điều kiện chi tiết phải được cân nhắc để đảm bảo quá trình phản ứng diễn ra thành công.
Vì vậy, khi tiến hành phản ứng giữa Ethyne (C2H2) và Brom (Br2), chúng ta cần phải xác định và kiểm soát cẩn thận các điều kiện tác động đến quá trình phản ứng, từ đó đảm bảo độ an toàn cho các thí nghiệm viên và đạt được hiệu suất phản ứng cao nhất có thể.
3. Tính chất hóa học của Axetilen:
Axetilen là một hợp chất hữu cơ với công thức hóa học là C₂H₂. Nó có tính chất hóa học đặc trưng gồm phản ứng cộng, phản ứng đime hóa và trime hóa, và phản ứng oxi hóa. Trong phần này, chúng ta sẽ đi sâu hơn vào từng tính chất hóa học của axetilen.
3.1. Phản ứng cộng:
Phản ứng cộng là phản ứng giữa hai phân tử hữu cơ để tạo ra một sản phẩm mới. Axetilen có thể phản ứng cộng với các nguyên tố halogen, hiđro, axit và nước.
Phản ứng cộng halogen (phản ứng halogen hóa)
Phản ứng cộng halogen là phản ứng giữa axetilen và các nguyên tố halogen như brom hoặc clo. Khi axetilen phản ứng với brom, phản ứng halogen hóa sẽ xảy ra và tạo ra sản phẩm là 1,2 – dibrometilen (Br2CH-CH-Br2). Tương tự, phản ứng cộng clo sẽ tạo ra sản phẩm là 1,1,2,2 – tetrachloreta (C2H2Cl4).
Phản ứng cộng hiđro (phản ứng hiđro hóa)
Phản ứng cộng hiđro là phản ứng giữa axetilen và hiđro. Khi axetilen phản ứng với hiđro, phản ứng hiđro hóa sẽ tạo ra sản phẩm là eten (C2H4). Điều kiện để phản ứng cộng hiđro xảy ra là nhiệt độ và xúc tác Niken. Ngoài ra, khi cho axetilen tác dụng với hiđro ở các điều kiện khác nhau, sản phẩm có thể khác nhau.
Phản ứng cộng axit
Phản ứng cộng axit là phản ứng giữa axetilen và axit. Khi axetilen phản ứng với axit, phản ứng cộng axit sẽ tạo ra sản phẩm là vinylclorua (C2H3Cl). Điều kiện để phản ứng cộng axit xảy ra là nhiệt độ và xúc tác HgCl2.
Phản ứng cộng nước (phản ứng hiđrat hóa)
Phản ứng cộng nước là phản ứng giữa axetilen và nước. Khi axetilen phản ứng với nước, phản ứng hiđrat hóa sẽ tạo ra sản phẩm là axetaldehyt (CH3CHO). Điều kiện để phản ứng cộng nước xảy ra là nhiệt độ, xúc tác Hg2+ và dung môi H2SO4.
3.2. Phản ứng đime hóa và trime hóa:
Axetilen có thể phản ứng với chính nó để tạo ra các sản phẩm mới. Phản ứng này được gọi là phản ứng đime hóa và trime hóa.
Phản ứng đime hóa
Phản ứng đime hóa là phản ứng giữa hai phân tử axetilen để tạo ra sản phẩm là vinylaxetilen (CH2=CH−C≡CH).
Phản ứng trime hóa
Phản ứng trime hóa là phản ứng giữa ba phân tử axetilen để tạo ra sản phẩm là benzen (C6H6).
Phản ứng oxi hóa
Phản ứng oxi hóa là phản ứng giữa axetilen và oxi trong không khí. Khi axetilen cháy trong không khí, phản ứng oxi hóa sẽ tạo ra các sản phẩm là cacbon đioxit và nước. Phản ứng này tương tự như phản ứng giữa metan và etilen với oxi. Khi axetilen cháy trong không khí, ngọn lửa sáng và toả nhiều nhiệt.
C2H2 + 5/2O2 → 2CO2 + H2O
Tóm lại, axetilen là một hợp chất hữu cơ có nhiều tính chất hóa học đặc trưng, bao gồm phản ứng cộng, phản ứng đime hóa và trime hóa, và phản ứng oxi hóa. Các phản ứng này đã được nghiên cứu và ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp và các lĩnh vực khác. Nếu bạn muốn tìm hiểu thêm về axetilen, hãy tiếp tục đọc các tài liệu liên quan đến chủ đề này.
4. Bài tập vận dụng liên quan và lời giải:
Câu 1: Tính chất vật lý của axetilen là
A. chất khí không màu, không mùi, ít tan trong nước, nặng hơn không khí.
B. chất khí không màu, không mùi, ít tan trong nước, nhẹ hơn không khí.
C. chất khí không màu, không mùi, tan tốt trong nước, nhẹ hơn không khí .
D. chất khí không màu, mùi hắc, ít tan trong nước, nặng hơn không khí.
Hướng dẫn giải
Đáp án B
Tính chất vật lý của axetilen là
B. chất khí không màu, không mùi, ít tan trong nước, nhẹ hơn không khí.
Câu 2: Cấu tạo phân tử axetilen gồm
A. hai liên kết đơn và một liên kết ba.
B. hai liên kết đơn và một liên kết đôi.
C. một liên kết ba và một liên kết đôi.
D. hai liên kết đôi và một liên kết ba.
Hướng dẫn giải
Đáp án A
Cấu trúc phân tử của axetilen có thể được mô tả là gồm hai liên kết đơn giữa hai nguyên tử cacbon và một liên kết ba giữa hai nguyên tử cacbon. Liên kết đơn là loại liên kết hóa học mà hai nguyên tử chia sẻ một cặp electron, trong khi liên kết ba là loại liên kết hóa học mà hai nguyên tử chia sẻ ba cặp electron. Axetilen là một hợp chất hữu cơ không màu, có mùi hăng và được sử dụng trong nhiều ứng dụng công nghiệp khác nhau, bao gồm sản xuất nhựa, cao su và thuốc trừ sâu. Ngoài ra, axetilen cũng được sử dụng để hàn và cắt kim loại, làm nguyên liệu cho sản xuất acetat và một số hợp chất hữu cơ khác.
Câu 3: Trong phân tử axetilen, giữa hai nguyên tử cacbon có
A. một liên kết đơn.
B. một liên kết đôi
C. một liên kết ba.
D. hai liên kết đôi.
Hướng dẫn giải
Đáp án C
Câu 4: Liên kết C≡C trong phân tử axetilen có
A. một liên kết kém bền dễ đứt ra trong các phản ứng hóa học.
B. hai liên kết kém bền nhưng chỉ có một liên kết bị đứt ra trong phản ứng hóa học.
C. hai liên kết kém bền dễ đứt lần lượt trong các phản ứng hóa học.
D. ba liên kết kém bền dễ đứt lần lượt trong các phản ứng hóa học.
Hướng dẫn giải
Đáp án C
Liên kết C≡C trong phân tử axetilen có hai liên kết kém bền dễ đứt lần lượt trong các phản ứng hóa học.
Câu 5: Trong điều kiện nhiệt độ áp suất không đổi thì axetilen phản ứng với oxi theo tỉ lệ thể tích là
A. 2 lít khí C2H2 phản ứng với 4 lít khí O2.
B. 2 lít khí C2H2 phản ứng với 5 lít khí O2.
C. 3 lít khí C2H2 phản ứng với 2 lít khí O2.
D. 3 lít khí C2H2 phản ứng với 1 lít khí O2.
Hướng dẫn giải
Đáp án B
Khi đốt trong không khí, axetilen sẽ cháy dữ dội với ngọn lửa sáng và phát ra lượng nhiệt lớn. Quá trình phản ứng giữa axetilen và oxi được biểu diễn bằng phương trình hóa học sau:
2C2H2 + 5O2 → 4CO2 + 2H2O
Từ phương trình trên, ta có thể tính được tỉ lệ phản ứng giữa axetilen và oxi như sau: 2 lít khí C2H2 phản ứng với 5 lít khí O2. Điều này có ý nghĩa quan trọng trong việc tính toán và điều khiển quá trình sản xuất axetilen và các sản phẩm từ axetilen. Ngoài ra, khi chúng ta hiểu rõ hơn về quá trình phản ứng giữa axetilen và oxi, chúng ta có thể phát triển các ứng dụng mới và tối ưu hóa quá trình sản xuất để đạt được hiệu quả cao nhất.
Câu 6.Trong điều kiên thích hợp, axetilen có thể tác dụng được với các chất dãy nào sau đây
A. H2, Br2, dung dịch H2SO4
B. H2, H2O, Br2, HCl
C. H2, H2O, Br2, HBr, dung dịch NaOH
D. H2, H2O, Br2, dung dịch H2SO4
Hướng dẫn giải
Đáp án B
Br-CH = CH – Br + Br – Br → Br2CH-CH-Br2
C2H2 + Cl2→ C2H2Cl2
C2H2 + H2 → C2H6
C2H2+ HCl → C2H3Cl (Nhiệt độ và xúc tác HgCl2)
Câu 7. Dẫn 5,6 lít (đktc) khí metan và etilen đi qua bình đựng dung dịch nước brom, đã làm mất màu hoàn toàn dung dịch có chứa 4 gam brom. Thể tích metan trong hỗn hợp là:
A. 0,56 lít.
B. 5,04 lít.
C. 0,28 lít.
D. 3,36 lít
Hướng dẫn giải
Đáp án B
Dẫn 2 khí qua dung dịch nước brom chỉ có C2H4 phản ứng
Phương trình phản ứng
C2H4+ Br2 → C2H4Br2
0,025 ← 0,025 mol
nCH4 = nhh −nC2H4 = 0,25 − 0,025 = 0,225 mol
VCH4= 0,225.22,4 = 5,04 lít
Câu 8. Ứng dụng nào sau đây không phải ứng dụng của etilen?
A. Điều chế nhựa PE.
B. Điều chế rượu etylic
C. Điều chế khí ga.
D. Dùng để ủ trái cây mau chín
Hướng dẫn giải
Đáp án C
Ứng dụng không phải của etilen là: Điều chế khí ga.
