Mục lục bài viết
1. Phương trình phản ứng Benzen tác dụng C2H4 :
C6H6+ C2H4 → C6H5C2H5
C6H5-CH2-CH3 (etylbenzen)
– Điều kiện để xảy ra phản ứng giữa Benzen C2H4
Điều kiện để xảy ra phản ứng trên khi có Nhiệt độ, xúc tác
– Bản chất của C6H6 (Benzen) trong phản ứng trên là:
Benzen khó tham gia phản ứng cộng. Nhưng nếu ở điều kiện thích hợp benzen vẫn có thể phản ứng với một số chất.
2. Tìm hiểu về C6H6 và C2H4:
2.1. Tìm hiểu về C6H6:
a.Khái niệm:
Benzen là một hydrocacbon thơm ít tan trong nước nhưng dễ tan trong dầu thấm, dầu động vật và thực vật và dung môi chất hữu cơ, đặc biệt là chất béo, sơn, vecni, nhựa đường, cao su và nhựa đường, nhựa than đá, v.v.
Benzen là C6H6. Phân vùng khối: 78
Trong công nghiệp, Benzen là nguyên liệu dùng để tổng hợp nhiều hợp chất hữu cơ như anilin, clo Benzen, nitroBenzen, phenol,… dùng làm dung môi hòa tan chất béo.
Vì Benzen có chỉ số octan cao nên các dẫn xuất thơm như toluene và xylene thường chiếm 25% trong xăng. Bản thân benzen đã được giới hạn dưới 1% trong xăng vì nó gây ung thư cho con người.
Kể từ những năm 1970, Benzen đã bị hạn chế sử dụng trong công nghiệp. Tại Việt Nam, lệnh cấm sử dụng hóa chất
Hiện nay, để thể hiện cấu hình của Benzen và đồng đẳng của Benzen nói riêng cũng như hiđrocacbon thơm nói riêng,
b.Tính chất vật lý và tinh chất hóa học:
*Tính chất vật lý của Benzen C6H6:
Benzen (C6H6) là chất lỏng không màu, nhẹ hơn nước và không tan trong nước. Benzen là phần tự nhiên tự nhiên của dầu thô và là một trong những hóa chất dầu mỏ cơ bản. Nó có thể hòa tan nhiều chất như: dầu ăn, cao su, nến, iốt… vàdung môi hữu cơ khác nhau. Benzen độc và dễ cháy.
– Khối lượng riêng 0,8786 kg/m3
– Nóng chảy ở 5.5 độ C
– Sôi ở 80.1 độ C
– Khối lượng phân tử: 78,11 g/mol
– Phân loại: Hydrocarbon, Hiđrôcacbon thơm
– Có thể hòa tan trong: Acid acetic, Aceton, Chloroform, Carbon tetrachloride, Diethyl ether
*Tính chất hóa học của Benzen C6H6:
Phản ứng thế
Phản ứng với halogen nguyên chất ở điều kiện nhiệt độ thường, có xúc tác là sắt:
C6H6 + Br2 → C6H5Br + HBr
Phản ứng nitro hóa là phản ứng của Benzen với axit nitric đặc, xúc tác bởi nhiệt độ và axit sunfuric đặc.
C6H6+HO−NO2 →C6H5−NO2+H2O
Phản ứng cháy:
Giống như các hiđrocacbon khác, Benzen cháy trong oxi tạo ra khí cacbonic và hơi nước. Khi benzen cháy trong không khí sẽ tạo ra nhiều CO2, hơi nước và cặn bã.
2C6H6 + 15O2 (nhiệt độ) → 12CO2 + 6H2O
Phản ứng cộng
Benzen không phản ứng cộng với Br2 như C2H4 và khí axetilen (C2H2). Tuy nhiên trong điều kiện nhiệt độ và xúc tác cho phù hợp, C6H6 tham gia phản ứng cộng với một số chất, ví dụ khí Hiđro,…
C6H6 + 3H2 (t, Ni) → C6H12
c.Cách điều chế Benzen C6H6:
Trong đời sống, Benzen được sử dụng rất nhiều trong sản xuất dược phẩm hay các chất quan trọng đóng vai trò là phục vụ nhu cầu của con người
Điều chế Benzen từ axetilen rồi đun nóng ở 600 độ: C3CH=CH → C6H6
Điều chế Benzen từ axit benzoic: C6H5COOH + NaOH → C6H6 + Na2CO3
Điều chế benzen từ chưng cất nhựa than đá
Điều chế Benzen từ xiclohexan dùng xúc tác Pt và đun nóng: C6H12 → C6H6 + 3H2
Điều chế Benzen từ n–hexan bằng tác dụng nóng và nhiệt: C6H14 → C6H6 + 4H2
d. Ứng dụng chính của Benzen (C6H6):
Trong công nghiệp, benzen được sử dụng trong một số ngành công nghiệp hóa chất hữu cơ. Nó chủ yếu được sử dụng làm dung môi trong công nghiệp hóa chất và dược phẩm. Nó là nguyên liệu ban đầu và là chất trung gian trong quá trình điều chế các hóa chất khác, đáng chú ý là cumene, cyclohexane, ethylbenzene (các alkylbenzene khác) và nitrobenzene.
Benzen được dùng để điều chế phenol và anilin dùng trong dược phẩm và trong dodecylbenzen dùng làm chất tẩy rửa. Bên cạnh đó, chúng còn được sử dụng để tổng hợp monome trong sản xuất cao su, dầu nhờn, polyme cho chất dẻo, chất tẩy rửa, chất nổ, thuốc trừ sâu và dệt may.
Benzen còn là dung môi hòa tan các chất như dầu mỡ, cao su, vecni. Do đó, nó được áp dụng để tẩy dầu mỡ cho sợi, vải, len, nỉ, khăn khô, tấm kim loại, dụng cụ.
Ngoài ra, benzen còn là một thành phần trong xăng để tăng trị số octan.
2.2. TÌm hiểu về C2H4:
a.Khái niệm:
Etylen hay còn gọi là Etylen, là một chất khí, là một trong những hiđrocacbon và là anken đơn giản nhất có công thức hóa học là C2H4 hay CH2=CH2.
Ethylene là một trong những khí sinh học đầu tiên được con người biết đến, là khí olefin đơn giản nhất. Vì vậy, Etilen rất gần gũi với cuộc sống của chúng ta, ngay cả trong chính gia đình của chúng ta.
b. Công thức cấu tạo của Etilen:
Etylen có công thức hóa học C2H4, trong phân tử có liên kết đôi giữa 2 nguyên tử cacbon
Trong liên kết đôi có một liên kết kém bền hơn và được hoan nghênh trong các phản ứng hóa học
c. Tính chất vật lý của etilen
– Chất khí không màu, không mùi, nhẹ hơn không khí
– Tan nhiều trong ete cùng một số dung môi hữu cơ nhưng ít tan trong nước
– Để nhận biết chúng có thể sử dụng các phương pháp như:
Nếu cho khí này đi qua dung dịch brom có màu da cam thì dung dịch brom bị mất màu
Hoặc cho chúng đi qua dung dịch thuốc tím cũng xảy ra hiện tượng tương tự: thuốc tím đổi màu.
d.Tính chất hóa học:
– Phản ứng với oxi:
Đốt cháy trong oxi tạo thành CO2 và H2O. Phản ứng tỏa nhiệt.
C2H4 + 3O2 → 2CO2 + 2H2O + Q
– Tác dụng với thuốc tím
3C2H4 + 2KMnO4 + 4H2O → 3C2H4(OH)2 + 2KOH + 2MnO2
– Phản ứng với khí clo, brom
Ở nhiệt độ cao, etilen tham gia phản ứng thế nguyên tử H của liên kết đôi:
CH2=CH2 + Cl2 → CH2=CHCl + HCl
– Phản ứng với dung dịch brom
Làm mất màu dung dịch brom: CH2=CH2 + Br2 → Br–CH2- CH2–Br
– Tham gia phản ứng cộng
Do có liên kết đôi nên etilen dễ dàng tham gia phản ứng cộng halogen, hiđro và axit.
C2H4 +Br2 → C2H4Br2
C2H4 +H2 → C2H6
C2H4 + HBr → C2H5Br
– Tham gia phản ứng trùng hợp
Với nhiệt độ điều hòa, các phân tử etilen kết hợp với nhau tạo ra một chất có số lượng phân tử rất lớn gọi là PolyEtiten hay PE. Phương pháp đáp ứng.
….+ CH2=CH2 + CH2=CH2 +….→ ….- CH2– CH2 – CH2– CH2 –….
e. Ứng dụng của Etilen:
*Ứng dụng của etilen trong công nghiệp và đời sống
Nó là một nguyên liệu quan trọng trong công nghiệp tổng hợp polyme và các chất hữu cơ khác
Sử dụng etilen thu được polime để tạo ra ánh sáng có thể được sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau. Chuyển hóa etilem thành các monome khác để tổng hợp nhiều loại polime đáp ứng nhu cầu đa dạng của đời sống và công nghệ.
Từ etylen có thể tổng hợp nhiều chất hữu cơ cần thiết khác nhau như etanol, etylen oxit, etylen glycol, v.v.
Ứng dụng trong các lĩnh vực: sản xuất bao bì, giao thông vận tải, điện tử, may mặc, chất phủ và hợp chất, làm nguyên liệu trong vật liệu xây dựng, ứng dụng trong hóa dầu và dẫn xuất.
*Ứng dụng của etylen trong nông nghiệp
Tăng sự trưởng thành của các tế bào thực tế
Sử dụng trong việc kích thích sân chơi và sự phát triển của thực vật và cây cối
Giúp tăng năng suất cây trồng, phục vụ cho ngành trồng trọt và chăn nuôi
Đặc biệt, ứng dụng trong công việc kích thích đạt hiệu quả nhanh chóng.
*Ứng dụng của etilen trong sinh học
– Ethylene và quá trình chín kết quả
Dưới ảnh hưởng của ethylene, trái cây chín nhanh hơn. Để làm chậm quá trình chín của quả, người ta sẽ hạn chế tổng hợp etylen bằng cách rút dần khí này theo độ chín của quả hoặc hạ nhiệt độ, thông gió.
– Ethylene và hiện tượng rơi
Hiện tượng rụng lá các bộ phận của cây (hoa, quả, cành, lá) bắt đầu từ vụ mùa. Sự chuyển hướng phụ thuộc vào tương quan của etylen và auxin. Ethylene kích thích và auxin ức chế sự rụng lá.
Eyylene và auxin cũng gây cảm ứng vận động trong các ứng dụng thực tế, trong đó auxin được giải phóng gián tiếp thông qua cảm ứng tổng hợp ethylene.
– Ethylene cùng nhau làm giãn tế bào theo hướng bên
Cho biết phản ứng của bóng đèn Hà Lan màu vàng (phát triển trong bóng tối) với etylen. Với khoảng nhiệt độ 0,1ml/l etylen dẫn đến sự thay đổi về hình dạng do giảm tốc độ sinh trưởng dãn và tăng sinh dãn bên dẫn đến hiện tượng miền dưới móc câu.
– Ethylene và sự đào thải của một số loài thực vật
Ethylene sẽ phá vỡ giấc ngủ và khởi động quá trình nảy mầm của hạt. Ethylene đang đẩy nhanh các sự kiện của một số loài cây. Nó tăng gấp đôi khi được sử dụng để kết thúc cỏ khoai tây và các loại căn cứ hành động khác.
– Ethylene và cảm ứng ra hoa
Ethylene là một thành phần cơ bản trong chất tăng cường hơi nước tạo bóng. Ethylene trong hầu hết các trường hợp ức chế trần hoa, tuy nhiên nó có ảnh hưởng đến tính hưng phấn ở dứa, xoài và vải. Đối với thực vật đơn tính, ethylene có khả năng thay đổi giới tính của hoa đang phát triển.
– Ethylene và gia tốc lá
Xử lý ethylene có thể đẩy nhanh quá trình lão hóa của lá.
3. Câu hỏi vận dụng liên quan:
Câu 1. Dãy đồng đẳng benzen có công thức chung là công thức nào sau đây
A. CnH2n+2
B. CnH2n-2
C. CnH2n-4
D. CnH2n-6
đáp án D
Câu 2. Phản ứng nào dưới đây chứng tỏ benzen có tính chất của hidrocacbon không no?
A. Phản ứng với dung dịch KMnO4
B. Phản ứng với brom khan có mặt bột Fe
C. Phản ứng với clo chiếu sáng
D. Phản ứng nitro hóa
đáp án C
Câu 3. Benzen có rất nhiều ứng dụng trong thực tế, đây là một chất rất quan trọng trong hóa học, tuy nhiên benzen cũng là một loại khí rất độc. Khi benzen đi vào cơ thể, nhân thơm có thể bị oxy hóa bởi các cơ chế phức tạp này và có thể gây ung thư. Trước đây trong các phòng thí nghiệm hữu cơ người ta vẫn dùng benzen làm dung môi, hiện nay để hạn chế tác dụng của dung môi người ta cho benzen tác dụng với toluen vì toluen:
A. rẻ hơn
B. không độc
C. là dung môi tốt hơn
D. dễ bị oxi hóa thành sản phẩm ít độc hơn
đáp án D
Câu 4. Chất nào dưới đây làm mất màu dung dịch KMnO4khi đun nóng?
A. benzen
B. toluen
C. 3 propan
D. metan
đáp án D
Câu 4. Có một lượng đáng kể benzen trong không khí, gây ô nhiễm môi trường. đó là vì:
A. trong thành phần của xăng có một lượng benzen làm tăng chỉ số octan của xăng, benzen không cháy hết nên được phát thải vào không khí.
B. Do trong phản ứng cháy của xăng có một lượng benzen được tạo ra phản ứng của các thành phần trong xăng với nhau
C. do các sản phẩm cháy của xăng tác dụng với không khí sinh ra benzen
D. do một số loại cây tiết ra benzen phát thải vào không khí.
