Phản ứng đặc trưng của khí axetilen là gì

Axetilen là gì? Đây là một chất khí không màu và được ứng dụng chủ yếu trong làm nhiên liệu và tổng hợp các chất khác. Để tìm hiểu thêm về chất này, mời bạn đọc theo dõi bài viết dưới đây của LabVIETCHEM.

1. Tổng quan về Axetilen là gì?

1.1. Axetilen là gì? C2H2 là gì?

Axetilen hay acetylene là một hợp chất hydrocacbon không no với công thức hóa học C2H2. Nó là một hiđrocacbon đồng thời cũng là một ankin đơn giản nhất, bao gồm 2 nguyên tử cacbon kết hợp với 2 nguyên tử hidro.

Axetilen là gì?

1.2. Công thức cấu tạo

Trong công thức cấu tạo của hợp chất, giữa 2 nguyên tử C có 3 liên kết còn được gọi là liên kết ba. Trong đó, có 2 liên kết kém bền và dễ bị đứt lần lượt trong những phản ứng hóa học hữu cơ. Đây cũng là yếu tố quyết định đến tích chất hóa học đặc trưng của khí axetilen.

Công thức hóa học của acetylene là C2H2

1.3. Nguồn gốc phát hiện C2H2

Axetilen C2H2 được phát hiện vào năm 1936. Trong khi thử nghiệm với cacbua kali tại một phòng thí nghiệm, Edmund Davy đã phát hiện ra phản ứng tạo ra một loại khí dễ bắt lửa và hiện nay được gọi bằng cái tên acetylen.

2. Đặc điểm lý hóa nổi bật của Axetilen C2H2

2.1. Tính chất vật lý của C2H2 Axetilen

• Chất khí không có màu và mùi
• Nhẹ hơn không khí và dễ bắt cháy
• Ít tan trong nước
• C2H2 tinh khiết không có mùi nhưng loại công nghiệp có mùi tỏi bởi nó chứa các tạp chất như photphin, hydro sunfua.
• Khối lượng riêng: 1.097 kg m-3
• Độ nóng chảy: - 80.8 độ C
• Điểm sôi: -84 độ C

2.2. Tính chất hóa học của C2H2 axetilen 

- Tác dụng với oxi

Hiện tượng: xuất hiện ngọn lửa sáng, có khói dày đặc, nhiệt độ ngọn lửa rất cao trong quá trình cháy

2C2H2 + 5O2 → 4CO2 + 2H2O

- Axetilen tác dụng với brom [phản ứng cộng]

• Hiện tượng: khiến dung dịch brom mất màu

C2H2 + Br2 → C2H2Br2

• Ngoài ra, nó còn tham gia phản ứng cộng với một số chất như H2, Hx,..

C2H2 + Cl2 → C2H2Cl2

C2H2 + 2H2 → C2H6

- Tác dụng với axit

C2H2 + HCl → C2H3Cl

C2H2 + HBr → C2H3Br

C2H2 + HBr → C2H3F

C2H2 + 2HI → C2H4I2

- Phản ứng thế kim loại

C2H2 + 2AgNO3 + 2NH3 → 2NH4NO3 + C2Ag2

- Phản ứng axit – bazơ

C2H2 + 2Na → C2Na2 + H2

C2H2 + naNH2 → C2HNa + NH3

C2H2 + CuCl2 + 2NH4OH → 2NH4Cl + Cu2C2 + 2H2O

- Phản ứng hóa học khác

CH3COOH + C2H2 → CH3COOCHCH2

C2H2 + H2O → CH3COH

3. Điều chế axetilen như thế nào?

• Phương pháp canxi cacbua: Canxi cacbua hay đất đèn khi tác dụng cùng với nước sẽ cho ra acetylene

CaC2 + 2H2O → C2H2 + Ca[OH]2

• Phương pháp công nghiệp: nhiệt phân khí metan

2CH4→ C2H2 + 3H2

Cách điều chế axetilen phổ biến

4. Ứng dụng của axetilen ra sao?

• Sử dụng trong thắp sáng, hàn và cắt kim loại [bằng ngọn lửa oxy – axetilen]
• Là nguyên liệu cơ bản cho sản xuất các chất như axetanđehit, axit axetic hay benzen, cao su tổng hợp, sợi tổng hợp.
• Với khả năng tạo ra nhiệt độ cao [nhiệt độ của ngọn lửa oxy acetylene có thể lên đến khoáng 3200 độ C], được sử dụng để cắt hoặc hàn kim loại
• Vào cuối những năm 1800, hợp chất này đã được dùng để thắp sáng một ngọn đèn di động được gọi là đèn khí cacbua. Chúng cũng được lắp trên ô tô, trên xe đạp, trong nhà,… Bên cạnh đó, loại đèn này cũng được ứng dụng rộng rãi bởi những người thợ mỏ khi khai thác.
• Sản xuất hóa chất: một trong ứng dụng không thể không nhắc đến của C2H2 đó chính là tổng hợp hóa học. Nó được dùng để sản xuất ra một số hợp chất vô cơ, tổng hợp một số vitamin như vitamin A, E. Bên cạnh đó, hóa chất này còn được sử dụng để sản xuất một số thành phần của nước hoa, dung môi hay axit axetic
• Nhựa polyetylen, PVDF và PVC được sản xuất từ etylen hay metan đều có nguồn gốc từ axetylen.

Axetilen là gì? Axetilen được dùng để tổng hợp nhiều hợp chất khác

5. Axetilen có gây nguy hiểm hay không?

Trong ngưỡng cho phép, hóa chất này sẽ không gây độc hại với con người. Theo nghiên cứu cho thấy, khi ta tiếp xúc axetilen C2H2 dưới 2,5% trong khoảng dưới 1 giờ thì không gây ảnh hưởng gì. Tuy nhiên nếu acetylene vượt ngưỡng cho phép có thể gây ảnh hưởng tới cơ thể con người như:

• Với nồng độ tiếp xúc thấp: có hiện tượng buồn nôn, đau ngực, đi loạng choạng, thở khó khăn, nhức đầu, da tái xanh, đau phổi, ngạt thở, hôn mê.
• Khi tiếp qua da: xảy ra tình trạng phát ban
• Tính dễ gây nổ và bắt cháy nên khi điều chế hay bảo quản cần hết sức lưu ý vấn đề phòng cháy. Khi chất này cháy có khả năng gây suy nhược hệ thần kinh trung ương, khó thở.

6. Lưu ý khi sử dụng và bảo quản Axetilen

• Luôn mang đồ bảo hộ an toàn theo đúng quy định khi tiếp xúc, làm việc với axetilen
• Nên bảo quản hợp chất này ở khu vực riêng, tách riêng với các chất khác, tránh nơi dễ bắt cháy, nguồn lửa, nhiệt,…
• Bảo quản ở nơi khô ráo, khu vực thông thoáng và phải có rào chắn che đậy, bảng hiệu cẩn thận.

7. Một số bài tập về Axetilen C2H2 

Bài tập vận dụng về khí axetilen 

Bài tập 1: Tính lượng brom tối thiểu và tối đa cộng vào C2H2 sau khi cho 4,48 lít khí axetilen vào dung dịch Br2

Lời giải:

PTPƯ: C2H2 + 2Br2 → C2H2Br4

Lượng Brom tối đa sẽ cộng vào C2H2 là: 0,2 x 160 = 32g

PTPƯ: C2H2 + Br2 → C2H2Br2

Lượng brom tối thiểu được cộng vào C2H2 là: 0,1 x 160 =16g

Bài tập 2: cho hỗn hợp A gồm C2H2 và H2 có cùng số mol. Khi lấy 1 lượng hỗn hợp X cho qua chất xúc tác nung nóng, ta thu được hỗn hợp bao gồm C2H4, C2H6, C2H2 và H2. Tiến hành sục hỗn hợp B vào dung dịch brom dư thì khối lượng của bình brom tăng 10,8 gam và thoát ra 4,48l hỗn hợp khí C [ở đktc] với tỉ khối hơi so với H2 là 8. Hãy tính thể tích của oxy [ở đktc] cần để đốt cháy hỗn hợp B.

Lời giải:

mA [lúc đầu] = m tăng sau phản ứng + mA

= 10,8 + 2,8 x 0,2 = 14

Trong khi đó: nC2H2 = nH2 = 0,5 

=> Đốt cháy hỗn hợp B sẽ bằng với việc đốt cháy hỗn hợp A

=> nO2 = 1,5 mol

=> VO2 = 33,6l

Hy vọng với bài viết trên, LabVIETCHEM đã giúp bạn hiểu được axetilen là gì, tính chất, cách điều chế và ứng dụng của nó ra sao. Đừng quên liên hệ với chúng tôi qua đường dây nóng 0826 020 020 để giải đáp các vấn đề liên quan hay cần mua hóa chất, thiết bị thí nghiệm nhé.

Axetilen là gì? Tính chất, cách điều chế và ứng dụng của axetilen ra sao? Nó có nguy hiểm đối với sức khỏe con người hay không? Cần làm gì để bảo đảm an toàn khi sử dụng loại chất khí này? Đây là những câu hỏi nhiều người đang thắc mắc khi tìm hiểu về các loại khí có vai trò quan trọng trong cuộc sống của con người. Hãy cùng tìm lời giải cho các câu hỏi trên qua bài tổng hợp sau của VietChem.

Axetilen là gì?

Axetilen hay acetylene [tên hệ thống là Ethylne] là một hidrocacbon không no nằm trong dãy đồng đẳng ankin. Đây là một chất khí không màu, không mùi với công thức hóa học là C2H2.

Axetilen là gì?

Cấu tạo phân tử của axetilen

Axetilen có công thức hóa học là C2H2 với một liên kết ba giữa hai nguyên tử cacbon trong một phân tử axetilen.

Cấu tạo phân tử của axetilen C2H2

Tính chất vật lý của axetilen

• Là một chất khí không màu, không mùi, dễ bắt cháy và nhẹ hơn không khí. Nó không tồn tại ở dạng tinh khiết hoàn toàn mà thường được để trong một dung dịch do tính không ổn định ở dạng tinh khiết.
• Là chất ít tan trong nước.
• Khối lượng riêng: 1.097 kg m-3
• Điểm nóng chảy: - 80.8 oC [192.4 K, -113.4 oF]
• Điểm sôi: - 84 oC [189 K, -119 oF]

Tính chất hóa học của axetilen

1. Phản ứng oxi hóa [cháy]

• Khi đốt axetilen trong không khí, nó sẽ cháy với ngọn lửa sáng và tỏa ra nhiều nhiệt

2C2H2 + 5O2 → 4CO2 + 2H2O

2. Phản ứng cộng

• Phản ứng cộng brom: tương tự như etilen, axetilen cũng làm mất màu dung dịch brom. Sản phẩm mới sinh ra do có liên kết đôi trong phân tử nên có thể cộng thêm một phân tử brom nữa:

HC ≡ CH [k] + Br – Br [dd] → Br – CH ≡ CH – Br [l]

Br – CH ≡ CH – Br [l] + Br – Br [dd] → Br2CH – CHBr2

• Trong những điều kiện thích hợp, axetilen còn có phản ứng cộng với hidro cùng một số chất khác: 

CH ≡ CH + 2H2 → CH3 – CH3 [Ni, to]

CH ≡ CH + H2 → CH2 = CH2 [Pb/PbCO3]

CH ≡ CH + HCl → CH2 = CH – Cl [HgCl2, to: 150  - 200 oC]

CH2 = CH – Cl + HCl → CH3 – CHCl2

3. Phản ứng trùng hợp

• Cũng như ankin, anken có liên kết pi nên có khả năng tham gia phản ứng trùng hợp tạo ra polyme.
• Hai phân tử axetilen có thể cộng hợp lại với nhau tạo ra vinylaxetilen

2CH ≡ CH CH2 → CH – C ≡ CH [xt, to]

4. Phản ứng hiđrat hóa

• Axetilen có phản ứng cộng nước

HC ≡ CH + H – OH → [CH2 = CH – OH] → CH3 – CH = O

♻️♻️♻️ Etilen là gì? Công thức, tính chất hóa học của Etilen C2H4

Điều chế axetilen

Có thể điều chế axetilen bằng các phương pháp sau:

• Cho canxi cacbua tác dụng với nước

CaC2 + 2H2O → C2H2 + Ca[OH]2

• Cho cacbon tác dụng với hidro trong điều kiện có hồ quang điện

2C + H2 → C2H2

• Nhiệt phân metan ở nhiệt độ cao và làm lạnh nhanh sau đó

2CH4 → C2H2 + 3H2 [1500 oC]

Ứng dụng của axetilen

• Ứng dụng trong hàn xì: là một thành phần trong đèn oxi – axetilen dùng trong hàn và cắt kim loại. Từ đó giúp cho quá trình xây dựng, lắp ráp cùng việc sử dụng kim loại và uốn cắt kim loại trở nên dễ dàng hơn.
• Trong công nghiệp: nó là nguyên liệu trong sản xuất poli [viny clorua] [được dùng để sản xuất nhựa PVC], cao su, axit axetic và nhiều loại hóa chất quan trọng khác.

Axetilen là gì? Ứng dụng axetilen trong hàn xì

Axetilen nguy hiểm thế nào?

- Axetilen là một chất không gây độc hại với con người nếu sử dụng ở ngưỡng cho phép. Tuy nhiên, nếu vượt quá mức cho phép có thể gây một số ảnh hưởng đến cơ thể con người như:

• Có thể xảy ra một số hiện tượng buồn nôn, đau ngực, khó thở, nhức đầu, đi loạng choạng, da tái xanh, ngạt thở, đau phổi, hôn mê khi hít phải hí axetilen C2H2
• Nếu tiếp xúc qua da xuất hiện triệu chứng bị phát ban

- Khi sử dụng không đúng cách hay không có kiến thức cũng có thể gây ra một số hậu quả nghiêm trọng như tính dễ cháy, gây nổ của loại khí này cần đặc biệt thận trọng trong sử dụng và bảo quản. Nồng độ axetilen trong không khí từ 2,5% trở lên có thể gây ra cháy nổ.

☢️☢️☢️ Chất độc Kali Xyanua KCN là gì? Mua xyanua ở đâu giá RẺ?

Cách bảo quản khí axetilen an toàn

• Hạn chế các hư hại vật lý
• Bảo quản ở khu riêng, cách xa các chất khác, tránh các nguồn nhiệt, nguồn bắt cháy,…
• Bảo quản nơi khô ráo, thoáng mát và thông thoáng
• Có rào chắn che đậy và bảng hiệu cảnh báo.

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: nC2H2 = 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: nBr2 = 2.nC2H2 = 2.0,01 = 0,02 [mol]

VBr2 = n/CM = 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 nC2H4 : nBr2 = 1:1

nC2H2 : nBr2 = 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: VO2 = 2.VCH4 = 2a

Từ PTPƯ [2]: VO2 = 2,5.VC2H2 = 2,5b

Như vậy, tổng thể tích oxi cần dùng là VO2 = 2a + 2,5b

Mà theo bài ra, ta có được: VO2 = 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]

%VCH4 = [5,6/28].100% = 20%

%VC2H2 = [22,4/28].100% = 80%

b] Từ PTPƯ [1], ta có: VCO2 = a

PTPƯ [2] thì VCO2 = 2b

Vậy thể tích của khí CO2 là: VCO2 = a +2b = 5,6 + [2.22,4] = 50,4 [ml]

Trên đây là những thông tin cơ bản về axetilen là gì và một số bài tập củng cố, mong rằng đã giúp ích cho bạn khi tìm hiểu về loại khí này. Nếu còn thắc mắc về bất kỳ vấn đề gì hay có bài tập cần giải đáp, bạn đọc hãy để lại bình luận ngay phía dưới bài viết, VietChem sẽ hỗ trợ quý bạn đọc một cách nhanh nhất. Thường xuyên truy cập hoachat.com.vn để đón xem nhiều bài viết hấp dẫn khác.

👉👉👉 Potassium là gì? Potassium có trong thực phẩm nào, tác dụng ra sao?