Cách điều chế Axetilen trong công nghiệp và trong phòng thí nghiệm

Cách điều chế Axetilen trong công nghiệp và trong phòng thí nghiệm được VnDoc sưu tầm và tổng hợp lí thuyết trong chương trình giảng dạy môn Hóa học lớp 9. Hi vọng rằng đây sẽ là những tài liệu hữu ích trong công tác giảng dạy và học tập của quý thầy cô và các bạn học sinh.

Lưu ý: Nếu bạn muốn Tải bài viết này về máy tính hoặc điện thoại, vui lòng kéo xuống cuối bài viết.

Câu hỏi: Nêu cách điều chế Axetilen trong công nghiệp và trong phòng thí nghiệm?

Trả lời:

+ Điều chế Axetilen trong phòng thí nghiệm

Cho vài mẩu nhỏ canxi cacbua vào ống nghiệm đã đựng sẵn 1ml nước, sau đó đậy nhanh lại bằng nút có ống dẫn khí và đầu vuốt nhọn. Đốt khí sinh ra ở đầu ống vuốt nhọn.

Phương trình phản ứng:

CaC₂ + H₂O → C₂H₂ + Ca(OH)₂

Phương pháp này sinh ra một lượng nhiệt lớn, hàm lượng canxi cacbua chứa nhiều tạp chất (H₂S, NH₃, PH₃,...) nên axetilen tạo ra không tinh khiết lắm.

+ Sản xuất Axetilen trong công nghiệp

Phương pháp chủ yếu nhất để điều chế axetilen hiện nay là nhiệt phân metan ở nhiệt độ 15000 °C (phản ứng thu nhiệt mạnh). Vì nhiệt độ sôi của axetilen là -75 °C nên nó có thể dễ dàng được tách ra khỏi hỗn hợp với hidro.

- Phương trình nhiệt phân metan (CH₄)

2 CH₄ → C₂H₂ + 3 H₂

- Cho cacbon tác dụng với khí hidro khi có hồ quang điện:

2 C + H₂ (hồ quang điện) → C₂H₂

- Điều chế axetilen từ Ag₂C:

2 HCl + Ag₂C → 2 AgCl + C₂H₂

- Cho canxi cacbua tác dụng với axit sunfuric:

CaC₂ + H₂SO₄ → C₂H₂ + CaSO₄

A. Lý thuyết về Axetilen

1. Axetilen là gì?

Khí Axetilen hay được gọi tên khác là Acetylene (bắt nguồn tên gọi này từ tiếng Pháp acétylène) tên hệ thống gọi là ethyne là hợp chất hoá học với công thức C₂H₂. axetilen là một hydrocarrbon và là alkin đơn nhất nhất .

Axetilen là chất khí không màu và được sử dụng trong nhiều ngành như làm nhiên liệu và tổng hợp lại hợp chất khác, không ổn định ở dạng tinh khiết do đó thường được để trong một dung dịch

2. 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)

3. Tính chất hóa học của Axetilen

+ Tác dụng với oxi:

Phương trình hóa học:

2C₂H₂ + 5O₂ → 4CO₂ + 2H₂O

+ Phản ứng cộng với dung dịch brom:

Phương trình hóa học:

HC≡CH + Br₂ —> Br-CH=CH—Br (đibrometilen)

HC≡CH + 2Br₂ —> Br₂CH-CHBr₂ (tetrabrometan)

Ngoài brom ra, nếu trong điều kiện thích hợp, axetilen còn có thể tham gia phản ứng cộng với nhiều chất khác như H₂, Cl₂…

Qua đây ta cũng thấy được Axetilen rất “tích cực” trong mặt hóa học. Chính vì thế, lợi ích mà nó đóng góp vào đời sống con người cũng rất nhiều.

4. Axetilen có nguy hiểm không?

Axetilen nếu ở trong một ngưỡng cho phép thì sẽ không gây độc hại đối với con người. Cụ thể là nếu chúng ta tiếp xúc với dưới 2,5% khí axetilen trong khoảng thời gian dưới 1 giờ thì sẽ không có vấn đề gì. Mọi thứ vẫn bình thường và an toàn. Nhưng, nếu vượt qua ngưỡng axetilen này thì sẽ ảnh hưởng không nhỏ đến cơ thể cụ thể là:

+ Nếu nồng độ C₂H₂ chỉ ở mức thấp thì người tiếp xúc sẽ cảm thấy buồn nôn, đau ngực, thở khó khăn, da tái xanh, nhức đầu, đi loạng choạng, ngạt thở, đau phổi, hôn mê.

+ Nếu tăng lượng C₂H₂ và để chúng tiếp xúc qua da trong thời gian dài thì có thể khiến chúng ta bị phát ban.

Chính vì những điều này mà những ai chuyên phải tiếp xúc với C₂H₂ cũng thư thực hiện công tác điều chế hoặc bảo quản thì đặc biệt cần phải chú ý an toàn. Đặc biệt đây là khí rất dễ gây nổ, bắt cháy rất nhanh. Khi axetilen phát cháy sẽ khiến cho chúng ta bị suy nhược hệ thần kinh trung ương, dần dần không thể thở được và ngất đi.

B. Bài tập luyện tập

Bài tập 1: Hãy cho biết trong các chất sau :

CH₃–CH₃, CH≡CH, CH₂=CH₂, CH₄, CH≡C–CH₃

a) Chất nào có liên kết ba trong phân tử.

b) Chất nào làm mất màu dung dịch brom.

Bài giải

a) Chất có liên kết ba trong phân tử là:

CH≡CH và CH≡C–CH₃

b) Chất làm mất màu dung dịch brom là những chất có liên kết đôi và liên kết ba trong phân tử:

CH≡CH, CH₂=CH₂ và CH≡C–CH₃

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

Bài giải

Phương trình hóa học

CH₂=CH₂ + Br₂ → CH₂Br–CH₂Br

HC≡CH + 2Br₂ → Br₂–CH–CH–Br₂

Từ phương trình hóa học, chúng ta có thể thấy lượng axetilen có thể làm mất màu dung dịch brom nhiều gấp đôi etilen => 0,1 lít khí C₂H₂ có thể làm mất màu tối đa 100 ml dung dịch Br₂.

Bài tập 3: Hỗn hợp X gồm C₂H₂ và H₂ có cùng số mol. Lấy 1 lượng hỗn hợp X cho qua chất xúc tác nung nóng,thu được hỗn hợp Y gồm C₂H₄, C₂H₆, C₂H₂ và H₂. Sục Y vào dung dịch brom dư thì khối lượng bình brom tăng 10.8 gam và thoát ra 4.48 lít hỗn hợp khí Z (đktc) có tỉ khối hơi so với H₂ là 8. Tính thể tích oxi (đktc) cần để đốt cháy hỗn hợp Y?

Bài giải

m_{X(ban đầu)} = m_{( bình tăng)} + m_Z = 10,8 + 2.8.0,2 = 14 (g)

Mà n_C2H2 = n_H2 = 0,5 (mol)

Đốt cháy hỗn hợp Y thì cũng như đốt X => n_O2 = 1,5 mol => V = 33,6 (l)

-------------------------------

Ngoài Cách điều chế Axetilen trong công nghiệp và trong phòng thí nghiệm đã được VnDoc giới thiệu, mời các bạn cùng tham khảo thêm Chuyên đề Hóa học lớp 9, Trắc nghiệm Hóa học 9, Lý thuyết môn Hóa học lớp 9 để hoàn thành tốt chương trình học THCS.