Tính chất vật lý của Axetilen

VnDoc xin giới thiệu bài Tính chất vật lý của Axetilen được chúng tôi 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 tính chất vật lý của Axetilen?

Trả lời:

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

A. Lý thuyết về Axetilen

1. Axetilen là gì?

- Axetilen là một hợp chất hóa học nằm trong dãy đồng đẳng Ankadien với công thức hóa học là C2H2. Nó là một hidrocacbon và là ankin đơn giản nhất.

- Trong thực tế, nó không tồn tại ở dạng tinh khiết mà tồn tại ở dạng dung dịch.

- Công thức cấu tạo của axetilen: H – C ≡ C - H (viết gọn HC ≡ CH).

- Một số tên gọi khác: Acetylene, Ethyne (tên hệ thống IUPAC).

2. Tính chất hóa học của Axetilen

Tính chất hóa học của axetilen rất đơn giản. Nó tác dụng với oxy và tác dụng với dung dịch Brom. Khi đốt acetylen trong không khí, nó cháy với lửa sáng và tỏa rất nhiều nhiệt cao. Khi tác dụng với Brom có 2 phản ứng có thể xảy ra đó là đốt dư và đốt vừa đủ sẽ tạo ra những hợp chất khác nhau về mặt phân tử.

Phản ứng oxy hóa(cháy) C₂H₂

C₂H₂ Chạy trong oxi tạo ra CO₂ và hơi nước giống như chất hidrocacbon khác metan, etilen

2C₂H₂ + 5O₂ (t^o) → 4CO₂ + 2H₂O

Phản ứng cộng của C₂H₂

Axetilen tham gia phản ứng cộng với chất halogen, hidro halogenuo (HCL, HBr….) Silver nitrate

+ Phương trình Phản ứng Halogen

HC≡CH + Br–Br → Br–CH=CH–Br

Br–CH=CH–Br + Br–Br → Br₂CH–CHBr₂

+ Phương trình phản ứng Hidro halogen

HC≡CH + HBr → CH₂=CHBr

+ Phương trình với Silver nitrate trong môi trường NH3:

HC≡CH + AgNO₃ + NH₃ + H₂O → Ag–C≡C–Ag ↓ màu vàng + NH₄NO₃

+ Phương trình hidrat hóa: Khi Axetilen kết hợp với hidrat hóa gây ra phản ứng tạo thành axit axetic (CH₃COOH)

HC≡CH + H₂O _(H2SO4) → H–CH=CH–H → CH₃COOH

3. Ứng dụng của Axetilen

Axetilen có nhiều ứng dụng quan trọng. Một trong những ứng dụng của axetilen quan trọng nhất là làm nhiên liệu trong đèn xì oxi – axetilen để hàn cắt kim loại. Khi C₂H₂ cháy trong O₂ tạo ra ngọn lửa có nhiệt độ lên đến 3000°C.

Trong công nghiệp, axetilen là nguyên liệu để sản xuất nhiều hóa chất quan trọng như poli (vinyl clorua) – dùng để sản xuất nhựa PVC, cao su, axit axetic…

4. Điều chế Axetilen

*Cách điều chế C₂H₂ trong phòng thí nghiệm

Để điều chế C₂H₂ trong phòng thí nghiệm và điều chế axetilen trong công nghiệp nhờ phương pháp truyền thống không chát xúc tác đó là cho canxi cacbua phản ứng với nước để sản sinh khí acetylen hoặc sản sinh ra C₂H₂, C₂H₄.

CaC₂ + 2H2O → C₂H₂ + Ca(OH)2

Cũng có những trường hợp điều chế C₂H₄ ra C₂H₂ hay điều chế C₆H₆ ra C₂H₂ và C₄H₄ ra C₂H₂ trong những ứng dụng khác nhau. Tạo ra nhiều hơn những dạng phân tử của loại khí C₂H₂ này. Đây là loại khí đã có phương pháp điều chế từ lâu và có rất nhiều ứng dụng trong thực tế cuộc sống.

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

2CH₄ → C₂H₂ + 3H2 (Điều kiện: 1500 °C)

5. Axetilen nguy hiểm thế nào?

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.

B. Bài tập luyện tập

Bài tập 1: Khi điều chế axetilen bằng phương pháp nhiệt phân nhanh metan thu được hỗn hợp A gồm axetien, hidro và một phần metan chưa phản ứng. Biết d_A/H2 = 5. Hiệu suất chuyển hóa metan thành axetilen là bao nhiêu?

Bài giải

Gọi a là số mol CH₄ đã dùng, b là số mol CH₄ phản ứng

2CH₄ → C₂H₂ + 3H2

b             b/2        3b/2

Sau pứ có:

CH4 (dư): a-b mol ; C₂H₂: b/2 mol ; H₂: 3b/2 mol

Giả thiết ta có:

(16(a-b) + 26(b/2) + 2(3b/2))/(a-b + b/2 + 3b/2) = 2.(d_A/H2)

=> (16a) /(a+b) = 10 => 8a = 5a+5b => b/a = 3/5 = 0,6

=> H% = 0,6.100% = 60%

Bài tập 2: Cho 0,56 lít (ở đktc) hỗn hợp khí gồm C₂H₄, C₂H₂ tác dụng hết với dd brom dư, khối lượng brom đã tham gia phản ứng là 5,6 gam.

a) Hãy viết PTHH xảy ra.

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

Bài giải

a) Phương trình hóa học xảy ra:

CH₂=CH₂ + Br₂ → CH₂Br–CH₂Br

HC≡CH + 2Br₂ → Br₂–CH–CH–Br₂

b) Theo đề ra, ta có:

– Số mol của hỗn hợp khí: nhh = 0,56/22,4 = 0,025 (mol)

– Số mol của Br₂ là: n_Br2 = 5,6/160 = 0,035 (mol)

Gọi a (mol) và b (mol) lần lượt là số mol của C₂H₄ và C₂H₂, dựa vào PTHH ta có:

n_hh = a + b = 0,025 (1)

n_Br2 = a + 2b = 0,035 (2)

Giải hệ gồm 2 phương trình trên, ta được: a = 0,015 (mol), b = 0,01 (mol)

% thể tích các khí trong hỗn hợp:

%V_C2H4 = (0,015/0,025) x 100 = 60%

%V_C2H2 = 100 – 60 = 40%

Bài tập 3: Cho 50g đất đèn chứa CaC₂ tác dụng với nước thì thu được 15,68 lít khí C₂H₂ (ở đktc). Tìm xem CaC₂ nguyên chất chứa bao nhiêu phần trăm?

Bài giải

n_H2 = 15,68/22,4= 0,7 mol

CaC₂ + 2H₂O → C₂H₂ + Ca(OH)₂

0,7                          0,7 mol

=>m_CaC2 = 0,7.(40+12.2) = 44,8g

%CaC₂ = 0,896 .100% = 89,6%

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

Ngoài Tính chất vật lý của Axetilen 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.