c2h2 ra ch3cho | Phản ứng hóa học C2H2 + H2O → CH3CHO

Axetilen C₂H₂ 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).

Cấu trúc phân tử của axetilen

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

Tìm hiểu lịch sử phát hiện axetilen

• Axetilen được phát hiện lần đầu vào năm 1836. Khi Edmund Davy đang thử nghiệm với cacbua kali thì một trong những phản ứng hóa học của ông đã tạo ra một loại khí dễ bắt lửa và đó chính là khí axetilen ngày nay.
• Năm 1859, Marcel Morren đã thành công tạo ra axetilen bằng cách sử dụng các điện cực cacbon để tạo ra một hồ quang điện trong một bầu khí quyển của hidro. Điện hồ quang làm xói mòn các nguyên tử cacbon khỏi các điện cực và liên kết chúng với các nguyên tử hidro, hình thành nên các phân tử axetylen. Ông gọi đó là khí hydro hoá carbon.
• Đến năm 1860, axetilen được tái xuất hiện bởi nhà hóa học người Pháp Marcellin Berthelot. Ông đặt tên cho nó là “acétylène”. Khí axetilen thương mại có thể có mùi hôi do các tạp chất trong nó, phổ biến nhất là hydrogen sulfide và phosphine.

Những tính chất đặc trưng của axetilen C₂H₂

Tính chất vật lí của Axetilen

• Axetilen là chất khí không màu, không mùi, dễ bắt cháy và tan kém trong nước.
• Tỉ trọng của axetilen với không khí là D= 26/29 và nó nhẹ hơn không khí.

Tính chất hóa học của Axetilen

• Phản ứng cháy (tác dụng với oxi)

Cũng giống như các hidrocacbon khác như metan, etilen,… axetilen cháy trong oxi tạo ra cacbonic và hơi nước.

2 C₂H₂ + 5 O₂ (t°) → 4 CO₂ + 2 H₂O

• Phản ứng cộng của axetilen

Axetilen tham gia phản ứng cộng với halogen, hidro halogenua (HCl, HBr,…), AgNO₃ trong môi trường amoniac…

Phản ứng cộng với halogen:

HC≡CH + Br–Br → Br–CH=CH–Br

Br–CH=CH–Br + Br–Br → Br₂CH–CHBr₂

Phản ứng cộng với hidro halogen:

HC≡CH + HBr → CH₂=CHBr

Phản ứng cộng với bạc nitrat trong môi trường NH₃

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

• Phản ứng trùng hợp

Các phân tử C₂H₂ có thể kết hợp với nhau trong phản ứng trùng hợp và tạo thành polime.

nHC≡CH (t°, xt, p) → (–HC=CH–)_n

• Phản ứng hidrat hóa

Axetilen tham gia phản ứng hidrat hóa có xúc tác axit sulfuric để tạo thành sản phẩm cuối cùng là axit axetic theo sơ đồ sau:

HC≡CH + H₂O_(H2SO4) → H–CH=CH–H → CH₃COOH

• Phản ứng cộng

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

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

Cách điều chế axetilen là gì?

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.

Quy trình điều chế axetilen C₂H₂ trong phòng thí nghiệm

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

Những ứng dụng của axetilen trong đời sống, sản xuất công nghiệp và c2h2 ra ch3cho

Một số ứng dụng của axetilen

Tuỳ thuộc vào phương thức sử dụng mà chúng ta sử dụng axetilen có độ tinh khiết khác nhau:

• Khí axetilen C₂H₂ có độ tinh khiết 98%  dùng để hàn cắt.
• Khí axetilen 2.5 có độ tinh khiết 99.5%.
• Khí axetilen 2.6, 2.8 có độ tinh khiết 99.6%, 99.8%: Chủ yếu dùng trong phòng thí nghiệm, nghiên cứu, bệnh viện, trung tâm phân tích, viện.

Làm nguyên liệu sản xuất các monome để chế tạo nhiều loại polime khác, ví dụ như sợi tổng hợp, cao su, muội than,…

Dùng làm nhiên liệu trong đèn xì oxi-axetilen (khi được tác dụng với oxy) để hàn, cắt kim loại.

Sản xuất axit axetic, rượu etylic….

Đèn xì oxi – axetilen

Axetilen có độc không và những lưu ý khi sử dụng axetilen C₂H₂ để an toàn ? c2h2 ra ch3cho?

• Nếu tiếp xúc với khí axetilen dưới 2,5% trong khoảng thời gian dưới 1 giờ thì con người sẽ an toàn.
• Nếu nồng độ axetilen vượt quá mức phép: Nạn nhân sẽ cảm thấy buồn nôn, đau tức ngực, khó thở, nhức đầu, đi loạng choạng, da tái xanh, đau phổi, hôn mê. Tiếp xúc với da sẽ gây nên tình trạng phát ban.
• Vì axetilen là chất dễ nỗ và dễ bắt cháy nên cần được bảo quản nơi khô ráo, thoáng mát, tránh nguồn phát nhiệt và các loại hóa chất khác. Ngoài ra, nơi cất giữ cần có rào che chắn cẩn thận, có bảng hiệu cẩn thận.