Phản ứng C2H4 ra CH3CHO là một quá trình hóa học quan trọng và có nhiều ứng dụng trong ngành công nghiệp, hóa học. Acetaldehyde là một hợp chất quan trọng được sử dụng trong sản xuất các hóa chất, thuốc nhuộm và các sản phẩm công nghiệp khác. C2H4 ra CH3CHO đóng góp tích cực vào sự tiến bộ và phát triển của ngành công nghiệp hóa chất.
Lý thuyết về C2H4 ra CH3CHO
Phương trình điều chế axetandehit
2C2H4 + O2 2CH3CHO
Điều kiện xảy ra phản ứng
Xúc tác Palađi PdCl2; CuCl2
Hiện tượng nhận biết phản ứng
Chất sau phản ứng có phản ứng tráng bạc.
Nội dung mở rộng về C2H4
Etilen là gì?
Etilen hay ethylene (có tên IUPAC là ethene) là một trong số các loại hidrocacbon và là một anken đơn giản nhất có thức hóa học C2H4 hay CH2=CH2
Nó là một trong các chất khí sinh học đầu tiên mà con người biết đến và cũng là loại khí Olefin đơn giản nhất.
Etilen là gì?
Những tính chất lý hoá nổi bật của etilen C2H4
Tính chất vật lý của etilen
– Chất khí không có màu, không mùi và nhẹ hơn không khí
– Tan nhiều trong ete cùng một số dung môi hữu cơ nhưng tan ít trong nước
– Để nhận biết chúng có thể sử dụng các phương pháp như:
- Nếu dẫn khí này qua dung dịch brom có màu da cam sẽ xảy ra hiện tượng dung dịch brom bị mất màu
- Hay dẫn chúng qua dung dịch kali pemanganat cũng dẫn đến hiện tượng tương tự: kali pemanganat bị mất màu.
Cấu tạo phân tử của etilen
Tính chất hóa học của etilen
– Phản ứng oxi hóa
Khi etilen cháy hoàn toàn tạo nên CO2 và H2O, phản ứng tỏa nhiều nhiệt
C2H4 + 3O2 → 2CO2 + 2H2O
– Phản ứng cộng
- Tác dụng với dung dịch Brom
C2H4 + Br2 → C2H4Br2
- Phản ứng cùng clo
C2H4 + Cl2 → C2H3Cl + HCl
- Phản ứng cộng hidro
C2H4 + H2 → C2H6
- Phản ứng cộng axit
C2H4 + HCl (Khí) → CH3CH2Cl
- Phản ứng cộng nước (với điều kiện nhiệt độ cùng sự xúc tác của axit)
C2H4 + H2O → C2H5OH
Phản ứng trùng hợp
- Tại một điều kiện thích hợp, trong phân tử etilen liên kết kém bền sẽ bị đứt dẫn tới hiện tượng các phân tử C2H4 kết hợp lại với nhau tạo thành một chất có phân tử rất lớn được gọi là polyme.
… + CH2=CH2 + CH2=CH2 + … → … – CH2 – CH2 – Ch2 – CH2 –
Điều chế etilen
- Trong công nghiệp: tách hidro từ ankan tương ứng hoặc sử dụng phản ứng cracking
- Trong phòng thí nghiệm: điều chế C2H4 bằng việc đun nóng etanol với axit sulfuric đậm đặc
CH3CH2OH → CH2=CH2 + H2O (to, H2SO4)
C2H4 được điều chế như thế nào?
Ứng dụng của etilen ra sao?
Ứng dụng của etilen trong công nghiệp, đời sống
- Etilen là một nguyên liệu quan trọng trong ngành công nghiệp tổng hợp polime cùng nhiều chất hữu cơ khác.
- Người ta còn sử dụng ethylene để tổng hợp các chất hữu cơ thiết yêu khác như: ethanol, etylen glicol,…
- Ứng dụng phổ biến trong các ngành như sản xuất dệt may, bao bì, điện tử.
- Etilen là nguyên liệu quan trọng trong sản xuất vật liệu xây dựng, chất kết dính, chất phú.
- Chúng còn được sử dụng cho ngành hóa dầu, chất dẫn xuất.
Ứng dụng của etilen trong nông nghiệp
- Giúp kích thích sự tăng trưởng của các tế bào thực vật
- Người ta sử dụng etilen trong việc kích thích nảy mầm cũng như quá trình sinh trưởng của các loại cây trồng.
- Chúng có tác dụng chính là kích thích quả mau chín, tăng năng suất cây trồng,.
Etilen là gì? Ứng dụng trong việc kích thích quả chín
Ứng dụng của etilen sinh học
- Dưới tác động của ethylene quả nhanh chín hơn. Người ta sẽ phải hạn chế sự tổng hợp chất khí này để làm chậm quá trình chín của quả bằng cách rút dần C2H4 theo độ chín của quả hay hạ thấp nhiệt độ đồng thời giảm độ thoáng.
- Hiện tượng rơi rụng các bộ phận của cây như hoa, quả, cành, lá bắt đầu từ sự gãy cuống. Điều này phụ thuộc vào sự tương quan giữa etilen cùng auxin. Ethylene kích thích còn auxin sẽ ức chế sự rơi rụng
Etilen cùng hiện tượng rơi rụng hoa, lá, cánh,…
- Ethylene cùng auxin cũng gây nên hiện tượng vận động cảm ứng cho thực vật. Auxin sẽ tác động gián tiếp thông qua cảm ứng sự tổng hợp của C2H4
- Thể hiện rõ thông qua sự phản ứng của cây mầm đậu Hà Lan vàng úa (mọc trong tối) đối với chất khí này. Với nồng độ vào khoảng 0,1 ml/l, C2H4 dẫn tới sự biến đổi hình mẫu bằng việc giảm tốc độ sinh trưởng giãn dài và tăng sự giãn bên dẫn đến hiện tượng to miền bên dưới móc câu.
- Chúng sẽ phá ngủ và bắt đầu cho sự nảy mầm của hạt ngũ cốc. Chất khí này làm tăng tốc độ nảy mầm của một số loài cây. Đôi khi nó được sử dụng để thúc đẩy sự nảy mầm cho khoai tây cùng các loại căn hành.
- Ethene là một trong những thành phần cơ bản trong khối gia tăng quá trình trổ hoa. Trong phần lớn trường hợp, nó được dùng để ức chế trổ hoa, tuy nhiên chúng có ảnh hưởng tới sự kích thích trong cây dứa, xoài cùng vải. Với những cây đơn tính, chất này có khả năng làm thay đổi giới tính của hoa đang phát triển
Bên cạnh đó, etilen còn làm gia tăng tốc độ già của lá, ảnh hưởng đến sự phát triển của cây non và hiện tượng xuất hiện rễ phụ ở cành ngâm.
Etilen C2H4 có nguy hiểm hay không?
- Nó hoàn toàn không gây độc khi con người hít vào. Tuy nhiên, trong môi trường có quá nhiều khí này có thể gây ngạt thở do thiếu oxy
- Khó phân biệt được ethylene có đang tích tụ trong phòng kín hay không do đặc tính không mùi, không màu của mình
- Nếu hít quá nhiều khí etilen sẽ gây mất nhận thức, hôn mê và thậm chí là tử vong do ngạt thở. Bị tê và các mô phơi nhiễm sẽ bị đông cứng nếu tiếp xúc với chúng ở dạng lỏng mà không mang đồ bảo hộ
- Chúng rất dễ bắt cháy nên cần thận trọng không để khí này lọt ra ngoài nơi đang có lửa hoặc sử dụng đồ gây nổ, cháy trong môi trường có ethene
- Các bình chứa phải chứa áp lực cao, tránh xảy ra trường hợp bình bị rò rỉ. Thường xuyên kiểm tra các vật chứa để đảm bảo chất khí không thể lọt ra.
Bài tập vận dụng liên quan
Câu 1. Các đồng phân anđehit của C5H10O là
- 2.
- 3.
- 4.
- 5.
Đáp án C
Câu 2: Cho các nhận định sau:
Cho các phát biểu về anđehit:
(a) Anđehit là hợp chất chỉ có tính khử.
(b) Anđehit cộng hidro tạo thành ancol bậc một.
(c) Tất cả các anđehit tác dụng với dung dịch AgNO3/NH3 đun nóng đều sinh ra Ag.
(d) Anđehit no, đơn chức có công thức tổng quát là CnH2nO.
(e) Anđehit no không tham gia phản ứng cộng.
Số phát biểu đúng là
- 2
- 4
- 5
- 3
Đáp án C
(a) sai, anđehit là hợp chất vừa có tính oxi hóa và tính khử.
(b) đúng
(c) đúng
(d) sai, vì Anđehit no, đơn chức, mạch hở có công thức tổng quát là CnH2nO
(e) sai, anđehit no vẫn có phản ứng cộng vào nhóm -CHO
Vậy có 2 phát biểu đúng
Câu 3: Anđehit axetic không tác dụng được với
- Na.
- H2.
- O2.
- dung dịch AgNO3/NH3.
Đáp án A
Câu 4: Phản ứng nào sau đây không tạo anđehit axetic?
- Cho axetilen phản ứng với nước.
- Oxi hóa không hoàn toàn etilen.
- Oxi hóa không hoàn toàn ancol etylic.
- Oxi hóa không hoàn toàn ancol metylic.
Đáp án D: Oxi hóa không hoàn toàn ancol metylic thu được HCHO (anđehit fomic)
Câu 5. Anđehit axetic thể hiện tính oxi hoá trong phản ứng nào sau đây?
- CH3CHO + 2AgNO3 + 3NH3 + H2O → CH3COONH4 + 2NH4NO3 + 2Ag
- 2CH3CHO + 5O2→ 4CO2 + 4H2O.
- CH3CHO + Br2 + H2O → CH3COOH + 2HBr.
- CH3CHO + H2→ CH3CH2OH.
Đáp án D
Tính oxi hóa thể hiện khi có số oxi hóa giảm
A, B, C sai do số oxi hóa của C tăng
D đúng
Câu 6: Ứng dụng nào dưới đây không phải của anđehit fomic
- Dùng để sản xuất nhựa phenol-fomanđehit.
- Dùng để sản xuất nhựa ure-fomanđehit.
C . Dùng để tẩy uế, ngâm mẫu động vật.
- Dùng để sản xuất axit axetic.
Đáp án D
Câu 7. Phản ứng nào sau đây dùng để điều chế anđehit axetic trong công nghiệp
- CH3-C≡N CH3CHO
- CH3CH2OH CH3CHO
- C2H5OH + CuO CH3CHO + Cu + H2O
- CH2=CH2 + O2 –CH3CHO
Đáp án D
Câu 8. Cho 1,84 gam hỗn hợp X gồm C2H2 và CH3CHO tác dụng vừa đủ với dung dịch AgNO3/NH3 thu được 11,28 gam chất rắn. Phần trăm theo khối lượng của mỗi chất trong hỗn hợp X có giá trị lần lượt là:
- 60% và 40%
- 28,26 % và 71,74%
- 25% và 75%
- 30,67% và 69,33%
Đáp án B
Gọi số mol C2H2, CH3CHO lần lượt là a, b
Theo đầu bài ta có: 26a + 44b = 1,84 (1)
Phương trình phản ứng:
C2H2 + Ag2O C2Ag2 + H2O
a a
CH3CHO + Ag2O CH3COOH+ 2Ag
b 2b
Ta có:
m chất rắn = mC2Ag2 + mAg = 11,28 => 240a + 108.2b = 11,28 (2)
Từ (1) và (2) giải hệ phương trình ta có:
a = 0,02, b = 0,03
=> mC2H2 = 0,02.26 = 0,52 gam, mCH3CHO = 0,03.44 = 1,32 gam
%C2H2 = 0,52/1,84.100% = 28,26%
%CH3CHO = 100% – 28,26% = 71,74%
Câu 9. Cho sơ đồ phản ứng: Butan → X → Y → Z → T → axeton
Vậy X, Y, Z, T trong sơ đồ phản ứng trên theo thứ tự là:
- C2H4, CH3CH2OH, CH3CHO, CH3COOH
- C2H6, CH3CH2OH, CH3CHO, CH3COOH
- C2H6, C2H4, CH3CH2OH, CH3COOH
- Cả A và C đều đúng
Đáp án D
A.
C4H10 C2H4 + C2H6
C2H4 + H2O → CH3CH2OH
CH3CH2OH + CuO → CH3CHO + Cu + H2O
CH3CHO + 1/2O2 → CH3COOH
2CH3COOH → (CH3)2CO + CO2 + H2O
C.
C4H10 C2H4 + C2H6
C2H6 C2H4 + H2
C2H4 + H2O CH3CH2OH
CH3CH2OH + O2 CH3COOH + H2O
2CH3COOH → (CH3)2CO + CO2 + H2O
…………………….
Từ việc chế tạo hóa chất đến sản xuất các sản phẩm tiêu dùng, phản ứng C2H4 ra CH3CHO đóng góp tích cực vào sự phát triển, tiến bộ của ngành công nghiệp và nâng cao hiệu suất sản xuất. Tiếp tục nghiên cứu, khai thác tiềm năng của phản ứng này sẽ giúp tối ưu hóa quy trình sản xuất và đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của thị trường công nghiệp.
Xem thêm:
