[CHUẨN NHẤT] Điều chế C2H2 trong phòng thí nghiệm | Myphamthucuc.vn

Câu hỏi: Điều chế C₂H₂ trong phòng thí nghiệm

Lời giải:

    – Trong phòng thí nghiệm và công nghiệp axetilen (C₂H₂) được điều chế bằng cách cho canxi cacbua (thành phần chính của đất đèn) phản ứng với nước.

CaC₂ + 2H₂O → C₂H₂ + Ca(OH)₂

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

Cùng Top lời giải đi tìm hiểu chi tiết về Axetilen – C₂H₂ và các cách điều chế nhé.

I.Tính chất vật lí của Axetilen

    – Axetilen là một chất khí không màu, không mùi, ít tan trong nước Axetilen nhẹ hơn không khí (d_C2H2/kk = 26/29). Khối lượng riêng của C₂H₂ bằng 1,097 kg/m³, nóng chảy ở – 80,8 °C, sôi ở – 84°C.

    – Axetilen có công thức cấu tạo: (H-C = C-H), viết gọn (HC = CH)

    – Từ công thức cấu tạo của axetilen ta thấy: giữa hai nguyên tử cacbon có ba liên kết, còn gọi là liên kết ba. Trong lên kết ba có hai liên kết kém bền, dễ đứt lần lượt trong các phản ứng hóa học.

II. Tính chất hóa học của axetilen

    – Etilen có những phản ứng hóa học đặc trưng như phản ứng cháy, phản ứng cộng, phản ứng trùng hợp và phản ứng hidrat hóa.

1. Phản ứng cháy của axetilen

    – Axetilen cháy trong oxi tạo ra CO₂ và hơi nước, tương tự các hidrocacbon khác như metan, etilen.

2C₂H₂ + 5O₂ (t°) → 4CO₂ + 2H₂O

2. Phản ứng cộng của axetilen

    – Axetilen tham gia phản ứng cộng với halogen, hidro halogenua (HCl, HBr,…), AgNO₃ trong môi trường NH₃…

    – 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 AgNO₃ trong môi trường NH₃:

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

3. Phản ứng trùng hợp của axetilen

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

_nHC≡CH (t°, xt, p) → (–HC=CH–)_n

4. Phản ứng hidrat hóa của axetilen

    – Axetilen có phản ứng hidrat hóa để tạo thành sản phẩm cuối cùng là axit axetic theo sơ đồ sau:

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

III.Các phương pháp điều chế axetilen phổ biến

Điều chế axetilen trong phòng thí nghiệm

Cách tiến hành

    – Cho vài mẩu nhỏ canxi cacbua vào ống nghiệm đã đựng 1ml nước và đậy nhanh bằng nút có ống dẫn khí đầu vuốt nhọn.

    – Đốt khí sinh ra ở đầu ống vuốt nhọn.

Phương trình phản ứng

CaC₂ + 2H₂O    →     C₂H₂ + Ca(OH)₂

    – Tuy nhiên, phương pháp điều chế này sinh ra nhiều nhiệt, hàm lượng Canxi Cacbua cũng chứa nhiều tạp chất nên phương pháp này mang lại Axetilen không tinh khiết lắm.

Điều chế axetilen trong công nghiệp

    – Trong công nghiệp người ta điều chế axetilen bằng cách cho canxi cacbua tác dụng với nước

CaC₂ + 2H₂O    →     C₂H₂ + Ca(OH)₂

    – Điều chế axetilen từ (Ag₂C₂)

2HCl + Ag₂C₂    →    2AgCl + C₂H₂

    – Điều chế axetilen từ etilen

    – Sử dụng dẫn xuất halogen của C₂H₄ để điều chế C₂H₂: 

CH₂=CH₂ + Cl₂    →    Cl-CH₂-CH₂-Cl

Cl-CH₂-CH₂-Cl + 2NaOH → CH = CH + 2NaCl + H₂O

    – Điều chế axetilen từ metan

    – Một phương pháp hiện đại hơn được sử dụng phổ biến ngày nay đó là chúng ta nhiệt phân Metan ở nhiệt độ cao, rồi sau đó làm lạnh nhanh.

2CH₄    →    C₂H₂ + 3H₂

    – Điều chế axetilen từ cacbon và hiđro

C + H₂   →    C₂H₂

IV.Ứng dụng của axetilen 

    – Axetilen được dùng để sản xuất nhựa PVC, cao su

    – Axetilen dùng làm nhiên liệu trong đèn xì oxi-axetilen để hàn hay cắt kim loại.

    – Axetilen cũng được sử dụng để sản xuất axit axetic, rượu etylic…