Điều chế etilen trong phòng thí nghiệm | Myphamthucuc.vn

Câu hỏi: Điều chế etilen trong phòng thí nghiệm từ C2H5OH, (H2SO4 đặc, 170oC) thường lẫn các oxit như SO2, CO2. Chất dùng để làm sạch etilen là

A. dd KMnO₄ loãng dư

B. dd brom dư

C. dd NaOH dư

D. dd Na₂CO₃ dư

Lời giải:

Đáp án đúng: C – dd NaOH dư

Giải thích: 

– Ta dùng NaOH dư sẽ loại bỏ được CO₂, SO₂ mà không ảnh hưởng đến sản phẩm cần điều chế.

SO₂ + 2NaOH dư → Na₂SO₃ + H₂O

CO₂ + 2NaOH → Na₂CO₃ + H₂O

– Ta không dùng KMnO₄ và Brom vì nó phản ứng với sản phẩm chính CH₂=CH₂ và SO₂

– Na₂CO₃ thì không phản ứng với SO₂

Kiến thức mở rộng:

1. Etilen là gì?

Etilen hay còn gọi là Ethylene là một chất khí, một trong các loại hidrocacbon và là một anken (alkene) đơn giản nhất có công thức hóa học là C₂H₄ hay CH₂=CH₂.

Etilen chính là một trong những chất khí sinh học đầu tiên mà con người biết đến, là loại khí Olefin đơn giản nhất. Vì thế Etilen rất gần gũi với đời sống chúng ta, thậm chí ngay chính trong gia đình mình.

Tính chất vật lí của khí Etilen:

Là chất khí không màu, không mùi, nhẹ hơn không khí, ít tan trong nước, dễ bắt cháy và có mùi ngọt nhẹ của xạ hương.

Tính chất hóa học của khí Etilen

Tổng quát thì C₂H₄ tác dụng được với rất nhiều chất ở nhiều dạng khác nhau như: khí oxy, dung dịch brom, phản ứng trùng hợp của etilen C₂H₄, vân vân… C₂H₄ là một chất khí hoàn toàn không thể trơ về mặt hóa học. Có thể tham gia phản ứng ở nhiều dạng khác nhau.

Cụ thể tính chất hóa học Etilen như sau:

Etilen có công thức cấu tạo:  Viết gọn là : CH₂=CH₂

Trong phân tử etilen C₂H₄, có một liên kết đôi giữa hai nguyên tử cacbon, bao gồm 1 liên kết kém bền, dễ dàng đứt khi tiến hành phản ứng hóa học.

2. Điều chế etilen trong phòng thí nghiệm 

2.1. Hóa chất và dụng cụ

H₂SO₄ đặc, rượu etylic (C₂H₅OH), Canxi cacbua (CaC₂), Pd, đá bọt ….

Đèn cồn, ống nghiệm, giá đỡ, kẹp, chậu thủy tinh, ống dẫn khí,…

2.2. Phương pháp thu khí etilen

Cách 1: Sử dụng phương pháp đẩy nước, do khí etilen là chất khí ít tan trong nước.

Cách 2: Điều chế khí axetilen từ canxi cacbua, sau đó cho tác dụng với khí Hidro có xúc tác Pd hoặc Pb.

2.3. Điều kiện phản ứng

Nhiệt độ: 170 độ C;  xúc tác: H₂SO₄  đặc, Pb, Pd

2.4. Cách thực hiện thí nghiệm

• Lắp dụng cụ như hình vẽ trên
• Đun nóng hỗn hợp (H₂SO₄ đặc, rượu etylic (C₂H₅OH)) đến 170 độ C thì thấy  có khí etilen thoát ra có hiện tượng etilen đẩy nước trong ống nghiệm dùng để thu khí etilen. Chờ đến khi lượng etilen đẩy hết lượng nước ra ống nghiệm thì nhanh chóng lấy nút cao su đậy miệng ống nghiệm lại, chú ý là phải đậy miệng ống nghiệm lại mới được lật ống nghiệm lên.

2.5. Phương trình hóa học

Từ phần phương pháp thu khí trên ta có phương trình hóa học xảy ra theo các cách:

Cách 1: Sử dụng phương pháp đẩy nước, do khí etilen là chất khí ít tan trong nước.

C₂H₅OH → C₂H₄ + H₂O (Xúc tác của H₂SO₄ đặc, nhiệt độ 170 độ C)

Cách 2: Điều chế khí axetilen từ canxi cacbua, sau đó cho tác dụng với khí Hidro có xúc tác Pd hoặc Pb.

CaC₂ + 2H₂O → C₂H₂ + Ca(OH)₂

C₂H₂ + H₂ → C₂H₄  (Xúc tác Pd hoặc Pb)

* Lưu ý khi điều chế etilen

– Khí etilen sinh ra có lẫn CO₂ và SO₂. Để khí không lẫn tạp chất thì cần phải dẫn qua bông tẩm NaOH đặc để loại bỏ 2 khí này.

– Phản ứng xảy ra ở 170°C nên phải cho đá bọt vào để hỗn hợp không sôi đột ngột và quá mạnh sẽ trào chất lỏng ra ngoài, không đảm bảo an toàn khi làm thí nghiệm.

* Ứng dụng của Ethylene trong công nghiệp như:

– Dùng trong sản xuất bao bì

– Vận chuyển

– Ngành điện tử

– Ngành dệt may

– Nguyên liệu tạo ra chất phủ và chất kết dính

– Nguyên liệu trong vật liệu xây dựng

– Tham gia nhiều phản ứng tạo ra các hóa chất

– Ứng dụng vào ngành hóa dầu

– Ứng dụng dẫn xuất

* và nhiều ứng dụng khác phục vụ đời sống con người.

* Đối với các ngành nông nghiệp:

– Ethylene có khả năng làm tăng sự sinh trưởng của các tế bào thực vât

– Gây kích thích sự nảy mầm, sinh trưởng của các loại cây trồng, cây cối

– Tăng năng suất cây trồng, phục vụ các ngành nông nghiệp trồng trọt canh tác

– Đặc biệt quen thuộc nhất đối với chúng ta là làm cây trái quả nhanh chín hơn thậm chí còn chín đều, ổn định hơn so với các phương pháp khác.

– Dù đóng góp một phần không nhỏ đến đời sống con người và động – thực vật, song, chúng vẫn rất nguy hại nếu chúng ta không biết cách đối phó hay sử dụng C₂H₄ hay Etilen mà không hề có một kiến thức nào về nó.