1. Phương trình phản ứng Axetilen ra vinyl clorua:
C2H2 +HCl C2H3Cl
– Điều kiện phản ứng: Nhiệt độ cao 150 – 200°C và xúc tác HgCl2.
– Cách thực hiện phản ứng C2H2 tác dụng HCl:
Dẫn 2 khí C2H2 và HCl vào bình có xúc tác HgCl2 ở nhiệt độ cao (150 – 200°C).
Phương trình không có hiện tượng nhận biết đặc biệt.
Trong trường hợp này, bạn chỉ thường phải quan sát chất sản phẩm C2H3Cl (Vinyl clorua) (trạng thái: khí), được sinh ra
Hoặc bạn phải quan sát chất tham gia C2H2 (Axetilen) (trạng thái: khí) (màu sắc: không màu), HCl (axit clohidric) (trạng thái: khí) (màu sắc: không màu), biến mất.
2. Tính chất hóa học của Axetilen:
2.1. Phản ứng cộng:
Phản ứng cộng halogen (phản ứng halogen hóa)
– Cộng brom
CH ≡ CH + Br – Br → Br-CH = CH – Br
Sản phẩm sinh ra có liên kết đôi trong phân tử nên có thể cộng tiếp với môt phân tử brom nữa:
Br-CH = CH – Br + Br – Br → Br2CH-CH-Br2
– Cộng clo
C2H2 + Cl2 → C2H2Cl2
– Phản ứng cộng hiđro (phản ứng hiđro hóa)
C2H2 + H2 → C2H6
Điều kiện phản ứng xảy ra C2H2 và H2: Nhiệt độ, xúc tác Niken
Lưu ý: Ngoài ra khi cho C2H2 tác dụng với H2 ở điều kiện nhiệt độ chất xúc tác khác nhau cho sản phẩm khác nhau
C2H2 + H2 → C2H4
– Phản ứng cộng axit
C2H2 + HCl → C2H3Cl (Nhiệt độ và xúc tác HgCl2)
– Phản ứng cộng nước (phản ứng hiđrat hóa)
C2H2 + H2O → CH3CHO (Nhiệt độ: 80 độ C Xúc tác: Hg2+ Dung môi: H2SO4)
2.2. Phản ứng đime hóa và trime hóa:
Hai phân tử axetilen có thể cộng hợp với nhau tạo thành vinylaxetilen
Đime hóa:
2CH≡CH → CH2=CH−C≡CH (Nhiệt độ xúc tác)
(Vinyl axetilen)
Trime hóa:
3CH≡CH → C6H6
2.3. Phản ứng oxi hóa:
Phản ứng oxi hóa
Axetilen là hiđrocacbon, vì vậy khi đốt, axetilen sẽ cháy tạo ra cacbon Đioxit và nước, tương tự metan và etilen.
Axetilen cháy trong không khí với ngọn lửa sáng, tỏa nhiều nhiệt.
C2H2 + 5/2O2 → 2CO2 + H2O
3. Ứng dụng của Vinyl Clorua (C2H3Cl)
– Bằng phản ứng trùng hợp, C2H3Cl tạo ra nhựa PVC (poli vinyl clorua) được sử dụng trong kĩ thuật điện tử, lĩnh vực xây dựng, sản xuất ô tô xe máy và sức khỏe con người:
+ Màng PVC được dùng sản xuất ra rất nhiều loại sản phẩm chẳng hạn như áo mưa, mái hiên, màng phủ ruộng muối, nhãn chai nước khoáng, đóng gói sản phẩm, … Nhựa PVC có thể thay thế các vật liệu khác để làm tủ bếp, thay thế cho tủ gỗ thông thường. Ngoài ra, PVC cũng được sử dụng nhiều để làm đồ thể thao rất phổ biến như sàn chống trượt, dây nhảy, balo thể thao hay các thảm thể thao cao cấp có lớp nhựa dẻo PVC.
+ PVC có tính linh hoạt và khá cứng, chắc chắn nên được dùng nhiều trong xây dựng như ống dẫn nước, nhựa chống thấm, bọc các kim loại dễ ăn mòn, chế tạo dây điện, dây cáp…Ống PVC được sử dụng rất đa dạng trong cuộc sống từ ống dẫn nước từ nhà máy nước đến các trạm phân phối nước, ống cấp từ nhà máy cấp nước đến hộ gia đình, ống nước thải trong các tòa nhà…
+ Trong y tế, nhựa PVC được sử dụng làm các dụng cụ như túi đựng máu, ống hô hấp, túi xách tĩnh mạch, ống thông, thiết bị lọc máu…
Mặc dù có nhiều ứng dụng trong đời sống, tuy nhiên, dưới tác động của nhiệt độ, nhựa PVC có thể hòa tan và thẩm thấu vào thức ăn. Vậy nên khi sử dụng đồ nhựa PVC thì hết sức cẩn trọng và lưu ý những điều sau:
– Hạn chế tối đa mua đồ chơi cho trẻ có chất liệu là nhựa PVC, đặc biệt, tuyệt đối không cho trẻ ngậm các loại đồ chơi nhựa, nhất là PVC để bảo vệ tốt nhất sức khỏe cho trẻ.
– Không dùng màng PVC bọc thực phẩm rồi cho vào lò vi sóng để hâm nóng thức ăn, hạn chế dùng màng bọc thực phẩm nhựa PVC, nhất là khi đồ ăn và đồ uống còn nóng cũng như không đựng đồ ăn, đồ uống còn nóng vào sản phẩm nhựa PVC.
4. Ứng dụng của Axetilen (C2H2):
Ứng dụng của C2H2 rất nhiều. Một số cái tiêu biểu nhất như:
– Axetilen được dùng làm nguyên liệu sản xuất các monome, rồi từ đó chế tạo nên các polime khác, sợi tổng hợp, cao su, muội than,…
– Ứng dụng trong việc hàn xì. Axetilen là thành phần trong đèn oxi-axetilen thường được sử dụng để hàn và cắt kim loại. Chúng ta có thể thấy hoạt động này thường xuyên nhưng không phải ai cũng biết là trong đèn đỏ có chứa chất khí này. Hoạt động này sẽ giúp cho việc xây dựng, lắp ráp và uốn cắt kim loại dễ dàng hơn rất nhiều.
– Axetilen dùng để sản xuất axit axetic, rượu etylic…
– Axetilen được sử dụng phổ biến nhất là để sản xuất ra hợp chất poly hay còn gọi là sản xuất nhựa PVC cực kỳ phổ biến hiện nay.
C2H2 không độc hại đối với con người nếu trong ngưỡng cho phép. 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 có những triệu chứng như 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 sẽ xuất hiện tình trạng bị phát ban.
Đặc biệt, nếu điều chế C2H2 không đúng cách, không có kiến thức về chúng thì sẽ gây ra hậu quả khôn lường bởi khí này dễ gây nổ, bắt cháy. Khi phát cháy có thể gây suy nhược hệ thần kinh trung ương, khó thở.
5. Bài tập vận dụng liên quan và hướng dẫn giải:
Ví dụ 1: Axetilen phản ứng với HCl ở điều kiện nào?
A. Nhiệt độ phòng
B. -20°C
C. Nhiệt độ cao
D. Nhiệt độ cao và xúc tác HgCl2
Hướng dẫn
Axetilen phản ứng với HCl ở nhiệt độ cao kèm xúc tác HgCl2.
Đáp án D.
Ví dụ 2: Axetilen phản ứng với HCl theo mấy giai đoạn?
A. 1 giai đoạn
B. 2 giai đoạn
C. 3 giai đoạn
D. 4 giai đoạn
Hướng dẫn: Axetilen phản ứng với HCl theo 2 giai đoạn:
C2H2 + HCl → C2H3Cl
C2H3Cl + HCl → C2H4Cl2
Đáp án B.
Ví dụ 3: Thực hiện phản ứng cộng HCl vào axetilen theo tỉ lệ 1:1 về số mol thu được sản phẩm là?
A. 1,1 – đicloetan
B. 1,2 – đicloetan
C. Vinyl clorua
D. 2,2 – đicloetan
Hướng dẫn:
C2H2 + HCl → C2H3Cl
C2H3Cl: Vinyl clorua
Đáp án C.
Ví dụ 4: Phương pháp hiện đại để điều chế axetilen hiện nay là
A. nhiệt phân etilen ở nhiệt độ cao.
B. nhiệt phân benzen ở nhiệt độ cao.
C. nhiệt phân canxi cacbua ở nhiệt độ cao.
D. nhiệt phân metan ở nhiệt độ cao.
Ví dụ 6: Khí X có tỉ khối đối với oxi là 0,8125. Khí X là
A. C2H2.
B. C2H4.
C. C2H6.
D. CH4.