Axetilen là gì? Tính chất hóa học & điều chế Axetilen C2H2

Axetilen là gì? Tính chất, cách điều chế và ứng dụng của axetilen ra sao? Nó có nguy hiểm đối với sức khỏe con người hay không? Cần làm gì để bảo đảm an toàn khi sử dụng loại chất khí này? Đây là những câu hỏi nhiều người đang thắc mắc khi tìm hiểu về các loại khí có vai trò quan trọng trong cuộc sống của con người. Hãy cùng tìm lời giải cho các câu hỏi trên qua bài tổng hợp sau của VietChem.

Axetilen là gì?

Axetilen hay acetylene (tên hệ thống là Ethylne) là một hidrocacbon không no nằm trong dãy đồng đẳng ankin. Đây là một chất khí không màu, không mùi với công thức hóa học là C₂H₂.

Axetilen là gì?

Cấu tạo phân tử của axetilen

Axetilen có công thức hóa học là C₂H₂ với một liên kết ba giữa hai nguyên tử cacbon trong một phân tử axetilen.

 

Cấu tạo phân tử của axetilen C₂H₂

Tính chất vật lý của axetilen

• Là một chất khí không màu, không mùi, dễ bắt cháy và nhẹ hơn không khí. Nó không tồn tại ở dạng tinh khiết hoàn toàn mà thường được để trong một dung dịch do tính không ổn định ở dạng tinh khiết.
• Là chất ít tan trong nước.
• Khối lượng riêng: 1.097 kg m^-3
• Điểm nóng chảy: - 80.8 ^oC (192.4 K, -113.4 ^oF)
• Điểm sôi: - 84 ^oC (189 K, -119 ^oF)

Tính chất hóa học của axetilen

1. Phản ứng oxi hóa (cháy)

• Khi đốt axetilen trong không khí, nó sẽ cháy với ngọn lửa sáng và tỏa ra nhiều nhiệt

2C₂H₂ + 5O₂ → 4CO₂ + 2H₂O

2. Phản ứng cộng

• Phản ứng cộng brom: tương tự như etilen, axetilen cũng làm mất màu dung dịch brom. Sản phẩm mới sinh ra do có liên kết đôi trong phân tử nên có thể cộng thêm một phân tử brom nữa:

HC ≡ CH (k) + Br – Br (dd) → Br – CH ≡ CH – Br (l)

Br – CH ≡ CH – Br (l) + Br – Br (dd) → Br₂CH – CHBr₂

• Trong những điều kiện thích hợp, axetilen còn có phản ứng cộng với hidro cùng một số chất khác: 

CH ≡ CH + 2H₂ → CH₃ – CH₃ (Ni, t^o)

CH ≡ CH + H₂ → CH₂ = CH₂ (Pb/PbCO₃)

CH ≡ CH + HCl → CH₂ = CH – Cl (HgCl₂, t^o: 150  - 200 ^oC)

CH₂ = CH – Cl + HCl → CH₃ – CHCl₂

3. Phản ứng trùng hợp

• Cũng như ankin, anken có liên kết pi nên có khả năng tham gia phản ứng trùng hợp tạo ra polyme.
• Hai phân tử axetilen có thể cộng hợp lại với nhau tạo ra vinylaxetilen

2CH ≡ CH CH₂ → CH – C ≡ CH (xt, t^o)

4. Phản ứng hiđrat hóa

• Axetilen có phản ứng cộng nước

HC ≡ CH + H – OH → [CH₂ = CH – OH] → CH₃ – CH = O

♻️♻️♻️ Etilen là gì? Công thức, tính chất hóa học của Etilen C2H4

Điều chế axetilen

Có thể điều chế axetilen bằng các phương pháp sau:

• Cho canxi cacbua tác dụng với nước

CaC₂ + 2H₂O → C₂H₂ + Ca(OH)₂

• Cho cacbon tác dụng với hidro trong điều kiện có hồ quang điện

2C + H₂ → C₂H₂

• Nhiệt phân metan ở nhiệt độ cao và làm lạnh nhanh sau đó

2CH₄ → C₂H₂ + 3H₂ (1500 ^oC)

Ứng dụng của axetilen

• Ứng dụng trong hàn xì: là một thành phần trong đèn oxi – axetilen dùng trong hàn và cắt kim loại. Từ đó giúp cho quá trình xây dựng, lắp ráp cùng việc sử dụng kim loại và uốn cắt kim loại trở nên dễ dàng hơn.
• Trong công nghiệp: nó là nguyên liệu trong sản xuất poli (viny clorua) (được dùng để sản xuất nhựa PVC), cao su, axit axetic và nhiều loại hóa chất quan trọng khác.

Axetilen là gì? Ứng dụng axetilen trong hàn xì

Axetilen nguy hiểm thế nào?

- Axetilen là một chất không gây độc hại với con người nếu sử dụng ở ngưỡng cho phép. Tuy nhiên, nếu vượt quá mức cho phép có thể gây một số ảnh hưởng đến cơ thể con người như:

• Có thể xảy ra một số hiện tượng buồn nôn, đau ngực, khó thở, nhức đầu, đi loạng choạng, da tái xanh, ngạt thở, đau phổi, hôn mê khi hít phải hí axetilen C₂H₂
• Nếu tiếp xúc qua da xuất hiện triệu chứng bị phát ban

- Khi sử dụng không đúng cách hay không có kiến thức cũng có thể gây ra một số hậu quả nghiêm trọng như tính dễ cháy, gây nổ của loại khí này cần đặc biệt thận trọng trong sử dụng và bảo quản. Nồng độ axetilen trong không khí từ 2,5% trở lên có thể gây ra cháy nổ.

☢️☢️☢️ Chất độc Kali Xyanua KCN là gì? Mua xyanua ở đâu giá RẺ?

Cách bảo quản khí axetilen an toàn

• Hạn chế các hư hại vật lý
• Bảo quản ở khu riêng, cách xa các chất khác, tránh các nguồn nhiệt, nguồn bắt cháy,…
• Bảo quản nơi khô ráo, thoáng mát và thông thoáng
• Có rào chắn che đậy và bảng hiệu cảnh báo.

Giải bài tập về axetilen

Bài tập 1: Cần sử dụng bao nhiêu ml dung dịch brom 0,1M để có thể tác dụng vừa đủ với 0,224 lít axetilen tại điều kiện tiêu chuẩn.

Lời giải:

Từ đề ra, ta có: n_C2H2 = V/22,4 = 0,244/22,4 = 0,01 (mol)

PTPƯ:

C₂H₂ + 2Br₂ → C₂H₂Br₄

1 mol   2 mol   1 mol

0,01     mol   ?mol

Theo PTPƯ ta được: n_Br2 = 2.n_C2H2 = 2.0,01 = 0,02 (mol)

V_Br2 = n/C_M = 0,02/0,1 = 0,2 (lít)

Bài tập 2: Biết rằng với 0,1 lít khí etilen (đktc) sẽ làm mất màu 50ml dung dịch brom. Vậy nếu dùng 0,1 lít khí axetilen (đktc) thì có thể làm mất màu bao nhiêu ml dung dịch brom trên?

Lời giải:

PTPƯ:

C₂H₄ + Br₂ → C₂H₄Br₂ (1)

C₂H₂ + 2Br2 → C₂H₂Br₄ (2)

Từ PTPƯ (1) và (2) ta thấy được

Tỷ lệ n_C2H4 : n_Br2 = 1:1

n_C2H2 : n_Br2 = 1:2

Vậy số mol của brom phản ứng với C₂H₂ sẽ gấp 2 lần C₂H₄ nên thể tích tối đa của dung dịch brom mà C₂H₂ có thể làm mất màu sẽ gấp 2 lần so với thể thích dịch brom đã bị mất màu bởi C₂H₄:

Thể tích brom tối đa bị mất màu bởi C₂H₂ là: 50 x 2 = 100ml

Bài tập 3: Đốt cháy 28ml hỗn hợp khí metan cùng axetilen cần phải sử dụng 67,2 ml khí oxi. Hãy:

a) Tính phần trăm thể tích của mỗi loại khí trong hỗn hợp

b) Tính thể tích của khí CO₂ sinh ra

(Thể tích các khí đều được đo ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất)

Lời giải:

a) Gọi thể tích của CH₄ và C₂H₂ lần lượt là a và b (ml)

Từ bài ra, ta có: a + b = 28 (ml) (*)

PTPƯ:

CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O (1)

1ml    2ml      1ml     2ml

aml    2aml     aml

2C₂H₂ + 5O₂  → 4CO₂ + 2H₂O (2)

2ml        5m            4ml  2ml

bml      2,5bml        2bml

Theo PTPƯ (1) ta được: V_O2 = 2.V_CH4 = 2a

Từ PTPƯ (2): V_O2 = 2,5.V_C2H2 = 2,5b

Như vậy, tổng thể tích oxi cần dùng là V_O2 = 2a + 2,5b

Mà theo bài ra, ta có được: V_O2 = 67,2 (ml)

2a + 2,5b = 67,2 (ml) (**)

Giải hệ phương trình (*) và (**) ta được a = 5,6 (ml) và b = 22,4 (ml)

%V_CH4 = (5,6/28).100% = 20%

%V_C2H2 = (22,4/28).100% = 80%

b) Từ PTPƯ (1), ta có: V_CO2 = a

PTPƯ (2) thì V_CO2 = 2b

Vậy thể tích của khí CO₂ là: V_CO2 = a +2b = 5,6 + (2.22,4) = 50,4 (ml)

Trên đây là những thông tin cơ bản về axetilen là gì và một số bài tập củng cố, mong rằng đã giúp ích cho bạn khi tìm hiểu về loại khí này. Nếu còn thắc mắc về bất kỳ vấn đề gì hay có bài tập cần giải đáp, bạn đọc hãy để lại bình luận ngay phía dưới bài viết, VietChem sẽ hỗ trợ quý bạn đọc một cách nhanh nhất. Thường xuyên truy cập hoachat.com.vn để đón xem nhiều bài viết hấp dẫn khác.

??? Potassium là gì? Potassium có trong thực phẩm nào, tác dụng ra sao?