Điều Chế Axetilen (C2H2): Phương Pháp, Ứng Dụng & Lưu Ý An Toàn
  1. Home
  2. Câu Hỏi
  3. Điều Chế Axetilen (C2H2): Phương Pháp, Ứng Dụng & Lưu Ý An Toàn
admin 7 giờ trước

Điều Chế Axetilen (C2H2): Phương Pháp, Ứng Dụng & Lưu Ý An Toàn

Bạn đang tìm hiểu về cách điều Chế Axetilen và ứng dụng của nó trong đời sống và công nghiệp? CAUHOI2025.EDU.VN sẽ cung cấp cho bạn thông tin chi tiết về các phương pháp điều chế axetilen trong phòng thí nghiệm và công nghiệp, cùng với những lưu ý quan trọng để sử dụng an toàn hóa chất này.

1. Axetilen (C2H2) Là Gì?

Axetilen, còn được gọi là ethyne theo danh pháp IUPAC, là một hợp chất hữu cơ thuộc dãy đồng đẳng ankin với công thức hóa học C2H2. Đây là một hydrocacbon không no, có liên kết ba giữa hai nguyên tử carbon.

Công thức cấu tạo của axetilen: H-C≡C-H (viết gọn: HC≡CH).

Axetilen không tồn tại ở dạng tinh khiết mà thường ở dạng dung dịch.

2. Lịch Sử Phát Hiện Axetilen

  • Năm 1836: Edmund Davy phát hiện axetilen khi thử nghiệm với cacbua kali. Một phản ứng hóa học đã tạo ra một loại khí dễ bắt lửa, chính là axetilen.
  • Năm 1859: Marcel Morren điều chế thành công axetilen bằng cách sử dụng điện cực carbon để tạo hồ quang điện trong môi trường hydro. Hồ quang điện làm các nguyên tử carbon liên kết với các nguyên tử hydro, tạo thành axetilen.
  • Năm 1860: Marcellin Berthelot tái phát hiện axetilen và đặt tên là “acétylène”.

3. Tính Chất Đặc Trưng Của Axetilen (C2H2)

3.1. Tính Chất Vật Lý

  • Axetilen là chất khí không màu, không mùi (khi tinh khiết). Axetilen thương mại có mùi khó chịu do lẫn tạp chất như H2S và PH3.
  • Dễ bắt cháy và tan ít trong nước.
  • Tỷ trọng của axetilen so với không khí là D = 26/29, nhẹ hơn không khí.

3.2. Tính Chất Hóa Học

  • Phản ứng cháy (tác dụng với oxy):

    2 C2H2 + 5 O2 (t°) → 4 CO2 + 2 H2O

  • Phản ứng cộng: Axetilen tham gia phản ứng cộng với halogen, hydro halogenua (HCl, HBr,…), AgNO3 trong môi trường amoniac…

    • Cộng halogen:

      HC≡CH + Br-Br → Br-CH=CH-Br

      Br-CH=CH-Br + Br-Br → Br2CH-CHBr2

    • Cộng hydro halogenua:

      HC≡CH + HBr → CH2=CHBr

    • Cộng với bạc nitrat trong môi trường NH3:

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

  • Phản ứng trùng hợp: Các phân tử C2H2 có thể kết hợp với nhau trong phản ứng trùng hợp tạo thành polime.

    nHC≡CH (t°, xt, p) → (-HC=CH-)n

  • Phản ứng hidrat hóa (phản ứng cộng nước): Axetilen tham gia phản ứng hidrat hóa có xúc tác axit sulfuric tạo thành sản phẩm cuối cùng là axeton theo sơ đồ sau:

    HC≡CH + H2O (H2SO4) → [CH2=CH-OH] (không bền) → CH3CHO (acetaldehyde)

  • Phản ứng cộng HX (X là halogen):

    HC≡CH + Br2 → Br-CH=CH-Br (đibrometilen)

    HC≡CH + 2 Br2 → Br2CH-CHBr2 (tetrabrometan)

4. Cách Điều Chế Axetilen

4.1. Điều Chế Axetilen Trong Phòng Thí Nghiệm

Cho một vài mẫu nhỏ canxi cacbua (CaC2) vào ống nghiệm đã đựng sẵn 1ml nước, đậy nhanh bằng nút có ống dẫn khí và đầu vuốt nhọn. Đốt khí sinh ra ở đầu ống vuốt nhọn.

Phương trình phản ứng:

CaC2 + 2H2O → C2H2 + Ca(OH)2

Hiện Vật Nào Sau Đây Tiêu Biểu Cho Nền Văn Minh Văn Lang – Âu Lạc?

Quy trình điều chế axetilen C2H2 trong phòng thí nghiệm

Phương pháp này sinh ra lượng nhiệt lớn và canxi cacbua chứa nhiều tạp chất (H2S, NH3, PH3,…) nên axetilen tạo ra không tinh khiết.

4.2. Sản Xuất Axetilen Trong Công Nghiệp

  • Nhiệt phân metan: Phương pháp chủ yếu để điều chế axetilen hiện nay là nhiệt phân metan ở nhiệt độ rất cao (1500°C). Phản ứng này thu nhiệt mạnh. Vì nhiệt độ sôi của axetilen là -75°C nên nó dễ dàng được tách ra khỏi hỗn hợp với hydro.

    2 CH4 → C2H2 + 3 H2

  • Cho cacbon tác dụng với khí hydro: Khi có hồ quang điện:

    2 C + H2 (hồ quang điện) → C2H2

  • Điều chế axetilen từ Ag2C2:

    2 HCl + Ag2C2 → 2 AgCl + C2H2

  • Cho canxi cacbua tác dụng với axit sunfuric:

    CaC2 + H2SO4 → C2H2 + CaSO4

5. Ứng Dụng Của Axetilen Trong Đời Sống Và Sản Xuất Công Nghiệp

  • Hàn cắt kim loại: Axetilen được sử dụng làm nhiên liệu trong đèn xì oxy-axetilen (khi tác dụng với oxy) để hàn, cắt kim loại.
  • Sản xuất hóa chất: Là nguyên liệu để sản xuất các monome chế tạo nhiều loại polime (sợi tổng hợp, cao su,…) và các hóa chất khác (axit axetic, rượu etylic…).
  • Chiếu sáng: Trước đây, axetilen được sử dụng trong đèn chiếu sáng, đặc biệt trong các mỏ than.

Tùy thuộc vào mục đích sử dụng, axetilen có độ tinh khiết khác nhau:

  • Khí axetilen C2H2 có độ tinh khiết 98% dùng để hàn cắt.
  • Khí axetilen 2.5 có độ tinh khiết 99.5%.
  • Khí axetilen 2.6, 2.8 có độ tinh khiết 99.6%, 99.8%: Dùng trong phòng thí nghiệm, nghiên cứu, bệnh viện, trung tâm phân tích, viện.

6. Axetilen Có Độc Không? Lưu Ý Khi Sử Dụng An Toàn

Axetilen có thể gây nguy hiểm nếu không được sử dụng đúng cách:

  • Nguy cơ ngộ độc: Tiếp xúc với axetilen nồng độ cao có thể gây buồn nôn, đau tức ngực, khó thở, nhức đầu, đi loạng choạng, da tái xanh, đau phổi, hôn mê. Tiếp xúc với da có thể gây phát ban.
  • Nguy cơ cháy nổ: Axetilen là chất dễ cháy và dễ nổ.

Lưu ý an toàn khi sử dụng axetilen:

  • Bảo quản: Bảo quản nơi khô ráo, thoáng mát, tránh xa nguồn nhiệt và các hóa chất khác. Nơi cất giữ cần có rào chắn cẩn thận và bảng hiệu cảnh báo.
  • Thông gió: Sử dụng trong khu vực thông gió tốt.
  • Kiểm tra rò rỉ: Thường xuyên kiểm tra hệ thống dẫn khí để phát hiện rò rỉ.
  • Không hút thuốc: Không hút thuốc hoặc sử dụng lửa gần nơi có axetilen.

7. Bài Tập Về Axetilen (C2H2)

Bài tập 1: Cần bao nhiêu ml dung dịch brom 0,1M để tác dụng hết với:

a) 0,224 lít etilen (đktc).

b) 0,224 lít axetilen (đktc).

Lời giải:

a) Phương trình hóa học:

CH2=CH2 + Br2 → CH2Br-CH2Br

Ta có: nBr2 = nC2H4 = 0,224/22,4 = 0,01 (mol)

=> Thể tích dung dịch Brom:

V dd Br2 = 0,01/0,1 = 0,1 (lít) = 100 ml

b) Phương trình hóa học:

HC≡CH + 2Br2 → Br2-CH-CH-Br2

Ta có: nBr2 = 2nC2H4 = 2 x (0,224/22,4) = 0,02 (mol)

=> Thể tích dung dịch Brom:

V dd Br2 = 0,02/0,1 = 0,2 (lít) = 200 ml

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

Lời giải:

Phương trình hóa học:

CH2=CH2 + Br2 → CH2Br-CH2Br

HC≡CH + 2Br2 → Br2-CH-CH-Br2

Từ phương trình hóa học, lượng axetilen có thể làm mất màu dung dịch brom nhiều gấp đôi etilen => 0,1 lít khí C2H2 có thể làm mất màu tối đa 100 ml dung dịch Br2.

Bài tập 3: Tiến hành đốt cháy hoàn toàn 11,2 lít hỗn hợp khí gồm C2H2 và C2H4 thu được 12,6 gam nước và khí CO2. Hãy tính phần trăm thể tích của mỗi loại khí trong hỗn hợp trên (đktc).

Lời giải:

Gọi số mol của C2H4 và C2H2 lần lượt là x và y mol.

nkhí = v/22,4 = 11,2/22,4 = 0,5 (mol)

=> x + y = 0,5 (1)

PTHH:

C2H4 + 3O2 → 2CO2 + H2O

x x mol

2C2H2 + 5O2 → 4CO2 + 2H2O

y y mol

nnước = m/M = 12,6/18 = 0,7 mol

Theo các PTHH có: nnước = x + y = 0,7 (2)

Từ (1) và (2) có x = 0,2 mol và y = 0,3 mol

Do các khí ở cùng điều kiện nên tỷ lệ về thể tích cũng chính là tỷ lệ về số mol

=> %V (C2H4) = nC2H4 / nhh . 100% = 0,2/ 0,5 . 100% = 40%

% V (C2H2) = 100% – 40% = 60%

8. Mua Axetilen Ở Đâu Uy Tín, Chất Lượng Tại Hà Nội, TP. Hồ Chí Minh?

Trên thị trường hiện nay, hóa chất axetilen C2H2 được bán khá phổ biến. Tuy nhiên, không phải nơi nào cũng bán axetilen đảm bảo chất lượng và giá thành hợp lý.

CAUHOI2025.EDU.VN không trực tiếp bán axetilen, nhưng chúng tôi khuyên bạn nên tìm đến các nhà cung cấp hóa chất uy tín, có đầy đủ giấy phép kinh doanh và chứng nhận chất lượng sản phẩm.

FAQ Về Axetilen

Dưới đây là một số câu hỏi thường gặp về axetilen:

  1. Axetilen có mùi gì?
    • Axetilen tinh khiết không mùi. Mùi khó chịu thường thấy là do tạp chất.
  2. Axetilen có tan trong nước không?
    • Axetilen tan ít trong nước.
  3. Axetilen được dùng để làm gì?
    • Chủ yếu dùng để hàn cắt kim loại và sản xuất hóa chất.
  4. Axetilen có nguy hiểm không?
    • Có, axetilen dễ cháy nổ và có thể gây ngộ độc nếu hít phải nồng độ cao.
  5. Điều kiện bảo quản axetilen là gì?
    • Nơi khô ráo, thoáng mát, tránh xa nguồn nhiệt và hóa chất.
  6. Phương trình điều chế axetilen trong phòng thí nghiệm là gì?
    • CaC2 + 2H2O → C2H2 + Ca(OH)2
  7. Nhiệt độ cần thiết để nhiệt phân metan thành axetilen là bao nhiêu?
    • Khoảng 1500°C.
  8. Axetilen tác dụng với dung dịch AgNO3/NH3 tạo ra kết tủa màu gì?
    • Màu vàng.
  9. Loại khí nào thường được dùng chung với axetilen trong đèn xì hàn cắt?
    • Oxy.
  10. Axetilen có phải là ankan không?
    • Không, axetilen là ankin.

CAUHOI2025.EDU.VN hy vọng bài viết này đã cung cấp cho bạn đầy đủ thông tin về điều chế axetilen, ứng dụng và những lưu ý an toàn. Nếu bạn có bất kỳ câu hỏi nào khác, đừng ngần ngại truy cập website của chúng tôi để tìm kiếm câu trả lời hoặc liên hệ trực tiếp để được tư vấn.

Địa chỉ: 30 P. Khâm Thiên, Thổ Quan, Đống Đa, Hà Nội, Việt Nam

Số điện thoại: +84 2435162967

Trang web: CAUHOI2025.EDU.VN

Hãy khám phá thêm nhiều thông tin hữu ích khác trên CauHoi2025.EDU.VN ngay hôm nay!

0 lượt xem | 0 bình luận

Avatar

Cloud