Khí Axetylen (C2H2)
Chi tiết sản phẩm bình khí C2H2
Quy cách vận chuyển bình khí C2H2
1. Khí C2H2 là gì?
Axetilen hay còn gọi là C2H2 hay Acetylene là hợp chất hóa học với công thức C₂H₂. Đây là một hiđrocacbon không no; đồng thời cũng là ankin đơn giản nhất. Chất khí không màu này được sử dụng rộng rãi làm nhiên liệu và tổng hợp các hợp chất khác. Nó không ổn định ở dạng tinh khiết và do đó thường được để trong một dung dịch. Trong dãy đồng đẳng ankin, công thức chung của dãy đồng đẳng chứa axetilen là CnH2n-2 (n ≥ 2).Đây là loại chất có mức phổ biến khá rộng rãi làm nhiên liệu và còn dùng để tổng hợp các hợp chất khác.Công thức axetilen C2H2 không tồn tại ở dạng tinh khiết hoàn toàn mà được đựng trong một dung dịch.Axetilen có tham gia phản ứng tráng gương không? Câu trả lời là không.
1.1. Đặc điểm cấu tạo của axetilen
1.2. Nhận biết metan etilen axetilen
Công thức cấu tạo của metan, etilen, axetilen lần lượt là CH4, C2H2, C2H4.Phân biệt metan etilen axetilen bằng 3 bước sau: - AgNO3/NH3- Khi tác dụng với AgNO3, thu được kết tủa vàng- C2H2 + AgNO3 + NH3 → NH4NO3 + C2Ag2Để phân biệt axetilen và etilen ta dùng hoặc để tinh chế khí metan có lẫn etilen và C2H2, hoặc ta dùng: khí Clo, Brom, AgNO3
2. Lịch Sử Khám Phá Axetilen
Axetilen đã được khám phá vào năm 1836 bởi nhà hóa học người Anh Edmund Davy. Ông đã tìm thấy một chất khí mới mà ông ban đầu gọi là “subcarbureted hydrogen”. Tuy nhiên, không lâu sau, nó đã được nhận diện là hydrocacbon mà chúng ta hiện biết là axetilen.Cách sản xuất ...
3. Đặc điểm cấu trúc hóa học và tính chất Axetilen C2H2
3.1. Tính chất vật lý
Axetilen có tính chất vật lý nổi bật như sau:
3.2. Tính chất hóa học của axetilen
Phản ứng đặc trưng của axetilen là gì? Phản ứng đặc trưng của C2H2 là phản ứng cháy và phản ứng cộngVới những đặc điểm liên kết trên, C2H2 có những tính chất hóa học đặc trưng như sau:
3.2.1. Phản ứng cháy khi tác dụng với Oxi (O2):
Nhận xét phản ứng cháy của C2H2: Khi đốt cháy C2H2 ta thu được số mol của CO2 lớn hơn số mol của H2O.
3.2.2. Làm mất màu dung dịch Brom (Br2)
Trong liên kết ba của phân tử axetilen (C2H2 là gì) có 2 liên kết kém bền hơn. Vì vậy, chúng tôi hy vọng axetylen sẽ làm mất màu dung dịch brom giống như etilen. Cùng làm thí nghiệm sau:Cho axetilen đi qua dung dịch brom (Br2) ban đầu có màu da cam. Quan sát hiện tượng trên ta thấy nước brom mất màu. Từ thí nghiệm này có thể kết luận axetilen có phản ứng với dung dịch brom ban đầuPhương trình hóa học axetilen + br2: HC ≡ CH + Br2 —> Br-CH=CH - Br (đibrometilen) HC ≡ CH + 2Br2 —> Br2CH-CHBr2 (tetrabrometan)
3.2.3. Phản ứng cộng Axetilen tác dụng với H2
Trong điều kiện thích hợp, axetilen còn tham gia phản ứng cộng với nhiều chất khác như H2, Cl2…Cách thu khí etilenPhương 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 H2SO4đặc, nhiệt độ 170o 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)2C2H2 + H2 → C2H4 (Xúc tác Pd hoặc Pb)Cách 3: Phản ứng cộng hiđro (phản ứng hiđro hóa):C2H2 + H2→ C2H6Điều kiện phản ứng xảy ra C2H2 và H2: Nhiệt độ, xúc tác Niken
3.2.4.Axetilen tác dụng với AgNO3
Phản ứng Axetilen AgNO3 hoặc CH≡CH + AgNO3 + NH3 hay CH≡CH ra Ag-C≡C-Ag thuộc loại phản ứng thế bằng ion kim loại.Phương trình phản ứng: CH≡CH + 2AgNO3 + 2NH3 → Ag-C≡C-Ag↓ + 2NH4NO3Sục khí Axetilen vào dung dịch AgNO3 trong NH3 thu được kết tủa có màu vàng nhạt.
3.2.5. Phản ứng của axetilen với nước
Phản ứng axetilen h2o C2H2 + H2O hay C2H2 ra CH3CHO thuộc phản ứng cộng. Cho C2H2 tác dụng với h2O, (C2H2 tác dụng với nước) ta có phương trìnhPTHH Axetilen + nước: C2H2 + H2O → CH3CHO
4. Phương pháp điều chế Axetilen C2H2
4.1. Điều chế Axetilen bằng phản ứng giữa canxi cacbua và nước
Axetilen được sản xuất thông qua nhiều phương pháp, nhưng phương pháp phổ biến nhất là phản ứng giữa canxi cacbua và nước:Canxi cacbua được cho vào nước, tạo ra axetilen và hydroxit canxi. Quá trình này được thực hiện trong các bình chứa kín đáo, kiểm soát áp suất và nhiệt độ.Làm Sạch AxetilenAxetilen sau khi sản xuất chứa các tạp chất như hydrogen sulfide và phosphine cần được loại bỏ. Quá trình làm sạch thường bao gồm việc sử dụng các dung môi và bộ lọc để đảm bảo rằng axetilen tinh khiết.Bảo Quản và Vận ChuyểnAxetilen được bảo quản trong các bình chứa dưới áp suất cao và trong dung dịch acetone. Việc này giúp giảm nguy cơ cháy nổ và giữ cho axetilen ổn định trong quá trình vận chuyển và lưu trữ.
4.2. Điều chế c2h2 trong phòng thí nghiệm
Có 3 cách thực hiện chính: Cách 1: Sử dụng canxi cacbua (CaC2) phản ứng với nước theo phương trình phản ứng sau:Cách 2: Cho cacbon tác dụng với hidro khi có hồ quang điện sẽ tạo ra C2H2 theo phương trình phản ứng: 2C + H2 → C2H2 (hồ quang điện)Cách 3: Nhiệt phân metan (CH4): Ở nhiệt độ cao, sau đó làm lạnh nhanh điều chế axetilen từ metan 2CH4 → C2H2 + 3H2 (Điều kiện: 1500 °C)Phản ứng để từ CH4 ra C2H2 có điều kiện phản ứng là nhiệt độ ở mức 1500 độ C và sản phẩm thu được làm lạnh nhanh ngay sau đó. Khí Acetylen sẽ không bị ngưng tụ khi có nhiệt độ thấp mà thay vào đó nước bị ngưng tụ nên khí thu được có độ tinh khiết sẽ cao hơn
4.3. Điều chế C2H2 trong công nghiệp
Trong công nghiệp, chúng ta có thể dùng cách nhiệt phân metan ở nhiệt độ 15000 °C (phản ứng thu nhiệt cực mạnh). Vì nhiệt độ sôi của C2H2 là -75 °C nên hóa chất này có thể dễ dàng được tách ra khỏi hỗn hợp với hidro.
5. Ứng dụng của Axetilen
Lưu ý: Dùng trong đèn xì để hàn cắt kim loại là ứng dụng quan trọng nhất của C2H2. Người ta dùng đèn xì oxi axetilen để hàn cắt kim loại vì phản ứng cháy của C2H2 trong oxi sẽ tạo thành khí cacbonic và hơi nước. Nhiệt độ ngọn lửa có thể lên đến 3000°C so với khi cháy trong không khí .
5.1. Axetilen làm chín trái cây
Một công dụng cực kỳ hữu ích của C2H2 là ủ trái cây chín đều sau khi thu hoạch. Hoặc nó giúp làm chậm quá trình quả chín để bảo quản lâu hơn. Quá trình chín của trái cây diễn ra nhanh hơn dưới tác động của khí Axetilen làm chín trái cây. Do đó người ta sử dụng nó để kích thích đẩy chín các quả hô hấp đột biến. Hoặc là những loại quả đã chín sau khi thu hoạch như cà chua, đu đu, hồng, chuối, xoài,…
5.2. Khí acetylen làm đèn chiếu sáng di động:
Canxi cacbua được sử dụng để tạo ra axetylen dùng trong các đèn xách tay (đèn cacbua). Trong thế kỷ XIX, XX, những chiếc đèn này rất hữu ích cho những người thợ mỏ và thợ lặn. Cho tới khi ánh sáng đèn sợi đốt và đèn LED ra đời và dần thay thế chúng.Hiện nay, ứng ...
5.3. Ứng dụng của khí acetylen trong hàn và cắt kim loại:
Acetylen còn được dùng trong hàn và cắt kim loại. Đến ngày nay vẫn được nhiều thợ cơ khí sử dụng dù có nhiều phương tiện hiện đại thay thế do ưu thế không phải phụ thuộc nguồn điện.Sức nóng của nguồn lửa từ acetylen là ngọn lửa hóa học có sức nóng khá lớn. Vì vậy, ứng dụng của khí acetylen trong hàn và cắt kim loại do ngọn lửa sinh ra nguồn nhiệt cao. Ưu việt của việc sử dụng thiết bị hàn oxy-acetylen:Theo ước tính, khoảng 20% sản lượng acetylen trên thế giới sản xuất ra được sử dụng trong hàn và cắt kim loại.
5.4. Khí acetylen làm nguyên liệu chế tạo các chất hóa học:
Là một trong những thành phần để chế tạo nên các hóa chất. Nó được ứng dụng nhiều trong sản xuất công nghiệp và đời sống. Acetylen đóng vai trò quan trọng trong sản xuất vinyl clorua, vinyk axetat hoặc các monome khác. Đây là các thành phần để từ đó tổng hợp thành polime, sợi tổng hợp, cao su tổng hợp, muội than là nguyên liệu của mực trong công nghệ in ấn…Ứng dụng tiếp theo của khí acetylen là dùng để sản xuất ra hợp chất poly hay còn gọi là sản xuất nhựa PVC. Đây là nguyên liệu để chế tạo ra các loại dụng cụ từ nhựa phục vụ sản xuất công nghiệp và đời sống sinh hoạt của con người.
5.5. Sản Xuất Nhựa
Axetilen được sử dụng trong quá trình sản xuất nhựa vinyl, một thành phần quan trọng trong ngành công nghiệp nhựa.
5.6. Trong Y Học
Trong một số trường hợp, axetilen được sử dụng như một anesthetic, mặc dù việc này đã trở nên ít phổ biến so với trước.
5.7. Khí acetylen còn được sử dụng trong tổng hợp vitamin:
Cùng với các chất axeton, amoniac NH3, hydro… và các chất có nguồn gốc sinh học, hóa học khác, thông qua quá trình tổng hợp tạo thành vitamin.
5.8. Sản Xuất Sợi
Nó cũng được sử dụng trong việc sản xuất một số loại sợi tổng hợp.
6. An Toàn và Tác Động Môi Trường
6.1. An Toàn khi Sử Dụng
Axetilen là một chất khí dễ cháy, nên việc sử dụng và bảo quản nó đòi hỏi sự cẩn thận. Phải tuân thủ các hướng dẫn và tiêu chuẩn an toàn để tránh nguy cơ cháy nổ.
6.2. Tác Động Đối với Sức Khỏe
Nếu không được xử lý đúng cách, axetilen có thể gây kích ứng cho đường hô hấp và mắt. Việc làm việc với axetilen cần sự bảo vệ và kiểm soát chặt chẽ.
6.3. Tác Động Đối với Môi Trường
Trong quá trình sản xuất và sử dụng, axetilen có thể gây tác động đối với môi trường. Việc kiểm soát và xử lý chất thải liên quan đến axetilen là một yếu tố quan trọng trong quản lý môi trường.
Bạn đã thích câu chuyện này ?
Hãy chia sẻ bằng cách nhấn vào nút bên trên
Truy cập trang web của chúng tôi và xem tất cả các bài viết khác!