Điều chế Etilen trong phòng thí nghiệm | Phương trình, phản ứng

Etilen là một trong những dẫn xuất có tính vô cùng quan trọng, ứng dụng nhiều trong các lĩnh vực hoạt động của con người. Nghiên cứu điều chế Etilen trong phòng thí nghiệm chính là tiền đề để chúng ta hiểu rõ cấu tạo, xây dựng phương án điều chế dạng công nghiệp tiết kiệm chi phí và thời gian.

Khái niệm Etilen là gì?

Etilen hay còn gọi là Ethylene là một loại chất khí, nằm trong nhóm hidrocacbon và là một anken (alkene) có cấu tạo gần như đơn giản nhất.

Công thức hóa học của Etilen là C₂H₄, công thức cấu tạo là CH₂=CH₂.

Công thức hóa học của Etilen

Etilen là loại khí sinh học con người tìm ra gần như đầu tiên trong các loại khí Olefin. Chúng ta có thể thấy Etilen trong cuộc sống hàng ngày, ngay cả trong chính các hoạt động đang diễn ra của gia đình mình.

Tính chất vật lý của Etilen 

Etilen là một trong những loại khí có tính chất vật lý rõ rệt, ở trạng thái bình thường, nó không màu, không mùi, ít tan trong nước, nhẹ hơn không khí. Khi có môi trường nhiệt độ cao, cháy thì phát sinh ra mùi hương thơm nhẹ.

Tính chất hóa học của Etilen

Etilen (C₂H₄) có thể tác dụng với nhiều chất khác nhau để tạo ra những chất mới, thể hiện rằng nó không thuộc nhóm khí trơ trong hóa học. Trong liên kết phân tử, Etilen có một liên kết đôi kém bền ở giữa, vì thế nó dễ dàng đứt ra khi thực hiện các phản ứng.

Các tính chất hóa học của Etilen thể hiện qua các phương trình:

Tác dụng với oxi: Khi chúng ta đốt Etilen (C₂H₄) trong oxi thì phản ứng sẽ tỏa ra nhiều nhiệt, sinh ra khí cacbon dioxit và nước.

Phương trình hóa học đốt cháy Etilen (C₂H₄) xảy ra như sau:

C₂H₄ + 3O₂ → 2CO₂ + 2H₂O + Q

Etilen tác dụng dung dịch brom: Cho Etilen (C2H4) tác dụng với Brom ở dạng dung dịch sẽ làm mất liên kết đôi trong phân tử. Đây được gọi là phản ứng cộng.

Phương trình hóa học của phản ứng cộng Brom như sau:

CH₂=CH₂ + Br₂ → Br–CH₂–CH₂–Br

Phản ứng của Etilen làm mất màu dung dịch Brom

Etilen (C₂H₄) có liên kết đôi trong phân tử, vì thế nó dễ dàng tham gia các phản ứng trùng hợp, để tạo thành chuỗi PolyEtylen hay còn gọi là PE.

Phương trình hóa học của phản ứng trùng hợp Etilen (C2H4) như sau:

….+ CH₂=CH₂ + CH₂=CH₂ +….→ ….- CH₂–CH –CH₂–CH₂-….

Phương pháp điều chế etilen trong phòng thí nghiệm

Để thấy rõ được các tính chất hóa học, có thể tìm hiểu kỹ hơn về Etilen (C₂H₄) thì chúng ta có thể nghiên cứu phương pháp điều chế etilen trong phòng thí nghiệm. Cụ thể:

Chuẩn bị hóa chất và dụng cụ

Để điều chế etilen trong phòng thí nghiệm chúng ta cần chuẩn bị một số loại hóa chất và dụng cụ như: H₂SO₄ đặc, rượu etylic (C₂H₅OH), Canxi cacbua (CaC₂), Pd, đá bọt,… Ngoài ra có các vật dụng hỗ trợ như: Ống nghiệm, ống dẫn khí, đèn cồn, giá đỡ, kẹp, chậu thủy tinh,…

Cách điều chế etilen trong phòng thí nghiệm

Có hai cách sau để điều chế khí etilen trong phòng thí nghiệm:

 – Cách 1: Tiến hành điều chế etilen trong phòng thí nghiệm từ C₂H₅OH. Sử dụng phương pháp đẩy nước để thu khí Etilen do loại khí này rất ít tan trong nước.

Tiến hành đun hỗn hợp H₂SO_{4 đặc} và rượu etylic (C₂H₅OH). Khi hỗn hợp đã đạt đến 170^oC thì chúng ta sẽ thấy Etilen (C₂H₄) thoát ra ngoài. Để thấy rõ hơn chúng ta tiến hành thu Etilen (C₂H₄) bằng cách cho nó đẩy nước. Khi kết thúc phản ứng thì nhanh chóng lấy nút đậy ống nghiệm lại (chú ý không lật ngược ống lên khi thu khí), bên trong chính là Etilen (C₂H₄).

Điều chế Etilen trong phòng thí nghiệm

Phương trình điều chế etilen trong phòng thí nghiệm:

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

 – Cách 2: Đầu tiên điều chế khí axetilen (C₂H₂) từ canxi cacbua. Tiếp theo cho tác dụng với khí Hidro có xúc tác Pd hoặc Pb để thực hiện phản ứng.

Phản ứng điều chế etilen trong phòng thí nghiệm:

CaC₂ + 2H₂O → C₂H₂ + Ca(OH)₂

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

||Ôn Tập:

• Magie Sunfat là chất gì? MgSO4 có kết tủa không? Màu gì?
• Bari Clorua là gì? BaCl2 có kết tủa không? Kết Tủa Màu gì?

Một số lưu ý khi điều chế etilen trong phòng thí nghiệm

Trong quá trình điều chế Etilen trong phòng thí nghiệm khí sinh ra sẽ có lẫn một chút SO₂, CO₂ vì hóa chất sử dụng là H₂SO₄. Để loại bỏ tạp chất chúng ta dẫn hỗn hợp khí này đi qua dung dịch bông tẩm NaOH.

Khi phản ứng đang ở đoạn cao trào chúng ta cần cho đá bọt vào hỗn hợp để tránh sôi đột ngột, chất lỏng trào ra bên ngoài gây mất an toàn trong thí nghiệm.

||Xem thêm: Cách điều chế axetilen trong phòng thí nghiệm

Một vài ứng dụng của khí Etilen (C₂H₄) trong cuộc sống

Etilen (C2H4) có rất nhiều ứng dụng

Etilen (C₂H₄) có rất nhiều ứng dụng trong cuộc sống, trong rất nhiều lĩnh vực công nghiệp. Cụ thể:

• Dùng trong sản xuất bao bì
• Dùng trong ngành dệt may
• Dùng để tạo ra chất phủ, kết dính
• Nhiên liệu đốt cháy trong lĩnh vực cơ khí
• Nguyên liệu trong sản xuất các loại vật liệu xây dựng
• Nguyên liệu trong ngành sản xuất dầu khí, hóa dầu
• Gia tăng sự sinh trưởng của thực vật, kích thích hoa quả chín

Mặc dù có tính ứng dụng cao nhưng Etilen (C₂H₄) cũng khá độc. Vì thế khi sử dụng cần sử dụng ở một lượng vừa đủ, đeo đầy đủ đồ bảo hộ và tuân thủ nghiêm ngặt quy tắc sử dụng.

||Tham khảo bài viết: Saccarozo Là Gì? Công Thức Cấu Tạo Của Saccarozo & Tính chất

Hướng dẫn điều chế Etilen trong phòng thí nghiệm đã giải đáp và cung cấp đến bạn đọc quy trình chuẩn để nghiên cứu loại hợp chất này. Hóa học cực kỳ thú vị và có tính ứng dụng cao trong thực tiễn.

||Bài viết liên quan khác:

• Điều chế Etyl Axetat trong phòng thí nghiệm (CH3COOC2H5)
• Cách điều chế NH3 trong phòng thí nghiệm | Phương trình
• Điều Chế Metan Trong Phòng Thí Nghiệm | Phương trình (CH4)