C2H2 là một loại chất khí được ứng dụng phổ biến trong nhiều lĩnh vực khác nhau, đặc biệt là trong hàn xì và sản xuất hoá chất. Vậy bạn đã biết gì về C2H2? Cùng tìm hiểu khái niệm, tính chất và những ứng dụng của C2H2 trong bài viết dưới đây để có cái nhìn tổng quan nhé.
TÓM TẮT
- 1 Axetilen C2H2 là gì?
- 2 Đặc điểm cấu tạo của Axetilen C2H2
- 3 Tính chất đặc trưng của axetilen C2H2 là gì?
- 4 Nhận biết axetilen C2H2 bằng cách nào?
- 5 Điều chế axetilen C2H2 như thế nào?
- 6 Ứng dụng của axetilen C2H2 trong thực tế ra sao?
- 7 Axetilen C2H2 có nguy hiểm không?
- 8 Cần lưu ý gì khi sử dụng axetilen C2H2?
- 9 Phân biệt axetilen, metan và etilen
Axetilen C2H2 là gì?
C2H2 là công thức hóa học của axetilen, một hợp chất hóa học nằm trong dãy đồng đẳng Ankadien. Nó là một hidrocacbon và là ankin đơn giản nhất. Trong thực tế, axetilen không tồn tại ở dạng tinh khiết mà tồn tại ở dạng dung dịch.
Công thức cấu tạo của axetilen: H – C ≡ C – H (viết gọn HC ≡ CH).
Đặc điểm cấu tạo của Axetilen C2H2
Từ công thức cấu tạo cho thấy, trong phân tử axetilen tồn tại liên kết giữa hai nguyên tử cacbon, được gọi là liên kết ba.
Tuy nhiên, liên kết ba này rất yếu và dễ bị đứt trong các phản ứng hóa học hữu cơ. Đây được coi là yếu tố quyết định tính chất hóa học đặc trưng của axetilen.
Tính chất đặc trưng của axetilen C2H2 là gì?
Tính chất vật lý
- Ở điều kiện thường, axetilen là khí không màu.
- Nhiệt độ sôi: -84,7°C. Do đó, ở nhiệt độ phòng, axetilen là chất khí.
- Áp suất hơi ở 20°C: 44 atm.
- Ở nồng độ thấp, axetilen không có mùi. Nhưng khi tăng nồng độ lên, C2H2 sẽ có mùi giống như tỏi hoặc hành tây.
- Axetilen ít tan trong nước; tan trong cồn, ete và các dung môi hữu cơ khác. Độ hòa tan trong nước ở 20°C là 1,2 g/100 ml nước.
- Axetilen là chất dễ cháy, dễ nổ khi pha với không khí hoặc oxi.
- Nhiệt độ tự cháy trong không khí là 305°C. Khi đốt, ngọn lửa axetilen rất nóng, có thể đạt tới nhiệt độ 3100°C.
Tính chất hóa học
Tác dụng với oxi: Phương trình phản ứng xuất hiện ngọn lửa sáng, có khói dày đặc, nhiệt độ ngọn lửa rất cao trong quá trình cháy.
2C2H2 + 5O2 → 4CO2 + 2H2O
Tác dụng với brom (phản ứng cộng): Khiến dung dịch brom mất màu.
C2H2 + Br2 → C2H2Br2
Ngoài ra, nó còn tham gia phản ứng cộng với một số chất như H2, Hx,..
Tác dụng với axit:
C2H2 + HCl → C2H3Cl
C2H2 + HBr → C2H3Br
C2H2 + HBr → C2H3F
C2H2 + 2HI → C2H4I2
Phản ứng axit – bazơ:
C2H2 + 2Na → C2Na2 + H2
C2H2 + naNH2 → C2HNa + NH3
C2H2 + CuCl2 + 2NH4OH → 2NH4Cl + Cu2C2 + 2H2O
Phản ứng thế kim loại:
C2H2 + 2AgNO3 + 2NH3 → 2NH4NO3 + C2Ag2
Phản ứng hóa học khác
CH3COOH + C2H2 → CH3COOCHCH2
C2H2 + H2O → CH3COH
Nhận biết axetilen C2H2 bằng cách nào?
Cách 1: Sử dụng dung dịch brom
Hiện tượng: Mất màu dung dịch brom
Cách 2: Sử dụng dung dịch thuốc tím (KMnO4)
Hiện tượng: Mất màu dung dịch thuốc tím
Cách 3: Sử dụng dung dịch AgNO3/NH3
Hiện tượng: Xuất hiện kết tủa màu vàng
Điều chế axetilen C2H2 như thế nào?
Hiện nay, có rất nhiều phương pháp để điều chế axetilen C2H2, tuy nhiên 2 phương pháp dưới đây được ưu tiên sử dụng.
Trong phòng thí nghiệm
Trong phòng thí nghiệm, chỉ cần cho vài mẫu canxi cacbua (thành phần chính của đất phèn) nhỏ vào trong ống nghiệm có chứa 1ml nước. Sau đó, đậy nút có ống dẫn khí, vuốt nhọn đầu. Sau đó, khí axetilen sẽ được chiết ra từ đầu ống vuốt nhọn.
Trong phản ứng hóa học, khí axetilen sẽ được tạo ra theo phương trình sau:
CaC2 + H2O → C2H2 + Ca(OH)2
Lưu ý: Cách điều chế này không thể tạo ra được khí C2H2 tinh khiết bởi hàm lượng canxi cacbua có chứa nhiều tạp chất bên trong như NH3, PH3, H2S.
Trong sản xuất công nghiệp
Trong công nghiệp, nhiệt phân metan ở nhiệt độ 1500 độ C sẽ tạo ra axetilen nhờ nhiệt độ sôi chỉ ở mức -75 độ C và dễ dàng tách khỏi hỗn hợp hidro.
Trong phản ứng hóa học, axetilen được tạo ra như sau:
2 CH4 → C2H2 + 3 H2
Ngoài ra, axetilen còn được điều chế qua các phản ứng như:
Dùng Ag2C: 2 HCl + Ag2C → 2 AgCl + C2H2
Dùng cacbon tác dụng với khí hidro trong môi trường hồ quang điện: 2C + H2 (hồ quang điện) → C2H2
Dùng canxi cacbua tác dụng với axit sunfuric: CaC2 + H2SO4 → C2H2 + CaSO4
Ứng dụng của axetilen C2H2 trong thực tế ra sao?
Axetilen có vô số ứng dụng trong thực tế, tuy nhiên phổ biến nhất là các ứng dụng sau:
Hàn xì
Axetilen là nhiên liệu trong đèn xì oxi – axetilen để hàn cắt kim loại. Khi C2H2 cháy trong O2 tạo ra ngọn lửa có nhiệt độ lên đến 3000 °C. Nhờ đó sẽ giúp cho việc xây dựng, lắp ráp và uốn cắt kim loại dễ dàng và nhanh chóng.
Sản xuất hóa chất
- Axetilen là nguyên liệu để sản xuất nhiều hóa chất quan trọng như poli (vinyl clorua) – dùng để sản xuất nhựa PVC, cao su, axit axetic và nhiều loại hóa chất khác.
- Axetilen được dùng làm nguyên liệu sản xuất các monome, sau đó được ứng dụng để chế tạo sợi tổng hợp, cao su, muội than và các polime khác,…
- Axetilen được dùng để sản xuất axit axetic, rượu etylic,…
- Axetilen dùng làm nguyên liệu chế tạo các loại chất hóa học.
Axetilen C2H2 có nguy hiểm không?
Axetilen được nhận định là một chất không gây độc hại, ảnh hưởng đến sức khỏe con người nếu sử dụng ở ngưỡng cho phép. Tuy nhiên, axetilen C2H2 có thể gây một số ảnh hưởng trực tiếp đến cơ thể con người nếu vượt quá mức cho phép.
- Khi hít nhiều khí axetilen sẽ xuất hiện những triệu chứng như khó thở, đau ngực, buồn nôn, nhức đầu, ngạt thở, da tái, đau phổi, đi loạng choạng, hôn mê.
- Da có thể bị phát ban nếu tiếp xúc với khí axetilen.
- Sử dụng và bảo quản khí axetilen C2H2 không đúng cách có thể gây cháy nổ, loại khí này bắt cháy nhanh, khi cháy nổ sẽ gây nguy hiểm cho tính mạng con người.
- Đối với axetilen có nồng độ trong không khí từ 2,55 trở lên có thể gây cháy nổ, do đó cần bảo quản cẩn thận.
Cần lưu ý gì khi sử dụng axetilen C2H2?
Để đảm bảo an toàn sức khỏe cũng như đạt hiệu quả cao khi sử dụng, khi sử dụng khí C2H2 cần lưu ý:
- Trang bị đầy đủ đồ bảo hộ như quần áo bảo hộ, khẩu trang, kính, găng tay,…khi tiếp xúc với khí C2H2.
- Bảo quản C2H2 ở những khu vực riêng, thoáng mát, tránh xa các nguồn nhiệt, nguồn bắt cháy,..
- Khu vực bảo quản cần có rào chắn che đậy và đặt bảng hiệu cảnh báo để đảm bảo an toàn.
Phân biệt axetilen, metan và etilen
Để phân biệt axetilen, metan và etilen, chúng ta cần thực hiện các bước sau:
Bước 1: Cần nắm rõ định tính chất riêng của từng chất cụ thể.
Bước 2: Lựa chọn thuốc thử phù hợp.
Bước 3: Trình bày phương pháp nhận biết axetilen, metan và etilen theo thứ tự các bước:
- Đánh số thứ tự các lọ chứa 3 loại hóa chất.
- Tiến hành nhận biết bằng thuốc thử.
- Ghi nhận hiện tượng xảy ra.
Trình bày phương trình hóa học.
| Chất cần nhận | Loại thuốc thử | Hiện tượng | Phương trình hóa học |
| Metan (CH4) | Khí Clo | Mất màu vàng lục của khí Clo. | CH4 + Cl2 → CH3Cl + HCl |
| Etilen (C2H4) | Dung dịch Brom | Mất màu vàng nâu của Dung dịch Brom. | C2H4 + Br2 → C2H4Br2 |
| Axetilen (C2H2) | – Dung dịch Brom – AgNO3/NH3 | – Mất màu vàng nâu của Dung dịch Brom. – Có kết tủa vàng | – C2H2 + Br2 → C2H2Br4 – C2H2 + 2AgNO3 + 2NH3 → 2NH4NO3 + C2Ag2 |
Trên đây là những thông tin cơ bản về axetilen như tính chất, ứng dụng và cách điều chế. Hy vọng bài viết này sẽ giúp bạn có cái nhìn tổng quan và có thể nhận biết được loại khí này.
Xem thêm:
- Phân kali: Phân loại, tác dụng và cách bón phân kali hiệu quả nhất
- Al2O3 là oxit gì? Tính chất, điều chế và ứng dụng của Al2O3
- Axit cacboxylic: Phân loại, tính chất, cách nhận biết và ứng dụng thực tế
- Muối axit là gì? Tổng hợp 5 loại muối axit phổ biến nhất
- Andehit axetic là gì? Tính chất đặc trưng, cách điều chế và ứng dụng thực tiễn