Bài 37. Etilen

Công thức phân tử: C₂H₄

Phân tử khối: 28

I. TÍNH CHẤT VẬT LÍ

Etilen là chất khí, không màu, không mùi, ít tan trong nước, nhẹ hơn không khí (\(d=\dfrac{28}{29}\)).

II. CẤU TẠO PHÂN TỬ

Etilen có công thức cấu tạo:     , viết gọn: CH₂=CH₂

• Từ công thức cấu tạo của etilen ta thấy: trong phân tử etilen hai nguyên tử cacbon liên kết với nhau bằng một liên kết đôi, ngoài ra mỗi nguyên tử cacbon lại liên kết với hai nguyên tử hidro khác bằng hai liên kết đơn.
• Trong liên kết đôi giữa cacbon với cacbon có một liên kết kém bền. Liên kết này dễ bị đứt ra trong các phản ứng hóa học, làm cho etilen có những tính chất hóa học đặc trưng. 

III. TÍNH CHẤT HÓA HỌC

1. Phản ứng cháy

Khi đốt cháy etilen thu được khí cacbonic (CO₂), hơi nước (H₂O) và phản ứng tỏa nhiều nhiệt tương tự như khi đốt cháy metan.

Phương trình hóa học:             C₂H₄   +   3O₂       2CO₂   +   2H₂O

2. Phản ứng cộng

• Phân tử etilen có một liên kết đôi C=C, trong đó có một liên kết kém bền, dễ bị đứt ra khi tham gia phản ứng hóa học, khi đó etilen có thể kết hợp thêm một phân tử khác mà không vi phạm quy tắc về hóa trị, cacbon vẫn thỏa mãn hóa trị IV (tạo liên kết với phân tử mới thay cho liên kết kém bền vừa bị đứt ra). Các phản ứng này được gọi là phản ứng cộng.
• Trong điều kiện thích hợp etilen có thể tham gia phản ứng cộng với một số chất như dung dịch brom, khí hidro...

 a. Tác dụng với dung dịch brom

• Thí nghiệm: Lấy vào ống nghiệm một ít dung dịch brom có màu da cam, cắm ống dẫn khí etilen từ trong bình vào ống nghiệm đựng dung dịch brom( Video 1).

               Video 1: Thí nghiệm phản ứng của etilen với dung dịch nước brom.

• Hiện tượng: Dung dịch brom nhạt dần rồi mất màu.
• Kết luận: Etilen đã phản ứng với brom trong dung dịch.
• Phương trình hóa học:    CH₂=CH_{2 (k)}  +   Br_{2 (dd)}    →   Br-CH₂-CH₂-Br _(l)  (đibrometan) 

b. Tác dụng với khí hidro

Trong điều kiện có các chất xúc tác là Ni hoặc Pt dưới nhiệt độ cao và áp suất lớn, etilen sẽ tác dụng với khí hiđro tương tự với brom để tạo thành etan.

CH₂=CH_2(k)     +     H_2(k)           \(\underrightarrow{Ni,t^o,p}\)         CH₃-CH_3(k)

 etilen                                                                  etan

3. Phản ứng trùng hợp

Ở trong điều kiện thích hợp (nhiệt độ, áp suất, xúc tác) liên kết kém bền trong phân tử etilen bị dứt ra. Khi đó các phân tử etilen kết hợp được với nhau, tạo thành chất có kích thước và khối lượng rất lớn gọi là polietilen (Viết tắt là PE). Phản ứng đó gọi là phản ứng trùng hợp.

... + CH₂=CH₂ + CH₂=CH₂ + CH₂=CH₂ + CH₂=CH₂ +...     ...-CH₂-CH₂-CH₂-CH₂-CH₂-CH₂-...

hay                                           nCH₂=CH₂    (-CH₂-CH₂-)_n  ( Polietilen)

IV. ỨNG DỤNG

Các ứng dụng chính của etilen có thể kể đến như:

• Dùng để sản xuất axit axetic, rượu etylic, đicloetan...
• Kích thích quả mau chín. (Vì khí etilen có tác dụng xúc tiến hô hấp của tế bào trái cây, từ đó làm cho trái cây chín nhanh hơn)
• Điều chế cái loại polime như PVC (poli vinylclorua), PE (poli etilen) để làm vật liệu cho các sản phẩm như ống nước, túi nilon...

V. TỔNG KẾT

1. Etilen là chất khí, không màu, không mùi, ít tan trong nước.

2. Công thức cấu tạo của etilen là CH₂=CH₂.

3. Etilen có tính chất hóa học sau: tham gia phản ứng cháy, phản ứng cộng và phản ứng trùng hợp.

4. Etilen là nguyên liệu để điều chế polietilen, rượu etylic, axit axetic...

Trong quá trình học tập, nếu có bất kỳ thắc mắc nào, các em hãy để lại câu hỏi ở mục hỏi đáp để cùng thảo luận và trả lời nhé. Chúc các em học tốt!