Etilen là gì? Tính chất lý hóa, cách điều chế và ứng dụng của Etilen

1. Khái niệm Etilen là gì?

Khái niệm Etilen là gì?

Etilen còn được gọi với cái tên khác là Ethylene. Công thức cấu tạo của Etilen chính xác là C₂H₄. Đây là một chất khí thường gặp trong các loại hidrocacbon và là một anken đơn giản nhất.

Trong nhiều năm nay, khí Etilen thường được sử dụng để giúp chuối nhanh chín, và kích thích nhiều loại quả thông dụng. Hiện nay, C₂H₄ còn được ứng dụng khá phổ biến trong ngành nghề chất dẻo với vai trò là nguyên liệu chính để điều chế polietilen.

Chúng ta đều biết, công thức hóa học của C₂H₄ có liên kết đôi giữa hai nguyên tử cacbon. Trong đó, có một liên kết kém bền và dễ bị đứt ra tạo nên các phản ứng hóa học khi tiếp xúc với môi trường phù hợp.

2. Những tính chất vật lý - hóa học của Etilen

Sau đã tìm hiểu một cách khái quát Etilen là gì, chúng ta sẽ tiếp tục nghiên cứu những tính chất đặc trưng lý hóa của hợp chất này ngay sau đây.

Tính chất vật lý

Etilen là một chất khí, không màu và không mùi. Khí Etilen ít tan trong môi trường nước nhưng dễ hòa tan với một số dung môi hữu cơ và đặc biệt  nhẹ hơn so với không khí. Ngoài ra, một tính chất khá nổi bật của loại khí này là dễ cháy, khi ngửi có mùi ngọt nhẹ như xạ hương.

Sau đây là 2 cách giúp chúng ta nhận biết khí Etilen một cách dễ dàng:

• Dẫn khí Etilen đi qua dung dịch Kali Pemanganat chúng ta sẽ thấy dung dịch này bị mất màu.

• Dẫn khí Etilen đi qua dung dịch Brom có màu cam sẽ thấy dung dịch này dần bị mất màu.

Tính chất hóa học

Tính chất hóa học của Etilen khá đặc trưng khi dễ dàng tác dụng với nhiều chất khác nhau, như là: dung dịch brom, oxy,.. Sau đây, chúng ta sẽ cùng tìm hiểu một số phản ứng hóa học đặc trưng của khí Etilen:

• Tác dụng với oxi

Khí Etilen  khi bị đốt cháy sẽ tạo ra khí cacbonic và hơi nước. Lưu ý: đây là phản ứng có khả năng tỏa nhiệt lớn

  C₂H₄+3O₂ → 2CO₂+2H₂O

• Tác dụng với dung dịch Brom

Khí dẫn khí Etilen chạy qua dung dịch Brom màu cam sẽ khiến dung dịch này bị mất màu. Phản ứng hóa học diễn ra như sau:

CH₂= CH₂ (k) + Br₂ (dd) → Br – CH₂ – CH₂ – Br (l)

Phản ứng hóa học này được tạo ra nhờ vào liên kết đôi kém nên dễ bị đứt gãy, từ đó, mỗi phân tử Etilen sẽ kết hợp thêm một phân tử Brom. Chúng ta thường gọi đây là kiểu phản ứng cộng.

Không chỉ có phản ứng với Brom, khí Etilen còn có thể tạo ra phản ứng hóa học với clo, hidro trong điều kiện môi trường thích hợp như sau:

CH₂ = CH₂+Cl₂ → CH₂=CH₂Cl–HCl

C₂H₄ +H₂ → C₂H₆

• Phản ứng hóa học trùng hợp

Nếu điều kiện môi trường thích hợp về áp suất, nhiệt độ, chất xúc tác,.. các phân tử Etilen sẽ kết hợp lại với nhau sau khi bị đứt gãy vì liên kết kém dựa theo công thức sau:

…+CH₂ = CH₂+CH₂ = CH₂+CH₂ = CH₂+ … → … – CH₂–CH₂–CH₂–CH₂–CH₂–CH₂–…

Phản ứng trùng hợp này tạo ra các phân tử có khối lượng và kích thước lớn có tên là Polietilen (PE)

3. Hướng dẫn cách điều chế Etilen trong phòng thí nghiệm

Hướng dẫn cách điều chế Etilen trong phòng thí nghiệm

Điều chế Etilen hoàn toàn không phải là vấn đề phức tạp như nhiều người lầm tưởng. Bạn chỉ cần thực hiện theo đúng trình tự các bước sau đây để có thể điều chế Etilen trong phòng thí nghiệm:

Bước 1: Chuẩn bị dụng cụ, hóa chất

Đầu tiên, chúng ta cần chuẩn bị các hóa chất là: H₂SO₄ đậm đặc, rượu etylic, Pd, đá bọt, canxi cacbua,... Tiếp theo, một số dụng cụ cũng phải chuẩn bị sẵn sàng, đó là: ống nghiệm, đèn cồn, ống dẫn khí, kẹp, giá đỡ, chậu thủy tinh,...

Bước 2: Điều chế Etilen trong phòng thí nghiệm

Để điều chế khí Etilen ở phòng thí nghiệm, chúng ta có thể áp dụng 1 trong 2 cách sau đây:

• Cách 1: Điều chế Etilen từ rượu Etylic C₂H₅OH. 

Để điều chế Etylic theo phương pháp này, bước đầu tiên chúng ta cần đẩy nước để thu khí Etilen (đây là loại khí rất ít tan trong nước).

Tiếp theo, đun hỗn hợp gồm H₂SO₄ đặc với etylic (C₂H₅OH) đạt đến 170 độ sẽ xuất hiện khí Etilen (C₂H₄) thoát ra ngoài. 

Lúc này, chúng ta chỉ cần thu khí Etilen theo cách đẩy vào nước. Một điểm cần lưu ý là khi thấy phản ứng kết thúc phải đậy nút ống nghiệm ngay để bảo toàn khí Etilen đã thu được.

Phản ứng hóa học theo phương pháp này được biểu diễn như sau:

C₂H₅OH → C₂H₄ + H₂O

• Cách 2: Điều chế Etilen từ Canxi cacbua

Bước đầu tiên, chúng ta sẽ điều chế khí C₂H₂ (axetilen). Tiếp theo, khí C₂H₂ được sinh ra sẽ đem cho tác dụng với Hidro với chất xúc tác là Pd (hoặc Pb). Lúc này, phản ứng hóa học sẽ diễn ra như sau:

CaC₂+2H₂O → C₂H₂+Ca(OH)₂

C₂H₂+H₂ → C₂H₄  

4. Những ứng dụng nổi bật của khí Etilen là gì?

Những ứng dụng nổi bật của khí Etilen là gì?

Hiểu rõ Etilen là gì từ đó tìm ra những ứng dụng nổi bật của loại khí này đối với đời sống con người hiện đại. Để làm rõ vai trò của Etilen, chúng ta hãy làm rõ những ứng dụng thực tiễn của loại khí này đối với một số ngành nghề phổ biến hiện nay.

Trên thực tế, C₂H₄ có vai trò rất to lớn đối với nhiều ngành nghề hiện đại, cụ thể: sản xuất bao bì, vận chuyển, ngành điện tử, dệt may, vật liệu xây dựng, hóa dầu, ứng dụng trong dẫn xuất,...

Đặc biệt, các ứng dụng của Etilen trong nông nghiệp là rất to lớn. Cụ thể là:

• Thúc đẩy quá trình sinh trưởng của tế bào thực vật.

• Hỗ trợ tăng năng suất cây trồng.

• Kích thích cho quá trình nảy mầm và sinh trưởng ở cây con.

• Có tác dụng giúp quả nhanh chín, chín đều, đem đến năng suất cao trong ngành trồng cây ăn trái.

5. Cơ chế tác dụng và mức độ nguy hiểm khi sử dụng khí Etilen

Cơ chế tác dụng và mức độ nguy hiểm khi sử dụng khí Etilen

Qua những tìm hiểu về tác dụng về các phản ứng hóa học của khí Etilen ở phần trên, chúng ta sẽ thấy được rằng, trong những điều kiện cụ thể, loại khí này có thể gây tác hại cho con người ở những mức độ khác nhau.

Có thể kể ra một số nguy hiểm khi con người tiếp xúc với khí Etilen:

• Nếu bạn tiếp xúc trong môi trường quá nhiều khí C₂H₄ có thể sẽ bị ngột thở do tình trạng thiếu oxi.

• Trường hợp khi con người hít Etilen quá nhiều có thể xuất hiện tình trạng ngạt thở, gây mê, nghiêm trọng hơn nữa chính là tử vong.

• Trong quá trình bảo quản và sử dụng khí Etilen, nếu để tiếp xúc với ảnh lửa rất dễ xuất hiện bị cháy nổ gây nguy hiểm đến sức khỏe và tính mạng con người.

Có thể nói, nhu cầu tìm hiểu khí Etilen là gì luôn rất lớn trên thị trường. Điều này xuất phát từ những tính chất lý hóa đặc trưng của C₂H₄ đem đến ứng dụng to lớn đối với nhiều ngành nghề hiện đại. Hy vọng những chia sẻ của Đông Á trong bài viết này sẽ giúp bạn đọc có một cái nhìn toàn diện về loại khí Etilen được sử dụng khá phổ biến này.