Phản ứng axetilen tác dụng với nước tạo ra etanal (CH3CHO) là một phản ứng quan trọng trong hóa học hữu cơ. Dưới đây là thông tin chi tiết về phản ứng này, điều kiện thực hiện, và các ứng dụng liên quan.
Phản Ứng Axetilen Ra Etanal
Phản ứng này thuộc loại phản ứng cộng, trong đó axetilen (C2H2) cộng hợp với nước (H2O) để tạo thành etanal (CH3CHO).
Phương trình phản ứng:
CH ≡ CH + H2O → HgSO4, H2SO4 CH3 – CH = O
Tên gọi khác:
- Phản ứng hydrat hóa axetilen
- Chuyển đổi axetilen thành axetaldehyt
Điều Kiện Phản Ứng
Để phản ứng Axetilen Ra Etanal xảy ra hiệu quả, cần có các điều kiện sau:
- Xúc tác: Sử dụng muối thủy ngân(II) sunfat (HgSO4) làm xúc tác.
- Môi trường: Axit sulfuric (H2SO4) loãng đóng vai trò là môi trường axit.
- Nhiệt độ: Cần đun nóng nhẹ để tăng tốc độ phản ứng.
Cơ Chế Phản Ứng
Phản ứng cộng nước vào liên kết ba của axetilen tuân theo quy tắc Markovnikov, trong đó nguyên tử hydro sẽ cộng vào nguyên tử carbon có nhiều hydro hơn. Tuy nhiên, sản phẩm ban đầu là một enol không bền, nhanh chóng chuyển vị thành etanal.
Ứng Dụng Của Etanal
Etanal (CH3CHO), còn gọi là axetaldehyt, là một hợp chất hữu cơ quan trọng với nhiều ứng dụng:
- Sản xuất axit axetic: Etanal là nguyên liệu chính để sản xuất axit axetic (CH3COOH).
- Sản xuất nhựa và polyme: Được sử dụng trong sản xuất nhiều loại nhựa và polyme khác nhau.
- Sản xuất hóa chất khác: Là chất trung gian trong sản xuất nhiều hóa chất khác, bao gồm cả dược phẩm và hương liệu.
Mở Rộng: Tính Chất Hóa Học Của Alkin
Axetilen là một alkin, và phản ứng cộng nước chỉ là một trong nhiều phản ứng đặc trưng của alkin. Dưới đây là một số phản ứng quan trọng khác:
Phản Ứng Cộng
-
Cộng hydro (H2): Alkin có thể cộng hydro để tạo thành alkene hoặc alkane, tùy thuộc vào điều kiện phản ứng và xúc tác.
CH ≡ CH + H2 → Ni, t° CH2 = CH2
CH2 = CH2 + H2 → Ni, t° CH3 – CH3
-
Cộng halogen (Br2, Cl2): Alkin cộng halogen theo hai giai đoạn liên tiếp.
CH ≡ CH + Br2 → CHBr = CHBr
CHBr = CHBr + Br2 → CHBr2 – CHBr2
-
Cộng HX (HCl, HBr): Alkin cộng HX theo quy tắc Markovnikov.
CH ≡ CH + HCl → t°, xt CH2 = CHCl
Phản Ứng Dime Và Trime Hóa
-
Dime hóa: Hai phân tử axetilen có thể kết hợp để tạo thành vinylaxetilen.
2CH ≡ CH → t°, xt CH ≡ C – CH = CH2
-
Trime hóa: Ba phân tử axetilen có thể kết hợp để tạo thành benzen.
3CH ≡ CH → bột C, 600°C C6H6
Phản Ứng Thế Bằng Ion Kim Loại
Các ank-1-yne có thể phản ứng với dung dịch AgNO3 trong NH3 để tạo thành kết tủa.
CH ≡ CH + 2AgNO3 + 2NH3 → Ag – C ≡ C – Ag↓ + 2NH4NO3
Phản Ứng Oxi Hóa
-
Oxi hóa hoàn toàn (cháy): Alkin cháy tỏa nhiều nhiệt.
2CnH2n – 2 + (3n – 1)O2 → t° 2nCO2 + 2(n – 1)H2O
-
Oxi hóa không hoàn toàn: Alkin có thể làm mất màu dung dịch thuốc tím.
Bài Tập Vận Dụng
Câu 1: Cho 3,36 lít C2H2 (đktc) tác dụng với H2O (xúc tác HgSO4, H2SO4). Tính khối lượng CH3CHO thu được, biết hiệu suất phản ứng là 60%.
Giải:
- nC2H2 = 3,36 / 22,4 = 0,15 mol
- nCH3CHO = nC2H2 H% = 0,15 60% = 0,09 mol
- mCH3CHO = 0,09 * 44 = 3,96 gam
Câu 2: Dẫn hỗn hợp khí X gồm etilen và axetilen qua dung dịch AgNO3/NH3 dư thu được 24 gam kết tủa vàng. Biết rằng chỉ có axetilen phản ứng. Tính số mol axetilen trong hỗn hợp X.
Giải:
- Chỉ có C2H2 phản ứng tạo kết tủa Ag2C2.
- nAg2C2 = 24 / 240 = 0,1 mol
- nC2H2 = nAg2C2 = 0,1 mol
Câu 3: Đốt cháy hoàn toàn 0,1 mol alkyne X thu được 0,4 mol CO2. Xác định công thức phân tử của X.
Giải:
- Số C trung bình = nCO2 / nAlkyne = 0,4 / 0,1 = 4
- Vậy công thức phân tử của alkyne là C4H6.
Hy vọng bài viết này cung cấp đầy đủ thông tin về phản ứng axetilen ra etanal và các kiến thức liên quan.
