Etilen glicol là một hợp chất hóa học quan trọng với nhiều ứng dụng trong công nghiệp và đời sống. Bài viết này sẽ đi sâu vào Công Thức Cấu Tạo Của Etilen Glicol, tính chất, cách điều chế và các ứng dụng quan trọng của nó.
I. Công thức cấu tạo của Etilen Glicol
Công thức phân tử của etilen glicol là C2H6O2, thường được viết gọn là (CH2OH)2.
Công thức cấu tạo chi tiết của etilen glicol: HO-CH2-CH2-OH.
Alt: Công thức cấu tạo chi tiết của etilen glicol, thể hiện hai nhóm hydroxyl (-OH) liên kết với hai nguyên tử cacbon liền kề.
Etilen glicol (còn được gọi là ethane-1,2-diol theo danh pháp IUPAC) là một diol, nghĩa là nó chứa hai nhóm hydroxyl (-OH) gắn vào các nguyên tử carbon khác nhau.
II. Tính chất vật lý của Etilen Glicol
- Trạng thái: Chất lỏng trong suốt, không màu.
- Mùi: Hầu như không mùi.
- Vị: Ngọt (cần lưu ý là độc tính cao, không được nếm thử).
- Độ nhớt: Khá nhớt so với nước.
- Độ tan: Tan hoàn toàn trong nước, rượu và nhiều dung môi hữu cơ khác.
- Khả năng hút ẩm: Có khả năng hút ẩm mạnh từ không khí (tính hút ẩm cao).
- Điểm đông đặc: Thấp, được ứng dụng trong các chất chống đông.
III. Tính chất hóa học của Etilen Glicol
Etilen glicol có những tính chất hóa học đặc trưng của một ancol đa chức.
1. Phản ứng với kim loại kiềm
Etilen glicol phản ứng với kim loại kiềm như natri (Na) tạo thành muối và giải phóng khí hydro (H2).
C2H4(OH)2 + 2Na → C2H2O2Na2 + H2
2. Phản ứng với Đồng(II) hidroxit Cu(OH)2
Phản ứng đặc trưng để nhận biết etilen glicol và các poliol có các nhóm -OH liền kề. Etilen glicol hòa tan Cu(OH)2 tạo thành dung dịch phức màu xanh lam.
Cu(OH)2 + 2C2H4(OH)2 → Cu(C2H4(OH)2)22
Alt: Hình ảnh minh họa phản ứng giữa Cu(OH)2 và etilen glicol tạo thành dung dịch phức màu xanh lam đặc trưng, dùng để nhận biết poliol.
3. Phản ứng este hóa
Etilen glicol có thể phản ứng với axit cacboxylic tạo thành este. Ví dụ, phản ứng với axit fomic:
C2H4(OH)2 + 2HCOOH → C2H4(OOCH)2 + 2H2O
4. Phản ứng tách nước
Khi đun nóng với xúc tác axit, etilen glicol có thể bị tách nước tạo thành các sản phẩm khác nhau, tuân theo quy tắc Zaitsev.
5. Phản ứng oxi hóa
Etilen glicol có thể bị oxi hóa bởi các chất oxi hóa mạnh, ví dụ như oxi (O2) tạo thành các sản phẩm như andehit hoặc axit.
HO-CH2-CH2-OH + O2 → (CHO)2 + 2H2O
IV. Điều chế Etilen Glicol
Có hai phương pháp chính để điều chế etilen glicol:
1. Thủy phân etylen oxit
Etylen oxit được thủy phân trong môi trường axit hoặc bazơ để tạo thành etilen glicol.
C2H4O + H2O → HO-CH2-CH2-OH
2. Oxi hóa trực tiếp etylen
Etylen có thể bị oxi hóa trực tiếp với sự có mặt của xúc tác như PdCl2, LiCl và NaNO3.
3C2H4 + 4H2O + 2KMnO4 → 2KOH + 2MnO2 + 3CH2OHCH2OH
V. Ứng dụng của Etilen Glicol
Etilen glicol có rất nhiều ứng dụng quan trọng:
- Chất chống đông: Được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống làm mát của ô tô để hạ thấp điểm đóng băng của nước.
- Sản xuất polyester: Là nguyên liệu quan trọng để sản xuất sợi polyester (ví dụ như PET – polyetylen terephtalat) dùng trong ngành dệt may và sản xuất chai nhựa.
- Dung môi: Được sử dụng làm dung môi trong nhiều ứng dụng công nghiệp.
- Chất làm ẩm: Do tính hút ẩm cao, etilen glicol được sử dụng trong các sản phẩm chăm sóc cá nhân, mỹ phẩm và dược phẩm.
- Nguyên liệu hóa học: Là chất trung gian để sản xuất nhiều hóa chất khác.
VI. Bài tập vận dụng
Câu 1: Công thức cấu tạo nào sau đây là của ethylene glycol?
A. CH3-CH2-OH
B. HO-CH2-CH2-OH
C. CH3-O-CH3
D. CH3-CHO
Đáp án: B
Câu 2: Ethylene glycol tác dụng với Cu(OH)2 tạo thành dung dịch có màu gì?
A. Màu trắng
B. Màu xanh lam
C. Màu vàng
D. Màu đỏ
Đáp án: B
Câu 3: Ứng dụng quan trọng nhất của ethylene glycol là gì?
A. Sản xuất xà phòng
B. Làm chất chống đông
C. Sản xuất phân bón
D. Làm chất tẩy rửa
Đáp án: B
