Etilen: Cấu Trúc Và Tính Chất Hóa Học

Etilen C2H4 là một hợp chất hữu cơ thuộc họ anken, có đặc trưng là một liên kết đôi giữa hai nguyên tử carbon. Đây là chất khí không màu, có mùi ngọt nhẹ, và sử dụng rộng rãi trong công nghiệp hóa chất, đặc biệt là làm nguyên liệu sản xuất nhựa và các hợp chất hữu cơ khác.

1. Cấu Trúc Và Tính Chất Vật Lý Của Etilen

Etilen là một phân tử phẳng với công thức cấu tạo CH2=CH2, trong đó hai nguyên tử carbon liên kết với nhau bằng một liên kết đôi. Điều này làm cho etilen rất phản ứng hóa học, nhờ vào khả năng của liên kết đôi trong việc tham gia các phản ứng cộng.

Về tính chất vật lý

• Etilen là khí không màu, nhẹ hơn không khí.
• Hòa tan ít trong nước nhưng tan tốt trong các dung môi hữu cơ như benzen, ether.
• Dễ cháy, sinh ra khí CO2 và H2O.

2. Tính Chất Hóa Học Của Etilen

a. Phản ứng cháy

Etilen dễ dàng cháy trong không khí hoặc oxi, tạo ra khí carbon dioxide và nước. Phản ứng này tỏa nhiều nhiệt, là đặc điểm của các hydrocacbon.

Phương trình phản ứng

C2H4 + 3O2 → 2CO2 + 2H2O

Hiện tượng: Ngọn lửa sáng, tỏa nhiều nhiệt.

b. Phản ứng cộng

Liên kết đôi trong phân tử etilen dễ dàng tham gia các phản ứng cộng với các chất khác, biến liên kết đôi thành liên kết đơn.

Cộng hiđro (H2)

Khi đun nóng và có mặt xúc tác như Ni, etilen cộng hiđro tạo thành etan

C2H4 + H2 → C2H6

Cộng halogen (Br2, Cl2)

Etilen làm mất màu dung dịch brom nhờ phản ứng cộng, tạo thành đibrometan

C2H4 + Br2 → C2H4Br2

Cộng axit HX (HCl, HBr)

Etilen phản ứng với axit clohidric tạo thành etyl clorua

C2H4 + HCl → C2H5Cl

c. Phản ứng trùng hợp

Dưới điều kiện thích hợp (nhiệt độ, áp suất cao và xúc tác), etilen có thể trùng hợp tạo ra polyetylen – một loại nhựa phổ biến.

nC2H4 → (-CH2-CH2-)n

d. Phản ứng oxi hóa

Oxi hóa không hoàn toàn

Khi etilen oxi hóa bằng dung dịch KMnO4, liên kết đôi bị phá vỡ và tạo ra etylen glycol.

C2H4 + [O] → CH2(OH)-CH2(OH)

Oxi hóa hoàn toàn

Trong phản ứng cháy, etilen bị oxi hóa hoàn toàn tạo CO2 và H2O như đã đề cập ở trên.

3. Khí Etilen Không Có Tính Chất Hóa Học Nào

Etilen không có tính chất trơ hóa học. Do liên kết đôi trong phân tử nên etilen là một chất rất phản ứng. Dễ dàng tham gia các phản ứng cộng, trùng hợp và oxi hóa. Vì vậy, không thể coi etilen là chất trơ hóa học trong điều kiện thông thường.

Một hợp chất hữu cơ quan trọng với tính chất hóa học nổi bật như phản ứng cộng, cháy, và trùng hợp. Những tính chất này không những giúp hiểu rõ hơn về cấu trúc phân tử của etilen mà còn mở ra nhiều ứng dụng thực tế trong sản xuất nhựa, hóa chất công nghiệp và nghiên cứu hóa học