Mở đầu: Nhiều vật dụng như: bao tay, hộp nhựa, … được sản xuất từ hạt nhựa PE, PP. Các loại hạt nhựa này được tổng hợp từ các alkene tương ứng là ethylene, propylene. Alkene là gì? Alkene đơn giản nhất (ethylene) có tính chất và ứng dụng gì?
Trả lời:
- Alkene là hydrocarbon mạch hở, chứa các liên kết đơn và có một liên kết đôi (C = C) trong phân tử.
- Alkene đơn giản nhất là ethylene, có công thức cấu tạo thu gọn là CH2 = CH2.
+ Tính chất vật lí của ethylene: là chất khí, không màu, không mùi, rất ít tan trong nước.
+ Tính chất hóa học của ethylene: có phản ứng cháy, tác dụng với nước bromine và tham gia phản ứng trùng hợp tạo thành polymer.
1. Khái niệm alkene
Câu hỏi 1: Hãy viết công thức phân tử và công thức cấu tạo thu gọn của các alkene ở Hình 22.1.
Trả lời:
Câu hỏi 2: Bằng cách nào để biết được ethylene nhẹ hơn không khí?
Trả lời:
- Khối lượng mol của ethylen C2H4 bằng 28, trong khi đó khối lượng mol của không khí bằng 29.
- Tỉ khối dC2H4/không khí = 28/29 <1, vậy nên ethylen nhẹ hơn không khí.
2. Tính chất hóa học của ethylene
Câu hỏi 3: Nêu hiện tượng và viết phương trình hóa học của phản ứng xảy ra ở thí nghiệm 1.
Thí nghiệm 1: Đốt cháy ethylene trong không khí
Dụng cụ và hoá chất: bật lửa, que đóm, ống thuỷ tinh vuốt nhọn, ống nghiệm, khí ethylene.
Tiến hành:
Nối ống thuỷ tinh vuốt nhọn với ống dẫn khí ethylene (được điều chế từ ethylic alcohol và dung dịch H2SO4 đặc), sau đó kẹp vào giá thí nghiệm rồi đốt.
Trả lời:
Hiện tượng: Ethylene bùng cháy và tỏa nhiệt.
Phương trình hóa học:
C2H4 + 3O22CO2 + 2H2O
Câu hỏi 4: Nêu hiện tượng của Thí nghiệm 2 ở Hình 22.2. Dùng công thức cấu tạo thu gọn, viết phương trình hóa học của phản ứng xảy ra.
Trả lời:
- Hiện tượng: Nước bromine trong ống nghiệm ban đầu có màu vàng nâu; sau khi sục khí ethylen vào ống nghiệm, màu vàng nâu của nước bromine nhạt dần rồi mất màu, sản phẩm thu được không màu.
+ Phương trình hóa học: CH2=CH2 + Br-Br —> Br-CH2-CH2-Br
Luyện tập: Cho các hợp chất hữu cơ sau: CH3-CH3,CH2=CH-CH3, CH2=CHCl, CH3-CH2-CH3. Trong các chất trên, chất nào có phản ứng trùng hợp tạo polymer và chất nào có khả năng làm mất màu nước bromine? Giải thích.
Trả lời:
Chất tham gia phản ứng trùng hợp là: CH2=CH-CH3, CH2=CHCl.
Chất có khả năng làm mất màu nước bromine là: CH2=CH-CH3, CH2=CHCl.
Giải thích: Các hợp chất hữu cơ có liên kết C=C sẽ có khả năng làm mất màu nước bromine và tham gia phản ứng trùng hợp.
Phương trình hóa học:
CH2 = CH – CH3 + Br2 → BrCH2 – CH(Br) – CH3
CH2 = CH – Cl + Br2 → BrCH2 – CH(Br) – Cl
Vận dụng: PE được tạo ra từ ethylene, có nhiều ứng dụng trong đời sống như làm màng bọc thực phẩm, các loại bao đựng, .... Hãy cho biết thêm một số ứng dụng của polyethylene.
Trả lời:
- Nhựa PE có thể được sử dụng trong in tem nhãn, dùng trong sản xuất các sản phẩm đóng gói, sản xuất ống và phụ kiện; vì cách điện tốt nên PE còn có thể sử dụng để cách điện có cáp đồng trục và vỏ cáp; ngoài ra còn có thể ứng dụng trong y tế (sử dụng làm khớp nhân tạo thay khớp gối và khớp háng)...
3. Một số ứng dụng của ethylene
Vận dụng: Tìm hiểu và trình bày một số ứng dụng của ethylene trong đời sống.
Trả lời:
Một số ứng dụng của ethylene trong đời sống như:
- Trong công nghiệp, ethylene được ứng dụng rộng rãi trong việc sản xuất bao bì, dệt may, điện tử; là nguyên liệu tổng hợp các chất hữu cơ; …
- Trong nông nghiệp, ethylene giúp cho trái cây chín nhanh và đều.