Axetilen là gì? Ứng dụng và những lưu ý cần biết để sử dụng an toàn

Axetilen là gì? Đây là một chất khí không màu và được ứng dụng chủ yếu trong làm nhiên liệu và tổng hợp các chất khác. Để tìm hiểu thêm về chất này, mời bạn đọc theo dõi bài viết dưới đây của LabVIETCHEM.

1. Tổng quan về Axetilen là gì?

1.1. Axetilen là gì? C2H2 là gì?

Axetilen hay acetylene là một hợp chất hydrocacbon không no với công thức hóa học C2H2. Nó là một hiđrocacbon đồng thời cũng là một ankin đơn giản nhất, bao gồm 2 nguyên tử cacbon kết hợp với 2 nguyên tử hidro.

Axetilen là gì?

1.2. Công thức cấu tạo

Trong công thức cấu tạo của hợp chất, giữa 2 nguyên tử C có 3 liên kết còn được gọi là liên kết ba. Trong đó, có 2 liên kết kém bền và dễ bị đứt lần lượt trong những phản ứng hóa học hữu cơ. Đây cũng là yếu tố quyết định đến tích chất hóa học đặc trưng của khí axetilen.

Công thức hóa học của acetylene là C2H2

1.3. Nguồn gốc phát hiện C2H2

Axetilen C2H2 được phát hiện vào năm 1936. Trong khi thử nghiệm với cacbua kali tại một phòng thí nghiệm, Edmund Davy đã phát hiện ra phản ứng tạo ra một loại khí dễ bắt lửa và hiện nay được gọi bằng cái tên acetylen.

2. Đặc điểm lý hóa nổi bật của Axetilen C2H2

2.1. Tính chất vật lý của C2H2 Axetilen

• Chất khí không có màu và mùi
• Nhẹ hơn không khí và dễ bắt cháy
• Ít tan trong nước
• C2H2 tinh khiết không có mùi nhưng loại công nghiệp có mùi tỏi bởi nó chứa các tạp chất như photphin, hydro sunfua.
• Khối lượng riêng: 1.097 kg m-3
• Độ nóng chảy: - 80.8 độ C
• Điểm sôi: -84 độ C

2.2. Tính chất hóa học của C2H2 axetilen 

- Tác dụng với oxi

Hiện tượng: xuất hiện ngọn lửa sáng, có khói dày đặc, nhiệt độ ngọn lửa rất cao trong quá trình cháy

2C2H2 + 5O2 → 4CO2 + 2H2O

- Axetilen tác dụng với brom (phản ứng cộng)

• Hiện tượng: khiến dung dịch brom mất màu

C2H2 + Br2 → C2H2Br2

• Ngoài ra, nó còn tham gia phản ứng cộng với một số chất như H2, Hx,..

C2H2 + Cl2 → C2H2Cl2

C2H2 + 2H2 → C2H6

- Tác dụng với axit

C2H2 + HCl → C2H3Cl

C2H2 + HBr → C2H3Br

C2H2 + HBr → C2H3F

C2H2 + 2HI → C2H4I2

- Phản ứng thế kim loại

C2H2 + 2AgNO3 + 2NH3 → 2NH4NO3 + C2Ag2

- Phản ứng axit – bazơ

C2H2 + 2Na → C2Na2 + H2

C2H2 + naNH2 → C2HNa + NH3

C2H2 + CuCl2 + 2NH4OH → 2NH4Cl + Cu2C2 + 2H2O

- Phản ứng hóa học khác

CH3COOH + C2H2 → CH3COOCHCH2

C2H2 + H2O → CH3COH

3. Điều chế axetilen như thế nào?

• Phương pháp canxi cacbua: Canxi cacbua hay đất đèn khi tác dụng cùng với nước sẽ cho ra acetylene

CaC2 + 2H2O → C2H2 + Ca(OH)2

• Phương pháp công nghiệp: nhiệt phân khí metan

2CH4→ C2H2 + 3H2

Cách điều chế axetilen phổ biến

4. Ứng dụng của axetilen ra sao?

• Sử dụng trong thắp sáng, hàn và cắt kim loại (bằng ngọn lửa oxy – axetilen)
• Là nguyên liệu cơ bản cho sản xuất các chất như axetanđehit, axit axetic hay benzen, cao su tổng hợp, sợi tổng hợp.
• Với khả năng tạo ra nhiệt độ cao (nhiệt độ của ngọn lửa oxy acetylene có thể lên đến khoáng 3200 độ C), được sử dụng để cắt hoặc hàn kim loại
• Vào cuối những năm 1800, hợp chất này đã được dùng để thắp sáng một ngọn đèn di động được gọi là đèn khí cacbua. Chúng cũng được lắp trên ô tô, trên xe đạp, trong nhà,… Bên cạnh đó, loại đèn này cũng được ứng dụng rộng rãi bởi những người thợ mỏ khi khai thác.
• Sản xuất hóa chất: một trong ứng dụng không thể không nhắc đến của C2H2 đó chính là tổng hợp hóa học. Nó được dùng để sản xuất ra một số hợp chất vô cơ, tổng hợp một số vitamin như vitamin A, E. Bên cạnh đó, hóa chất này còn được sử dụng để sản xuất một số thành phần của nước hoa, dung môi hay axit axetic
• Nhựa polyetylen, PVDF và PVC được sản xuất từ etylen hay metan đều có nguồn gốc từ axetylen.

Axetilen là gì? Axetilen được dùng để tổng hợp nhiều hợp chất khác

5. Axetilen có gây nguy hiểm hay không?

Trong ngưỡng cho phép, hóa chất này sẽ không gây độc hại với con người. Theo nghiên cứu cho thấy, khi ta tiếp xúc axetilen C2H2 dưới 2,5% trong khoảng dưới 1 giờ thì không gây ảnh hưởng gì. Tuy nhiên nếu acetylene vượt ngưỡng cho phép có thể gây ảnh hưởng tới cơ thể con người như:

• Với nồng độ tiếp xúc thấp: có hiện tượng buồn nôn, đau ngực, đi loạng choạng, thở khó khăn, nhức đầu, da tái xanh, đau phổi, ngạt thở, hôn mê.
• Khi tiếp qua da: xảy ra tình trạng phát ban
• Tính dễ gây nổ và bắt cháy nên khi điều chế hay bảo quản cần hết sức lưu ý vấn đề phòng cháy. Khi chất này cháy có khả năng gây suy nhược hệ thần kinh trung ương, khó thở.

6. Lưu ý khi sử dụng và bảo quản Axetilen

• Luôn mang đồ bảo hộ an toàn theo đúng quy định khi tiếp xúc, làm việc với axetilen
• Nên bảo quản hợp chất này ở khu vực riêng, tách riêng với các chất khác, tránh nơi dễ bắt cháy, nguồn lửa, nhiệt,…
• Bảo quản ở nơi khô ráo, khu vực thông thoáng và phải có rào chắn che đậy, bảng hiệu cẩn thận.

7. Một số bài tập về Axetilen C2H2 

Bài tập vận dụng về khí axetilen 

Bài tập 1: Tính lượng brom tối thiểu và tối đa cộng vào C2H2 sau khi cho 4,48 lít khí axetilen vào dung dịch Br2

Lời giải:

PTPƯ: C2H2 + 2Br2 → C2H2Br4

Lượng Brom tối đa sẽ cộng vào C2H2 là: 0,2 x 160 = 32g

PTPƯ: C2H2 + Br2 → C2H2Br2

Lượng brom tối thiểu được cộng vào C2H2 là: 0,1 x 160 =16g

Bài tập 2: cho hỗn hợp A gồm C2H2 và H2 có cùng số mol. Khi lấy 1 lượng hỗn hợp X cho qua chất xúc tác nung nóng, ta thu được hỗn hợp bao gồm C2H4, C2H6, C2H2 và H2. Tiến hành sục hỗn hợp B vào dung dịch brom dư thì khối lượng của bình brom tăng 10,8 gam và thoát ra 4,48l hỗn hợp khí C (ở đktc) với tỉ khối hơi so với H2 là 8. Hãy tính thể tích của oxy (ở đktc) cần để đốt cháy hỗn hợp B.

Lời giải:

mA (lúc đầu) = m tăng sau phản ứng + mA

= 10,8 + 2,8 x 0,2 = 14

Trong khi đó: nC2H2 = nH2 = 0,5 

=> Đốt cháy hỗn hợp B sẽ bằng với việc đốt cháy hỗn hợp A

=> nO2 = 1,5 mol

=> VO2 = 33,6l

Hy vọng với bài viết trên, LabVIETCHEM đã giúp bạn hiểu được axetilen là gì, tính chất, cách điều chế và ứng dụng của nó ra sao. Đừng quên liên hệ với chúng tôi qua đường dây nóng 0826 020 020 để giải đáp các vấn đề liên quan hay cần mua hóa chất, thiết bị thí nghiệm nhé.