C2​H4 H2

Nội Dung

 

Phản ứng giữa ethene (C2​H4​) và hydro ($H_2$)

---

Phương trình phản ứng:

$$C_2H_4 + H_2 \xrightarrow{\text{Ni, nhiệt độ}} C_2H_6$$

 Sản phẩm là ethane ($C_2H_6$), một hydrocarbon no.

>>xem thêm C2H4: https://blog.mienbacchem.com/2024/12/c2h4-ethene-ethylene.html

---

Chi tiết phản ứng:

1. Loại phản ứng:

   • Đây là phản ứng cộng hydro (hydro hóa), trong đó liên kết đôi $\text{C=C}$ trong ethene bị phá vỡ, và hai nguyên tử hydro được cộng vào các nguyên tử carbon.

2. Điều kiện phản ứng:

   • Xúc tác: Ni, Pd, hoặc Pt (thường là nickel, do giá thành thấp).
   • Nhiệt độ: 150–300°C.
   • Phản ứng xảy ra trong pha khí hoặc pha lỏng, tùy vào ứng dụng cụ thể.

3. Cơ chế phản ứng:

   • Hydro hấp phụ lên bề mặt xúc tác (Ni).
   • Ethene cũng hấp phụ lên bề mặt xúc tác và phản ứng với hydro.
   • Phân tử $H_2$ bị phá vỡ, mỗi nguyên tử hydro liên kết với một nguyên tử carbon trong liên kết đôi.

---

Bài tập liên quan:

1. Bài tập 1: Tính lượng ethane tạo thành.

   • Đề bài: Cho 2.8 g ethene phản ứng hoàn toàn với hydro. Tính khối lượng ethane tạo thành.
   • Giải:
     • Molar mass của $C_2H_4 = 28 \, \text{g/mol}$
       
     • Số mol ethene: $$\frac{2.8}{28} = 0.1 \, \text{mol}.$$
     •  Theo phương trình, 1 mol $C_2H_4$ tạo 1 mol $C_2H_6$ .
     • Molar mass của $C_2H_6 = 30 \, \text{g/mol}$ 
     • Khối lượng ethane: $$0.1 \times 30 = 3 \, \text{g}.$$
     •  Kết quả: $3 \, \text{g} \, C_2H_6$

2. Bài tập 2: Tính thể tích khí tham gia và tạo thành.

   • Đề bài: Cho 5 lít $C_2H_4$ phản ứng hoàn toàn với $H_2$. Tính thể tích khí $C_2H_6$  thu được (ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất).
   • Giải:
     • Theo phương trình, tỉ lệ mol $C_2H_4 : H_2 : C_2H_6 = 1 : 1 : 1$ 
     • Thể tích khí sản phẩm bằng thể tích khí ethene ban đầu: $$5 \, \text{lít}.$$
     • Kết quả: $5 \, \text{lít} \, C_2H_6$
       

3. Bài tập 3: Tìm lượng hydro dư.

   • Đề bài: Cho 0.5 mol $C_2H_4$ phản ứng với 0.6 mol  H2​. Xác định lượng hydro dư.
   • Giải:
     • Theo phương trình, 1 mol $C_2H_4$ phản ứng với 1 mol $H_2$.
     • Số mol H2​ cần: $$0.5 \, \text{mol}.$$
     • Số mol $H_2$ dư: $$0.6 - 0.5 = 0.1 \, \text{mol}.$$
     •  Kết quả: $0.1\text{mol}{H}_2$

Ứng dụng của phản ứng:

1. Sản xuất hydrocarbon no:

   • Phản ứng này được sử dụng trong công nghiệp hóa dầu để chuyển hóa các hợp chất không bão hòa (anken, ankyn) thành hydrocarbon no (anken).

2. Ngành thực phẩm:

   • Quy trình hydro hóa tương tự được sử dụng để chuyển hóa dầu thực vật thành dạng rắn như bơ thực vật.

3. Công nghiệp dược phẩm và hóa chất:

   • Phản ứng hydro hóa giúp tổng hợp các hợp chất no từ các hợp chất không bão hòa, quan trọng trong sản xuất dược phẩm.

---

Lưu ý khi thực hiện phản ứng:

1. An toàn hóa chất:

   • Hydro là chất dễ cháy nổ, cần tránh tiếp xúc với nguồn nhiệt và tia lửa.
   • Ethene là khí dễ cháy, cần đảm bảo không gian thực hiện phản ứng thông thoáng.

2. Xúc tác:

   • Xúc tác (Ni, Pd, hoặc Pt) phải sạch và không bị nhiễm bẩn để đảm bảo hiệu suất phản ứng.

3. Kiểm soát nhiệt độ:

   • Phản ứng tỏa nhiệt, cần kiểm soát nhiệt độ để tránh nguy cơ nổ.

4. Bảo quản sản phẩm:

   • Ethane là khí, cần bảo quản trong bình chịu áp lực hoặc hóa lỏng ở nhiệt độ thấp.

---

Kết luận:

Phản ứng cộng hydro giữa $C_2H_4$ và $H_2$ là một phản ứng quan trọng trong hóa học hữu cơ và công nghiệp. Sản phẩm ethane ($C_2H_6$) là nguyên liệu trong nhiều quy trình hóa học. Tuy nhiên, việc thực hiện phản ứng cần đảm bảo an toàn và điều kiện tối ưu để đạt hiệu suất cao.