C2​H4 KMnO4 H2​O

Nội Dung

 

Phản ứng giữa ethene ($C_2H_4$), kali permanganat ($KMnO_4$), và nước (H2​O)

---

Phương trình phản ứng:

$$C_2H_4 + 2KMnO_4 + 2H_2O \rightarrow C_2H_4(OH)_2 + 2MnO_2 + 2KOH$$

• Sản phẩm chính: Ethylene glycol ($C_2H_4(OH)_2$) là một hợp chất diol (chứa hai nhóm –OH).
• Sản phẩm phụ: Mangan dioxide ($MnO_2$) và kali hydroxide ($KOH$).

>>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 oxi hóa nhẹ giữa alkene và $KMnO_4$, thường gọi là phản ứng với thuốc tím trong môi trường trung tính hoặc hơi kiềm.

2. Điều kiện phản ứng:

   • Phản ứng xảy ra ở nhiệt độ thường.
   • Dung dịch $KMnO_4$ thường được pha loãng trong nước.

3. Quan sát hiện tượng:

   • Màu tím của $KMnO_4$ bị nhạt dần.
   • Xuất hiện kết tủa màu nâu đen của $MnO_2$.

4. Cơ chế phản ứng:

   • $KMnO_4$ oxi hóa liên kết đôi $C=C$  trong $C_2H_4$ và gắn nhóm –OH vào mỗi nguyên tử carbon ban đầu của liên kết đôi.

---

Bài tập liên quan:

1. Bài tập 1: Tính lượng ethylene glycol tạo thành.

   • Đề bài: Cho 2.8 g ethene phản ứng hoàn toàn với $KMnO_4$ dư. Tính khối lượng ethylene glycol tạo thành.
   • Giải:
     • Molar mass của $C_2H_4 = 28 \, \text{g/mol}$.
     • Số mol $C_2H_4$: $$\frac{2.8}{28} = 0.1 \, \text{mol}.$$
     •  Theo phương trình, 1 mol $C_2H_4$  tạo 1 mol $C_2{H}_4(OH{)}_{\mathrm{2<span\; class="katex"><span\; aria-hidden="true"\; class="katex-html"><span\; class="base"><span\; class="mclose"><span\; class="msupsub"><span\; class="vlist-t\; vlist-t2"><span\; class="vlist-r"><span\; class="vlist-s"> </span></span><span\; class="vlist-r"><span\; class="vlist"></span></span></span></span></span></span></span></span>.}}$
     • Molar mass của $C_2H_4(OH)_2 = 62 \, \text{g/mol}$ .
     • Khối lượng $C_2H_4(OH)_2$: $$0.1 \times 62 = 6.2 \, \text{g}.$$
     •  Kết quả: $6.2\text{g}{C}_2{H}_4(OH{)}_{\mathrm{2<span\; class="katex"><span\; aria-hidden="true"\; class="katex-html"><span\; class="base"><span\; class="mclose"><span\; class="msupsub"><span\; class="vlist-t\; vlist-t2"><span\; class="vlist-r"><span\; class="vlist-s"> </span></span><span\; class="vlist-r"><span\; class="vlist"></span></span></span></span></span></span></span></span>.}}$

2. Bài tập 2: Tính lượng $KMnO_4$ cần thiết.

   • Đề bài: Để oxi hóa hoàn toàn 2 mol $C_2H_4$, cần bao nhiêu gam $KMnO_4$ ?
   • Giải:
     • Theo phương trình, 1 mol $C_2H_4$ cần 2 mol $KMnO_4$.
     • Số mol $KMnO_4$ cần: $$2 \times 2 = 4 \, \text{mol}.$$
     • Molar mass $KMnO_4 = 158 \, \text{g/mol}$.
     • Khối lượng $KMnO_4$: $$4 \times 158 = 632 \, \text{g}.$$
     •  Kết quả: $632 \, \text{g} \, KMnO_4$.

3. Bài tập 3: Tính thể tích $C_2H_4$ tham gia.

   • Đề bài: Để phản ứng hoàn toàn với 1 lít dung dịch $KMnO_4$ 0.5 M, cần bao nhiêu lít $C_2H_4$ (đktc)?
   • Giải:
     • Số mol $KMnO_4$: $$0.5 \times 1 = 0.5 \, \text{mol}.$$
     •  Theo phương trình, 2 mol $KMnO_4$ phản ứng với 1 mol $C_2H_4$. $$\text{Số mol } C_2H_4 = \frac{0.5}{2} = 0.25 \, \text{mol}.$$
     •  Thể tích $C_2H_4$ (đktc): $$0.25 \times 22.4 = 5.6 \, \text{lít}.$$
     •  Kết quả: $5.6 \, \text{lít} \, C_2H_4$ 

---

Ứng dụng của phản ứng:

1. Xác định liên kết đôi:

   • Phản ứng này thường được sử dụng trong phòng thí nghiệm để nhận biết sự hiện diện của liên kết đôi $\text{C=C}$ trong các hợp chất hữu cơ.

2. Sản xuất ethylene glycol:

   • Ethylene glycol là chất quan trọng trong sản xuất nhựa polyester, dung dịch chống đông và chất lỏng làm mát động cơ.

3. Mục đích giáo dục:

   • Phản ứng được dùng trong bài giảng thực hành về phản ứng oxi hóa nhẹ của anken.

---

Lưu ý khi thực hiện phản ứng:

1. An toàn hóa chất:

   • Kali permanganat là chất oxi hóa mạnh, có thể gây kích ứng da và mắt.
   • Phản ứng tỏa nhiệt nhẹ, cần thao tác cẩn thận để tránh bắn dung dịch.

2. Điều kiện phản ứng:

   • Sử dụng dung dịch $KMnO_4$ loãng để tránh oxi hóa sâu, dẫn đến phá vỡ hoàn toàn cấu trúc của ethene.

3. Xử lý sau phản ứng:

   • Chất thải chứa $MnO_2$ cần được xử lý theo đúng quy định môi trường.

---

Kết luận:

Phản ứng giữa $C_2H_4$$KMnO_4$, và $H_2O$ là một ví dụ điển hình của phản ứng oxi hóa nhẹ. Nó mang tính ứng dụng cao trong phân tích hóa học và tổng hợp các hợp chất hữu cơ quan trọng như ethylene glycol.