C2H4 KMnO4

Nội Dung

 

Phản ứng giữa Ethene (C₂H₄) và Kali permanganat (KMnO₄)

1. Phương trình phản ứng

Khi ethene (C₂H₄) phản ứng với dung dịch Kali permanganat (KMnO₄), xảy ra phản ứng cộng, trong đó liên kết đôi của ethene bị phá vỡ và nhóm mangan (Mn) từ KMnO₄ kết hợp với các nguyên tử cacbon trong ethene. Phản ứng này dẫn đến sự tạo thành diol (glycol).

Phương trình phản ứng:

$$\text{C}_2\text{H}_4 + \text{KMnO}_4 + \text{H}_2O \rightarrow \text{C}_2\text{H}_4(\text{OH})_2 + \text{MnO}_2 + \text{KOH}$$

 2. Chi tiết phản ứng

• Cơ chế phản ứng:

  • Phản ứng giữa ethene (C₂H₄) và KMnO₄ là phản ứng cộng trong đó KMnO₄ cung cấp nhóm -OH, và nhóm MnO₂ là sản phẩm phụ.
  • Phản ứng này yêu cầu dung dịch KMnO₄ và có thể xảy ra ở điều kiện nhiệt độ thường.
  • Tạo ra sản phẩm chính là ethylene glycol (C₂H₄(OH)₂), một loại diol.

• Điều kiện phản ứng:

  • Phản ứng có thể xảy ra ở nhiệt độ phòng. KMnO₄ hoạt động như chất oxi hóa, do đó ethene bị oxi hóa, và phản ứng sẽ tạo ra các sản phẩm có nhóm hydroxyl (-OH).

• Tính chất:

  • Phản ứng này làm KMnO₄ bị khử (thường chuyển từ màu tím sang màu nâu hoặc không màu) trong khi ethene bị oxi hóa thành glycol.

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

3. Ứng dụng của phản ứng

• Sản xuất Ethylene glycol (C₂H₄(OH)₂):

  • Phản ứng giữa ethene và KMnO₄ là phương pháp dùng để sản xuất ethylene glycol, một hợp chất quan trọng trong công nghiệp, chủ yếu được sử dụng làm chất chống đông trong ô tô, làm dung môi và trong sản xuất polyester.

• Kiểm tra liên kết đôi trong các hợp chất hữu cơ:

  • Phản ứng này được sử dụng trong phòng thí nghiệm để kiểm tra sự có mặt của liên kết đôi trong các hợp chất hữu cơ. Nếu KMnO₄ có màu tím biến mất, chứng tỏ có liên kết đôi trong hợp chất.

• Ứng dụng trong công nghiệp:

  • Ethylene glycol còn được sử dụng trong sản xuất nhựa tổng hợp, đặc biệt là polyester.

4. Bài tập liên quan

Bài tập 1:
Cho 10 g ethene (C₂H₄) phản ứng với KMnO₄ dư. Tính khối lượng ethylene glycol (C₂H₄(OH)₂) sản phẩm.

Lời giải:

• Mặt khác, khối lượng mol của ethene (C₂H₄) là 28 g/mol và khối lượng mol của ethylene glycol (C₂H₄(OH)₂) là 62 g/mol.
• Số mol ethene có trong 10 g: $$n_{\text{C}_2\text{H}_4} = \dfrac{10}{28} \approx 0.357 \, \text{mol}$$
•  Tỷ lệ mol giữa ethene và ethylene glycol là 1:1, do đó số mol ethylene glycol tạo ra là 0.357 mol.
• Khối lượng ethylene glycol: $$m_{\text{C}_2\text{H}_4(\text{OH})_2} = n \times M = 0.357 \times 62 = 22.1 \, \text{g}$$

 Bài tập 2:
Viết phương trình ion thu gọn khi KMnO₄ phản ứng với ethene trong môi trường axit.

Lời giải:

• Phương trình ion thu gọn sẽ phản ánh quá trình oxi hóa của ethene và sự khử của KMnO₄: $$\text{C}_2\text{H}_4 + \text{MnO}_4^- + 4\text{H}^+ \rightarrow \text{C}_2\text{H}_4(\text{OH})_2 + \text{Mn}^{2+} + 2\text{H}_2O$$

 5. Lưu ý khi thực hiện phản ứng

• An toàn:

  • KMnO₄ là một chất oxi hóa mạnh, nên phải thận trọng khi sử dụng trong các phản ứng hóa học.
  • Trong quá trình phản ứng, KMnO₄ có thể tạo ra nhiệt, do đó cần bảo đảm rằng các vật liệu phản ứng không dễ cháy.

• Điều kiện phản ứng:

  • Phản ứng này có thể xảy ra ở nhiệt độ phòng, nhưng cần phải đảm bảo môi trường không quá axit hoặc kiềm.
  • KMnO₄ có thể làm mất màu tím trong dung dịch, điều này là dấu hiệu cho thấy phản ứng đang diễn ra.

• Bảo quản và xử lý:

  • Ethylene glycol (C₂H₄(OH)₂) có thể gây độc nếu tiếp xúc quá nhiều, do đó cần bảo quản trong thùng kín và xử lý cẩn thận.

---

Kết luận

Phản ứng giữa ethene và KMnO₄ là một phản ứng hữu ích trong sản xuất ethylene glycol, một hợp chất quan trọng trong công nghiệp. Cần chú ý các điều kiện phản ứng và thực hiện các biện pháp an toàn khi làm việc với các hóa chất oxi hóa mạnh như KMnO₄.