Trang Chủ › C2H3 O2

Phản ứng giữa Ethene C2H4 O2 Oxy

Hóa Chất Miền Bắc - tháng 12 01, 2024 - C2H3 O2
Nội Dung

 

Phản ứng giữa Ethene (C₂H₄) và Oxy (O₂)

Phương trình phản ứng:

Khi ethene (C₂H₄) phản ứng với oxy (O₂) trong điều kiện có nhiệt độ hoặc xúc tác, sẽ xảy ra quá trình oxi hóa. Phản ứng này có thể dẫn đến các sản phẩm khác nhau, tùy thuộc vào điều kiện phản ứng:

  1. Phản ứng cháy hoàn toàn (Đầy đủ oxi):

    C2H4+3O2→2CO2+2H2OC_2H_4 + 3O_2 \rightarrow 2CO_2 + 2H_2O
    •  Sản phẩm: Carbon dioxide (CO₂) và nước (H₂O).
    • Điều kiện: Khi có đủ oxy, ethene cháy hoàn toàn tạo ra CO₂ và nước. Đây là phản ứng cháy hoàn toàn, giải phóng nhiều năng lượng dưới dạng nhiệt.

  2. Phản ứng cháy không hoàn toàn (Thiếu oxy):

    C2H4+O2→2CO+2H2OC_2H_4 + O_2 \rightarrow 2CO + 2H_2O
    •  Sản phẩm: Carbon monoxide (CO) và nước (H₂O).
    • Điều kiện: Khi oxy không đủ, ethene cháy không hoàn toàn và sản phẩm chính là carbon monoxide (CO), một chất độc hại.

  3. Phản ứng oxy hóa (Sản phẩm là ethylene oxide):

    C2H4+O2→Xuˊc taˊc, nhiệt độC2H4OC_2H_4 + O_2 \xrightarrow{\text{Xúc tác, nhiệt độ}} C_2H_4O
    •  Sản phẩm: Ethylene oxide (C₂H₄O), một hợp chất quan trọng trong công nghiệp sản xuất ethylene glycol và các sản phẩm khác.
    • Điều kiện: Quá trình này xảy ra dưới điều kiện có xúc tác và nhiệt độ, thường sử dụng xúc tác bạc hoặc các kim loại khác.

Chi tiết phản ứng:

  • Phản ứng cháy hoàn toàn: Là phản ứng cháy trong điều kiện oxy dư thừa. Khi ethene bị đốt cháy hoàn toàn, mọi carbon trong ethene sẽ được chuyển thành CO₂ và nước.
  • Phản ứng cháy không hoàn toàn: Nếu oxy cung cấp không đủ, quá trình cháy sẽ không hoàn toàn, tạo ra CO thay vì CO₂. CO là khí độc và có thể gây ngộ độc nếu hít phải ở nồng độ cao.
  • Phản ứng oxy hóa: Ethene có thể phản ứng với oxy trong điều kiện xúc tác, như bạc, để tạo thành ethylene oxide, một hợp chất quan trọng trong sản xuất các polyme và hóa chất khác.

Bài tập liên quan:

  1. Tính toán số mol của các sản phẩm trong phản ứng cháy hoàn toàn:

    Cho 1 mol ethene (C₂H₄) phản ứng với oxy. Tính số mol của CO₂ và H₂O được tạo ra.

    Giải:

    • Phản ứng: C2H4+3O2→2CO2+2H2OC_2H_4 + 3O_2 \rightarrow 2CO_2 + 2H_2O
    • Số mol của CO₂ và H₂O đều là 2 mol đối với mỗi mol C₂H₄.
    • Nếu bắt đầu với 1 mol C₂H₄, ta sẽ thu được 2 mol CO₂ và 2 mol H₂O.

  2. Tính khối lượng của CO₂ tạo thành khi đốt cháy 5 g C₂H₄:

    Giải:

    • Molar mass của C₂H₄: 28.05 g/mol.
    • Số mol của C₂H₄ trong 5 g là: 528.05=0.1785 mol\frac{5}{28.05} = 0.1785 \, \text{mol}
    •  Từ phương trình phản ứng, 1 mol C₂H₄ tạo ra 2 mol CO₂.
    • Số mol CO₂ tạo ra từ 0.1785 mol C₂H₄ là: 0.1785×2=0.357 mol0.1785 \times 2 = 0.357 \, \text{mol}
    •  Khối lượng CO₂ là: 0.357 mol×44.01 g/mol=15.7 g0.357 \, \text{mol} \times 44.01 \, \text{g/mol} = 15.7 \, \text{g}
    •  Kết quả: 15.7 g CO₂ sẽ được tạo ra.

Ứng dụng của phản ứng:

  1. Sản xuất ethylene oxide (C₂H₄O):

    • Phản ứng oxy hóa ethene với oxy dưới điều kiện có xúc tác bạc được sử dụng trong công nghiệp để sản xuất ethylene oxide, một nguyên liệu quan trọng trong sản xuất ethylene glycol (dùng trong chất chống đông, chất làm mát động cơ, sản xuất nhựa,…) và các hóa chất khác.

  2. Cung cấp năng lượng:

    • Phản ứng cháy hoàn toàn của ethene có thể được ứng dụng trong công nghiệp sản xuất năng lượng hoặc trong động cơ, nơi phản ứng này cung cấp nhiệt và năng lượng.

  3. Sản xuất các hợp chất hữu cơ khác:

    • Phản ứng oxy hóa ethene còn được sử dụng để sản xuất nhiều hợp chất hữu cơ quan trọng, bao gồm axit acetic và các chất tẩy rửa.

Lưu ý khi thực hiện phản ứng:

  1. Cháy nổ:

    • Ethene là khí dễ cháy, và phản ứng với oxy có thể gây cháy hoặc nổ nếu không kiểm soát được lượng khí trong không khí. Phải đảm bảo điều kiện an toàn khi thực hiện các phản ứng này.

  2. Khí độc CO:

    • Trong phản ứng cháy không hoàn toàn, CO (carbon monoxide) được tạo ra, đây là một khí độc. Cần phải thực hiện phản ứng trong không gian thông thoáng hoặc có hệ thống thông gió tốt để tránh ngộ độc.

  3. Xúc tác:

    • Khi thực hiện phản ứng oxy hóa ethene (để tạo ethylene oxide), cần sử dụng xúc tác thích hợp, thường là bạc. Phải đảm bảo rằng xúc tác được xử lý đúng cách để phản ứng diễn ra hiệu quả.

  4. Nhiệt độ và áp suất:

    • Các phản ứng giữa ethene và oxy có thể yêu cầu nhiệt độ và áp suất cao, vì vậy cần thiết lập thiết bị phản ứng chịu áp suất để đảm bảo an toàn.

Kết luận:

Phản ứng giữa ethene (C₂H₄) và oxy (O₂) có thể dẫn đến các sản phẩm khác nhau tùy theo điều kiện phản ứng, bao gồm phản ứng cháy hoàn toàn tạo ra CO₂ và H₂O, phản ứng cháy không hoàn toàn tạo ra CO, và phản ứng oxy hóa tạo ra ethylene oxide. Mỗi loại phản ứng đều có ứng dụng quan trọng trong công nghiệp, nhưng cần lưu ý đến các nguy cơ cháy nổ và độc hại của các sản phẩm phụ như CO.

096.474.5075