Viết và cân bằng phương trình hóa học sau C2H2 + H2O

Câu hỏi: Viết và cân bằng phương trình hóa học sau:

- C₂H₂ là Hidrocacbon Không no

- CH₃CHO là andehit no đơn chức

+ Điều kiện phản ứng: HgSO₄, H₂SO₄ 

+ Phản ứng Cộng H₂O

Giải thích: C₂H₂ là Ankin, Ankin tham gia phản ứng cộng nước theo tỉ lệ mol 1:1

→ Tạo thành Anđehit 

Cùng Top lời giải mở rộng kiến thức về Andehit Axetic và Axit Sunfuric nhé!

I. Andehit Axetic là gì?

- Công thức phân tử của Andehit Axetic là CH3-CHO

- C=O là nhóm chức chung của andehit và xeton, gọi là nhóm carbonyl.

- Andehit thì nhóm chức là CHO (nguyên tử carbon của nhóm carbonyl liên kết trực tiếp với một nhóm ankyl và một nguyên tử H)

- Xeton thì nhóm chức là CO (nguyên tử C của nhóm carbonyl liên kết trực tiếp với 2 gốc ankyl luôn).

- Andehit axetic còn gọi là axetandehit (ethanal).

1. Tính chất vật lý của Andehit Axetic

- Là chất lỏng không màu, mùi trái cây, hăng, dễ bay hơi, sôi ở 210^oC, hòa tan vô hạn trong nước.

- Tương đối độc, tạo thành hỗn hợp nổ với không khí trong giới hạn nồng độ từ 4-57% thể tích.

- Nguồn gốc:

+ Axetandehit chính là CH₃CHO. Chất được phát hiện bởi Sheele vào năm 1774. Khi ông thực hiện phản ứng giữa Mangan dioxyt có màu đen (MnO₂) với axit sunfuric và rượu.

+ Cấu tạo của axetandehit được Liebig giải thích vào năm 1835, ông đã tạo ra axetandehit tinh khiết bằng việc oxi hóa rượu eylic với cromic. Do có khả năng phản ứng hóa học cao nên axetandehit là một sản phẩm hóa học trung gian vô cùng quan trọng của công nghệ hữu cơ.

+ Axetandehit có liên quan nhiều đến các quá trình sinh học. Là chất quan trọng trong các quá trình lên men rượu. Có thể tách ra từ nước ép trái cây, dầu ăn, cà phê khô…vv.

+ Nhiều quá trình sản xuất axetandehit mang tính thương mại như dehydrohóa và oxi hóa rượu etylic, quá trình hợp nước của axetylen, oxi hóa từng phần của hidrocacbon, oxi hóa trực tiếp từ etylen.

Ví dụ: Axetandehit được dùng để sản xuất axit axetic, anhidrit axetic, n-butylandehit, n-butanol, 2-etylhexanol, etylaxetat, clorat, piridin…

+ Tuy nhiên, các sản phẩm này được điều chế bằng các phương pháp khác thuận lợi hơn: axit axetic bằng cacbonyl hóa methanol, n-butyl andehit/ n-butanol qua hidrofomyl hóa propilen.

2. Các phản ứng đặc trưng của Andehit axetic

- Tráng bạc (còn gọi là phản ứng tráng gương) là một trong những phản ứng đặc trưng nhất của anđehit. Vì vậy bài tập về phản ứng tráng bạc cũng là dạng bài tập phổ biến và rất hay gặp khi làm về anđehit.

+ Andehit axetic + Agno₃/NH₃: Phản ứng giữa bạc nitrat và andehit axetic và ammoniac ra sản phẩm là bạc, amoni nitrat và amoni axetat.

4AgNO3	+	3CH3CHO	+	5NH3	→	4Ag	+	3NH4NO3	+	3CH3COONH4
(rắn)		(lỏng)		(khí)		(kt)		(khí)		(rắn)
(trắng)				(không màu, mùi khai)		(trắng)		(không màu)

+ Andehit axetic + Cu(OH)₂: Phản ứng giữa andehit axetic và đồng(II) hidroxit ra axit axetic, nước và đồng(I) oxit.

2CH₃CHO     +     Cu(OH)₂        →      CH₃COOH    +    2H₂O   +    Cu₂O

+ Andehit axetic + NaOH: Phản ứng giữa andehit axetic và đồng(II) oxit và natri hidroxit ra sản phẩm là natri axetat, nước và đồng (I) oxit.

CH₃CHO    +   2Cu(OH)₂ + NaOH     →      CH₃COONa     +    3H₂O    +    Cu₂O

+ Andehit axetic + H₂: andehit axetic ra etanol (rượu etylic)

CH3CHO	+	H2	→	CH3CH2OH
(rắn)		(khí)		(lỏng)
		(không màu)		(không màu)

*Andehit axetic tạo ra axit axetic

CH₃OH + CO => CH₃COOH

- Đây là phương pháp hiện đại để sản xuất axit axetic. metanol và cacbon oxit đc điều chế từ metan có sẵn trong khí thiên nhiên và khí mỏ dầu. Chi phí sản xuất rẻ, tạo sản phẩm với giá thành hạ. Nên được sử dụng trong công nghiệp. Phản ứng này xảy ra khi có xúc tác của Rh hoặc Co. 

- Một số phản ứng điều chế CH3COOH mà chỉ cần 1 phản ứng:

(1) CH₃CHO + 1/2O₂ —Mn(CH₃COO)₂, t^o—> CH₃COOH ( điều chế axit axetic trong phòng TN )

(2) C₂H₅OH + O₂ ----men giấm, 25 – 30^oC —> CH₃COOH + H₂O ( điều chế axit axetic cổ điển )

(3) CH₃OH + CO —xt–> CH₃COOH ( điều chế axit axetic trong công nghiệp )

(4) 2C₄H10 + 5O₂ —Mn²⁺, 150^oC, 55atm–> 4CH₃COOH + 2H₂O

(5) CH₃CN + 2H₂O —xt : H⁺, t^o—> CH₃COOH + NH₃

(6) CH₃COONa + HCl —-> CH₃COOH + NaCl

(7) CH₃-CBr₃ + 3NaOH —> CH₃COOH + 3NaBr + H₂O

(8) CH₃COOMgCl + HCl — t^o–> CH₃COOH + MgCl₂ ( phản ứng cơ-magie )

+ Andehit axetic + Br₂

Br₂      +          CH₃CHO       +          H₂O    →        CH₃COOH    +          2HBr

+ Andehit axetic + phenol

- Phenol không pứ với andehit axetic mà chỉ pứ với anhidrit axetic

C₆H₅OH + (CH₃CO)₂O = C₆H₅OOCCH₃ + CH₃COOH

- Na₂SO₃ phản ứng đc với dung dịch Br₂ vì S trong muối có số oxi hóa trung gian +4 nên có thể bị Br₂ oxi hóa lên +6, còn Brôm thì bị khử xuống -1 

3. Điều chế Andehit axetic

- Dưới đây là các cách điều chế andehit axetic từ axetilen, ancol etylic, …

C₂H₄ + O₂ ——> CH₃CHO + H₂O (HgCl₂, nhiệt độ)

C₂H₂ + H₂O ———> CH₃CHO ( HgSO₄, nhiệt độ)

C₂H₅OH + CuO ——> CH₃CHO + Cu + H₂O (nhiệt độ)

CH₃COOH + H₂ ——–> CH₃CHO + H₂O ( xt, nhiệt độ)

CH₃COOC₂H₃ + NaOH ——> CH₃COONa + CH₃CHO + H₂O (nhiệt độ)

- Ngoài ra còn quá trình lên men sữa chua cũng tạo ra CH₃CHO như sau:

II. Axit sunfuric là gì?

1. Khái niệm H₂SO₄

- Axit sunfuric là gì là câu hỏi rất hay gặp ở nhiều người. Và câu trả lời đó là axit sunfuric là một axit có công thức là H₂SO₄. Nó tồn tại dưới dạng chất lỏng không màu, không mùi, không bay hơi. H₂SO₄ nặng hơn nước và có khả năng hòa tan vào nước ở bất kỳ tỷ lệ nào. Đây là một loại axit được đánh giá cực mạnh và được dùng chủ yếu trong các ngành công nghiệp, hay làm chất xúc tác cho các phản ứng hóa học. 

- Bạn có thể dễ dàng tìm được loại axit này ở bất kỳ nơi đâu. Mà dễ thấy và dễ nhận biết nhất là trong nước mưa. Nếu bạn dính nước mưa và cảm thấy rát, khó chịu thì đó là do tác dụng của axit sunfuric. 

- Hiện nay, chưa có một nhà khoa học nào tìm được mẫu H₂SO₄ tinh khiết trên Trái Đất. Mà nó chỉ tồn tại dưới dạng chất lỏng có chứa nhiều hỗn hợp các chất khác nhau. Và vì vậy mà H₂SO₄ tinh khiết chỉ được điều chế từ các chất hóa học phản ứng với nhau tạo thành. 

2. Các tính chất của H₂SO₄

- Axit sunfuric có hai loại, axit sunfuric lỏng và axit sunfuric đặc. Mỗi loại sẽ có những tính chất vật lý và tính chất hóa học khác nhau. 

a. Tính chất vật lý của H₂SO₄

- Như đã giới thiệu ở trên, H₂SO₄ đặc hay lỏng đều có điểm chung tồn tại dưới dạng chất lỏng, không màu, không mùi và không vị.

- H₂SO₄ lỏng có đặc tính là khó bay hơi và tan vô hạn trong nước. Còn H₂SO₄ đặc nổi bật với khả năng hút nước rất mạnh và tỏa nhiều nhiệt. Vì vậy bạn chú ý không nên cho nước vào axit mà chỉ được phép cho axit vào nước. Để đánh trường hợp bị bỏng xảy ra khi nước tác dụng với axit. Và H₂SO₄ còn có thể pha loãng ra để trở thành H₂SO₄ lỏng. Nhưng bạn nhớ thực hiện đúng quy trình ở trên để không gặp những tình trạng nguy hiểm. 

b. Tính chất hóa học của H₂SO₄

 

*Đối với axit sunfuric lỏng

- Đây là một loại axit có đặc tính cực kỳ mạnh nên có đầy đủ những tính chất hóa học của một loại axit thông thường. Điển hình như: 

   + Làm thay đổi màu quỳ tím sang đỏ

   + Phản ứng với các kim loại, bazo, oxit bazo, muối để tạo ra những chất hóa học như mong muốn. 

*Đối với axit sunfuric đặc

- Axit sunfuric đặc có những tính chất hóa tương tự như axit sunfuric lỏng. Ngoài ra, còn một số đặc trưng riêng của loại axit này đó là: 

   + Khi tác dụng với kim loại, thêm đồng (Cu) vào thì dung dịch sẽ tạo ra màu xanh

   + H₂SO₄ đặc còn có tính chất háo nước rất mạnh. Ví dụ như đưa H₂SO₄ đổ vào chén đường trắng thì chỉ sau vài phút nước sẽ chuyển thành màu đen và phun trào 

3. Ứng dụng phổ biến của Axit sunfuric H₂SO₄

- H₂SO₄ là một chất hóa học quan trọng bởi nó ứng dụng rất nhiều trong các ngành công nghiệp. 

- Trong công nghiệp sản xuất:

Axit sunfuric H₂SO₄ có mặt trong hầu hết các ngành công nghiệp như: luyện kim, phẩm nhuộm, chất tẩy rửa, giấy, sợi. Theo ước tính hằng năm có hơn 160 triệu tấn H₂SO₄ được sản xuất ra để phục vụ các ngành công nghiệp này. Một con số không hề nhỏ!

+ Sản xuất phân bón: 

Một ứng dụng chủ yếu của H₂SO₄ là dùng làm phân bón. Đây là một trong những thành phần quan trọng nhất dùng sản xuất các loại phân bón. Các loại phân bón được sản xuất từ H₂SO₄ gồm: Phosphate, Canxi dihydrogen, Amoni Phosphate, Amoni Sunfat…

+ Xử lý nước thải

H2SO4 là chất hóa học cốt lõi dùng để điều chế Nhôm hidroxit - một thành phần không thể thiếu khi xử lý nước trong các nhà máy. Nhôm hidroxit sẽ có vai trò lọc các tạp, khử mùi cho nước, cân bằng độ pH trong nước. Đặc biệt quan trọng là dùng để loại bỏ các kim loại nặng trong nước như Mg, Ca, giúp phòng tránh nguy cơ nước bị nhiễm phèn. 

4. Một số lưu ý khi sử dụng Axit sunfuric 

- Theo tính chất hóa học của H₂SO₄ thì nó là một axit cực kỳ mạnh. Vì vậy khi sử dụng chất hóa học này mọi người cần đặc biệt chú ý những điều sau:

 + Không bao giờ được tiếp xúc trực tiếp với H₂SO₄ nguyên chất hay được pha loãng. Bởi nó sẽ gây bỏng da rất nặng, có thể bị mù nếu bắn vào mắt…Còn những vật dụng như vải hay giấy sẽ bốc cháy nếu tiếp xúc với H₂SO₄ nên bạn cần bảo quản nó ở nơi thật cẩn thận. 

+ Khi pha H₂SO₄ chỉ được pha theo chiều axit đổ vào nước và không có chiều ngược lại. Phải đổ từ từ H₂SO₄ vào nước nếu không sẽ bị phun trào và bắn axit cực kỳ nguy hiểm. 

+ Phải lựa chọn mua H₂SO₄ tại những địa điểm uy tín, chất lượng để đảm chất an toàn, chất lượng khi sử dụng.