HYDROCARBON - ALKENE - LÝ THUYẾT

HYDROCARBON - ALKENE

I. KHÁI NIỆM  

- Alkene là hydrocarbon mạch hở, chứa các liên kết đơn và có một liên kết đôi (C=C) trong phân tử.  

- Alkene đơn giản nhất là ethylene (C₂H₄), có công thức cấu tạo thu gọn: CH₂=CH₂.  

- Công thức chung: CₙH₂ₙ (n ≥ 2, n là số nguyên dương).  

II. ETHYLENE  

1. Cấu tạo phân tử và tính chất vật lí  

- Công thức phân tử: C₂H₄.  

- Công thức cấu tạo:

- Công thức cấu tạo thu gọn: CH₂=CH₂.  

- Trong phân tử ethylene, giữa hai nguyên tử C có một liên kết đôi, trong đó có một liên kết kém bền ⇒ dễ bị phá vỡ ⇒ tạo nên tính chất đặc trưng của ethylene và các alkene khác.  

- Ethylene là chất khí, không màu, không mùi, ít tan trong nước, nhẹ hơn không khí.  

2. Tính chất hóa học  

a) Phản ứng cháy  

\(C_{2}H_{4} + 3O_{2} \xrightarrow{t^{\circ}} 2CO_{2} + 2H_{2}O\)  

- Khi cháy trong không khí, ethylene tạo ra \(CO_{2}\) và \(H_{2}O\), phản ứng tỏa nhiều nhiệt.  

- Nhận xét: \(n_{CO_{2}} = n_{H_{2}O}\).  

b) Phản ứng cộng  

- Thí nghiệm: Dẫn khí ethylene qua dung dịch nước brom màu da cam.  

- Hiện tượng: Nước brom bị nhạt màu.  

- Nhận xét: Ethylene đã cộng thêm vào liên kết đôi, làm mất màu dung dịch brom.  

Phản ứng cộng của ethylene với nước bromine:  

- Phân tử Br₂ cộng hợp vào liên kết đôi C=C trong phân tử C₂H₄.  

- Liên kết kém bền trong liên kết đôi bị phá vỡ, tạo thành sản phẩm 1,2-đibromoethane.  

Phương trình phản ứng:  

\(CH_{2}=CH_{2} + Br_{2} \;\longrightarrow\; Br–CH_{2}–CH_{2}–Br\)  

Viết gọn:  

\(C_{2}H_{4} + Br_{2} \;\longrightarrow\; C_{2}H_{4}Br_{2}\)  

⇒ Đây là phản ứng cộng.  

- Tương tự ethylene, các alkene khác cũng làm mất màu dung dịch brom.  

c) Phản ứng trùng hợp  

- Trong điều kiện thích hợp, các phân tử ethylene cộng hợp liên tiếp với nhau.  

- Liên kết đôi C=C trong phân tử ethylene bị phá vỡ, tạo thành mạch dài polyethylene (PE).  

Phương trình hóa học:  

⇒ Phản ứng này gọi là phản ứng trùng hợp.  

- Polyethylene (nhựa PE) là chất rắn, không tan trong nước, không độc.  

- Ứng dụng: sản xuất túi nhựa, màng bọc, chai, bình chứa…  

- Tuy nhiên, nhựa PE rất khó phân hủy sinh học, có thể tồn tại trong môi trường hàng trăm năm.  

⇒ Cần hạn chế thải bỏ các sản phẩm làm từ nhựa PE ra ngoài môi trường.  

3. Ứng dụng  

- Ethylene được sử dụng trong nhiều lĩnh vực:  

  + Tổng hợp ethylic alcohol (C₂H₅OH).  

  + Sản xuất dung môi.  

  + Tổng hợp acetic acid (CH₃COOH).  

  + Sản xuất nhựa PE, PVC.  

  + Kích thích quả mau chín.  

- Trong công nghiệp, ethylic alcohol được sản xuất từ ethylene theo phản ứng:  

\(CH_{2}=CH_{2} + H_{2}O \xrightarrow{acid,\,t^{\circ}} C_{2}H_{5}OH\)