Khí Đặc Biệt Etilen-C2H4

Khí Đặc Biệt Etilen-C2H4 trong phòng thí nghiệm, trong công nghiệp

C2H4 hay còn có tên gọi là Etilen là một trong những chất hóa học được ứng dụng nhiều trong ngành công nghiệp. Vậy Etilen có những đặc tính gì? Điều chế C2H4 thế nào?

1. Những ứng dụng của khí etilen C2H4trong đời sống

Để tìm hiểu thêm vị trí của etilen trong đời sống, Đông Á xin làm rõ các ứng dụng của chất này với một vài ngành nghề phổ biến hiện nay, cụ thể là ngành công nghiệp và nông nghiệp:

1.1 khí Etilen trong ngành công nghiệp

• C2H4 là nguyên liệu thiết yếu trong lĩnh vực sản xuất tổng hợp polime, bên cạnh nhiều chất hữu cơ khác
• Etilen được dùng để tổng hợp những chất hữu cơ thiết yếu, ví dụ như: Etylen glicol, Ethanol,…
• Được dùng rộng rãi trong ngành dệt may, bao bì và điện tử
• C2H4 là nguyên liệu cần thiết và quan trọng để sản xuất chất kết dính, phất phú và vật liệu xây dựng.
• C2H4 được ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực hóa dầu, chất dẫn xuất

khí atilen-C2H4 là nguyên liệu thiết yếu trong lĩnh vực sản xuất tổng hợp polime, bên cạnh nhiều chất hữu cơ khác

1.2 khí Etilen trong ngành nông nghiệp

• Đẩy nhanh quá trình sinh trưởng với các tế bào thực vật trong cây trồng
• Tạo sự kích thích tăng trưởng, giúp cây nảy mầm nhanh, tăng trưởng tốt
• Giúp mùa vụ đạt sản lượng tốt bằng cách khiến trái cây chín đều và nhanh qua tăng tính thấm của màng có ở tế bào thịt quả.

khí Etilen giúp trái cây chín nhanh và đều hơn

2. Phương pháp để điều chế khí etilen – C2H4trong phòng thí nghiệm

Trong môi trường phòng thí nghiệm, người ta thường áp dụng một trong hai cách sau để điều chế C2H4:

2.1 Cách 1: Điều chế từ rượu Etylic C2H5OH

Vì Etilen là loại khí rất ít tan trong nước, vì vậy để điều chế Etilen bằng cách này, đầu tiên ta cần đẩy nước để thu được khí này.

Tiếp đến hãy đun một hỗn hợp gồm H2SO4 đặc và Etylic (C2H5OH). Khi nhiệt độ đạt đến 170oC, khí C2H4 sẽ thoát ra ngoài.

Khi đó ta chỉ cần thu khí C2H4 theo cách đẩy vào nước.

Lưu ý rằng khi thấy phản ứng hóa học kết thúc, chúng ta phải đậy nút ống nghiệm ngay để bảo toàn được khí C2H4 đã thu được.

Dưới đây là phương trình hóa học thu khí etilen trong phòng thí nghiệm:

C2H5OH → C2H4 + H2O

khí Etilen được điều chế trong phòng thí nghiệm từ rượu Etylic C2H5OH

2.2 Cách 2: Điều chế từ Canxi Cacbua

Theo phương pháp này, bước đầu tiên ta điều chế khí C2H2 (Axetilen). Sau khi thu lại được axetilen, ta đem chúng tác dụng với Hydro cùng chất xúc tác Pb (hoặc Pd). Phản ứng hóa học theo phương pháp này diễn ra như sau:

CaC2 + 2H2O → C2H2  + Ca(OH)2

C2H2 + H2 → C2H4

3. Điều chế khí etilen-C2H4trong công nghiệp thế nào?

Trong công nghiệp C2H4 được điều chế theo cách nào? Cùng Đông Á tìm hiểu nhé!

3.1 Hai phương pháp điều chế được khí etilen-C2H4 trong công nghiệp:

Trong công nghiệp, C2H4 được điều chế chủ yếu bằng 2 phương pháp sau

• Phương pháp tách nước từ ancol: Phương pháp này được thực hiện bằng bằng cách đun nóng chất ancol trong môi trường có chứa chất xúc tác (như axit sunfuric, axit photphoric) để tạo etilen và nước.
• Phương pháp tách hydro từ ankan: Phương pháp này được thực hiện nhiều trong các nhà máy cracking dầu mỏ, trong đó dầu mỏ được tách thành các phân tử như propylen, butylen, etilen qua quá trình tách hidro.

3.2 Phương pháp tách hydro từ ankan tương ứng

Đây là phương pháp được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp để sản xuất etilen để ứng dụng với ngành nhựa và chất lỏng. Cụ thể phương pháp như sau:

• Đầu tiên, ankan được tạo ra từ lò cracking bằng cách tiếp nhiên liệu vào lò. Trong lò cracking, quá trình nhiệt phân (hay tác động nhiệt cơ học) xảy đến phản ứng tách hydro từ ankan. Có thể cho thêm một chất xúc tác (như SiO2, Al2O3, …) để tăng hiệu suất, thúc đẩy nhanh quá trình tạo etilen
• Khi nhiệt độ cao tới 500oC – 900oC kèm áp suất không khí duy trì ở mức thấp, các liên kết C-C trong ankan sẽ bị phá vỡ, hình thành chất anken.
• Khi quá trình tách hidro được hoàn thiện, phần etilen sẽ được tách ra khỏi các sản phẩm phụ khác. Người ta có thể điều chế, học màng hoặc hấp phụ để tách etilen khỏi các chất khác có trong hỗn hợp chất.
• Etilen đã thu được sau quá trình tách cần được tinh chế và tinh lọc để loại bỏ các tạp chất và tăng độ tinh khiết.

Lưu ý: Quá trình điều chế C2H4 trong công nghiệp có thể có một vài thay đổi trong các bước, chi tiết thực hiện cũng có thể khác nhau tùy theo điều kiện hoạt động của nhà máy sản xuất

4. Một vài lưu ý khi điều chế khí etilen

Dù được sử dụng rộng rãi và phổ biến trong đời sống, tuy nhiên Etilen là chất hóa học nguy hiểm nếu không được điều chế và sử dụng đúng cách. Đây là một vài lưu ý khi điều chế C2H4:

• Khí etilen sinh ra sẽ có lẫn CO2 và SO2. Để không lẫn tạp chất trong khí, ta cần dẫn khí qua bông tẩm NaOH đặc để loại bỏ hai khi trên.
• Phản ứng hóa học sẽ xảy ra ở nhiệt độ 170oC. Bạn có thể cho đá bọt vào để hỗn hợp không bị sôi đột ngột hoặc sôi quá mạnh dẫn đến trào chất lỏng ra ngoài.
• Không nên tiếp xúc với C2H4 trong thời gian quá dài trong môi trường quá nhiều khí, sẽ dẫn đến ngạt thở vì thiếu oxy. Biểu hiện gồm: ngạt thở, gây mê, nghiêm trọng sẽ tử vong
• Quá trình bảo quản và sử dụng khí etilen cần tránh lửa. Etilen tiếp xúc với ánh lửa sẽ gây cháy nổ, ảnh hưởng tới tính mạng. Tốt nhất nên có rào chắn và bảng hiệu cẩn thận