Меню

Получение этилена и исследование его свойств

Этилен

Характеристики и физические свойства этилена

Представляет собой бесцветный горючий газ (строение молекулы показано на рис. 1), который обладает слабым запахом. Плохо растворяется в воде, но хорошо в диэтиловом эфире и углеводородах.

Строение молекулы этилена

Рис. 1. Строение молекулы этилена.

Таблица 1. Физические свойства этилена.

Молярная масса, г/моль

Плотность, г/см 3

Температура плавления, o С

Температура кипения, o С

Получение этилена

Способы получения этилена можно разделить на промышленные и лабораторные. В первом случае этен – это продуктдегидрирования этана, полученного при крекинге нефти.

В лабораторных условиях этилен можно получить при помощи дегидратации этанола (1), дегалогенированиямоно- и дигалогенпроизводных этана (2, 3) или при неполном гидрировании ацетилена (4):

Химические свойства этилена

Этилен способен присоединять водород (гидрирование) (5), галогены (галогенирование) (6), галогеноводороды (гидрогалогенирование) (7) и воду (гидратация) (8):

В зависимости от условий проведения реакции окисления этилена могут быть получены многоатомные спирты (9), эпоксиды (10) или альдегиды (11):

В результате горения этилена происходит разрыв всех связей в молекуле, а продуктами реакции являются углекислый газ и воды:

Этилен подвергается полимеризации:

Кроме этого, если проводить галогенирование этилена при температуре 400 o С, то разрыва двойной связи происходить не будет, будет замещаться один атом водорода в углеводородном радикале:

Применение этилена

Основное направление использование этилена — промышленный органический синтез таких соединений как галогенопроизводные, спирты (этанол, этиленгликоль), уксусный альдегид, уксусная кислота и др. Кроме этого данное соединение в производстве полимеров.

Примеры решения задач

этан → этен → этанол → этен → хлорэтан → бутан.

Получение этанола из этена осуществляют по реакции гидратации, протекающей водой в присутствии минеральных кислот (серной, фосфорной):

Для получения этена из этанола используют реакцию дегидротации:

Получение хлорэтана из этена осуществляют по реакции гидрогалогенирования:

Для получения бутана из хлорэтана используют реакцию Вюрца:

Задание Сколько граммов потребуется для бромирования 16,8 г алкена, если известно, что при каталитическом гидрировании такого же количества алкена присоединилось 6,72 л водорода? Каков состав и возможное строение исходного углеводорода?
Решение Запишем в общем виде уравнения бромирования и гидрирования алкена:

Рассчитаем количество вещества водорода:

n(H2) = 6,72 / 22,4 = 0,3 моль,

следовательно, алкена тоже будет 0,3 моль (уравнение 2), а по условию задачи это 16,8 г. Значит молярная масса его будет равна:

что соответствует формуле C4H8.

Найдем массу брома:

M(Br2) = 2×Ar(Br) = 2×80 = 160 г/моль;

m(MnO2) = 0,3 × 160 = 48 г.

Составим структурные формулы изомеров: бутен-1 (1), бутен-2 (2), 2-метилпропен (3), циклобутан (4).

Источник

Получение этилена и исследование его свойств

Нажмите, чтобы узнать подробности

Данная практическая работа может использоваться как теоретический материал при подготовке к практической работе на уроке. Учащиеся дома повторяют правила техники безопасности, изучают цель работы, какое оборудование и реактивы необходимы в ходе работы, а так же какие наблюдения и выводы нужно будет записать при оформлении отчета.

Просмотр содержимого документа
«Получение этилена и исследование его свойств»

Общие положения техники безопасности на уроках химии

Химия – предмет, который предполагает изучение и работу с химическими веществами.

Во время урока, при работе учащихся могут иметь место вредные и опасные факторы:

отравление химическими веществами;

получение химических ожогов агрессивными веществами;

травмирования осколками стекла;

травмирования в результате взрыва или самовозгорания химических веществ, при нарушении условий их хранения.

Поэтому на уроках химии учащимся, прежде всего, нужно усвоить «химическую практику» и правила безопасного обращения с химическими веществами.

Это означает, что:

учащиеся обязаны знать свойства веществ, с которыми они работают и безопасные приемы обращения с ними;

выполнять требования безопасности при обращении со стеклянной посудой и ампулами;

знать правила обезвреживания и уничтожения вредных веществ;

выполнять только порученную учителем работу;

выполнять правила эксплуатации используемого оборудования;

соблюдать правила личной гигиены;

содержать рабочее место в чистоте;

правильно применять средства индивидуальной и коллективной защиты;

знать и соблюдать требования пожарной безопасности и уметь пользоваться средствами пожаротушения;

немедленно извещать учителя о любой ситуации, угрожающей здоровью и жизни людей (учеников), об инциденте или ухудшении состояния своего здоровья;

уметь оказывать первую (доврачебную) помощь при несчастных случаях (отравлении, термическом и химическом ожогах).

В кабинете химии должны быть в наличии:

аптечка, содержащая медикаменты для оказания первой медицинской помощи;

раствор для нейтрализации токсичных веществ, применяемых в работе;

средства индивидуальной защиты;

средства пожаротушения (огнетушитель, ящик с песком). Тара, в которой хранятся химические вещества должна иметь четкие надписи.

В кабинете химии ЗАПРЕЩАЕТСЯ:

выполнение работ, не связанных с заданием или во внеурочное время;

хранение химических веществ в таре, не имеющей надписи;

совместное хранение в непосредственной близости друг к другу веществ, которые могут вызвать в результате химического взаимодействия пожар или взрыв;

хранение химических веществ в количествах, превышающих суточную норму;

применение химической посуды для личного пользования;

бегать и прыгать;

Практическая работа № 2

Получение этилена и изучение его свойств.

Цель: научиться получать в лаборатории этилен; изучить физические и химические свойства этилена.

Оборудование: пробирки, пробка с газоотводной трубкой, штатив, спиртовая горелка, спички.

С правилами техники безопасности ознакомлен(а) и обязуюсь их выполнять.

Описание опыта, рисунок

Наблюдения и уравнения реакций

В пробирку налили 1 мл этилового спирта и осторожно добавьте 6—9 мл концентрированной серной кислоты. Затем всыпали немного прокаленного песка (чтобы предотвратить толчки жидкости при кипении). Закрыли пробирку пробкой с газоотводной трубкой, закрепили ее в штативе и осторожно нагрели содержимое пробирки.

В пробирке начинается выделяться газ — этилен.

С2H5OH C2H4↑ + H2O.

В ходе реакции концентрированная серная кислота забирает воду из спирта, врезультате образуется этилен.

Такую реакцию называют – реакция дегидратации.

Изучение свойств этилена.

В другую пробирку налили 2-3 мл бромной воды. Опустили газоотводную трубку первой пробирки до дна пробирки с бромной водой и пропускали через неё выдедяющийся газ.

При пропускании газа через бромную воду, происходит обесцвечивание бромной воды.

В ходе реакции происходит окисление этилена бромной водой по двойной связи.

В третью пробирку налили 2-3 мл разбавленного раствора KMnO4, поодкисленного серной кислотой, и пропустили через него газ.

При пропускании газа через подкисленный раствор KMnO4, происходит обесцвечивание раствора KMnO4.

В ходе реакции происходит окисление этилена подкисленным раствором перманганата калия.

Выделяющиеся газ первой пробирки подожгли.

Этилен на воздухе горит ярким светящимся пламенем.

Этилен горит ярким светящимся пламенем, что доказывает наличие кратных связей.

Общий вывод: на данной практической работе мы научились получать в лаборатории этилен реакцией дегидратации спиртов; изучили химические свойства этилена, а именно, действие этилена на бромную воду и подкисленный раствор перманганата калия.

Какой из гомологов этена имеет плотность по воздуху 1,45?

Ответ: D(возд.) = Mr (алкена)/Mr (воздуха);

Mr (алкена) = D(возд.)* Mr (воздуха);

Mr (алкена) = 1,45*29 = 42.

Какой из гомологов пропена имеет плотность по водороду 14?

Ответ: D(Н2) = Mr (алкена)/Mr (Н2);

Источник



Практ. 1

Напишите над стрелками формулы или названия веществ в пробирках.

Объясните явления, которые наблюдаются в процессе получения этилена.

В процессе получения мы наблюдали появление пузырьков газа и обесцвечивание растворов иода и перманганата калия. (Причины обесцвечивания приведены далее).

Приведите уравнение реакции получения этилена.

+ ° ​ C 2 ​ H 4 ​ ↑ + H 2 ​ O . 

Объясните явления, наблюдаемые при пропускании этилена в пробирки с растворами иода (1) и перманганата калия (2).

В процессе получения этилена мы наблюдали обесцвечивание растворов иода и перманганата калия, потому что образовывались бесцветные продукты реакции. Раствор перманганата обесцвечивался, т.к. в ходе реакции перманганат переходил в щелочь и оксид марганца (IV), а раствора иода – потому что молекулы иода встраивались в молекулу этилена.

Приведите уравнения реакции этилена с раствором иода.

Приведите схему реакции этилена с раствором  K M n O 4 \mathrm K M n O 4 ​  .

Приведите уравнение реакции горения этилена.

1. Напишите, благодаря наличию какого структурного фрагмента в молекулах алкенов они вступают в реакции с иодной и бромной водой. К какому типу относятся данные реакции?

Алкены вступают в реакции с иодной и бромной водой благодаря наличию двойной связи. Эти реакции относятся к реакциям присоединения.

2. В каких условиях реагируют с бромом алканы? К какому типу относится реакция алканов с бромом?

Алканы реагируют с бромом на свету. Это реакция замещения.

3. Сравните отношение к бромной воде алканов и алкенов. Можно ли различить этан и этен при помощи бромной воды?

Да, можно. При пропускании этана через бромную воду раствор брома не будет обесцвечиваться, а при пропускании этена — будет.

Источник

Получение этилена и изучение его свойств

Цель работы: научиться получать этилен в лаборатории и проводить качественные реакции на непредельные углеводороды.

Последовательность выполнения работы

В начале практического занятия повторите правила техники безопасности, обратите внимание на правила нагревания веществ и правила работы с концентрированными кислотами.

1. Соберите прибор, как показано на рисунке 28. Проверьте его на герметичность.

Получение этилена

2. Поместите в пробирку кусочек (с горошину) пемзы или речного песка. От их присутствия смесь будет разогреваться равномерно и не произойдет разбрызгивания жидкости. Затем попросите лаборанта или учителя налить в пробирку 1,5-2 см 3 реакционной смеси (смесь этилового спирта и концентрированной серной кислоты).

3. Приготовьте две пробирки с 2-3 см 3 бромной воды в одной и слабым раствором перманганата калия — в другой.

4. Осторожно нагревайте реакционную смесь. Через газоотводную трубку выделяется газ. Какими физическими свойствами он обладает?

5. Пропустите этилен по очереди в каждую пробирку. Следите, чтобы нагревание смеси не прекращалось, иначе жидкость из пробирки перельется в пробирку-реактор. Что наблюдаете? Какие изменения происходят с бромной водой и раствором перманганата калия?

6. Выньте газоотводную трубку из раствора и поверните ее отверстием вверх, подожгите выделяющийся этилен. Обратите внимание на цвет пламени.

7. Погасите горелку. Выделение этилена постепенно прекратится.

8. Оформите отчет о проделанной работе по принятой форме. Не забывайте записывать уравнения проведенных химических реакций и выводы.

Источник

Читайте также:  Футбол россии турнирная таблица статистика матчей