Thí nghiệm C2H4 + Br2, C2H4 + KMnO4. Đốt cháy ethylene. Điều chế ethylene

Video tài liệu thực hành dưới đây mô tả trực quan quá trình điều chế ethene ($C_2H_4$) trong điều kiện phòng thí nghiệm, đồng thời tiến hành các phép thử để kiểm chứng tính chất hóa học cốt lõi của hợp chất alkene này.

Nội dung thực nghiệm tập trung vào hai hướng tiếp cận để tách nước (dehydration) từ ethanol ($C_2H_5OH$):

• Sử dụng xúc tác Sulfuric acid ($H_2SO_4$) đặc: Phản ứng tách nước diễn ra ở nhiệt độ xấp xỉ $170^\circ C$. Do đặc tính oxi hóa mạnh của $H_2SO_4$ ở nhiệt độ cao, hệ phản ứng sinh ra các tạp chất khí như sulfur dioxide ($SO_2$) và carbon dioxide ($CO_2$). Để thu được sản phẩm khí tinh khiết, cấu hình thí nghiệm được thiết kế tích hợp bình rửa khí chứa dung dịch sodium hydroxide ($NaOH$) nhằm hấp thụ hoàn toàn các acid vô cơ.
• Sử dụng xúc tác Aluminium oxide ($Al_2O_3$): Hơi ethanol được dẫn đi qua màng xúc tác rắn $Al_2O_3$ nung nóng. Quá trình này giúp hạn chế tối đa các phản ứng phụ phức tạp, thể hiện vai trò quan trọng của việc lựa chọn chất xúc tác đối với hiệu quả tổng hợp hữu cơ.

Luồng khí ethene sinh ra sau đó được dẫn trực tiếp vào các hệ thuốc thử để đánh giá mức độ hoạt động của liên kết đôi $C=C$ thông qua chuỗi phản ứng:

• Phản ứng cộng halogen: Ethene tham gia phản ứng và làm mất màu hoàn toàn dung dịch bromine ($Br_2$).
• Phản ứng oxi hóa không hoàn toàn: Khi tiếp xúc với dung dịch potassium permanganate ($KMnO_4$), phản ứng oxi hóa - khử xảy ra làm phai màu tím của dung dịch, đồng thời xuất hiện kết tủa nâu đen của manganese(IV) oxide ($MnO_2$).
• Phản ứng cháy (oxi hóa hoàn toàn): Ethene duy trì sự cháy tốt trong không khí.

Dựa trên những hiện tượng quan sát được từ video, bài viết này sẽ tiến hành phân tích sâu hơn về cơ chế, thiết lập các phương trình phản ứng tương ứng và giải thích những quy tắc an toàn kỹ thuật khi thao tác thực nghiệm.

https://youtu.be/RkPQS5iELLk