BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH
TIỂU LUẬN
HỌC PHẦN: HÓA HỮU CƠ NÂNG CAO
Đề tài:
HÓA HỌC HỮU CƠ VÀ ỨNG DỤNG
TRONG ĐỜI SỐNG
Họ tên học viên: PHAN THANH NHÂN
Mã số học viên: 208140111310023
Chun ngành: LL&PPDH HĨA HỌC
Khóa học: 2020 – 2022
Giảng viên: PGS.TS. LÊ ĐỨC GIANG
NGHỆ AN, NĂM 2021
MỤC LỤC
MỤC LỤC BẢNG BIỂU VÀ HÌNH ẢNH
Bảng:
Hình Ảnh:
MỞ ĐẦU
1. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Hóa hữu cơ hay hóa học hữu cơ là một phân ngành hóa học nghiên cứu về cấu trúc,
tính chất, thành phần và phản ứng hóa học của những hợp chất hữu cơ và vật liệu hữu cơ.
Nghiên cứu cấu trúc xác định thành phần hóa học và cơng thức của hợp chất. Nghiên cứu
tính chất bao gồm các tính chất vật lý và hóa học, và đánh giá khả năng phản ứng hóa học
để hiểu được cơ chế của chúng. Nghiên cứu các phản ứng hữu cơ bao gồm tổng hợp hóa
học các sản phẩm tự nhiên, thuốc và polyme, và nghiên cứu các phân tử hữu cơ riêng lẻ
trong phịng thí nghiệm và thông qua nghiên cứu lý thuyết.
Hợp chất hữu cơ là những vật chất cơ bản hình thành nên mọi sự sống trên trái đất,
chúng có có cấu trúc vơ cùng đa dạng và vai trò hết sức to lớn.
"Better Living Through Chemistry – Hóa học làm cho cuộc sống tốt hơn” là khẩu hiệu
của chiến dịch quảng cáo xuất hiện đầu tiên vào năm 1938, khi nilon được tổng hợp tạo
thành một cuộc cách mạng mạnh mẽ của hóa học hữu cơ nói riêng và cuộc sống của con
người nói chung.
Để khái quát rõ hơn về mối liên hệ các hợp chất hữu cơ và ứng dụng trong cuộc sống,
tơI chọn đề tài “Hóa hữu cơ và ứng dụng trong đời sống”.
2. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU
Giới thiệu tổng quan Hóa học hữu cơ và các hợp chất hữu cơ thường gặp.
Ứng dụng một số loại hợp chất hữu cơ trong cuộc sống hàng ngày.
3. NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU
Trang bị cho người học những kiến thức lý thuyết cơ bản về Hóa hữu cơ, biết được
mối tương quan chặt chẽ giữa Hóa hữu cơ và đời sống con người.
Đóng góp một tài liệu tham khảo trong dạy và học hóa học, tăng sự hứng thú, tìm tịi,
học hỏi của người học.
1
HÓA HỌC HỮU CƠ VÀ HỢP CHẤT HỮU CƠ
1.1. Lịch sử hóa học hữu cơ
Năm 1807, Berzelius (Thụy Điển, 1779-1848) là người đầu tiên đưa ra danh từ "Hóa
học hữu cơ" để chỉ ngành hóa học nghiên cứu các chất lấy ra từ cơ thể động vật và thực vật.
Trong thời kì đó, một thuyết duy tâm cho rằng các chất hữu cơ hình thành trong cơ thể sinh
vật là do một lực siêu hình chi phối, đó là "lực sống".Thuyết này đã kìm hãm sự phát triển
của khoa học, nó hạn chế khả năng sáng tạo của con người trong việc tìm tịi, phát minh,
tổng hợp ra những chất hữu cơ mới bằng phương pháp hóa học.
Friedrich Woehler (hay Friedrich Wưhler) (1800-1882) là nhà hóa học người Đức. Ơng
là một trong những người đi tiên phong trong việc thay đổi quan niệm của người đương thời
về hóa học hữu cơ. Năm 1828, ơng đã tiến hành thí nghiệm tổng hợp urea (chất có
trong nước tiểu). Trong thí nghiệm này, ơng đã đun nóng amoni xianat trong bình thủy tinh.
Thí nghiệm này không cần cái gọi là "lực sống" (lực mà người ta cho rằng chỉ xuất hiện ở
các cơ thể sống để tạo ra các hợp chất hữu cơ). Chính vì vậy, đúng như ơng nói, thí nghiệm
này "khơng cần đến con mèo, con chó hay con lạc đà nào cả". Đây là thí nghiệm mang tính
bước ngoặt, mở ra một tư tưởng mới cho hóa học hữu cơ nói riêng và hóa học nói chung,
tạo một bước phát triển trong lịch sử hóa học. Và nhờ có thí nghiệm này, rất nhiều nhà hóa
học tiếp bước Wưhler tiến hành tổng hợp các chất hữu cơ, trong số đó có khơng ít chất có
ích cho con người như màu nhuộm, aspirin,...
Friedrich August Kekulé von Stradonitz (1829-1896), hay còn được biết với cái
tên August Kekulé là nhà hóa học người Đức. Ơng là một trong những nhà hóa học lớn
của thế kỷ XIX. Ơng là người có đóng góp rất quan trọng trong sự phát triển củahóa học
hữu cơ. Năm 1861, ông đã đưa ra một định nghĩa rất quan trọng về hóa học hữu cơ. Quan
điểm của ơng về điều đó là : Hóa học hữu cơ là sự nghiên cứu các hợp chất của cacbon (trừ
các oxit, muối và một số hơp chất khác của cacbon). Ơng cịn nhà hóa học đã khám ra
benzene, một trong những hợp chất hữu cơ quan trọng của ngành công nghiệp, và tìm ra cả
thành phần và cách cấu tạo của hợp chất này.
Adolph Wilhelm Hermann Kolbe (1818-1884) là nhà hóa học người Đức. Ơng là học
trị nổi tiếng nhất của Robert Bunsenvà Friedrich Wưhler, những nhà hóa học nổi tiếng của
Đức lúc bấy giờ. Ơng nổi tiếng với thí nghiệm tổng hợp axit axetic. Đó là vào năm 1845.
Chuỗi phản ứng trong thí nghiệm gồm q trình clo hóa cacbon đisulfua thành cacbon
tetrachlorua, sau đó là q trình nhiệt phân thành tetracloretylen và clo hóa trong nước tạo
thành axit tricloraxetic, và cuối cùng là phản ứng ơxy hóa khử vơ cơ bằng cách điện phân
tạo thành axit axetic[1]. Nhờ thí nghiệm nổi tiếng này, Kolbe đã nối tiếp bước chân của
người thầy Wöhler trong việc thay đổi suy nghĩ của người thời đó về các hợp chất hữu
cơ cũng như hóa học hữu cơ. Ngồi ý nghĩa mang tính lịch sử, Kolbe đã giúp chúng ta tổng
hợp được một trong hợp chất hữu cơ được ứng dụng nhiều nhất. Với axit axetic, chúng ta có
thể sản xuất este, làm dung mơi, sản xuất giấm và rất nhiều ứng dụng khác.
1.2. Hợp chất hữu cơ
Các hợp chất hữu cơ (hay organic compound), là một lớp lớn của các hợp chất hóa
học mà các phân tử của chúng có chứa cacbon. Các hợp chất hữu cơ có thể có nguồn gốc từ
tự nhiên hoặc do các phản ứng nhân tạo.
Sự phân chia giữa hợp chất hữu cơ và hợp chất vô cơ mang tính tùy ý có ngun nhân
lịch sử; tuy nhiên, nói chung thì các hợp chất hữu cơ được định nghĩa như là các hợp chất
có liên kết cacbon-hiđrơ, và các hợp chất vô cơ là những hợp chất cịn lại. Vì thế acid
cacbonic được coi là hợp chất vô cơ, trong khi acid formic là hợp chất hữu cơ, mặc dù đơi
khi người ta vẫn gọi nó là "acid cacbonous" và anhydrit của nó, cacbon monoxít, là một chất
vô cơ.
1.2.1. Đặc điểm
Chất hữu cơ thường tồn tại dưới dạng hỗn hợp, khoa học hiện đại đã phát triển nhiều
phương pháp để đánh giá độ tinh sạch, đặc biệt quan trọng phải kể đến là kỹ thuật sắc
ký như sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) và sắc ký khí (GC). Bên cạnh đó là các phương
pháp thơng thường để tách chiết như chưng cất, kết tinh, và chiết bằng dung môi.
Các hợp chất hữu cơ thông thường được định danh bằng các thí nghiệm hóa học,
thường được gọi là "phương pháp ướt" (dùng nhiều các thuốc thử để định tính trong dung
dịch). Tuy vậy các phương pháp đó đã dần được thay thế bằng các phương pháp quang
phổ hay các máy phân tích chuyên sâu. Các phương pháp phân tích sau:
Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR) là kỹ thuật được dùng phổ biến nhất, phương
pháp này cho phép đọc các thơng tin tính hiệu từ các ngun tử và cấu trúc lập
thể từ đó chuyển chúng thành các phổ tương quan. Nguyên tắc của phương pháp
dựa vào sự hiện diện của các đồng vị tự nhiên của hydro và carbon, từ đó mà có
phổ NMR của 1H và 13C.
Phương pháp phân tích cơ bản: phương pháp này phá hủy tồn phân tử hữu cơ
và từ đó xác định thành phần nguyên tố của toàn phân tử. Đây là phương pháp sơ
khai nhất làm nền tảng cho phương pháp khối phổ.
Phương pháp khối phổ cho thấy phân tử khối của một hợp chất hữu cơ đầy đủ,
cùng với các mảnh phân tử bị vỡ ra từ sự bắn phá của các điện tử, từ đó có thể
xác định các cấu trúc của nó. Các máy khối phổ có độ phân giải cao có thể ác
định được chính xác cấu trúc thực tế của phân tử hữu cơ và được dùng để thay
thế cho phương pháp phân tích cơ bản. Trước đây, phương pháp khố phổ có một
số hạn chế là không thể ghi nhận sự hiện diện của các mảnh trung hòa về điện,
tuy vậy sự phát triển của kỹ thuật ion hóa đã cho phép nhận diện "thông số khối
lượng" của hầu hết các hợp chất hữu cơ.
Tinh thể học là phương pháp chắc chắn để xác định cấu trúc hình học của phân tử,
điều kiện để xác định hợp chất khi cô lập được các tinh thể đơn của hợp chất, và
tinh thể này phải đại diện được cho mẫu. Một phần mềm tự động hóa cao cho
phép xác định cấu trúc của tinh thể thu được sau đó rà sốt ngân hàng dữ liệu các
hợp chất hữu cơ trong vài giờ để cho ra được hình thái tinh thể trùng khớp.
Các phương pháp quang phổ truyền thống như phổ hồng ngoại (IR), máy đo độ
quay cực, phổ tử ngoại khả kiến (UV/VIS) tuy chỉ cung cấp những thông tin
tương đối kém đặc hiệu về cấu trúc của hợp chất hữu cơ nhưng vẫn còn được sử
dụng khá phổ biến để phân loại và nhận danh các hợp chất hữu cơ.
1.2.2. Tính chất vật lý của hợp chất hữu cơ
Tính chất vật lý của các hợp chất hữu cơ thường bao gồm định tính và định lượng. Các
thơng số cho q trình định lượng bao gồm điểm nóng chảy, điểm sơi, và chỉ số khúc xạ.
Định tính bao gồm nhận biết về mùi, độ đồng nhất, độ tan, và màu sắc.
1.2.2.1. Điểm nóng chảy và điểm sơi
Hợp chất hữu cơ rất dễ nóng chảy hay sơi. Trước đây, điểm nóng chảy và điểm sơi
cung cấp những thông tin cơ bản về độ tinh khiết và định danh sơ lược các hợp chất hữu cơ.
Chúng có mối tương quan với tính phân cực của phân tử và khối lượng phân tử. Vài chất
hữu cơ, đặc biệt là các hợp chất đối xứng dễ bay hơi hơn là tan chảy. Các chất hữu cơ
thường không ổn định ở nhiệt độ trên 300 °C, nói cách khác, chúng dễ bị phân hủy khi vượt
quá nhiệt độ trên, mặc dù có một số ngoại lệ.
1.2.2.2. Độ hịa tan
Chất hữu cơ khơng phân cực có xu hướng kỵ nước, nghĩa là chúng ít tan trong nước và
tan nhiều trong các dung mơi hữu cơ khác. Có một vài ngoại lệ với một số chất hữu cơ có
trọng lượng phân tử thấp như rượu, amine, và acid carboxylic nhờ các liên kết hidro. Các
chất hữu cơ thường dễ tan trong dung môi hữu cơ. Dung mơi có thể là ether tinh khiết
hay rượu ethanol, hay hỗn hợp, cũng có thể là các dung môi thân dầu như ether dầu
hỏa hoặc các dung mơi có vịng benzen khác chưng cất phân đoạn và tinh chế lại từ dầu hỏa.
Độ hòa tan trong các dung môi khác nhau tùy thuộc vào loại dung môi và các nhóm chức
hiện diện.
1.2.2.3. Tính chất ở thể rắn
Các tính chất đặc biệt khác nhau của tinh thể phân tử và polyme hữu cơ với các hệ liên
hợp được quan tâm tùy thuộc vào các ứng dụng, ví dụ: cơ nhiệt và cơ điện như tính áp điện,
tính dẫn điện (xem polyme dẫn điện và chất bán dẫn hữu cơ) và tính chất quang điện (ví
dụ: quang học phi tuyến tính). Vì lý do lịch sử, các tính chất như vậy chủ yếu là chủ đề của
các lĩnh vực khoa học polyme và khoa học vật liệu.
1.2.3. Tính chất hóa học của hợp chất hữu cơ
Có thể phân loại và sắp xếp các hợp chất hữu cơ thành những dãy đồng đẳng (có cấu
tạo và tính chất hoá học tương tự).
Hiện tượng đồng phân rất phổ biến đối với các hợp chất hữu cơ, nhưng rất hiếm đối
với các hợp chất vô cơ.
Tốc độ phản ứng của các hợp chất hữu cơ thường chậm so với hợp chất vơ cơ và
khơng hồn tồn theo một hướng nhất định.
1.3. Phân loại các hợp chất hữu cơ.
Có nhiều các phân loại hợp chất hữu cơ tuy nhiên người ta thường dùng cách phân
loại theo nguyên tố tạo nên hợp chất hữu cơ. Vì vậy chia làm hai nhóm chính: hidrocacbon
và dẫn xuất hidrocacbon.
1.3.1. Hidrcacbon
Hidrocacbon là loại hợp chất hữu cơ đơn giản nhất, trong thành phần phân tử chỉ chứa
hai nguyên tố là cacbon và hidro.
Hidrocacbon mạch hở:
+ Hidrocacbon no: Ankan.
+ Hidrocacbon khơng no có một nối đơi: Anken.
+ Hidrcacbon khơng no có hai nối đơi: Ankadien.
Hidrocacbon mạch vòng:
+ Hidrocacbon no: xicloankan.
+ Hidrocacbon mạch vòng thơm: Aren.
1.3.2. Dẫn xuất của hidrocacbon
Dẫn xuất của hidrocacbon là những hợp chất mà trong phân tử ngoài C, H ra cịn có
một số hay nhiều ngun tố khác như O, N, S, halogen, ...
Dẫn xuất halogen: R–X (R là gốc hidrocacbon).
Hợp chất chứa nhóm chức:
+ Nhóm chức là nhóm nguyên tử (hoặc phân tử) gây ra những phản ứng hóa học đặc
trưng của phân tử hợp chất hữu cơ.
+ Cấu tạo của nhóm thường được viết rõ ràng, phần cịn lại có thể viết tắt là R.
Ví dụ: R-OH, R-CO-R’, R-COOH, …
+ Một số nhóm chức: -OH: ancol, R-O–R’: ete, -COOH: axit, R-CO-R’: xeton, R-COO-
R’: este, -NH2: amin, R-CHO: anđehit, …
CHƯƠNG 2. HIDROCACBON NO VÀ ỨNG DỤNG TRONG ĐỜI SỐNG
2.1. Khái quát về cấu tạo và tính chất
2.1.1. Alkan
Alkan là tên chúng dùng để chỉ nhóm hợp chất hidrocarbon (chỉ chứa carbon và hildrogen)
bão hịa, Sườn carbon của alkan có thể là mạch thẳng (chỉ có hai nhóm – CH 3, trong phân
tử) hoặc mạch nhánh (chứa nhiều hơn hai nhóm –CH3),
Tất cả các carbon trong alkan đều nằm ở trạng thái lai hóa sp 3. Nhưng chỉ có metan, CH4, là
có cơng thức đối xứng nhất, bốn nối C-H chung quanh carbon trung tâm đều bằng nhau và
bằng 110 pm (1,10 A, 1 A = 100 pm). Các góc nối H-C-H cũng đều bằng nhau và bằng
109,5%, cịn được gọi là góc tử diện.
Vì alkan bảo hịa và chỉ có các nối cộng hóa trị C-C, C-H trong phân tử, do đó phân tử
gần như khơng phân cực hay nói cách khác momen lưỡng cực của alkan thường bằng
không.
Lực liên kết giữa các phân tử yếu, cho nên bốn alkan đầu tiên là chất khí. Điểm sơi và
điểm chảy tăng dần theo số carbon vì khi phân tử càng lớn thì lực liên phân tử càng cao. Từ
n-pentan đến n-heptadecan là chất lỏng. Từ noctadecan trở đi là chất rắn. Các đồng phân
mạch nhánh ln ln có điểm sơi thấp hơn đồng phân mạch thẳng.
Thí dụ: n-pentan (36,1°C), Isopentan (27,85°C), neopentan (9,5°C).
Hiệu ứng mạch nhánh này được nhận thấy trong tất cả loại hợp chất hữu cơ, vì lúc đó
hình dạng của phân tử ngắn gọn lại hơn làm cho lực liên phân tử giảm. Việc này đưa đến
điểm sôi, điểm chảy giảm theo.
Các chất giống nhau thường dễ hòa tan với nhau, do đó alkan dễ hịa tan trong các
dung mơi hữu cơ có độ phân cực thấp. Các alkan gần như hồn tồn khơng tan trong nước.
Tỉ trọng tăng theo kích thước của alkan, nhưng hầu hết dưới 0,8.
Những phản ứng biểu tính hữu cơ là những phản ứng có phần thực hành đơn giản,
nhanh chóng nhưng kết quả thường rất dễ nhận xét và kết luận, cho biết cụ thể nhóm định
chức và một phần nào cơ cầu của hợp chất hữu cơ mà ta muốn xác định, Với alkan vì có
những đặc điểm và cơ cấu nên có những phản ứng biểu tính như sau:
- Khơng tan trong nước, dung dịch baz, acid lỗng, Đó là đặc tỉnh của tất cả các
hidrocarbon.
- Khơng tan trong acid sulfuric đậm đặc, lạnh. Những hợp chất có chứa một nhóm định
chức có oxigen hay nitrogen hoặc bất bão hòa đều tan được trong acid sulfuric đậm đặc,
lạnh. Ngoại trừ alkan, halogenur alkil, aren.
- Âm tính với những thử nghiệm về halogen. Nhóm hợp chất có nhiều điểm tương
đồng với alkan nhất là halogenur alkil, alkan khác với halogenur alkil trên những thử
nghiệm về halogen như: thử nghiệm Beilstein, kim loại natrium ...
- Thử nghiệm iod: Khi iod hịa tan vào trong những hợp chất hữu cơ có chứa điện tử ”
hoặc đổi điện tử cô lập cho một dung dịch màu nâu. Màu nâu này có được là do có sự tạo
thành một phức chất với điện tử 1 hoặc đổi điện tử không nối. Trong khi đó dung dịch iod
với những hợp chất khác có màu tím.
2.1.2. Cicloalkan
Cicloalkan (hay cịn gọi là ciclan) là tên chung dùng để chỉ một nhóm hidrocarbon chi hồn
bão hịa. Cơng thức ng là (CH2)n hoặc CnH2n
Trên nguyên tắc kích thước của cicloalkan không giới hạn, tối thiểu là 3 carbon.
Điểm sơi và tỉ trọng của cicloalkan đơn hồn thường cao hơn alkan chi phương tương ứng.
Cicloalkan không tan trong nước nhưng tan trong dung mơi hữu cơ ít phân cực.
Ciclopropan có hoạt tính cao nhất trong các cicloalkan và có một số phản ứng biểu tính
giống alken như làm phai màu dung dịch brom trong CCl 4. Nhưng ciclopropan khác với
alken và alkin là không tác dụng với dung dịch KMnO4 lỗng, lạnh, trung hịa.
Các cicloalkan lớn hơn hoạt tính kém dần, có thể dùng các thử nghiệm biểu tính của alkan.
2.2. Ứng dụng của hidrocacbon no trong đời sống
Dầu mỏ và khi thiên nhiên là hai nguồn cung cấp chủ yếu alkan. Khí thiên nhiên chứa
metan và các alkan ở thể khí như etan, propan, butan và isobutan.
Dầu mỏ là một hỗn hợp rất phức tạp nhiều loại alkan, thành phần hóa học của dầu thay
đổi tùy theo loại mỏ. Người ta phân chia các alkan trong dầu mỏ thành từng nhóm dựa vào
điểm sối các phân đoạn chưng cất:
Phân đoạn có điểm sơi 30-250°C là xăng (gasoline).
Phân đoạn có điểm sơi 150-280°C là dầu hồi (kerosine).
Phân đoạn có điểm sơi 200-300°C là dầu gasol (gas oil).
Phần còn lại được chưng cất dưới áp suất kém cung cấp dầu nhớt và sáp
(lubricating oil and waxe).
Phần không thể chưng cất được dùng làm nhựa đường (asphalt).
Chỉ số octan: Phân đoạn đầu tiên nếu sử dụng liền cho những động cơ nổ thì đó là một
nhiên liệu khơng tốt, vì nó có thành phần bách phân những alkan dây thẳng rất cao. Biết
rằng n-heptan có chỉ số octan bằng 0 trong khi đó 2,2,4 trimetilpentan (isooctan) có chỉ số
octan cao nhất bằng 100. Nhiên liệu dùng cho những động cơ nổ có chỉ số octan càng cao
thì càng có giá trị vì những alkan dây thẳng hay làm “knock” động cơ hơn những alkan dây
nhánh. Từ năm 1922, người ta thêm vào nhiên liệu có độ octan thấp một lượng nhỏ tetraetil
chì, EtPb, để làm tăng chỉ số octan. Xăng đó gọi là etil gasolin hay xăng pha chì. Hiện nay
người ta phát hiện rằng ở những nước sử dụng loại nhiên liệu này có thể thải vào mơi
trường một lượng chì lên đến hàng trăm tấn mỗi ngày. Do đó ngày nay nhiều quốc gia trên
thế giới cấm dùng xăng pha chì, thay bằng xăng có chỉ số octan cao và cải tiến lại động cơ
nổ.
Chỉ dầu của một số mỏ có chứa ciloalkan như: ciclohexan, metilciclohexan,
etilciclopentan, 1,2-dimetilciclopentan. Trong công nghiệp, loại dầu này được gọi là dầu
napten (naphthene). Loại dầu này là nguồn nguyên liệu chính để điều chế những hợp chất
hương phương như benzen, toluen … bằng phản ứng khử hidrogen, trong cơng nghệ hóa
dầu cịn gọi là sự reforming xúc tác.
2.2.1. Khí đốt (khí gaz) và ứng dụng
Khí thiên nhiên là một dạng tài nguyên thiên nhiên quan trọng trong cuộc sống hằng
ngày của chúng ta. Khí tự nhiên hay cịn gọi là dạng tài nguyên ở dạng mỏ nằm dưới lòng
đất, ở thềm lục địa.
Khí thiên nhiên có thể chứa đến 85% mêtan (CH4) và khoảng 10% êtan (C2H6), và
cũng có chứa số lượng nhỏ hơn propan (C3H8), butan (C4H10), pentan (C5H12), và
các alkan khác.
Các mỏ khí tự nhiên thường có thể nằm trong lịng đất liền nhưng cũng có những mỏ
khí nằm dưới đáy thềm lục địa đại dương. Thành phần chính của khí thiên nhiên là metan và
một số tạp chất khác.
Khi khai thác người ta sẽ dùng giàn khoan, máy khoan khí để có thể lấy khí theo ống
dẫn vào thùng chứa. Sau đó cần có một cơng đoạn lọc, điều chế thành khí tự nhiên có thể
ứng dụng trong đời sống. Khi đó, khí tự nhiên chuyển hóa thành khí thiên nhiên dạng hóa
lỏng. Đây là dạng được ứng dụng vào thực tế nhiều nhất.
Khí thiên nhiên hóa lỏng là khí nguyên chất sau khi được điều chế từ khí tự nhiên ở
dạng hợp chất mới khai thác lên. Khí hóa lỏng hiện nay được sử dụng trong cơng nghiệp
cũng như trong sản xuất và đời sống hằng ngày của chúng ta rất nhiều. Dạng khí hóa lỏng
được đựng trong những bình chứa nén khí lỏng. Khi được đưa ra ngồi sử dụng sẽ chuyển
hóa ngược lại thành khí hơi và khí đốt.
Hiện nay khí thiên nhiên hóa lỏng có rất nhiều ứng dụng trong thực tế đa lĩnh vực.
Dưới đây là những ứng dụng chủ yếu của dòng khí hóa lỏng:
Khí hóa lỏng cung cấp nguồn gas, khí đốt dân dụng thường ngày. Khí hóa lỏng dùng để nấu
gas, làm sưởi ấm lò sưởi, sử dụng trong hệ thống tạo nhiệt của các nhà hàng, khách sạn hiện
nay.
Hình 2.1. Hệ thống bếp nấu bằng khí đốt trong nhà hàng
Khí hóa lỏng ứng dụng trong các ngành cơng nghiệp, nơng nghiệp làm ngun liệu để máy
móc thiết bị có thể hoạt động. Sử dụng để cắt kim loại, rèn kim đen. Trong nơng nghiệp thì
làm ngun liệu đốt cho các loại máy phục vụ nông nghiệp.
Hình 2.2 Lị nung kim loại bằng khí đốt
Hình 2.3 Máy phát điện sử dụng khí đốt.
Với những ứng dụng trong thực tế làm khí đốt, làm nhiên liệu để máy móc hoạt động, khí
hóa lỏng hiện nay là nguồn nguyên liệu không thể nào thiếu được trong cuộc sống của
chúng ta.
2.2.2. Khí Methane và ứng dụng
Methane là một nhiên liệu rất quan trọng với con người, so với việc sử dụng than đá
thì đốt cháy khí Metan sinh ra lượng CO2 trên mỗi đơn vị nhiệt giải phóng ít hơn. Ở nhiều
nơi, khí metan được dẫn tới từng nhà dân phục vụ cho các mục đích sưởi ấm và nấu ăn, lị
nướng, máy nước nóng, lị nung,…. Nó đốt cháy bởi khí oxy để tạo ra nhiệt.
Methane cịn có thể dùng cho việc phát điện hiệu quả bằng cách đốt nó như một nhiên
liệu. Người ta sử dụng nó trong tuabin khí hoặc dùng cho máy phát điện hơi nước. So với
các loại nhiên liệu hydrocarbon khác, Methane tạo ra ít khí điơxít cacbon hơn cho mỗi đơn
vị nhiệt được giải phóng.
Metan dưới dạng khí tự nhiên cịn được nén để sử dụng làm nhiên liệu cho các phương
tiện xe cộ. Chất khí này được đánh giá là thân thiện với môi trường hơn các loại nhiên liệu
thông thường khác như xăng dầu và diesel.
Methane được sử dụng trong nhiều phản ứng hóa cơng nghiệp và có thể được chun
chở, vận chuyển dưới dạng khí hóa lỏng.
Trong hóa cơng nghiệp thì khí Methane là nguyên liệu để sản xuất các chất hóa học
như hydro, methanol, anhydrit axetic và axit axetic.
2.2.3. Khí Propane và ứng dụng
Khí gas propane là một loại khí không màu và không mùi, sản phẩm cung cấp tới tay
khách hàng có mùi là do nhà sản xuất thêm vào giữ chức năng nhận biết và cảnh báo.
Ở nhiệt độ và mức áp suất chuẩn khí Propane tồn tại dưới dạng khí nhưng nó có thể
nén chế tạo thành nhiên liệu lỏng dễ dàng hơn khi vận chuyển và lưu trữ.
Khí Propane là một sản phẩm phụ được sinh ra của q trình xử lý khí tự nhiên và q
trình lọc dầu. khí propan C3H8 thường được dùng làm nhiên liệu cho những ứng dụng nhiệt.
C3H8 là một trong những thành phần nhóm khí hóa lỏng (LPG). Các chất khác của
LPG bao gồm butan, butylen, propylen, butadien, isobutylen, và hỗn hợp của chúng.
Khí gas Propane được lưu giữ và bảo quản dưới áp suất giống như chất lỏng trong các
bình khí C3H8 và dễ dàng trở lại thành dạng hơi khí khi bạn giải phóng mức áp suất trong
bình khí.
Ứng dụng trong đời sống
•
Sử dụng C3H8 trong các hoạt động vui chơi giải trí khác nhau bao gồm du thuyền,
các phương tiện giải trí, dùng cho khí cầu nóng.
•
Khí gas propane là nhiên liệu chính cho khí cầu khí nóng .
•
Sử dụng propane trong phát điện và ngành khách sạn.
•
Sử dụng trong các cơng viên giải trí và dùng trong ngành công nghiệp điện ảnh để
chế tạo các vụ nổ và các hiệu ứng điện ảnh đặc biệt khác.
Ứng dụng trong sản xuất
•
C3H8 cịn là khí chính trong công nghiệp hàn cắt.
Làm nhiên liệu cho các ứng dụng gia nhiệt khác nhau bao gồm cả thương mại và
nơng nghiệp.
•
Sử dụng để làm nhiên liệu đẩy, chất làm lạnh nhanh, nhiên liệu cho xe ô tô và
nguyên liệu hóa dầu.
•
•
Sử dụng nó cho nồi hơi, lị nướng, lị nung và xe nâng hàng.
•
Ứng dụng trong quá trình cải tạo, sản xuất, sấy hay sưởi ấm nhà kính,
Sử dụng một mình khí propane hoặc trộn chung với butan, để cung cấp cho các
loại phương tiện xe cộ khác nhau.
•
•
Sử dụng trong q trình sản xuất chất bán dẫn để trầm tích cacbua silic .
Sử dụng khí propan như một chất đẩy cho nhiều bình xịt gia dụng, bao gồm cả
kem cạo râu và các loại máy làm mát khơng khí.
•
2.2.4. Xăng
Từ pentan tới octan thì ankan là các chất lỏng dễ bay hơi. Chúng được sử dụng làm
nhiên liệu trong các động cơ đốt trong, do chúng dễ hóa hơi khi đi vào trong khoang đốt mà
khơng tạo ra các giọt nhỏ có thể làm hư hại tính đồng nhất của sự cháy. Các ankan mạch
nhánh được ưa chuộng hơn, do chúng có sự bắt cháy muộn hơn so với các ankan mạch
thẳng tương ứng (sự bắt cháy sớm là nguyên nhân sinh ra các tiếng nổ lọc xọc trong động cơ
và dễ làm hư hại động cơ). Xu hướng bắt cháy sớm được đo bằng chỉ số octan của nhiên
liệu, trong đó 2,2,4- trimetylpentan (isooctan) có giá trị quy định ngẫu hứng là 100 cịn
heptan có giá trị bằng 0.
Xăng là nguồn nhiênn liệu quan trong dùng trong phần lớn các loại máy móc sử dụng
động có đốt trong. Ứng dụng của công nghệ đốt trong đối với đời sống của con người khá
rộng rãi và phổ biến:
Nó mang lại nhiều tiện ích với hầu hết các ngành kinh tế hiện nay. Đặc biệt là ngành
sản xuất công nghiệp và phương tiện vận tải. Cụ thể như: ô tô, xe máy, máy bay, tàu thủy,
tàu ngầm…
Đối với ngành nông nghiệp, động cơ này được ứng dụng vào sản xuất động cơ của
máy cày, máy kéo, máy gặt, máy cắt cỏ… Và các máy móc cơng cụ phục vụ cho nền sản
xuất nơng nghiệp.
Đối với sự phát triển của ngành công nghiệp sản xuất thì ứng dụng lớn nhất của đốt
trong. Đó là bộ phận không thể thiếu để tạo ra máy phát điện, các loại máy móc đặc thù của
từng ngành.
Tóm lại công nghệ này là một bộ phận không thể thiếu. Đối với quá trình hoạt động
sản xuất của nhiều ngành cơng nghiệp hiện đại.
Ngồi những ngành trên thì hầu hết các lĩnh vực như lâm nghiệp, ngư nghiệp, vận tải,
quân sự… Đều sử dụng động cơ này là nguồn động lực để phát triển từng ngành.
Hình 2.4 Động cơ đốt trong
2.2.5. Dầu Mazut (FO), Dầu hỏa (KO) và Dầu diesel (DO)
Các ankan từ C10 tới C21 là các chất lỏng có độ nhớt cao, ít phù hợp cho mục đích sử
dụng như là xăng. Ngược lại, chúng tạo ra thành phần chủ yếu của dầu diesel và nhiên liệu
hàng không. Các nhiên liệu diesel được đánh giá theo chỉ số cetan (cetan là tên gọi cũ của
hexađecan). Tuy nhiên, điểm nóng chảy cao của các ankan này có thể sinh ra các vấn đề ở
nhiệt độ thấp và tại các vùng gần cực Trái Đất, khi đó nhiên liệu trở nên đặc quánh hơn và
sự truyền dẫn của chúng không được đảm bảo chuẩn xác.
Dầu Mazut (FO)
Là phân đoạn nặng thu được khi chưng cất dầu thơ parafin và asphalt ở áp suất khí
quyển và trong chân khơng. Các dầu FO có điểm sơi cao. Vì thế, các đặc trưng hố học của
dầu mazut có những thay đổi đáng kể nhưng khơng phải tất cả các đặc trưng này ảnh hưởng
tới việc sử dụng chúng làm nhiên liệu và các kỹ thuật sử dụng để đạt hiệu quả cao.
Trong thực tế, dầu FO đang được sử dụng ở Việt Nam rất nhiều.
Trước kia, người Việt chúng ta còn sử dụng chúng làm nhiên liệu đốt chiếu sáng. Đó là
chiếc đèn dầu.
Ngày nay, nó là nhiên liệu đốt lò hơi cho các nhà máy điện và các nhà máy công
nghiệp. Nhờ vào khả năng tỏa nhiệt lớn, đây chính là nguồn nguyên liệu quan trọng nhất sau
điện và than.
Sản phẩm của dầu FO cịn có dầu diezen sử dụng làm nguyên liệu cho một số phương
tiện. Nó là nhiên liệu khí đốt cho các ngành cơng nghiệp đặc thù. Có thể kể tên các ngành –
nghề thường sử dụng đó là: Cơng nghiệp nồi hơi, lị nung, lị đốt dạng bay hơi, dạng ống
khói hoặc cho các loại động cơ đốt trong của tàu biển…
Dầu hỏa (KO)
Dầu hỏa là một loại nhiên liệu được sử dụng rộng rãi trong cuộc sống hằng ngày. Tại
Việt Nam, dầu hỏa được sử dụng để thắp sáng, ứng dụng trong công nghiệp…
Dầu hỏa lần đầu tiên được sản xuất vào những năm 1850 từ nhựa than đá và đá phiến
dầu (là một loại đá trầm tích giàu chất hữu cơ), nhưng dầu khí đã trở thành nguồn nhiên liệu
chính sau năm 1859, khi EL Drake khoan dầu đầu tiên ở Pennsylvania.
Dầu hỏa ít bị bay hơi hơn so với xăng, nhiệt độ tự bốc cháy: 254 oC, độ chớp cháy
(nhiệt độ mà tại đó sẽ tạo ra một hơi dễ cháy gần bề mặt của nó) là 38 ° C (100 ° F) hoặc
cao hơn, trong khi đó xăng dầu là thấp -40°C. Đặc tính này làm cho nhiên liệu dầu hỏa
tương đối an toàn hơn để lưu trữ và xử lý.
Dầu hỏa thường khơng màu, hay có dầu hỏa màu tím. Dầu hỏa có màu càng nhạt (càng
khơng màu) thì chất lượng càng cao (ngọn lửa sáng, nóng, ít khói, ít hao dầu).
Dầu hỏa có nhiều keo nhựa thường có ngọn lửa thấp và vàng đục (ví dụ: như dầu hỏa
đỏ) khi sử dụng sẽ gây bẩn (do nhiều khói), gây hao tốn dầu (do dầu cháy khơng hết mà bị
phân hủy).
Dầu hỏa hay Kêrôsin là hỗn hợp của các hiđrơcacbon lỏng khơng màu, dễ bắt cháy. Nó
thu được từ chưng cất phân đoạn dầu mỏ ở nhiệt độ 150 °C đến 275°C (các chuỗi cacbon từ
C12 đến C15).
Nó cũng được sử dụng như là nhiên liệu cho các bếp dầu để nấu ăn ở các nước chậm
phát triển, thơng thường ở đó dầu hỏa khơng được làm tinh khiết tốt và cịn nhiều tạp chất
hay thậm chí cịn cả những mảnh vụn.
Ngồi ra, loại nặng hơn có thể có nhiệt độ sơi từ 250 oC – 350oC, loại này thường dùng
cho loại đèn dầu đặc biệt như đèn tín hiệu đường sắt, đèn hải đăng, đèn thắp sáng cho những
loại tàu nhỏ.
Hiện nay dầu hỏa được sử dụng chủ yếu làm nhiên liệu cho máy bay phản lực (nói một
cách kỹ thuật hơn là Avtur, Jet-A, Jet-B, JP-4 hay JP-8). Một dạng của dầu hỏa là RP-1 cháy
trong ôxy lỏng, được sử dụng làm nhiên liệu cho tên lửa. Ở nhiều nơi trên thế giới, dầu hỏa
là nhiên liệu sưởi ấm và dùng cho bếp dầu để nấu ăn, đèn thắp sáng và làm dung mơi ở các
xí nghiệp công nghiệp.
Điesel (DO)
Dầu diesel là một loại nhiên liệu lỏng, cịn được gọi là dầu gazole. Nó được tinh chế từ
dầu mỏ và có thành phần chưng cất nằm giữa dầu mỏ và dầu bôi trơn công nghiệp. Dầu
diesel được phát minh bởi ông Rudolf Diesel, người Đức và được viết tắt là DO.
Để sản xuất dầu diesel, dầu thơ được chưng cất tại tháp chưng cất khí quyển dầu thô (CDU)
qua phân đoạn Gasoil và từ sản phẩm phụ của phân xưởng xử lý lưu huỳnh cặn chưng cất
khí quyển (RHDS). Sau khi loại bỏ lưu huỳnh và kim loại bằng hydro – GOHDS để sản
xuất dầu diesel chất lượng cao, sản phẩm phụ của phân xưởng RHDS được pha trộn trực
tiếp để sản xuất dầu diesel thông thường. Dầu disesel sau khi chế biến và pha trộn sẽ được
lưu trữ tại các bể chứa có mái cố định trước khi xuất bán.
Đặc điểm và ứng dụng của dầu diesel
Là chất lỏng có màu vàng nhẹ, khá giống với xăng A95 và có mùi nhẹ đặc trưng của
xăng dầu. Đặc điểm và màu sắc của dầu diesel có được nhờ mang trong mình nhiều phần từ
dầu hơn xăng.
•
Hình 2.5. Dầu Diesel
•
Dầu diesel tan rất ít trong nước, tự bốc cháy ở 260 độ C.
Khoảng nhiệt độ bốc hơi của dầu diesel dao động từ 175 đến 370 độ C. Khi sử dụng
với các loại động cơ, chúng khơng hề gây hao mịn thiết bị trong q trình vận hành.
•
•
Dầu diesel được dùng cho các loại động cơ diesel đường bộ, đường thủy và đường
sắt.
`Hàm lượng lưu huỳnh có trong dầu diesel rất quan trọng, hàm lượng càng ít sẽ càng
tốt. Nếu hàm lượng cao sẽ sinh ra axit sulfuric, gây ăn mòn động cơ, phá hỏng dầu nhớt bôi
trơn và làm giảm tuổi thọ của động cơ. Đồng thời, nếu lượng lưu huỳnh cao, khi cháy nó sẽ
phát thải hàm lượng muội và SOx cao trong khí thải.
•
2.2.6. Nhựa đường
Nhựa đường là một chất lỏng hay chất bán rắn có độ nhớt cao và có màu đen, nó có
mặt trong phần lớn các loại dầu thơ và trong một số trầm tích tự nhiên. Thành phần chủ yếu
của nhựa đường là bitum.
Nhựa đường đôi khi bị nhầm lẫn với hắc ín do nó cũng là sản phẩm chứa bitum, nhưng
hắc ín là loại vật liệu nhân tạo được sản xuất bằng phương pháp chưng cất phá hủy các chất
hữu cơ. Tuy cùng là sản phẩm chứa bitum nhưng thơng thường hàm lượng bitum trong hắc
ín thấp hơn của nhựa đường. Hắc ín và nhựa đường có các thuộc tính cơ lý rất khác nhau.
Hình 2.6. Nhựa đường
Nhựa đường có thể được tách ra từ các thành phần khác của dầu thô (chẳng hạn
naphtha, xăng và dầu điêzen) bằng quy trình chưng cất phân đoạn, thơng thường dưới các
điều kiện chân không. Việc chia tách tốt hơn nữa có thể đạt được bằng cách xử lý tiếp các
phần nặng nhất của dầu mỏ trong các khối khử nhựa đường sử dụng prôpan hoặc butan
trong pha siêu tới hạn để hòa tan các phân tử nhẹ hơn và sau đó được tách ra. Có thể xử lý
tiếp bằng cách "thổi" sản phẩm: cụ thể là bằng cách cho nó phản ứng với ơxy. Phương pháp
này làm cho sản phẩm cứng và nhớt hơn.
Ứng dụng lớn nhất của nhựa đường là sản xuất bê tông atphant để rải đường, nó chiếm
khoảng 80% tồn bộ lượng nhựa đường thương phẩm được tiêu thụ ở Hoa Kỳ. Việc gắn kết
các ván ốp chiếm chủ yếu phần còn lại. Các ứng dụng khác cịn có: làm thuốc xịt cho động
vật, xử lý cột hàng rào và chống thấm nước cho cơng trình xây dựng.
CHƯƠNG 3. HIDROCACBON KHÔNG NO VÀ ỨNG DỤNG TRONG ĐỜI SỐNG
3.1. Khái quát về cấu tạo và tính chất
3.1.1. Alken
Alken là tên chung của một nhóm hợp chất hidrocarbon chi phương có chứa nối đơi
C=C trong phân tử. Nếu chỉ chứa một nối đơi trong phân tử chúng có cơng thức chung là
CnH2n với n≥2.
Hợp chất alken đơn giản nhất có hai carbon là etilen. Etilen có hai carbon ở trạng thái
lai hóa sp2. Hai carbon này nối với nhau bằng hai loại nối: nối đơn σ được tạo thành do sự
che phủ dọc theo trục hai vẫn đạo sp của hai carbon; nối đôi π tạo ra do sự che phủ bên hai
vân đạo p còn lại trên hai carbon sp3.
Nối đôi C=C dài 133 pm, nối đơn C-H dài 107,6 pm. Góc H-C-C là 121,7%, góc H-CH là 116,6°.
Hình 3.7. Cấu tạo etilen
Alken được sắp vào nhóm hợp chất bất bão hịa do nó có chứa ít hidrogen hơn alkan
tương ứng. Độ bất bão hòa của một hợp chất được định nghĩa là số vòng hoặc số nối đa hiện
diện trong phân tử hợp chất.
Alken có lý tính tương tự như alkan. Chúng thường không tan trong nước, tan trong
các dung môi hữu cơ không phân cực. Alken nhẹ hơn nước. Nhiệt độ sôi của alken tăng theo
số carbon.
Giống như alkan, các alken có nhánh có nhiệt độ sôi thấp hơn đồng phân mạch thẳng
của chúng.
Hai đồng phân E và Z có nhiệt độ sơi và nhiệt độ chảy khác nhau, thường thì đồng
phân (E) có nhiệt độ sôi thấp hơn và nhiệt độ chảy cao hơn đồng phân (Z).
Thí dụ như trường hợp nhiệt độ sơi của (E)-2-buten (1°C) và (Z)-2-buten (4°C); nhiệt
độ chảy của (E)-1,2 dicloroetilen (-50°C) và (Z)-1,2-dicloroetilen (-80°C).
Một số alken do cơ cấu bất đối xứng nên có tính phân cực yếu.
Thí dụ như propilen và 1-buten có momen lưỡng cực rất nhỏ.
Các phản ứng tiêu biểu của alken đều dựa trên sự hiện diện của nổi đối trong phân tử.
Alken làm phai màu dung dịch brom trong CCl 4. Cho từ từ và lắc đều dung dịch brom
2% trong CCl4 vào trong dung dịch alken (50 mg hoặc 2 giọt trong 1 ml tetraclorur carbon).
Alken làm phai màu dung dịch KMnO 4 trong nước. Cho từ từ và lắc thật mạnh dung
dịch permanganat 1% trong nước vào dung dịch alken (25 mg hoặc 1 giọt alken trong 2 ml
aceton).
Tetranitrometan tạo thành phức chất π có màu với alken. Màu chuyển từ vàng cho đến
đỏ đậm. Phản ứng biểu tính được thực hiện bằng cách cho một lượng nhỏ alken vào dung
dịch tetranitrometan 25% trong cloroform, Đây là một hợp chất rất đắt tiền, độc và dễ nổ,
chỉ nên thực hành với một lượng nhỏ vừa đủ, dung dịch thuốc thử chưa sử dụng đến nên cất
trong tủ lạnh. Thử nghiệm dương tính ngay với ciclopropan và âm tính với alcol, alil và
alkin.
3.1.2. Dien
Dien là tên chung chỉ các hợp chất có chứa hai nối đơi. Tùy theo vị trí của hai nối đôi
này đối với nhau, về mặt cơ cấu người ta chia dien ra làm ba loại: cô lập, liên hợp và kế cận
(lũy tích). Chương này chủ yếu khảo sát dien liên hợp và kế cận, cịn dien cơ lập thì xem
như hợp chất chứa hai nối đơi bình thường.
Alen: CH2=C=CH2, là một dien kế cận đơn giản nhất,. Alen còn được gọi tên theo
IUPAC là propadien. Các hợp chất có chứa nối đơi kế cận được xếp chung vào một nhóm
gọi là cumulen.
Nhiệt hidrogen hóa của alen là 71,3 kcal/mol so với các dien khác là cao nhất, Do đó
nó kém bền nhất. Độ bền được sắp theo thứ tự: dien tiếp cách > dien cô lập > alen.
Dien cho các phản ứng giống như alken. Nhưng vì độ bất bão hòa của chúng cao hơn
alken nên chúng tiêu thụ lượng tác chất tăng gấp đơi (thí dụ như 2 mol hidrogen cho một
mol chất nền).
Hơn nữa, sự ozon giải một dien liên hợp sẽ cho ra aldehid và ceton tùy vào cơ cấu của
dien, bao gồm một phân tử chứa hai nhóm carbonil.
Alen thường được xác định bằng các phương pháp phổ nghiệm và tính chất vật lý.
Alen cũng có thể cho phản ứng cộng với clorur 2,4-dinitrobenzensulfenil.
3.1.3. Alkin
Alkin là tên chung chỉ một nhóm hợp chất hidrocarbon có chứa nối ba trong phân tử,
nếu chỉ chứa một nối ba trong phân tử các alkin này có công thức nguyên chung là CnH 2n-2
Acetilen, C2H2, là alkin đơn giản nhất. Bốn nguyên tử H-C=C-H nằm trên một đường
thẳng. Về nguyên tắc, nối ba này bao gồm một nối ơ và hai nối 7. Trên thực tế, hai nối 7
phối hợp với một nối ơ tạo thành đám mây điện tử hình trụ nằm giữa hai carbon. Nối C=C
có năng lượng nối vào khoảng 200 kcal/mol, có chiều dài là 120 pm, chiều dài nối C-H là
106 pm, góc nối C=C-H là 180ºᵒ.
Hình . Cấu tạo Axetilen
Như vậy nối ba carbon-carbon là nối carbon-carbon ngắn nhất và vững chắc nhất.
Tùy theo vị trí của nối bạ trong phân tử, người ta chia alkin ra làm hai loại: alkin cuối
(đầu) mạch và alkin giữa mạch.
Lý tính của alkin gần giống như alken và alkan. Alkin không tan trong nước, tan trong
dung mơi hữu cơ có tính phân cực thấp. Tất cả các alkin đều nhẹ hơn nước. Nhiệt độ sơi
tăng theo số ngun tử carbon.
Alkin giống như alken, hịa tan được trong acid sulfuric đậm đặc, làm mất màu đỏ của
dung dịch brom pha trong tetraclorur carbon và làm phai màu tím của dung dịch
permanganat.
Alkin có thể bị thủy hóa thành ceton bởi tác dụng của acid sulfuric dưới sự xúc tác của
sulfat thủy ngân trong dung dịch alcol loãng. Alkin cuối đây cho ra metilceton, trong khi đó
alkin giữa dây bất đối xứng cho hỗn hợp ceton.
Với clorur 2,4-dinitrobenzensulfenil: Alkin cho sản phẩm tinh thể có màu với clorur 2,4dinitrobenzensulfenil.
Alkin cuối dây cộng với K 2HgI4 trong môi trường baz, ở nhiệt độ thấp cho một trầm
hiện trắng hoặc trắng xám. Đây là một thử nghiệm thích hợp cho các alkin cuối dây. Chú ý
các acetilur kim loại nặng khi khô rất dễ nổ.
3.2. Ứng dụng trong đời sống
Trong công nghiệp, chủ yếu là cơng nghiệp hóa dầu, hầu hết etilen và propilen được
điều chế từ sự cracking những alkan có trong khí thiên nhiên (1C - 4C) và những alkan có
trong phân đoạn chưng cất dầu mỏ có nhiệt độ sơi thấp (4C – 8C). Về mặt kỹ thuật, có nhiều
phương pháp cracking. Sự cracking nhiệt cho chủ yếu là etilen. Sự cracking hơi nước thì
cho chủ yếu là etilen, propilen, butadien, isopren và ciclopentadien.
Những alken dây dài hơn được điều chế từ sự cracking những phân đoạn chưng cất có
nhiệt độ sôi cao hơn. Những alken này hoặc cô lập để làm chất nền cho các phản ứng tổng
hợp hữu cơ hoặc không cô lập để nằm lại trong xăng làm tăng giá trị của xăng.
Etilen và propilen là hai alken đơn giản nhất, được điều chế nhiều nhất trong công
nghiệp. Vào khoảng 26 triệu tấn etilen và 14 triệu tấn propilen được điều chế ra tại Mỹ hằng
năm, chúng được dùng làm nguyên liệu đầu để điều chế polietilen, polipropilen, etilen
glicol, acid acetic, acetaldehid và nhiều hợp chất khác.
Acetylen là alkin quan trọng nhất trong cơng nghiệp, là chất khí được đung phổ biến
hiện nay trong nhiều lĩnh vực.
3.2.1. Ethylene
Khí Ethylene C2H4 được biết đến là loại khí ứng dụng rất nhiều trong lĩnh vực nơng
nghiệp. Chất khí Ethylene được sử dụng nhiều trong ngành cơng nghiệp hố chất. Sản lượng
tiêu thụ ethylene hơn 150 triệu tấn vào năm 2016 ở trên tồn thế giới.
Khí Ethylene cịn có tác dụng làm tăng nhanh năng suất mủ cao su, nó cịn hiệu quả ở
hầu hết các cây thực vật cho mủ khác (đu đủ, thông…).
Hình 3.8. Khai thác mủ Cao Su bằng khí ethylen
Ethylene cũng còn được sử dụng để dấm hoa quả thúc đẩy cho chúng nhanh chín (khí
ethylene thúc đẩy q trình hơ hấp của tế bào trái cây).
Hình 3.9. Hệ thống ủ trái cây chín bằng khí ethylene tự nhiên.
Ethylene là làm đổi màu tự nhiên các loại vỏ cam, quýt thay đổi sắc tố nhưng không
làm mất hương vị của loại trái cây đó. Nó làm mất màu vỏ trái xanh bằng cách loại bỏ các
chất diệp lục, sau đó tạo ra màu vàng hoặc cam.
Ethylene được oxy hóa để sản xuất ra etylen oxit là nguyên liệu quan trọng dùng trong
sản xuất các chất hoạt động bề mặt và những chất tẩy rửa bằng cách oxy hóa.
Ethylene là một trong những sản phẩm lớn nhất của hóa dầu biểu hiện cho hiệu suất
phát triển của ngành cơng nghiệp hóa dầu.
Khí ethylene được sử dụng chủ yếu để sản xuất ra các Polyethylene như polyethylene
(PE), polyvinyl clorua (PVC), polyethylene terephthalate (PET), Và polystyrene (PS) phục
vụ sản xuất các loại bao bì, túi nilon, Điện tử, Dệt may, Cơng nghiệp xây dựng, Chất phủ và
chất kết dính….
Hình 3.10. Các sản phẩm từ ethylene và dẫn xuất
3.2.2. Propilen
Propylene còn được gọi là propene hoặc methyl ethylene, là một hợp chất hữu cơ
không bão hịa có cơng thức hóa học C 3H6. Phân tử có một liên kết đơi và là chất có cấu tạo
phân tử đơn giản thứ hai của lớp alkene của các hydrocacbon. Polypropylene là một trong
những polime linh hoạt, có sự kết hợp của tính chất cơ học và hóa học tốt.
Ứng dụng chính cho propylene là polypropylene (PP), chiếm gần hai phần ba lượng
tiêu thụ propylene toàn cầu. Trong những năm 1990, nhu cầu PP tăng khoảng 10%/năm,
vượt qua các nhựa nhiệt dẻo lớn khác. Một số lý do giải thích sự tăng trưởng này là do sự
thay thế của các polyme khác bởi PP ít tốn kém hơn. Giá propylene thấp. Kể từ đó giá lượng
sản xuất propylene đã tăng tương đối so với các hóa chất cơ sở khác và giá PP hiện nay
tương tự như các loại polyme khác. Tăng trưởng nhu cầu PP đã giữ mức trung bình 56%/năm.