- Tỷ lệ hai đồng phân cistrans trong sản phẩm tách
2C H4 15000C C2H 2+ 3 H
2) Seckitecpen (izo-C5)
2C H4 15000C C2H 2+ 3 H
Tính toán nhiệt động cho thấy rằng điều kiện cân bằng làm thuận lợi cho sự tạo thành axetylen ở nồng độ trên 12000C. Tuy nhiên, ở nhiệt độ này, axetylen lại dễ bị
phân huỷ thành cacbon và hyđro. Mặt khác, dưới 12000C có mặt hyđro axetylen cũng
không bền về mặt nhiệt động. Vì vậy, cần làm lạnh ngay hỗn hợp khí sau khi ra khỏi khu vực phản ứng. Ở nhiệt độ dưới 1000C, axetylen không phị phân huỷ nhờ tính trơ của phân tử.
Phản ứng nhiệt phân metan làm tăng thể tích, vì vậy, sự tiến hành phản ứng dưới áp suất thấp thuận lợi cho sự tạo thành axetylen.
Phản ứng này đã được áp dụng trong công nghiệp với nhiều phương pháp tiến hành cụ thể khác nhau. Chẳng hạn, người ta cho metan đi vào lò dưới áp suất thường, cho bật tia lửa điện giữa hai điện cực kim loại trong một thời gian ngắn (bằng một phần
giây), sau đó làm lạnh ngay hỗn hợp khí đi ra bằng nước. Khí thu được chứa 12-15%
axetylen (về lý thuyết có thểđạt tới 25%), axetylen lại được tách ra bằng cách hoà tan trong nước dưới áp suất cao. Sản phẩm phụ là diaxetylen C4H2 có tính nổ dễ dàng.
Cũng có thể dùng phương pháp đốt cháy từng phần bằng cách cho hỗn hợp metan
và oxi đi qua những ngọn lửa đặc biệt. Nhiệt toả ra do phản ứng đốt cháy dùng để cung cấp cho phản ứng nhiệt phân thu nhiệt. Trong hỗn hợp khí tạo thành, ngoài 8-
10% axetylen, còn có H2, CO, CO2. mol / kcal 5 , 95 H0298 = + ∆
c)Tổng hợp trực tiếp
Năm 1860, Bectơlo là người đầu tiên đã tiến hành tổng hợp axetylen từ cacbon và hyđro:
2C + H2 → C2H2 ∆H0298 =+54,9kcal/mol
Phản ứng diễn ra trong vòng cung lửa điện giữa hai điện cực bằng than. Tính toán nhiệt động chứng tỏ rằng, cân bằng chỉ lệch về phía phải ở nhiệt độ rất cao (trên 30000C). Do đó, phản ứng này không được áp dụng trong thực tế và chỉ có ý nghĩa về mặt lý thuyết.
5) Ứng dụng
a)Làm nhiên liệu
Khi axetylen cháy trong oxi nhiệt độ ngọn lửa có thể đạt tới 30000C vì thế đèn
xì axetylen-oxi được dùng để hàn và cắt kim loại. Nguồn cấp axetylen cho đèn xì có
thể là một thùng phản ứng đơn giản để thuỷ phân canxi cacbua kỹ thuật (gọi là đất
đèn) hoặc có thể là các bình thép chứa chất xốp và axeton hoà tan axetylen ở áp suất
12 đến 15 at (ở áp suất đó 1 thể tích axeton hoà tan được 300 thể tích axetylen).
Axetylen cháy trong không khí cho ngọn lửa sáng chói. Vì thế trước kia người
ta dùng canxi cacbua kỹ thuật nạp vào bình thép có van cho nước nhỏ xuống từ từ rồi đốt khí axetylen sinh ra để thắp sáng. Canxi cacbua kỹ thuật chứa nhiều tạp chất có màu đen nên được gọi là đất đèn.
Khi đất đèn phản ứng với nước, ngoài C2H2 còn tạo ra H2S, PH3, NH3… chúng tạo ra mùi hôi gọi là mùi đất đèn.
b) Làm nguyên liệu cho công nghiệp tổng hợp hữu cơ
Trước những năm năm mươi của thế kỷ 20, công nghiệp tổng hợp hữu cơ dựa trên
nguyên liệu chính là axetylen. Từ axetylen người ta điều chếđược axetandehyt (cộng
nước), vinyl clorua (cộng HCl), vinyl axetylen (dime hoá) rồi butadien và cloropren,
acrilonitril (cộng HCN), vinyl axetat (cộng CH3COOH), ankyl vinyl ete (cộng
ancol)… Các chất này dùng để sản xuất hoá chất hữu cơ cơ bản khác và quan trọng hơn là để tổng hợp các polime sản xuất ra các chất dẻo và cao su tổng hợp.
Ngày nay, nhờ sự phát triển vượt bậc của công nghệ hoá dầu, các hoá chất hữu cơ cơ bản trên đều được sản xuất từ etylen hoặc từ các hiđrocacbon thu được khi cracking dầu mỏ bằng các phương pháp kinh tế hơn và ít ảnh hưởng đến môi trường hơn. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
c)Tổng hợp các hợp chất có hoạt tính sinh học
Nếu như ngành công nghiệp hoá học trên cơ sở axetylen ngày này hầu như đã bị thay thế bởi công nghiệp hoá học trên cơ sở etylen thì việc tổng hợp các hợp chất có hoạt tính sinh học từ axetyeln lại có những bước phát triển mạnh mẽ và thu được những thành tựu to lớn.
Dẫn chứng tiêu biểu là việc tổng hợp các pheromon. Đó là các hợp chất hóa học do sinh vật tiết ra để thông tin cho nhau. Pheromon có tính chất hấp dẫn, lôi cuốn đồng loại khác giới gọi là pheromon hay là chất dụ dẫn giới. Sử dụng chất dẫn dụ giới người
ta có thể tập trung côn trùng (chẳng hạn bướm đực) đến địa điểm đặt thuốc để tiêu diệt
chúng mà không cần phải phun thuốc tràn lan trên đồng ruộng.
Rất nhiều pheromon giới của côn trùng có chứa trong phân tử những liên kết đôi biệt lập hoặc liên hợp có cấu hình xác định (E hoặc Z). Phương pháp thuận lợi để tổng hợp ra chúng là điều chế ra các ankin tương ứng bằng các phương pháp khử lựa cọn lập thể. Hãy xem một ví dụđể tổng hợp pheromon giới dụ dẫn bướm sâu hai cam quýt với hai liên kết đôi cấu hình Z.
H3C H2C C C C C ( C H2)1 0O H 1 ) ( x i c l o - C6H1 1)2B H 2 ) C H3C O O H , 00C H3C H2C H C C H CH C H ( C H2)1 0O H Z Z H3C H2C H C C H CH C H ( C H2)9C H O Z Z C5H5N H C r O3C l
Ngoài việc sử dụng trong tổng hợp peromon, axetylen và các ankin còn được dùng trong tổng hợp một số hoạt chất tương tự hocmon dùng trong y dược.