Nhận biết – tách và tinh chế hidrocacbon
Bài viết giúp học sinh biết cách nhận biết các hidrocacbon, tách và tinh chế các hidrocacbon khỏi hỗn hợp
Mời các bạn học sinh tham khảo thêm:
Phương pháp viết CTCT của ankan
I.Phương pháp nhận biết
Bước 1: Xác định tính chất riêng của từng chất cụ thể
Bước 2: Lựa chọn thuốc thử
Bước 3: Trình bày phương pháp nhận biết theo các bước sau:
- Đánh số thứ tự các lọ hóa chất
- Tiến hành nhận biết
- Ghi nhận hiện tượng
- Viết pthh
| Chất cần nhận | Loại thuốc thử | Hiện tượng | Phương trình hóa học |
| Metan (CH4) | Khí Clo | Mất màu vàng lục của khí Clo | CH4 + Cl2
Vàng lục CH3Cl + HCl Không màu |
| Etilen (C2H4) | Dd Brom | Mất màu da cam của dd Brom | C2H4 + Br2 →
Da cam C2H4Br2 Không màu |
| Axetilen (C2H2) | – Dd Brom
– AgNO3/NH3 |
– Mất màu vàng lục dd Brom
– Có kết tủa vàng |
-C2H2 + Br2 →
Da cam C2H2Br4 Không màu -C2H2 + AgNO3 + NH3 → Ag-CC-Ag vàng + NH4NO3 |
Nhận biết – tách và tinh chế hidrocacbon
Ví dụ:
Nhận biết các lọ khí mất nhãn :
a)N2, H2, CH4, C2H2, C2H4
b) C3H8, C2H2, SO2, CO2
Hướng dẫn giải:
a)N2, H2, CH4, C2H4, C2H2
Nhận xét :
-N2 : không cho phản ứng cháy
-H2 : phản ứng cháy, sản phẩm cháy không làm đục nước vôi trong
-CH4 : phản ứng cháy, sản phẩm cháy làm đục nước vôi trong
-Các khí còn lại dùng các phản ứng đặc trưng để nhận biết.
Tóm tắt cách giải :
-Lấy mỗi khí một ít làm mẫu thử.
-Dẫn lần lượt các khí đi qua dd AgNO3/NH3. Khí nào tạo được kết tủa vàng là C2H2
C2H2 + Ag2O ->AgC≡CAg ↓ + H2O
-Dẫn các khí còn lại qua dd nước Brom (màu nâu đỏ). Khí nào làm nhạt màu nước brom là C2H4
H2C=CH2 + Br2 → BrH2C-CH2Br
-Lần lượt đốt cháy 3 khí còn lại. Khí không cháy là N2. Sản phẩm cháy của hai khí kia được dẫn qua dd nước vôi trong. Sản phẩm cháy nào làm đục nước vôi trong là CH4. Mẫu còn lại là H2.
CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O
CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 ↓ + H2O
H2 + ½ O2 →H2O
b)C3H8, C2H2, SO2, CO2
– Dẫn 4 khí trên lần lượt qua dd nước vôi trong dư.
+Có 2 khí làm đục nước vôi trong: SO2, CO2 (nhóm 1)
SO2 +Ca(OH)2 → CaSO3 + H2O
CO2 +Ca(OH)2 → CaCO3 + H2O
+ 2 khí không làm đục nước vôi trong: C3H8, C2H2 (nhóm 2).
– Cho 2 khí ở mỗi nhóm lần lượt qua dd nước Brom. Khí ở nhóm 1 làm mất màu nâu đỏ của dd Brom là SO2 và khí ở nhóm 2 cũng có hiện tượng như vậy là C2H2. Hai khí còn lại là CO2 và C3H8.
SO2 + Br2 + 2H2O → H2SO4 + 2HBr
C2H2 + Br2 → C2H2Br4
II.Phương pháp tách
1)Phương pháp vật lý
-Phương pháp chưng cất để tách rời các chất lỏng hòa lẫn vào nhau, có thể dùng phương pháp chưng cất rồi ngưng tụ thu hồi hóa chất
-Phương pháp chiết (dùng phễu chiết) để tách riêng những chất hữu co tan được trong nước với các chất hữu cơ không tan trong nước do chất lỏng sẽ phân thành 2 lớp
-Phương pháp lọc (dùng phễu lọc) để tách các chất không tan ra khỏi dung dịch
2)Phương pháp hóa học
Chọn những phản ứng hóa học thích hợp cho từng chất để lần lượt tách riêng các chất ra khỏi hỗn hợp, đồng thời chỉ dùng những phản ứng hóa học mà sau phản ứng dễ dàng tái tạo lại các chất ban đầu
Ví dụ 1: Tách benzen ra khỏi hỗn hợp benzen và nước
Hướng dẫn giải:
Vì benzen không tan trong nước nên dùng phương pháp chiết để tách
Ví dụ 2: Tách riêng từng khí ra khỏi hỗn hợp khí gồm CH4, C2H4, C2H2 và CO2
Hướng dẫn giải:
-Dẫn hỗn hợp qua dd Ca(OH)2 dư thu được CaCO3
CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 + H2O
Thoát ra ngoài là hỗn hợp khí CH4, C2H4, C2H2
-Dẫn hỗn hợp khí này qua dd AgNO3/NH3 thì C2H2 bị giữ lại trong kết tủa, thoát ra ngoài là CH4 và C2H4
C2H2 + AgNO3 + NH3 → Ag-CC-Ag+ NH4NO3
-Dẫn hỗn hợp CH4 và C2H4 qua dd Brom thì C2H4 bị giữ lại, thu được CH4 tinh khiết
C2H4 + Br2 → C2H4Br2
*Tái tạo:
– Tái tạo CO2 bằng cách nhiệt phân muối CaCO3
CaCO3 CaO + CO2
– Tái tạo C2H2 bằng cách cho Ag-CC-Ag tác dụng với HCl
Ag-CC-Ag + 2HCl →C2H2 + 2AgCl
– Tái tạo C2H4 bằng cách cho C2H4Br2 tác dụng với Zn/rượu
C2H4Br2 + Zn C2H4 + ZnBr2
III. Tinh chế
*Nguyên tắc: Tinh chế là làm sạch hóa chất nguyên chất nào đó bằng cách loại bỏ đi tạp chất ra khỏi hỗn hợp
*Phương pháp: Dùng hóa chất tác dụng với tạp chất mà không phản ứng với nguyên chất tạo ra chất tan hoặc tạo ra kết tủa lọc bỏ đi
Ví dụ 1: Một hỗn hợp gồm có khí etilen, CO2 và hơi nước.Trình bày phương pháp thu được khí etilen tinh khiết
Hướng dẫn giải:
Khí CO2 là oxit axit nên bị hấp thụ bởi dung dịch kiềm theo pt:
CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 + H2O
H2SO4 đậm đặc rất háo nước vì vậy để thu được etielen tinh khiết ta dẫn hỗn hợp lần lượt qua bình 1 chứa Ca(OH)2 dư, bình 2 chứa H2SO4 đậm đặc dư
Ví dụ 2: Nêu phương pháp hóa học để loại bỏ khí etilen có lẫn trong khí metan để thu được metan tinh khiết
Hướng dẫn giải:
Dẫn hỗn hợp qua dung dịch nước Brom dư, khi đó etilen sẽ bị giữ lại, còn khí metan tinh khiết sẽ thoát ra
C2H4 + Br2 → C2H4Br2
III. Bài tập vận dụng
Bài 1: Tinh chế Etilen có lẫn axetilen, metan và sunfurơ
Hướng dẫn:
Dùng AgNO3/NH3→Ca(OH)2→ddBr2
Bài 2: Tinh chế C6H6 có lẫn C6H12
Dùng ddBr2
Bài 3: Nhận biết các chất sau:
a)n-butan, but-1-in, buta-1,3-đien
b)CH4,C2H4, H2, O2
c) CH4, C2H2, C2H4, CO2
Hướng dẫn:
a)
– Dùng AgNO3/NH3, chất nào tạo kết tủa là But-1-in
– Dùng nước Brom, chất nào làm mất màu là buta-1,3-dien
– Còn lại là n-butan
b)
– Dùng dd nước Brom nhận ra C2H4 làm mất màu dd Brom
– Dùng tàn đóm đỏ nhận ra oxi
– Đốt hai khí còn lại cho sản phẩm đi qua dd nước vôi trong nhận ra CO2 và H2
c)
– Dùng nước vôi trong nhận ra CO2
– Dùng Ag2O trong NH3 nhận ra C2H2
– Dùng dd nước Brom nhận ra C2H4, còn lại là CH4.