Хімія. Поглиблений рівень. Повторне видання. 9 клас. Бутенко

Цей підручник можна завантажити у PDF форматі на сайті тут.

§ 52. Етен та етин: молекулярні, електронні та структурні формули, фізичні й хімічні властивості

У цьому параграфі ви дізнаєтеся:

  • про властивості етену й етину;
  • що таке ненасичені вуглеводні;
  • яка реакція є якісною для ненасичених вуглеводнів.

Склад молекул. Етен (етилен) та етин (ацетилен) є першими представниками ненасичених вуглеводнів, у молекулах яких атоми Карбону сполучені між собою кратними зв’язками. Так, у молекулі етену та його гомологів кратність зв’язку між атомами Карбону дорівнює 2, у молекулі етину та його гомологів — 3 (рис. 54).

Рис. 54. Кулестрижневі моделі молекул: а — етену; б — етину

Молекулярні формули цих вуглеводнів: С2Н4 — етен і С2Н2 — етин. Їхні електронні та структурні формули зображають так:

Хімічні властивості етену й етину

1. Етен та етин, як і алкани, окиснюються з виділенням значної кількості теплоти, особливо етин. Його суміш із повітрям вибухонебезпечна. Завдяки тому, що під час згоряння етину (ацетилену) виділяється велика кількість теплоти, його використовують у процесі зварювання та різання металів:

2. Етен та етин приєднують водень під час нагрівання та за наявності каталізатора нікелю. Унаслідок цих реакцій гідрування утворюється насичений вуглеводень етан:

3. Етен та етин приєднують також галогени, зокрема бром:

Реакції приєднання брому є якісними реакціями для виявлення кратних зв’язків між атомами Карбону в молекулах вуглеводнів. Унаслідок їхнього перебігу відбувається знебарвлення бромної води (розчину помаранчево-бурого кольору), тому такі реакції використовують для виявляння ненасичених вуглеводнів.

Демонстраційний дослід

Дотримуйтесь правил безпеки під час дослідів!

Дослідження властивостей етену

Добування етену

Для досліду збирають прилад для добування етену (рис. 55).

Рис. 55. Прилад для добування етену

1. У суху пробірку наливаємо 3-4 мл суміші для добування етену (1 частина розчину етанолу з масовою часткою спирту 96 % і 3 частини концентрованої сульфатної кислоти). Щоб утворена суміш рівномірно кипіла, у пробірку додаємо трохи піску. Пробірку закриваємо газовідвідною трубкою, закріплюємо в лапці штатива так, щоб її дно було нижче від отвору. Кінець газовідвідної трубки занурюємо у пробірку з бромною водою — водним розчином брому бурого кольору

2. Пробірку із сумішшю обережно нагріваємо. Спочатку нагріваємо всю пробірку, щоб витиснути повітря. Потім нагріваємо суміш у слабкому полум’ї спиртівки. Спостерігаємо почорніння суміші та виділення газуватого етену:

Відношення етену до бромної води

3. Етен, що виділяється, пропускаємо крізь бромну воду. Знебарвлення бромної води є свідченням наявності етену.

Горіння етену

4. Газовідвідну трубку після знебарвлення бромної води виймаємо із пробірки й перевертаємо догори отвором. Етен підпалюємо. Він горить світним полум’ям:

СН2 = СН2 + 3О2 → 2СО2↑ + 2Н2О

Демонстраційний дослід

Дотримуйтесь правил безпеки під час дослідів!

Дослідження властивостей етину

Добування етину

1. У пробірку вміщуємо 3-4 шматочки кальцій карбіду СаС2 величиною з горошину й закріплюємо пробірку в лапці штатива вертикально. Наливаємо воду об’ємом 2-3 мл. Закриваємо пробірку корком із газовідвідною трубкою, кінець якої занурюємо в пробірку з бромною водою.

Відношення етину до бромної води

2. Етин, що виділяється внаслідок реакції, реагує з бромною водою. Цю реакцію описують таким рівнянням:

Унаслідок реакції відбувається знебарвлення розчину.

Горіння етину

3. По завершенні досліду зі взаємодії етину з бромною водою газовідвідну трубку виймаємо з розчину й повертаємо отвором догори. Етин запалюємо. Він горить кіптявим полум’ям, що є додатковим доказом утворення саме етину.

Застосування етену й етину. Етен використовують у виробництві поліетилену (—СН2—СН2—)n, етанолу (CH3—СН2ОН), хлороетану (CH3—СН2Сl), для прискорення процесу дозрівання фруктів.

Етин використовують для одержання етаналю, оцтової кислоти (СН3—СООН), синтетичного каучуку, пластмас.

Для допитливих

Етен в овочесховищі

У незначних кількостях етен міститься в багатьох органах рослин, але найбільше — у плодах, де він утворюється внаслідок розкладання деяких карбонових кислот (лінолевої) та амінокислот (метіоніну, аланіну) за наявності різних ферментів (органічних каталізаторів білкової природи). Виявилося, що етен сприяє дозріванню плодів. Найактивніше він виробляється в період дозрівання: так, незрілі яблука масою 1 кг виділяють цього газу близько 130 мл, тоді як стиглі такої самої маси — 110 мл, а перезрілі — усього 10 мл.

Якщо розпилити в атмосферу овочесховища незначний об’єм етену, плоди дозріватимуть швидше. І навпаки, щоб зберегти стиглі плоди протягом тривалого часу, треба частіше провітрювати овочесховище, видаляючи не тільки теплоту, яку виділяють овочі та фрукти під час зберігання, але й етен, що при цьому утворюється.

Основні поняття. Ненасичені вуглеводні. Етен. Етин.

Запитання та завдання

°1. Яка кратність хімічного зв’язку в молекулах етену (етилену) та етину (ацетилену)?

°2. Запишіть молекулярні, електронні та структурні формули етену й етину. Чому ці речовини називають ненасиченими вуглеводнями?

3. Які реакції, характерні для етену й етину та їхніх гомологів, називають реакціями: а) окиснення; б) гідрування; в) галогенування? Наведіть приклади.

4. Які реакції використовують для виявлення кратних зв’язків у молекулах вуглеводнів? У чому їхня особливість?

5. Порівняйте відносну густину за воднем та за повітрям: а) етену; б) етину; в) етану. Зробіть висновки.

6. Обчисліть масу карбон(ІV) оксиду, що утвориться внаслідок згоряння: а) етену об’ємом 5,6 л (н. у.); б) етину об’ємом 8,4 л (н. у.).

7. Обчисліть об’єм (н. у.) водню, який необхідно витратити для повного гідрування: а) етену кількістю речовини 5 моль; б) етину кількістю речовини 8 моль.

8. Обчисліть кількість речовини брому, що треба витратити для повного галогенування: а) етену масою 14 г; б) етину масою 39 г?

*9. Запишіть рівняння хімічних реакцій, що відповідають наведеній схемі. Укажіть назви реакцій та умови їхнього перебігу.

*10. Є суміш етану й етену. Цю суміш об’ємом 10 л (н. у.) пропустили крізь бромну воду, узяту в надлишку. Маса вмісту посудини з бромною водою збільшилася на 5,6 г. Обчисліть об’ємні частки (%) газів у суміші.



Підтримати сайт і наші Збройні Сили можна за посиланням на Buy Me a Coffee.