تولید ( تهیه ) گاز اتیلن
هدف آزمایش تولید گاز اتیلن
تهیه کوچکترین و مهمترین هیدروکربن زنجیری سیر نشده از گروه آلکن‌ها یعنی اتیلن و مشاهده اثر آن بر روی مواد مختلف.
تئوری آزمایش تولید گاز اتیلن
آلکن‌ها ، دسته بزرگی از هیدروکربن‌ها را شامل می‌شوند که به هیدروکربنهای غیر اشباع موسومند. تعداد هیدروژنهای این ترکیبات ، کمتر از آلکانهای هم‌کربن می‌باشد. آلکن‌ها ممکن است یک یا چند پیوند دو گانه مجزا و دور از هم یا مزدوج داشته باشند.
اتیلن کوچکترین عضو خانواده آلکن‌ها و به فرمول C2H4 می‌باشد که دو اتم هیدروژن کمتر از آلکان هم‌کربن (اتان) دارد. بررسی ساختمان اتیلن به طریقه کوانتوم مکانیکی نشان داده است که کربن برای این که در ساختمان اتیلن شرکت نماید، لازم است که با استفاده از اوربیتالهای 2s و دو اوربیتال 2p خود ، سه اوربیتال هیبریدی یکسان بوجود آورد.
وسایل و مواد مورد نیاز
بالن تقطیر 250ml
قیف شیردار
دماسنج 300درجه سانتی‌گراد
تشک فلزی
دو بطری شستشوی گاز
سه عدد لوله آزمایش معمولی
در لاستیکی
لوله شیشه‌ای باریک
ارتباط لاستیکی
ترازو
پی پت
اتانول 96 درجه
اسید سولفوریک غلیظ
سولفات مس II
سود یا پتاس جامد
شن و ماسه نرم
پرمنگنات پتاسیم جامد
کربنات سدیم
آب برم
تهیه محلولهای مورد نیاز
ابتدا محلولهای مورد نیاز را تهیه می‌کنیم:
محلول پرمنگنات پتاسیم یک درصد (یک گرم پرمنگنات در 99 میلی لیتر آب مقطر)
محلول کربنات سدیم ده درصد (ده گرم کربنات در 90 میلی‌متر آب مقطر)
محلول آب برم رقیق (حجم بسیار کمی از برم غلیظ را در زیر هود با آب مقطر رقیق نمایید.)
در داخل سه لوله آزمایش هر یک 5ml از محلولهای تهیه شده ریخته و آنها را برای آزمایش با گاز اتیلن آماده نمایید.
لوله اول ، 5mlاز محلول آب برم رقیق
لوله دوم ، 5ml از محلول پرمنگنات پتاسیم یک درصد همراه چند قطره محلول اسید سولفوریک رقیق (محلول پرمنگنات اسیدی)
لوله سوم ، 5ml از محلول پرمنگنات پتاسیم یک درصد همراه چند قطره از محلول کربنات سدیم 10% (محلول پرمنگنات قلیایی)
شرح آزمایش تولید گاز اتیلن
بالن تقطیر را به سه ظرف متوالی متصل کنید. در داخل بالن تقطیر ، مقداری شن و ماسه نرم ریخته و روی آن به آرامی 50ml از اسید سولفوریک غلیظ اضافه کرده و مخلوط نمایید تا به صوزرت خمیر درآید و مجددا دو گرم سولفات مس II را به مخلوط اضافه کنید. در داخل قیف شیردار نیز 40ml اتانول 96 درجه ریخته و وسیله را جهت انجام آزمایش آماده کنید.
چراغ گاز را روشن کرده و زیر بالن قرار داده و قطره قطره 30ml از اتانول را وارد بالن نموده و شیر قیف را ببندید. به کمک دماسنج ، دما را روی 160 درجه سانتی‌گراد ثابت نگهدارید. با افزایش دما شعله را کنار کشیده و با کاهش به محل اولیه برگردانید. در این عمل، اتانول یک مولکول آب از دست داده و گاز اتیلن تولید می‌شود و این گاز ، از دو بطری شستشوی گاز دارای محلول پتاس یا سود غلیظ و اسید سولفوریک غلیظ عبور می‌نماید.
با آن ، می‌توانید سه آزمایش زیر را انجام دهید:
لوله خروجی گاز اتیلن را وارد لوله آزمایش شماره یک که دارای آب برم رقیق است نمایید. رنگ آب برم از بین می‌رود.
لوله خروجی گاز اتیلن را وارد لوله آزمایش شماره دو که دارای محلول پرمنگنات پتاسیم اسیدی است، نمایید. رنگ محلول از بین می‌رود.
لوله خروجی گاز اتیلن را وارد لوله آزمایش شماره سه که دارای محلول پرمنگنات پتاسیم قلیایی است، نمایید. رسوب قهوه‌ای رنگ دی‌اکسید منگنز تولید می‌گردد. (این خواص نشان می‌دهد که اتیلن جزو هیدروکربنهای سیر نشده است.)
نتیجه آزمایش
می‌دانیم که در ساختار اتیلن ، یک اتصال دو گانه یا مضاعف موجود است: CH2=CH2 به این علت ، گاز اتیلن تمایل زیادی برای انجام واکنش دارد. در آزمایش اول ، گاز اتیلن طبق واکنش زیر تولید می‌شود:
C2H5OH (+H2SO4 + Heat) → H2O + C2H4
واکنش های سه آزمایش بعدی به قرار زیرند:
اثر گاز اتیلن بر آب برم
CH2=CH2 + Br2 → CH2Br-CH2Br
اثر گاز اتیلن بر محلول رقیق پرمنگنات اسیدی شده
C2H4 + 2KMnO4 + 3H2SO4 → 2MnSO4 + K2SO4 + H2C2O4 + 4H2O
اثر گاز اتیلن بر محلول پرمنگنات قلیایی شده
3C2H4 + 2KMnO4 + 4H2O → 3C2H4(OH)2 + 2MnO2↓+ 2KOH
C2H4(OH)2 ، یک الکل دارای دو عامل هیدروکسیل است و به نام گلیکول نامیده می‌شود.
سوالات
آیا می‌توانید معادله واکنش سوختن گاز اتیلن را بنویسید؟
می‌دانید از چه راههای دیگری ، می‌توان گاز اتیلن بدست آورد؟
با توجه به فرمول گاز اتیلن C2H4 ، فرمول عمومی آلکن‌ها را حدس بزنید.
مطالب سایت نرمالیته ( شیمی کاربردی دانشگاه گلستان ) طی ماه ها زحمت و جستجو جمع آوری شده است ، لطفا بدون ذکر منبع مطالب سایت نرمالیته را کپی نکنید . با تشکر
در خواست مقاله
مشكل دانلود كتاب ها و نرم افزار ها و ....... و مقاله هاي سايت