Формула этена

Определение и формула этена

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Этен (этилен) – непредельный углеводород, относящийся к классу алкенов и являющийся родоначальником данного гомологического ряда. Атомы углерода в данном соединении находятся в $sp^2$ -гибридизации.

Химическая формула – $C_2H_4$

Молярная масса равна $28,05$ г/моль.

Физические свойства – газообразное вещество, нерастворимое в воде.

Этилен в масштабных количествах выделяют из газов крекинга и коксования.

Химические свойства этилена

Благодаря наличию двойной связи для этилена характерны реакции присоединения. Гидрирование протекает в присутствии катализаторов (Pd, Pt, Ni):
$CH_2=CH_2 + H_2 \rightarrow CH_3 - CH_3$
Этилен легко присоединяет галогены и галогеноводороды. Например, при взаимодействии с бромной водой происходит ее обесцвечивание:
$CH_2=CH_2 + Br_2 \rightarrow CH_2Br - CH_2Br$

$CH_2=CH_2 + HI \rightarrow CH_2I - CH_3$
Также можно с этиленом проводить реакцию гипогалогенирования:
$CH_2=CH_2 + HOCl \rightarrow CH_2OH - CH_2Cl$
При гидратации этена в присутствии катализатора $(H_2SO_4)$ образуется этанол:
$CH_2=CH_2 + H_2O \rightarrow CH_3 - CH_2OH$

Применение

Этилен является важнейшим сырьем для производства полимеров, а именно таких как: полиэтилен, поливинилхлорид.

Из него в промышленных масштабах получают этанол, антифризы, уксусную кислоту.

Примеры решения задач

ПРИМЕР 1

Задание

Этанол $C_2H_5OH$ можно получить при взаимодействии этилена и паров воды. Определите тепловой эффект указанного процесса и запишите ее термохимическое уравнение.

Решение

Напишем термохимическое уравнение реакции получения $C_2H_5OH$ в ходе гидратации этилена:

$C_2H_4_{gas.} + H_2O_{gas.} \overset{t^0, cat.}{\rightarrow} C_2H_5OH_{gas.} + Q$

Чтобы вычислить теплоту химической реакции воспользуемся первым следствием из закона Гесса:

$\Delta H_{chem.react.} = \sum \Delta H_{products} - \sum \Delta H_{init.subst.}$

Стандартные энтальпии образования веществ возьмем из справочника:

$\Delta H^0(C_2H_5OH) = -235,31$ кДж/моль;

$\Delta H^0(C_2H_4) = 52,28$ кДж/моль;

$\Delta H^0(H_2O) = -241,83 кДж/моль$ .

Подставим найденные значения в формулу для вычисления теплоты:

$\Delta H^0 = -235,31 - (52,28 - 241,83) = -45,76$ кДж/моль

На основании вычисленного значения запишем полное термохимическое уравнение исходной реакции:

$C_2H_4_{gas.} + H_2O_{gas.} \overset{t^0, cat.}{\rightarrow} C_2H_5OH_{gas.} + 45,76$

Ответ

$\Delta H^0 = -45,76$ кДж/моль

ПРИМЕР 2

Задание

Из $92$ г этанола получили $33,6$ л $C_2H_4$ . Что такое теоретический выход в данном случае? Определите теоретический объем продукта.

Решение

Под выходом продукта химической реакции подразумевают отношение объема полученного вещества в ходе эксперимента к объему, теоретически рассчитанного исходя из уравнения реакции:

$\eta = \frac{V_{pract.}}{V_{theor.}} \cdot 100 \%$