Trả lời câu hỏi thí nghiệm 1 - Mục III trang 89

1. Nội dung câu hỏi
Thí nghiệm 1 : Điều chế và thử tính chất của ethylene

Chuẩn bị: Ethanol, dung dịch sulfuric acid đặc, nước bromine, dung dịch KMnO4 1%, dung dịch NaOH đặc; ống nghiệm, giá thí nghiệm, ống dẫn khí hình chữ L, ống dẫn khí hình chữ Z có một đầu được vuốt nhọn, đèn cồn, bông.

Tiến hành: Cho 2 mL ethanol vào ống nghiệm khô, thêm dần từng giọt 4 mL dung dịch sulfuric acid đặc (cho chảy dọc theo thành ống nghiệm), lắc đều. Cho vào ống nghiệm một ít cát hoặc 1 – 2 mảnh sứ xốp. Kẹp ống nghiệm lên giá và lắp với ống dẫn khí hình chữ L qua phần ống nối có mẩu bông tẩm dung dịch NaOH đặc. Đun nóng ống nghiệm và sục ống dẫn khí vào ống nghiệm có chứa khoảng 1 mL nước bromine. Khi nước bromine bị mất màu thì thay ống nghiệm bằng ống nghiệm khác có chứa 1 mL dung dịch $KMn{O}_4$ 1%. Khi màu tím biến mất thì thay ống dẫn khí hình chữ L bằng ống dẫn khí hình chữ Z (đầu được vuốt nhọn hướng lên phía trên) và đốt khí thoát ra ở đầu ống dẫn khí.

Yêu cầu: Quan sát, viết phương trình hoá học và giải thích hiện tượng xảy ra.

Chú ý an toàn: Ethanol dễ bắt lửa và cháy; sulfuric acid và dung dịch NaOH đặc phá huỷ vải, da,... khi tiếp xúc.

2. Phương pháp giải
Dựa vào kiến thức về điều chế alkene.

3. Lời giải chi tiết
Hiện tượng: có khí sinh ra, khí này làm mất màu dung dịch bromine, làm mất màu thuốc tím. Đốt khí thoát ra ở đầu ống dẫn khí, thấy khí cháy và toả nhiều nhiệt.
Phương trình hoá học giải thích hiện tượng:
${\mathrm{C}}_2{\mathrm{H}}_5\mathrm{OH}\stackrel{{\mathrm{H}}_2{\mathrm{SO}}_4{t}^o}{⟶}{\mathrm{CH}}_2={\mathrm{CH}}_2+{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}$
${\mathrm{CH}}_2={\mathrm{CH}}_2+{\mathrm{Br}}_2\to {\mathrm{CH}}_2\mathrm{Br}-{\mathrm{CH}}_2\mathrm{Br}$
$3{\mathrm{CH}}_2={\mathrm{CH}}_2+2{\mathrm{KMnO}}_4+4{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}\to 3\mathrm{HO}-{\mathrm{CH}}_2-{\mathrm{CH}}_2-\mathrm{OH}+2{\mathrm{MnO}}_2+2\mathrm{KOH}$
${\mathrm{C}}_2{\mathrm{H}}_4+3{\mathrm{O}}_2\stackrel{t^o}{\to }2{\mathrm{CO}}_2+2{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}$
Đun ethanol với sulfuric acid đặc sinh ra khí ethylene; dẫn tiếp khí qua ống nghiệm đựng ${\mathrm{Br}}_2$ (hoặc thuốc tím) thấy dung dịch ${\mathrm{Br}}_2$ (hoặc dung dịch ${\mathrm{KMnO}}_4$ ) nhạt dần đến mất màu do liên kết pi ở liên kết đôi của ethylene kém bền vững.