📖 Bài 24: Alkene - lớp 9

I. Khái niệm Alkene

• Định nghĩa: Alkene là những hydrocarbon mạch hở, trong phân tử có chứa một liên kết đôi $C=C$.
• Công thức chung: $C_nH_{2n}$ (với $n \ge 2$, n là số nguyên, dương).

II. Ethylene ($C_2H_4$) – Alkene tiêu biểu nhất

• Tính chất vật lí: Ở điều kiện thường, ethylene là chất khí không màu, hầu như không tan trong nước nhưng tan ít trong các dung môi hữu cơ.
• Cấu tạo phân tử: Có một liên kết đôi $C=C$. Điểm cốt lõi là trong liên kết đôi này có một liên kết kém bền, rất dễ bị đứt gãy để tham gia vào các phản ứng hoá học.
• Tính chất hoá học: Do có liên kết đôi kém bền, ethylene có các phản ứng đặc trưng:
  • Phản ứng cháy: Tương tự alkane, ethylene cháy toả nhiều nhiệt tạo ra khí carbon dioxide và nước: $C_2H_4 + 3O_2 \xrightarrow{t^o} 2CO_2 + 2H_2O$.
  • Phản ứng cộng (Nhận biết alkene): Khí ethylene có thể cộng gộp với phân tử bromine, làm mất màu vàng cam (nâu đỏ) của nước bromine. Đây là phản ứng dùng để nhận biết alkene: $CH_2=CH_2 + Br-Br \rightarrow CH_2Br-CH_2Br$ (trong suốt).
  • Phản ứng trùng hợp: Dưới áp suất, nhiệt độ và xúc tác thích hợp, hàng ngàn phân tử ethylene có thể đứt liên kết kém bền để nối tay nhau thành một chuỗi khổng lồ gọi là polymer. Sản phẩm là Polyethylene (nhựa PE): $nCH_2=CH_2 \xrightarrow{t^o, p, xt} -(CH_2-CH_2)_n-$.

III. Ứng dụng của Ethylene

Ethylene là nguyên liệu quan trọng hàng đầu trong công nghiệp hoá chất. Nó được dùng để: Kích thích quả mau chín, tổng hợp ethylic alcohol (cồn), tổng hợp acetic acid (giấm), sản xuất nhựa PE, PVC....

IV. Em đã học

Từ bài học này, em cần ghi nhớ các kết luận quan trọng:

• Alkene là hydrocarbon mạch hở, phân tử có một liên kết đôi, công thức chung là $C_nH_{2n}$ ($n \ge 2$).
• Ethylene ($C_2H_4$) là chất khí, không màu, không mùi, ít tan trong nước.
• Ethylene (và các alkene) có tính chất hoá học đặc trưng là phản ứng cộng, phản ứng trùng hợp, bên cạnh phản ứng cháy.
• Ethylene có vai trò rất lớn trong công nghiệp tổng hợp polymer và hoá chất.

V. Em có thể

• Nhận biết và lựa chọn được các sản phẩm làm từ nhựa PE (polyethylene).
• Sử dụng đúng cách đồ nhựa PE để bảo vệ môi trường, vì nhựa PE rất khó phân huỷ sinh học (tồn tại hàng trăm năm trong môi trường).

VI. Ví dụ thực tế ứng dụng kiến thức

• Mẹo dấm hoa quả chín tự nhiên của các bà mẹ: Ethylene là một loại hormone thực vật tự nhiên giúp thúc đẩy quá trình chín của trái cây. Nếu em mua những quả bơ, đu đủ còn xanh và muốn chúng chín nhanh, em chỉ cần bỏ chúng vào chung một túi nilon cùng với một quả chuối đã chín vàng. Quả chuối chín sẽ liên tục giải phóng khí ethylene, lượng khí này bị kẹt trong túi sẽ bao bọc và kích thích bơ/đu đủ chín nhanh hơn bình thường rất nhiều.
• Tại sao lại có quá nhiều túi Nilon trên thế giới? Nhìn vào phản ứng trùng hợp của bài học, hàng ngàn phân tử ethylene ($C_2H_4$) rẻ tiền lấy từ quá trình lọc dầu có thể nối với nhau tạo thành Polyethylene (PE). Nhựa PE có đặc tính chống thấm nước, cực kì dẻo dai và chi phí sản xuất cực rẻ. Do đó, nó trở thành vật liệu số 1 để làm túi nilon (túi xốp), màng bọc thực phẩm hay chai lọ. Tuy nhiên, liên kết carbon dải dài này lại khiến vi khuẩn không thể "ăn" được, gây ra thảm hoạ rác thải nhựa toàn cầu.
• Phân biệt khí gas sinh học và khí sinh ra từ trái cây: Nếu em có một ống nghiệm đựng dung dịch nước Bromine (màu cam đỏ). Sục khí gas (thành phần là alkane như Methane, Butane) vào, dung dịch không đổi màu. Nhưng nếu em sục khí thu được từ buồng dấm chuối chín (chứa alkene là Ethylene) vào, dung dịch sẽ lập tức mất màu thành trong suốt. Đây là cách các nhà hoá học nhận biết liên kết đôi.