Chào các em học sinh lớp 9! Hôm nay, chúng ta sẽ cùng nhau tìm hiểu về phản ứng của một hỗn hợp khí rất thú vị, gồm etilen và axetilen, với dung dịch brom. Đây là một phần kiến thức quan trọng trong chương Hidrocacbon, giúp chúng ta hiểu rõ hơn về tính chất hóa học của các hợp chất hữu cơ này.

Chúng ta sẽ đi qua bài tập này một cách chi tiết, từng bước, giống như chúng ta đang thực hành trong phòng thí nghiệm vậy.

Đề bài yêu cầu: Nêu hiện tượng và viết phương trình hóa học khi dẫn hỗn hợp khí etilen và khí axetilen qua dung dịch brom Br2 dư.

Trước hết, chúng ta cần nhắc lại một chút về cấu tạo và tính chất của hai chất khí này.

* Etilen (công thức hóa học: C₂H₄) là một anken, có một liên kết đôi C=C trong phân tử.
* Axetilen (công thức hóa học: C₂H₂) là một ankin, có hai liên kết ba C≡C trong phân tử.

Cả hai loại liên kết này (liên kết đôi và liên kết ba) đều kém bền vững hơn liên kết đơn, do đó các hợp chất chứa chúng thường có khả năng tham gia phản ứng cộng. Phản ứng cộng với dung dịch brom (Br₂) là một phản ứng đặc trưng để nhận biết các anken và ankin.

Bây giờ, chúng ta hãy đi vào từng bước của bài tập.

Bước 1: Xác định thành phần của hỗn hợp khí và thuốc thử.

Hỗn hợp khí gồm: etilen (C₂H₄) và axetilen (C₂H₂).
Thuốc thử là: dung dịch brom (Br₂). Dung dịch brom thường có màu nâu đặc trưng.

Bước 2: Dự đoán khả năng phản ứng của từng chất khí với dung dịch brom.

Do etilen có liên kết đôi C=C và axetilen có liên kết ba C≡C, cả hai chất khí này đều có khả năng tham gia phản ứng cộng với dung dịch brom. Phản ứng này sẽ làm mất màu dung dịch brom.

Bước 3: Nêu hiện tượng khi dẫn hỗn hợp khí qua dung dịch brom dư.

Khi dẫn hỗn hợp khí etilen và axetilen qua dung dịch brom, ta sẽ quan sát thấy:

* Màu nâu của dung dịch brom dần biến mất (mất màu).

Hiện tượng này xảy ra là do cả etilen và axetilen đều phản ứng với brom, tiêu thụ brom trong dung dịch. Vì dung dịch brom được cho là “dư”, nên nó sẽ phản ứng hết với cả hai chất khí này cho đến khi một trong hai chất phản ứng hết (hoặc cả hai, tùy thuộc vào tỉ lệ mol ban đầu và lượng brom). Tuy nhiên, đề bài cho Br₂ dư, nên chúng ta hiểu rằng dung dịch brom sẽ bị mất màu.

Bước 4: Viết phương trình hóa học của phản ứng.

Chúng ta sẽ viết phương trình cho từng chất khí phản ứng với brom.

* Phản ứng của etilen với dung dịch brom:
Etilen sẽ cộng với brom theo tỉ lệ mol 1:1 để tạo ra đibrometan.

Phương trình hóa học:
C₂H₄ + Br₂ → C₂H₄Br₂

(Trong đó, C₂H₄ là etilen, Br₂ là brom, và C₂H₄Br₂ là 1,2-đibrometan).

* Phản ứng của axetilen với dung dịch brom:
Axetilen có hai liên kết ba, vì vậy nó có thể phản ứng với brom theo hai giai đoạn. Tuy nhiên, trong điều kiện thông thường và với brom dư, nó có thể cộng tối đa hai phân tử brom.

Giai đoạn 1:
C₂H₂ + Br₂ → C₂H₂Br₂
(Sản phẩm là 1,2-đibrometen)

Giai đoạn 2:
C₂H₂Br₂ + Br₂ → C₂H₂Br₄
(Sản phẩm là 1,1,2,2-tetrabrometan)

Nếu viết gộp cả hai giai đoạn, phương trình tổng quát cho axetilen phản ứng với brom dư là:
C₂H₂ + 2Br₂ → C₂H₂Br₄

(Trong đó, C₂H₂ là axetilen, Br₂ là brom, và C₂H₂Br₄ là 1,1,2,2-tetrabrometan).

Bước 5: Tổng hợp lại hiện tượng và phương trình hóa học.

Hiện tượng:
Dung dịch brom có màu nâu bị mất màu khi dẫn hỗn hợp khí etilen và axetilen qua.

Phương trình hóa học:

Phản ứng của etilen:
C₂H₄ + Br₂ → C₂H₄Br₂

Phản ứng của axetilen (phản ứng cộng tối đa với brom dư):
C₂H₂ + 2Br₂ → C₂H₂Br₄

Hoặc có thể viết hai phương trình phản ứng của axetilen để thấy rõ hơn từng bước:
C₂H₂ + Br₂ → C₂H₂Br₂
C₂H₂Br₂ + Br₂ → C₂H₂Br₄

Các em thấy đó, phản ứng với dung dịch brom là một cách rất hiệu quả để nhận biết sự có mặt của các hợp chất không no như anken và ankin. Màu nâu đặc trưng của brom bị mất đi cho thấy sự hình thành các hợp chất no hơn.

Các em có câu hỏi nào không? Nếu có, hãy mạnh dạn hỏi nhé!