Chúng tôi xin giới thiệu phương trình 3C2H4 + 2KMnO4 + 4H2O → 3C2H4(OH)2 + 2MnO2 + 2KOH gồm điều kiện phản ứng, cách thực hiện, hiện tượng phản ứng và một số bài tập liên quan giúp các em củng cố toàn bộ kiến thức và rèn luyện kĩ năng làm bài tập về phương trình phản ứng hóa học. Mời các bạn đón xem:
Phương trình 3C2H4 + 2KMnO4 + 4H2O → 3C2H4(OH)2 + 2MnO2 + 2KOH
1. Phương trình phản ứng hóa học
3CH2=CH2 + 4H2O + 2KMnO4 
3OH-CH2-CH2 – OH + 2MnO2 + 2KOH
2. Hiện tượng nhận biết phản ứng
- Màu tím của KMnO4 chuyển dần sang không mầu và có vẩn đục màu đen.
3. Điều kiện phản ứng
- Phản ứng xảy ra ngay ở điều kiện thường.
4. Bản chất của các chất tham gia phản ứng
4.1. Bản chất của C2H4 (Etilen)
- Trong phản ứng trên C2H4 là chất khử.
- Etilen phản ứng với KMnO4 làm mất màu dung dịch thuốc tím kali pemanganat (Chú ý: Phản ứng được dùng để nhận ra sự có mặt của liên kết đôi của anken)
4.2. Bản chất của KMnO4 (Thuốc tím)
- Trong phản ứng trên KMnO4 là chất oxi hoá.
- KMnO4 là chất oxy hóa mạnh, có thể oxy hóa cả vật chất vô cơ cũng như hữu cơ.
5. Tính chất hóa học
5.1. Tính chất hóa học của C2H2
a. Phản ứng oxi hóa của Etilen
- Phản ứng oxi hóa hoàn toàn
Khi etilen bị đốt với oxi, etilen và các đồng đẳng đều cháy và tỏa nhiều nhiệt
CnH2n + 3n/2O2 → nCO2 + nH2O
- Phản ứng oxi không hoàn toàn
Sục khí etilen vào dung dịch KMnO4, thấy màu của dung dịch nhạt dần và có kết tủa nâu đen của MnO2
CH2=CH2 + 4H2O + 2KMnO4 → 3HO-CH2-CH2-OH + 2MnO2 + 2KOH
Các đồng đẳng của etilen cũng làm mất màu dung dịch KMnO4. Phản ứng này được đùng dể nhận biết etilen
b. Etilen tác dụng brom dạng dung dịch
Phương trình hóa học:
CH2= CH2 + Br2 → Br – CH2 – CH2 – Br
c. Etilen tác dụng với H2O
Ở nhiệt độ thích hợp và có xúc tác axit, etilen có thể cộng nước
C2H4 + H2O C2H5OH
Với đặc điểm các chất liên kết đôi (tương tự etilen) dễ tham gia phản ứng cộng. Phân tử etilen kết hợp với nhau (còn gọi là phản ứng trùng hợp)
d. Phản ứng trùng ngưng
Các phân tử etilen kết hợp với nhau tạo ra chất có phân tử lượng rất lớn gọi là PolyEtiten hay còn gọi là PE
Phương trình phản ứng.
….+ CH2= CH2+ CH2= CH2 +….→ ….- CH2– CH2 – CH2– CH2-….
5.2. Tính chất hóa học của KMnO4
Vì là chất oxi hóa mạnh nên KMnO4 có thể phản ứng với kim loại hoạt động mạnh, axit hay các hợp chất hữu cơ dễ dàng.
Phản ứng phân hủy bởi nhiệt độ cao
- 2KMnO4 → K2MnO4 + MnO2 + O2
Khi pha loãng tinh thể pemanganat dưới ánh sáng mặt trời trực tiếp, oxi được giải phóng
- 4KMnO4 + 2H2O → 4KOH + 4MnO2 + 3O2
Phản ứng với axit
KMnO4 có thể phản ứng với nhiều axit mạnh như H2SO4, HCl hay HNO3, các phương trình phản ứng minh họa gồm:
- 2 KMnO4+ H2SO4 → Mn2O7 + K2SO₄ + H2O
- 2KMnO4 + 16HCl → 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2 + 8H2O
- 3K2MnO4 + 4HNO3 → 2KMnO4 + MnO2 + 4KNO3 + 2H2O
Phản ứng với bazơ
Thuốc tím có thể tác dụng với nhiều dung dịch kiềm hoạt động mạnh như KOH, NaOH, phương trình phản ứng minh họa:
- 4KMnO4 + 4KOH → 4K2MnO4 + 2H2O + O2
- 4KMnO4 4NaOH + → 2K2MnO4 + 2Na2MnO4 + 2H2O + O2
Tính chất oxy hóa của KMnO4
Vì thuốc tím là chất oxy hóa mạnh nên có thể phản ứng với nhiều loại dung dịch và cho ra nhiều sản phẩm khác nhau.
Trong môi trường axit, mangan bị khử thành Mn2+
- 2KMnO4+ 5Na2SO3 + 3H2SO4🡪 2MnSO4 + 5Na2SO₄ + K2SO4 + 3H2O
Trong môi trường trung tính, tạo thành MnO2 có cặn màu nâu.
- 2KMnO4 + 3K2SO3 + H2O 🡪 3K2SO4+2MnO2 + 2KOH
Trong môi trường kiềm, bị khử thành MnO42-
- 2KMnO4 + Na2SO3 + 2KOH 🡪 2K2MnO4 + Na2SO4 + H2O
Phản ứng với các hợp chất hữu cơ
Phản ứng với etanol
- 4KMnO4 + 3C2H5OH → 3CH3COOH + 4MnO2 + 4KOH + H2O
Phản ứng với axetilen trong môi trường kiềm:
- C2H2 + 10KMnO4 + 14KOH → 10K2MnO4 + 2K2CO3 + 8H2O
Phản ứng với axetilen trong môi trường trung tính:
- 3C2H2 + 10KMnO4 + 2KOH → 6K2CO3 + 10MnO2 + 4H2O
Phản ứng với axetilen trong môi trường axit
- C2H2 + 2KMnO4 + 3H2SO4 → 2CO2 + 2MnSO4 + K2SO4 + 4H20
KMnO4 phản ứng với Ethylene trong môi trường kiềm:
- 12KMnO4 + C2H4 + 16KOH → 12K2MnO4 + 2K2CO3 + 10H2O
KMnO4 phản ứng với Ethylene trong môi trường trung tính
- 4KMnO4 + C2H4 → 2K2CO3 + 4MnO2 + 2H2O
Phản ứng với glycerol
- 14KMnO4 + 4C3H8O3 → 7K2CO3 + 7Mn2O3 + 5CO2 + 16H2O
Các phản ứng khác của KMnO4
Thuốc tím tác dụng với H2O2
- 2KMnO4 + 3H2O2 → 2KOH + 2MnO2 + 3O2+ 2H2O
KMnO4 tác dụng với H2S
- 2KMnO4 + 3H2SO4 + 5H2S → 5S + 8H2O + K2SO4 + 2Mn
6. Cách thực hiện phản ứng
- Sục khí etilen vào dung dịch thuốc tím (KMnO4), thấy màu của dung dịch thuốc tím nhạt dần và có kết tủa màu nâu đen của MnO2.
7. Bạn có biết
- Phản ứng trên gọi là phản ứng oxi hóa không hoàn toàn.
- Tương tự etilen, các anken đều làm mất màu dung dịch thuốc tím.
- Phản ứng này dung để phân biệt anken và ankan.
8. Bài tập liên quan
Câu 1. Nhận biết Khí CH4 và C2H4 người ta sử dụng hóa chất nào dưới đây
A. dung dịch brom.
B. dung dịch AgNO3/NH3
C. quỳ tím
D. Nước vôi trong
Lời giải:
Đáp án: A
Giải thích:
Dẫn các khí qua bình đựng Br2 dư :
Mất màu: C2H4
Không hiện tượng gì là CH4
Câu 2. Dãy các chất đều làm mất màu dung dịch thuốc tím là
A. Etilen, axetilen, anđehit fomic, toluen
B. Axeton, etilen, anđehit axetic, cumen
C. Benzen, but-1-en, axit fomic, p-xilen
D. Xiclobutan, but-1-in, m-xilen, axit axetic
Lời giải:
Đáp án: A
Giải thích:
Axeton, benzen, xiclobutan không làm mất màu dung dịch thuốc tím
Câu 3. Phát biểu nào dưới đây không đúng:
A. Điều chế etilen trong phòng thí nghiệm bằng cách đun etylic với H2SO4 đặc tới khoảng 170oC
B. Tất cả các ancol khi đun nóng với H2SO4 đặc tới khoảng 170oC đều thu được anken
C. Đun nóng ancol với H2SO4 đặc ở nhiệt độ khoảng 140oC sẽ thu được ete
D. Đun nóng propan-1-ol với H2SO4 đặc ở nhiệt độ 170oC chỉ thu được 1 olefin duy nhất
Lời giải:
Đáp án: B
Giải thích:
Một vài ancol, chẳng hạn CH3OH hoặc (CH3)3C-CH2OH. Không có phản ứng tách nước tạo anken (mà chỉ tạo este)
Câu 4. Phản ứng hóa học đặc trưng của etilen là:
A. Phản ứng thế.
B. Phản ứng cộng.
C. Phản ứng oxi hóa - khử.
D. Phản ứng phân hủy.
Lời giải:
Đáp án: B
Giải thích:
Phản ứng hóa học đặc trưng của etilen là Phản ứng cộng.
Eitlen (CH2=CH2) có liên kết đôi kém bền, dễ dàng tham gia phản ứng cộng.
Câu 5. Thực hiện thí nghiệm sau: Dẫn từ từ C2H4 vào dung dịch KMnO4 hiện tượng quan sát được là
A. Dung dịch có màu trong suốt
B. Dung dịch có màu tím
C. Có vẩn đục màu đen
D. Xuất hiện kết tủa màu đen
Lời giải:
Đáp án: C
Câu 6. Etilen không phản ứng với chất nào dưới đây
A. dung dịch Br2
B. kim loại Na
C. dung dịch KMnO4
D. tác dụng dung dịch NaOH
Lời giải:
Đáp án: D
9. Một số phương trình phản ứng hoá học khác của Anken và hợp chất:
CH2=CH–CH3 + Br2 → CH2Br–CHBr–CH3
CH2=CH–CH3 + Cl2 → CH2Cl–CHCl– CH3
CH2=CH–CH3 + HCl → CH3–CHCl–CH3
