Etilen chắc không còn là cái tên xa lạ với chúng ta bởi nó xuất hiện rất nhiều trong cuộc sống hàng ngày, từ bộ môn Hóa học đến thực tiễn, đặc biệt là ngành nông nghiệp với ứng dụng kích thích quả chín nhanh và đều. Vậy Etilen là gì và được ứng dụng ra sao. Cùng chúng tôi đi tìm câu trả lời trong nội dung bài viết dưới đây nhé.
Etilen là gì?
Etilen [tên IUPAC là ethene] là một chất khí không màu, không mùi và hơi nhẹ hơn không khí. Đồng thời, nó là một trong các loại hidrocacbon và là một anken [alkene] đơn giản nhất với công thức hóa học là C2H4 hoặc CH2=CH2.
Cấu trúc phân tử của Etilen
Trong phân tử Etilen có một liên kết đôi giữa hai nguyên tử cacbon, bao gồm một liên kết kém bền, dễ dàng đứt gãy khi tiến hành phản ứng hóa học.
Etilen có ở đâu?
Nó được con người phát hiện lần đầu tiên vào năm 1917 và là một trong những chất khí sinh học đầu tiên mà con người biết đến, cũng chính là loại khí Olefin đơn giản nhất.
Bằng cách sử dụng các máy đo cực nhạy và các máy sắc ký khí, người ta đã xác định được rằng, khí Etilen
không chỉ được sinh ra ở trái cây khi chín mà nó còn được sinh ra khi hạt đang nảy mầm, hoa nở hoặc lúc lá già đi… Chính vì vậy mà Etilen rất gần gũi với đời sống của con người.
Tính chất đặc trưng của Etilen
Etilen có những tính chất nào?
1. Tính chất vật lí
- Là chất khí không màu, không mùi, nhẹ hơn không khí.
- Khả năng hòa tan: Ít tan trong nước, 25 ml/100 ml [0 °C] và 12 ml/100 ml [25 °C].
- Nhiệt độ nóng chảy: -169,1 °C
- Nhiệt độ sôi: -103,7 °C
2. Tính chất hóa học
Đốt cháy trong oxy tạo thành khí CO2 và H2O. Phản ứng tỏa nhiều nhiệt.
C2H4 + 3O2 → 2CO2 + 2H2O + Q
3C2H4 + 2KMnO4 + 4H2O → 3C2H4[OH]2 + 2KOH + 2MnO2
- Phản ứng với khí clo, brom
Ở nhiệt độ cao, Etilen tham gia phản ứng thế nguyên tử H của liên kết đôi:
CH2=CH2 + Cl2 → CH2=CHCl + HCl
- Tác dụng với dung dịch brom
Làm mất màu dung dịch brom: CH2=CH2 + Br2 → Br – CH2- CH2 – Br
Vì có các chất liên kết đôi nên etilen dễ tham gia phản ứng cộng vơi Halogen, hydro và axit.
C2H4 +Br2 → C2H4Br2
C2H4 +H2 → C2H6
C2H4 + HBr → C2H5Br
- Tham gia phản ứng trùng hợp
Với điều kiện nhiệt độ, phân tử etilen kết hợp với nhau tạo ra chất có phân tử lượng rất lớn gọi là PolyEtiten hay PE. Phương trình phản ứng.
….+ CH2=CH2 + CH2=CH2 +….→ ….- CH2– CH2 – CH2– CH2 -….
Cách điều chế Etilen
Trong công nghiệp, Etilen được sản xuất bằng bằng phản ứng cracking hoặc tách hydro từ ankan tương ứng.
Trong phòng thí nghiệm, Etilen được điều chế bằng phương pháp đun nóng etanol với axit sulfuric đậm đặc. CH3CH2OH → CH2=CH2 + H2O [H2SO4, to]
Điều chế Etilen trong phòng thí nghiệm
Các ứng dụng của Etilen
1. Trong nông nghiệp
- Khí Etilen kích thích tăng sinh trưởng của các tế bào thực vật, thúc đẩy quá trình ra hoa, làm chín quả và kích thích sự nảy mầm ở khoai tây, các loại hạt. So với các phương pháp giấm quả khác như sử dụng đất đèn thì Etilen kích thích trái cây nhanh chín hơn, đồng thời, độ chín cũng đều hơn.
Etilen giúp trái cây chín đều màu
- Tăng hiệu quả và chất lượng cho quá trình thu hoạch các loại cây lấy mủ như cao su, thông,…
Tăng hiệu quả quá trình lấy mủ cao su
2. Trong công nghiệp
- Dùng trong sản xuất bao bì, điện tử, dệt may
- Vận chuyển
- Nguyên liệu tạo ra chất phủ, chất kết dính
- Nguyên liệu trong sản xuất vật liệu xây dựng
- Tham gia nhiều phản ứng để sản xuất hóa chất
- Ứng dụng vào ngành hóa dầu, dẫn xuất
Cơ chế tác dụng của Etilen
Cơ chế làm chín trái cây của etilen
Etilen kích thích sự chín của trái cây bằng cách tăng tính thấm của màng trong các tế bào thịt quả, khiến cho các enzym vốn tách rời khỏi cơ chất do màng ngăn cách được giải phóng và có điều kiện tiếp xúc dễ dàng, gây nên những phản ứng có liên quan đến sự chín. Ngoài ra, Etilen cũng ảnh hưởng hoạt hóa lên sự tổng hợp mới các enzym, gây ra những biến đổi trong quá trình chín.
Với trường hợp kích thích sự rụng lá, có thể là do Etilen kích thích sự tổng hợp xenluloza phân hủy tế bào trong các tầng rời.
Mức độ nguy hiểm của khí Etilen
- Khí Etilen hoàn toàn không độc nếu con người hít vào nhưng nếu ở trong môi trường chật hẹp và có quá nhiều khí C2H4 thì sẽ bị ngạt thở do thiếu oxy. Nạn nhân sẽ dần dần bị mất nhận thức, hôn mê, ngạt thở, thậm chí tử vong. Vì Etilen là một chất không màu không mùi nên rất khó phát hiện nó có đang tích tụ trong phòng kín hay không.
- Tiếp xúc với C2H4 ở dạng lỏng mà không mang đồ bảo hộ, nạn nhân sẽ bị gây tê và các mô phơi nhiễm sẽ bị đông cứng.
- Nếu để khí Etilen lọt vào khu vực có lửa, cháy nổ rất dễ xảy ra do nó là khí dễ bắt cháy.
Trên đây là một số thông tin về khí Etilen là gì, cách điều chế và ứng dụng thực tế của Etilen. Hy vọng rằng, đây sẽ là những kiến thức bổ ích mà LabVIETCHEM có thể chia sẻ đến bạn đọc.
Xem thêm:
Xem thêm các sách tham khảo liên quan:
Giải Bài Tập Sinh Học 11 – Bài 35: Hoocmôn thực vật giúp HS giải bài tập, cung cấp cho học sinh những hiểu biết khoa học về đặc điểm cấu tạo, mọi hoạt động sống của con người và các loại sinh vật trong tự nhiên:
Trả lời câu hỏi Sinh 11 Bài 35 trang 139: Quan sát hình 35.1 và nêu nhận xét về ảnh hưởng của auxin đến sự sinh trưởng của quả dâu tây.
Lời giải:
– Quan sát hình 35.1 ta thấy, hạt là nguồn cung cấp auxin [AIA] cho quả phát triển.
+ Quả được tạo ra do thụ tinh bình thường có kích thước quả lớn.
+ Quả bị loại bỏ hạt và xử lí AIA ngoại sinh có kích thước tương đương với quả tạo ra do thụ tinh bình thường.
+ Quả bị loại bỏ hạt và không xử lí AIA có kích thước quả nhỏ hơn rất nhiều so với quả tạo ra do thụ tinh bình thường.
→ Auxin [AIA] kích thích sinh trưởng làm tăng kích thích quả dâu tây.
Trả lời câu hỏi Sinh 11 Bài 35 trang 140: Quan sát hình 35.2 và trình bày tác động của gibêrelin đối với sinh trưởng của thân cây ngô lùn.
Lời giải:
Quan sát hình 35.2 ta thấy cây ngô lùn được xử lí bằng gibêrelin thân cây cao vượt trội so với cây ngô lùn đối chứng.
→ Gibêrelin kích thích sự sinh trưởng kéo dài của thân cây ngô lùn làm cho nó đạt kích thước bình thường của cây ngô.
Trả lời câu hỏi Sinh 11 Bài 35 trang 140: Quan sát hình 35.3 và cho nhận xét về vai trò của xitôkinin đối với sự hình thành chồi trong mô callus [trong nuôi cấy mô thực vật].
Lời giải:
Quan sát hình 35.3 ta thấy:
– Khi một mảnh mô mềm từ thân được nuôi trong môi ttrường thiếu xitôkinin, tế bào sinh trưởng rất mạnh nhưng không phân chia.
– Nếu thêm xitôkinin cùng với auxin thì tế bào phân chia.
– Chỉ riêng xitôkinin thì mô không sinh trưởng. Tỉ lệ của xitôkinin với auxin có tác dụng điều hòa sự phân hóa tế bào.
+ Khi nồng độ của 2 hoocmôn này ở mức nào đó, khối tế bào tiếp tục sinh trưởng nhưng nó vẫn là một cụm tế bào không phân hóa gọi là mô sẹo.
+ Nếu mức xitôkinin tăng lên, các mầm chồi sẽ phát triển từ mô sẹo.
+ Nếu tăng auxin rễ hình thành.
→ Xitôkinin hoạt hóa sự phân hóa phát sinh chồi trong nuôi cấy mô callus.
Trả lời câu hỏi Sinh 11 Bài 35 trang 141: Quan sát hình 35.4 và cho biết người ta xếp quả chín cùng với quả xanh để làm gì.
Lời giải:
Quả đang chín sản sinh nhiều êtilen nên người ta xếp quả chín cùng với quả xanh để quả chín giải phóng êtilen kích thích tăng nhanh quá trình chín của các quả xanh được xếp chung.
Lời giải:
Hoocmôn thực vật là các chất hữu cơ do cơ thể thực vật tiết ra, có tác dụng điều hòa hoạt động sống của cây.
Các đặc điểm chung của hoocmôn thực vật:
– Được tạo ra ở một nơi nhưng gây phản ứng ở một nơi khác trong cây, hoocmôn thực vật được vận chuyển theo mạch gỗ và mạch rây.
– Với nồng độ rất thấp nhưng gây những biến đổi rất lớn trong cơ thể.
– Tính chuyên hóa thấp hơn nhiều so với hoocmôn động vật bậc cao.
Lời giải:
Có 2 nhóm hoocmôn thực vật:
* Nhóm kích thích sinh trưởng:
– Auxin [AIA]: kích thích quá trình nguyên phân và sinh trưởng dãn dài của tế bào; tham gia vào hướng động, ứng động; kích thích hạt nảy mầm; kích thích ra rễ phụ; kích thích phát triển chồi đỉnh và ức chế sự sinh trưởng của chồi bên.
– Gibêrelin [GA]: tăng số lần nguyên phân, tăng sinh trưởng dãn dài tế bào; kích thích sự nảy mầm của chồi; tạo quả không hạt; tăng tốc độ phân giải tinh bột; kích thích sinh trưởng tăng chiều cao thân.
– Xitôkinin: kích thích sự phân chia tế bào, làm chậm quá trình già hóa của cơ thể; kích thích nảy chồi nách trong nuôi cấy mô thực vật khi kết hợp với auxin.
* Nhóm ức chế sinh trưởng:
– Êtilen: thúc quả nhanh chín, gây rụng lá ở cây.
– Axit abxixic [AAB]: kích thích sự rụng lá, sự ngủ của hạt và chồi cây; ảnh hưởng sự đóng mở khí khổng và loại bỏ hiện tượng sinh con.
Lời giải:
2 biện pháp sản xuất nông nghiệp có ứng dụng các hooc môn thực vật là: [chọn 2 biện pháp bất kì].
+ Nuôi cấy tê bào và mô thực vật: sử dụng AIA, GA, xitôkinin với tỷ lệ phù hợp để nhân giống thực vật nhanh chóng.
+ Tạo quả không hạt: sử dụng GA.
+ Kích thích hạt nảy mầm, kích thích ra rễ ở cây con: AIA, GA.
+ Làm quả chín nhanh [đặt xen lẫn các quả chín ít với các quả chín nhiều sẽ làm nhanh quá trình chín của quả]: êtilen, đất đèn,…
Lời giải:
Không nên sử dụng các chất điều hòa sinh trưởng nhân tạo vào các sản phẩm trực tiếp làm thức ăn. Vì: Các chất nhân tạo không có các enzim phân giải, chúng sẽ được tích lũy lại trong nông phẩm gây độc hại cho người và gia súc.