Kemijske lastnosti acetilena, osnovne kemijske reakcije, uporaba

Sintetični kavčuk, etilni alkohol, ocetna kislina, polivinilkloridne smole, benzen - to ni popoln seznam pomembnih kemičnih spojin. Proizvaja jih industrija organske sinteze. Ti izdelki so pridobljeni iz acetilena. Kemijske lastnosti ternarnih nenasičenih ogljikovodikov, katerim pripada ta snov, določajo njihovo sposobnost reakcije z dodatkom, oksidacijo in polimerizacijo. Ločeno je treba povedati o visoki energetski intenzivnosti plina.

Zato se pri varjenju kovinskih delov uporablja etin v mešanici s kisikom. Lahko so izdelani iz litega železa, jekla in neželeznih kovin. Zgorevanje acetilena je mogoče nadzorovati, kar je velika prednost. Snov se uporablja kot surovina za proizvodnjo polimerov, topil, vlaken in drugih dragocenih materialov. Prisotnost dvojnih vezi v molekuli zagotavlja sposobnost pritrditve atomov drugih kemijskih elementov. Ko je povezava zapisana, se sprosti veliko toplote. V tem članku bomo podrobneje preučili kemijske lastnosti zgoraj opisanega acetilena, imenovane etina, pa tudi metode za njegovo pridobivanje v industriji.

Kako struktura molekule določa lastnosti organskih snovi

Linearna molekula etilena vsebuje dva atoma ogljika, povezana z enim sigmo in dvema pi-vezema. Atomi ogljika so v stanju sp hibridizacije. Dva atoma vodika skupaj s ogljikovim ogrodjem sta v ravnini molekule, dvojne vezi pa so orientirane v medsebojno pravokotnih ravninah. Takšne reakcije acetilena, kot je oksidacija bromove vode ali dodajanje halidov vodika, se pojavijo na mestu porušitve pi vez. V primerjavi s snovmi etilena se ti procesi pojavljajo v alkinah veliko bolj aktivno. To je posledica prisotnosti trojne vezi v njihovih molekulah. Pojasnjuje tudi dejstvo, da se reakcijska reakcija odvija v dveh stopnjah: najprej nastanejo spojine etenskih serij, nato pa končni produkt, povezan s končnimi ogljikovodiki ali njihovimi derivati ​​halogenov.

Fizične lastnosti in sprejem

Skupna oblika etana v normalnih pogojih je plin. Acetilen je lažji od zraka in slabo topen v vodi. Njena formula je C₂H₂, molekulska masa je 26 g / mol. Snov vre pri temperaturi približno 83,8 ° C Tako kot vsak plin se lahko stisne pod pritiskom, toda proces spremlja eksplozija. Povezava je zelo energetsko intenzivna, specifična toplota zgorevanja je 14000 kcal / m³. Acetilen dobimo iz kalcijevega karbida ali etana.

Glavna in ekonomsko ugodna industrijska metoda za proizvodnjo ogljikovodikov je piroliza. Ima več vrst, med katerimi so najbolj obetavni homogeni in oksidativni procesi. Izhodni material v njih je metan, katere molekule so dehidrogenat. Nekaj ​​časa v kemiji uporablja karbidno metodo. Kalcijev karbid in voda reagirajo skupaj. Acetilen, pridobljen s to metodo, ki je zelo pomemben, praktično ne vsebuje nečistoč. Vendar pa je sam proces energetsko intenziven in zahteva visoke stroške energije.

Hidrogenacijska reakcija

Primer heterogene katalitske reakcije, značilne za nenasičene ogljikovodike s trojno vezjo med ogljikovimi atomi, je lahko njihova interakcija z vodikom. Ogrevanje in prisotnost katalizatorja niklja sta glavni pogoji za hidrogeniranje. Kot smo že povedali, so kemijske reakcije acetilena značilne aditive reakcije. Potekajo v dveh fazah.

Prvič, ena p-vezna prekinitev in dva atoma vodika se pridružita prostim valencam ogljikovih atomov. Alken se v tem primeru oblikuje - etilen. Nato se pojavi uničenje ene nenasičene vezi v molekuli in mejna spojina, etan. Kot smo videli, je acetilen kot posledica hidrogenacije popolnoma izgubil dvojne vezi in se spremenil v nasičen ogljikovodik.

Kvalitativna reakcija na etan

V organski kemiji se reakcije uporabljajo za določanje prisotnosti določenega kompleksa atomov ali kemične vezi v snovi. Imenujejo se kvalitativne. Da bi dokazali obstoj dveh nenasičenih pi vez v molekulah alkina, uporabimo reagent, kot je voda broma. Acetilen se prenese skozi rjavo raztopino Br₂ in opazujte njegovo razbarvanje. Proizvod je tetrabromoetan, ki se nanaša na snovi - halogenirane derivate nasičeni ogljikovodiki.

Polivinilkloridne smole

Pomembna praktična vrednost je reakcija dodajanja etin vodikovega klorida, ki se v prvi fazi zaključi s tvorbo klorovinila. Njegove molekule ohranjajo dvojno vez v svoji sestavi, kar zagotavlja njihovo sposobnost medsebojnega povezovanja in oblikovanja polimera.

Kemijske lastnosti acetilena, zlasti reakcije polimerizacije njenega klorovinilnega derivata, so omogočile oblikovanje celotne skupine snovi z edinstvenimi tehničnimi lastnostmi. Na primer, termoville in fibroville so vlakna, ki se uporabljajo za izdelavo težkih tkanin, ki se uporabljajo pri prilagajanju kombinezona. Sodobnih gradbenih, drenažnih in zaključnih del ni mogoče zamisliti brez PVC cevi, pene in talnih oblog. So lahke, trajne, odporne proti koroziji in veliko ceneje kot izdelki iz naravnih materialov: kovina ali les.

Reakcija MG Kucherov

Če govorimo o dobro znanih kemičnih lastnostih snovi, na primer polimerizacijskih reakcij, dodajanja ali zgorevanja acetilena, smo omenili, da je plin praktično netopen v vodi. Vendar pa v prisotnosti nitrata ali živega srebra reakcija poteka kot katalizator, ki ga je v 19. stoletju izvedel znan ruski znanstvenik MG Kucherov. V njej je produkt interakcije med vodo in etino acetatni aldehid. Po drugi strani se nanaša na najbolj zahtevne spojine v industriji, saj služi kot surovina za pridobivanje etilnega alkohola v reakciji redukcije.

Če je acetaldehid oksidiran, dobimo še eno pomembno organsko snov - ocetna kislina. Nedavno je bila reakcija MG Kucherov uporabljena v manjšem obsegu zaradi toksičnosti uporabljenega katalizatorja. Zdaj se etan vedno bolj uporablja kot surovina. Acetilen dobimo kot rezultat dehidrogenacije.

V tem članku smo preučili glavne kemijske lastnosti in proizvodnjo acetilena ter njegovo uporabo v industriji.