Acetilen: kemijske lastnosti, pripravek, uporaba, previdnostni ukrepi

Acetilen (ali v skladu z mednarodno nomenklaturo etin) je nenasičen ogljikovodik, ki spada v razred alkinov. Kemijska formula acetilena je C2H2. Ogljikovi atomi v molekuli so povezani s trojno vezjo. On je prvi v svoji homologni seriji. Je brezbarven plin. Zelo vnetljivo.

Pridobivanje

Vse metode industrijske proizvodnje acetilena se združijo v dve vrsti: hidroliza kalcijevega karbida in piroliza različnih ogljikovodikov. Slednje zahteva manj energije, vendar je čistost izdelka precej nizka. Karbidna metoda je obratna.

Bistvo pirolize je, da se metan, etan ali druga lahka ogljikovodik ob segrevanju na visoke temperature (od 1000 ° C) spremeni v acetilen. Segrevanje se lahko izvede z električnim razelektritvijo, plazmom ali perečim delom surovine. Težava pa je v tem, da zaradi reakcije pirolize lahko nastane ne samo acetilen, temveč tudi veliko drugih proizvodov, ki jih je treba kasneje odstraniti.

2CH4 → C2H2 + 3H2

Karbidna metoda temelji na reakciji interakcije kalcijevega karbida z vodo. Kalcijev karbid se pridobiva iz njegovega oksida s taljenjem s koksom v električnih pečeh. Zato je tako visoka poraba energije. Vendar je čistost acetilena, dobljenega na ta način, izjemno visoka (99,9%).

CaC2 + H20 → C2H2 + Ca (OH) ₂

V laboratoriju lahko acetilen dobimo tudi z dehidrohalogeniranjem dihalogenskih derivatov alkanov z alkoholno alkalno raztopino.

CH2C1-CH2Cl + 2KOH → C2H2 + 2KCl + 2H20

Fizikalne lastnosti acetilena

Acetilen je plin brez barve in vonja. Čeprav mu lahko nečistoče dajo vonj po česnu. Praktično netopen v vodi, rahlo topen v acetonu. Pri temperaturi -83,8 ° C je utekočinjen.

Kemijske lastnosti acetilena

Na osnovi trojne vezi acetilena bo značilna reakcija adicije in polimerizacijske reakcije. Vodikove atome v molekuli acetilena lahko nadomestimo z drugimi atomi ali skupinami. Zato lahko rečemo, da ima acetilen kisle lastnosti. Poglejmo kemijske lastnosti acetilena pri specifičnih reakcijah.

Odzivi priloge:

• Hidrogeniranje. Izvaja se pri visoki temperaturi in v prisotnosti katalizatorja (Ni, Pt, Pd). Na paladijevem katalizatorju je lahko nepopolna hidrogenacija.

• Halogenacija Lahko je delna in popolna. Lahko gre celo brez katalizatorjev ali ogrevanja. V luči kloriranja prihaja z eksplozijo. Hkrati se acetilen popolnoma razgradi na ogljik.

• Pristop k ocetni kislini in etanolu. T Reakcije potekajo samo v prisotnosti katalizatorjev.

• Dodajanje cianovodikove kisline.

CH2CH + HCN → CH2 = CH-CN

Nadomestne reakcije:

• Interakcija acetilena s kovinskimi organskimi spojinami.

CH2CH2C2H5MgBr → 2C2H6 + BrMgC = CMgBr

• Medsebojno delovanje s kovinskim natrijem. Potrebna je temperatura 150 ° C ali predhodna raztopina natrija v amoniaku.

2CH2CH + 2Na → 2CH2CNa + H2

• Interakcija s kompleksnimi solmi bakra in srebra.

• Interakcija z natrijevim amidom.

CH2CH + 2NaNH2-NaCCNa + 2NH3

Polimerizacijske reakcije:

• Dimerizacija. V tej reakciji se dve acetilenski molekuli združita v eno. Potreben je katalizator - monovalentna bakrova sol.
• Trimerizacija. V tej reakciji tri molekule acetilena tvorijo benzen. Potrebno je segrevanje na 70 ° C, tlak in katalizator.
• Tetramerizacija. Rezultat reakcije je osemčlenski ciklooktatetren. Ta reakcija zahteva tudi malo toplote, tlaka in primernega katalizatorja. To so ponavadi kompleksne spojine dvovalentnega niklja.

To niso vse kemijske lastnosti acetilena.

Uporaba

Strukturna formula acetilena nam kaže dokaj močno vez med ogljikovimi atomi. Ko se zlomi, na primer med izgorevanjem, se sprosti veliko energije. Iz tega razloga ima acetilenski plamen rekordno visoko temperaturo okoli 4000 ° C. Uporablja se v gorilnikih za varjenje in rezanje kovin ter v raketnih motorjih.

Plamen zgorevanja acetilena ima tudi zelo visoko svetlost, zato se pogosto uporablja v svetlobnih napravah. Uporablja se v eksplozivni tehnologiji. Res je, da ne uporablja acetilena, ampak njegove soli.

Kot je razvidno iz različnih kemijskih lastnosti, se lahko acetilen uporablja kot surovina za sintezo drugih pomembnih snovi: topil, lakov, polimerov, sintetičnih vlaken, plastike, organskega stekla, eksplozivov in ocetne kisline.

Varnost

Kot smo že omenili, je acetilen vnetljiva snov. S kisikom ali zrakom lahko tvori zelo lahko vnetljive zmesi. Da bi povzročili eksplozijo, je dovolj samo ena iskra iz statične elektrike, segrevanje na 500 ° C ali majhen tlak. Pri temperaturi 335 ° C se čisti acetilen spontano vname.

Zaradi tega se acetilen hrani v jeklenkah pod pritiskom, ki so napolnjene s porozno snovjo (plovec, aktivno oglje, azbest). Tako se acetilen porazdeli po pore, kar zmanjša tveganje za eksplozijo. Pogosto so te pore impregnirane z acetonom, zaradi česar nastane raztopina acetilena. Včasih se acetilen razredči z drugimi, bolj inertnimi plini (dušik, metan, propan).

Ta plin ima tudi strupen učinek. Pri vdihavanju se začne intoksikacija telesa. Znaki zastrupitve so slabost, bruhanje, tinitus in omotica. Velike koncentracije lahko celo vodijo do izgube zavesti.