Kemijske lastnosti alkinov. Struktura, pridobivanje, uporaba

2024 Avtor: Angel Austin | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2023-12-17 05:41

Alkani, alkeni, alkini so organske kemikalije. Vsi so zgrajeni iz kemičnih elementov, kot sta ogljik in vodik. Alkani, alkeni, alkini so kemične spojine, ki spadajo v skupino ogljikovodikov.

V tem članku si bomo ogledali alkine.

Kaj je to?

Te snovi imenujemo tudi acetilenski ogljikovodiki. Struktura alkinov zagotavlja prisotnost atomov ogljika in vodika v njihovih molekulah. Splošna formula za acetilenske ogljikovodike je: C H_2n-2. Najpreprostejši alkin je etin (acetilen). Ima naslednjo kemijsko formulo - С₂Н₂. Alkini vključujejo tudi propin s formulo C₃H₄. Poleg tega butin (C₄H₆), pentin (C₅ H₈), heksin (C₆H₁₀), heptin (C ₇Н 12_{), oktin (С}8_Н14_{), nonin (С}9 Н₁₆), Decin (С₁₀Н_{18), itd. Vse vrste alkini imajo podobne lastnosti. Oglejmo si jih podrobneje.}

Fizikalne lastnosti alkinov

Glede na njihove fizične lastnosti, acetilenogljikovodiki so podobni alkenom.

V normalnih pogojih imajo alkini, katerih molekule vsebujejo od dva do štiri ogljikove atome, plinasto agregacijsko stanje. Tisti, katerih molekule so v normalnih tekočih pogojih od pet do 16 atomov ogljika. Tisti, katerih molekule vsebujejo 17 ali več atomov tega kemičnega elementa, so trdne snovi.

Alkini se topijo in vrejo pri višji temperaturi kot alkani in alkeni.

Topnost v vodi je zanemarljiva, vendar nekoliko višja kot pri alkenih in alkanih.

Topnost v organskih topilih je visoka.

Najpogosteje uporabljen alkin, acetilen, ima naslednje fizikalne lastnosti:

• nima barve;
• brez vonja;
• pod normalnimi pogoji je v plinastem agregatnem stanju;
• je manj gosto kot zrak;
• vrelišče - minus 83,6 stopinj Celzija;

Kemijske lastnosti alkinov

V teh snoveh so atomi povezani s trojno vezjo, kar pojasnjuje njihove glavne lastnosti. Alkini vstopajo v reakcije te vrste:

• hidrogenacija;
• hidrohalogenacija;
• halogenacija;
• hidracija;
• gorenje.

Oglejmo si jih enega za drugim.

Hidrogenacija

Kemične lastnosti alkinov jim omogočajo, da vstopijo v tovrstne reakcije. To je vrsta kemične interakcije, pri kateri molekula snovi nase veže dodatne atome vodika. Tukaj je primer takšne kemične reakcije v primeru propina:

2H₂ + C₃H₄=C_3N8

Ta reakcija se pojavi v dveh korakih. Na prvo molekulo propina veže dva atoma vodika, na drugo pa enako število.

halogenacija

To je še ena reakcija, ki je del kemičnih lastnosti alkinov. Posledično molekula acetilenskega ogljikovodika veže atome halogena. Slednji vključujejo elemente, kot so klor, brom, jod itd.

Tu je primer takšne reakcije v primeru etina:

С₂Н₂ + 2СІ₂=С₂ N₂SI₄

Isti postopek je možen z drugimi acetilenskimi ogljikovodiki.

Hidrohalogenacija

To je tudi ena od glavnih reakcij, ki se nanašajo na kemijske lastnosti alkinov. Leži v dejstvu, da snov medsebojno deluje s spojinami, kot so HCI, HI, HBr itd. Ta kemična interakcija poteka v dveh stopnjah. Poglejmo si to vrsto reakcije z uporabo etina kot primera:

С₂Н₂ + NSI=С₂Н ₃СІ

С₂Н₂СІ + NSI=С₂Н ₄SI₂

Hidracija

To je kemična reakcija, ki vključuje interakcijo z vodo. Poteka tudi v dveh fazah. Poglejmo si to z ethin kot primer:

H₂O + C₂H₂=C ₂ H₃OH

Snov, ki nastane po prvi stopnjireakcija se imenuje vinil alkohol.

Zaradi dejstva, da po Eltekovem pravilu funkcionalne skupine OH ni mogoče locirati ob dvojni vezi, pride do prerazporeditve atomov, zaradi česar iz vinilnega alkohola nastane acetaldehid.

Proces hidracije alkinov se imenuje tudi reakcija Kučerova.

Izgorevanje

To je proces interakcije alkinov s kisikom pri visoki temperaturi. Razmislite o zgorevanju snovi te skupine z uporabo acetilena kot primer:

2C₂N₂ +2O₂=2N₂ O + 3C + CO₂

Ob presežku kisika acetilen in drugi alkini gorijo brez tvorbe ogljika. V tem primeru se sprostita le ogljikov oksid in voda. Tukaj je enačba za takšno reakcijo z uporabo propina kot primera:

4O₂ + C₃N₄=2N₂O + 3CO₂

Na podoben način poteka tudi zgorevanje drugih acetilenskih ogljikovodikov. Rezultat sta voda in ogljikov dioksid.

Druge reakcije

Prav tako lahko acetileni reagirajo s solmi kovin, kot so srebro, baker, kalcij. V tem primeru se vodik nadomesti s kovinskimi atomi. Razmislite o tej vrsti reakcije na primeru acetilena in srebrovega nitrata:

С₂Н₂ + 2AgNO3=Ag₂C₂ + 2NH₄NO₃ + 2H₂O

Drug zanimiv proces, ki vključuje alkine, je reakcija Zelinsky. To je tvorba benzena iz acetilena, ko se segreje na 600 stopinj Celzija.v prisotnosti aktivnega oglja. Enačbo za to reakcijo lahko izrazimo na naslednji način:

3S₂N₂=S₆N₆

Možna je tudi polimerizacija alkina - proces združevanja več molekul snovi v en polimer.

Prejmi

Alkine, reakcije, o katerih smo razpravljali zgoraj, pridobimo v laboratoriju z več metodami.

Prva je dehidrohalogenacija. Reakcijska enačba izgleda takole:

C₂H₄Br₂ + 2KON=С₂ N₂ + 2N₂O + 2KBr

Za izvedbo takega postopka je potrebno reagente segreti in dodati etanol kot katalizator.

Alkine je mogoče pridobiti tudi iz anorganskih spojin. Tukaj je primer:

CaC₂ + H₂O=C₂H ₂ + 2Ca(OH)₂

Naslednja metoda za pridobivanje alkinov je dehidrogenacija. Tukaj je primer takšne reakcije:

2CH₄=3H₂ + C₂H₂

Ta vrsta reakcije lahko proizvede ne samo etin, ampak tudi druge acetilenske ogljikovodike.

Uporaba alkinov

Najenostavnejši alkin, etin, se najbolj uporablja v industriji. Široko se uporablja v kemični industriji.

• Potrebujete acetilen in druge alkine, da jih pretvorite v druge organske spojine, kot so ketoni, aldehidi, topila indrugi
• Iz alkinov je mogoče pridobiti tudi snovi, ki se uporabljajo pri proizvodnji gume, polivinilklorida itd.
• Aceton je mogoče dobiti iz propina kot rezultat Kučerove reakcije.
• Poleg tega se acetilen uporablja pri proizvodnji kemikalij, kot so ocetna kislina, aromatski ogljikovodiki, etilni alkohol.
• Acetilen se uporablja tudi kot gorivo z zelo visoko toploto zgorevanja.
• Prav tako se reakcija zgorevanja etina uporablja za varjenje kovin.
• Poleg tega je mogoče tehnični ogljik pridobiti z uporabo acetilena.
• Ta snov se uporablja tudi v samostojnih napravah.
• Acetilen in številni drugi ogljikovodiki te skupine se uporabljajo kot raketno gorivo zaradi visoke toplote zgorevanja.

S tem se konča uporaba alkinov.

Sklep

Kot zadnji del je tu kratka tabela o lastnostih acetilenskih ogljikovodikov in njihovi proizvodnji.

Kemijske lastnosti alkinov: tabela

ime reakcije	Pojasnila	Primer enačbe
halogenacija	Reakcija dodajanja atomov halogenov (brom, jod, klor itd.) z molekulo acetilenskega ogljikovodika	C4H6 + 2I2=С4 N6I2
Hidrogenacija	Reakcija dodajanja vodikovih atomov z molekulo alkina. Pojavi se v dveh stopnjah.	C3H4 +N2=S3N6 C3H6 + H2=C3N8
Hidrohalogenacija	Reakcija dodajanja hidrohalogenov (HI, HCI, HBr) z molekulo acetilenskega ogljikovodika. Pojavi se v dveh stopnjah.	C2H2 + HI=C2H3jaz C2H3I + HI=C2H 4 I2
Hidracija	Reakcija, ki temelji na interakciji z vodo. Pojavi se v dveh stopnjah.	C2N2 + H2O=C 2 H3OH C2H3OH=CH3-CHO
Popolna oksidacija (izgorevanje)	Interakcija acetilenskega ogljikovodika s kisikom pri povišani temperaturi. Rezultat sta ogljikov oksid in voda.	2C2H5 + 5O2=2H2 O + 4CO2 2C2N2 + 2O2=N2 O + CO2 + 3C
Reakcije s kovinskimi solmi	Sestoji iz dejstva, da kovinski atomi nadomestijo atome vodika v molekulah acetilenskih ogljikovodikov.	С2Н2 + AgNO3=C2Ag2 + 2NH4NO3 + 2H2O

Alkine je mogoče dobiti v laboratoriju na tri načine:

• iz anorganskih spojin;
• z dehidrogenacijo organske snovi;
• potdehidrohalogeniranje organskih snovi.

Torej smo upoštevali vse fizikalne in kemijske značilnosti alkinov, metode njihove proizvodnje, uporabo v industriji.