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 H2n-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 (С8Н14), nonin (С9 Н16), Decin (С10Н18), 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=C3N8
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.
| 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.
