Kemiska egenskaper hos alkyner. Struktur, erhållande, tillämpning

2024 Författare: Angel Austin | [email protected]. Senast ändrad: 2023-12-17 05:42

Alkaner, alkener, alkyner är organiska kemikalier. Alla är byggda av sådana kemiska element som kol och väte. Alkaner, alkener, alkyner är kemiska föreningar som tillhör gruppen kolväten.

I den här artikeln kommer vi att titta på alkyner.

Vad är det här?

Dessa ämnen kallas även acetyleniska kolväten. Strukturen av alkyner ger förekomsten av kol- och väteatomer i deras molekyler. Den allmänna formeln för acetyleniska kolväten är: C H_2n-2. Den enklaste enkla alkynen är etyn (acetylen). Den har följande kemiska formel - С₂Н₂. Alkyner inkluderar även propyn med formeln C₃H₄. Dessutom butin (C₄H₆), pentine (C₅ H₈), hexin (C₆H₁₀), heptin (C ₇Н 12_{), oktin (С}8_Н14_{), nonine (С}9 Н₁₆), Decin (С₁₀Н_{18), etc. Alla typer av alkyner har liknande egenskaper. Låt oss titta närmare på dem.}

Alkyners fysiska egenskaper

När det gäller deras fysiska egenskaper, acetylenkolväten liknar alkener.

Under normala förhållanden har alkyner, vars molekyler innehåller från två till fyra kolatomer, ett gasformigt aggregationstillstånd. De i vars molekyler det finns från fem till 16 kolatomer, under normala flytande förhållanden. De vars molekyler innehåller 17 eller fler atomer av detta kemiska element är fasta ämnen.

Alkyner smälter och kokar vid högre temperatur än alkaner och alkener.

Lösligheten i vatten är försumbar, men något högre än den för alkener och alkaner.

Lösligheten i organiska lösningsmedel är hög.

Den mest använda alkynen, acetylen, har följande fysikaliska egenskaper:

• har ingen färg;
• ingen lukt;
• under normala förhållanden är i ett gasformigt aggregattillstånd;
• har mindre täthet än luft;
• kokpunkt - minus 83,6 grader Celsius;

Kemiska egenskaper hos alkyner

I dessa ämnen är atomerna förbundna med en trippelbindning, vilket förklarar deras huvudsakliga egenskaper. Alkyner deltar i reaktioner av denna typ:

• hydrering;
• hydrohalogenering;
• halogenering;
• hydration;
• brinnande.

Låt oss titta på dem en efter en.

Hydrogenation

Alkynernas kemiska egenskaper gör att de kan ingå i reaktioner av denna typ. Detta är en typ av kemisk interaktion där en molekyl av ett ämne fäster ytterligare väteatomer till sig själv. Här är ett exempel på en sådan kemisk reaktion när det gäller propyn:

2H₂ + C₃H₄=C_3N8

Denna reaktion sker i två steg. På den första propynmolekylen fäster två väteatomer och på den andra - samma antal.

Halogenering

Detta är en annan reaktion som är en del av de kemiska egenskaperna hos alkyner. Som ett resultat fäster en acetylenisk kolvätemolekyl halogenatomer. De senare inkluderar grundämnen som klor, brom, jod, etc.

Här är ett exempel på en sådan reaktion i fallet med ethin:

С₂Н₂ + 2СІ₂=С₂ N₂SI₄

Samma process är möjlig med andra acetyleniska kolväten.

Hydrohalogenation

Detta är också en av de viktigaste reaktionerna som går in på alkynernas kemiska egenskaper. Det ligger i det faktum att ämnet interagerar med sådana föreningar som HCI, HI, HBr, etc. Denna kemiska interaktion sker i två steg. Låt oss titta på denna typ av reaktion med etin som exempel:

С₂Н₂ + NSI=С₂Н ₃СІ

С₂Н₂СІ + NSI=С₂Н ₄SI₂

Hydration

Detta är en kemisk reaktion som involverar interaktion med vatten. Det sker också i två steg. Låt oss titta på det med ethin som ett exempel:

H₂O + C₂H₂=C ₂ H₃OH

Ämnet som bildas efter det första stegetreaktionen kallas vinylalkohol.

På grund av det faktum att den funktionella OH-gruppen enligt Eltekov-regeln inte kan lokaliseras bredvid dubbelbindningen sker en omlagring av atomer, som ett resultat av att acetaldehyd bildas av vinylalkohol.

Förfarandet för hydrering av alkyner kallas också Kucherov-reaktionen.

Förbränning

Detta är processen för interaktion mellan alkyner och syre vid hög temperatur. Betrakta förbränning av ämnen i denna grupp med acetylen som ett exempel:

2C₂N₂ +2O₂=2N₂ O + 3C + CO₂

Med ett överskott av syre brinner acetylen och andra alkyner utan att kol bildas. I detta fall frigörs endast koloxid och vatten. Här är ekvationen för en sådan reaktion med propyn som exempel:

4O₂ + C₃N₄=2N₂O + 3CO₂

Förbränning av andra acetyleniska kolväten sker också på liknande sätt. Resultatet är vatten och koldioxid.

Andra reaktioner

Acetylener kan också reagera med s alter av metaller som silver, koppar, kalcium. I detta fall ersätts vätet med metallatomer. Betrakta denna typ av reaktion med exemplet acetylen och silvernitrat:

С₂Н₂ + 2AgNO3=Ag₂C₂ + 2NH₄NO₃ + 2H₂O

En annan intressant process som involverar alkyner är Zelinsky-reaktionen. Detta är bildningen av bensen från acetylen när det värms upp till 600 grader Celsius.i närvaro av aktivt kol. Ekvationen för denna reaktion kan uttryckas på följande sätt:

3S₂N₂=S₆N₆

Alkynpolymerisation är också möjlig - processen att kombinera flera molekyler av ett ämne till en polymer.

Receive

Alkyner, reaktionerna med vilka vi diskuterade ovan, erhålls i laboratoriet med flera metoder.

Den första är dehydrohalogenering. Reaktionsekvationen ser ut så här:

C₂H₄Br₂ + 2KON=С₂ N₂ + 2N₂O + 2KBr

För att genomföra en sådan process är det nödvändigt att värma reagenserna, samt tillsätta etanol som katalysator.

Det är också möjligt att få alkyner från oorganiska föreningar. Här är ett exempel:

CaC₂ + H₂O=C₂H ₂ + 2Ca(OH)₂

Nästa metod för att erhålla alkyner är dehydrering. Här är ett exempel på en sådan reaktion:

2CH₄=3H₂ + C₂H₂

Denna typ av reaktion kan producera inte bara etyn, utan även andra acetylenkolväten.

Användning av alkyner

Den enklaste alkynen, etyn, är den mest använda inom industrin. Det används ofta i den kemiska industrin.

• Behöver acetylen och andra alkyner för att omvandla dem till andra organiska föreningar som ketoner, aldehyder, lösningsmedel ochandra
• Det är också möjligt att få ämnen från alkyner som används vid tillverkning av gummin, polyvinylklorid etc.
• Aceton kan erhållas från propyn som ett resultat av Kucherovs reaktion.
• Dessutom används acetylen vid tillverkning av kemikalier som ättiksyra, aromatiska kolväten, etylalkohol.
• Acetylen används också som bränsle med mycket hög förbränningsvärme.
• Också förbränningsreaktionen av etin används för att svetsa metaller.
• Dessutom kan tekniskt kol erhållas med acetylen.
• Det här ämnet används också i fristående armaturer.
• Acetylen och ett antal andra kolväten i denna grupp används som raketbränsle på grund av deras höga förbränningsvärme.

Detta avslutar användningen av alkyner.

Slutsats

Som en sista del, här är en kort tabell över egenskaperna hos acetyleniska kolväten och deras produktion.

Kemiska egenskaper hos alkyner: tabell

Reaktionsnamn	Förklaringar	Exempelekvation
Halogenering	Reaktion av tillsats av halogenatomer (brom, jod, klor, etc.) med en acetylenisk kolvätemolekyl	C4H6 + 2I2=С4 N6I2
Hydrogenation	Reaktionen av addition av väteatomer av en alkynmolekyl. Förekommer i två steg.	C3H4 +N2=S3N6 C3H6 + H2=C3N8
Hydrohalogenation	Reaktion av tillsats av hydrohalogener (HI, HCI, HBr) med en acetylenisk kolvätemolekyl. Förekommer i två steg.	C2H2 + HI=C2H3I C2H3I + HI=C2H 4 I2
Hydration	Reaktion baserad på interaktion med vatten. Förekommer i två steg.	C2N2 + H2O=C 2 H3OH C2H3OH=CH3-CHO
Fullständig oxidation (förbränning)	Interaktion av acetylenkolväte med syre vid förhöjd temperatur. Resultatet är koloxid och vatten.	2C2H5 + 5O2=2H2 O + 4CO2 2C2N2 + 2O2=N2 O + CO2 + 3C
Reaktioner med metalls alter	Består av det faktum att metallatomer ersätter väteatomer i molekylerna av acetylenkolväten.	С2Н2 + AgNO3=C2Ag2 + 2NH4NO3 + 2H2O

Alkyner kan erhållas i laboratoriet på tre sätt:

• från oorganiska föreningar;
• genom dehydrering av organiskt material;
• sättdehydrohalogenering av organiska ämnen.

Så vi har övervägt alla fysikaliska och kemiska egenskaper hos alkyner, metoder för deras produktion, tillämpningar inom industrin.