Alküünide keemilised omadused. Struktuur, tootmine, rakendus

Alkaanid, alkeenid, alküünid on orgaanilised kemikaalid. Kõik need on konstrueeritud keemilistest elementidest nagu süsinik ja vesinik. Alkaanid, alkeenid, alküünid on keemilised ühendid, mis kuuluvad süsivesinike rühma.

Käesolevas artiklis me vaatame alküüne.

Mis see on?

Neid aineid nimetatakse ka atsetüleensed süsivesinikud. Alküünide struktuur tagab süsiniku- ja vesinikuaatomite olemasolu nende molekulides. Atsetüleen- süsivesinike üldvalem on: _CnH2n-2 . Kõige lihtsam alküün on etiin (atsetüleen). Tal on see keemiline valem - C2H2. Samuti sisaldavad alküünid propüüni valemiga C3H4. Peale selle on butiin (C ₄ H ₆ ), pentiin (C5H8), heksiin (C6H10), heptiin (C7H12), oktiin (C8H14), noniin ( C9H16), deküün (C10H18) jne. Kõikidel alküünide tüüpidest on sarnased omadused. Vaatame neid üksikasjalikumalt.

Alküünide füüsikalised omadused

Nende füüsikaliste omaduste kohaselt on atsetüleen-süsivesinikud sarnased alkeenidele.

Normaalsetes tingimustes on alküünid, mille molekulid sisaldavad kahte kuni nelja süsinikuaatomit, gaasilise agregaadi oleku. Need, kelle molekulides on 5 kuni 16 süsinikuaatomit normaalsetes vedelikes tingimustes. Need, kelle molekulid sisaldavad 17 selle keemilise elemendi aatomit, on tahked.

Leelised sulavad ja keedetakse kõrgemal temperatuuril kui alkaanid ja alkeenid.

Vees lahustuvus on tähtsusetu, kuid veidi suurem kui alkeenide ja alkaanide sisaldus.

Lahustuvus orgaanilistes lahustites on kõrge.

Kõige laialdasemalt kasutataval alküün-atsetüleenil on sellised füüsikalised omadused:

• Ei ole värvi;
• Ei ole lõhna;
• Tavalistes tingimustes on tegemist gaasilise agregaadi olekuga;
• On väiksem tihedus kui õhk;
• Keemistemperatuur on minus 83,6 ° C;

Alküünide keemilised omadused

Neis ainetes on aatomid ühendatud kolmekordse sidemega, mis selgitab nende põhiomadusi. Leelisandid sisenevad sellist tüüpi reaktsioonidesse:

• Hüdrogeenimine;
• Hüdrohalogeenimine;
• Halogeenimine;
• Hüdratsioon;
• Põletamine

Vaatame neid järjekorras.

Hüdrogeenimine

Alküünide keemilised omadused võimaldavad neil siseneda sellist tüüpi reaktsioonidesse. See on omamoodi keemiline koostoime, milles aine molekul seob endast täiendavaid vesiniku aateid. Siinkohal on näiteks propeeni puhul selline keemiline reaktsioon:

2H2 + C3H4 = C3H8

See reaktsioon toimub kahes etapis. Esimesel molekulil propeenil lisatakse kaks vesinikuaatomit ja teine - sama palju.

Halogeenimine

See on teine reaktsioon, mis on osa alküünide keemilistest omadustest. Selle tulemusena kinnitub atsetüleen-süsivesinikmolekul halogeeni aatomeid. Viimased sisaldavad selliseid elemente nagu kloor, broom, jood jne

Siin on näide sellise reaktsiooni kohta etüüni puhul:

C2H2 + 2CI2 = C2H2CI4

Sama protsess on võimalik teiste atsetüüleensüsivesinikega.

Hüdrohalogeenimine

See on ka üks peamisi reaktsioone, mis on alküünide keemiliste omaduste osa. See seisneb selles, et aine mõjutab selliseid ühendeid nagu HCl, HI, HBr jne. See keemiline koostoime toimub kahes etapis. Vaatame selle tüübi reaktsiooni näiteks etüleeniga:

C2H2 + HCl = C2H3CI

С ₂ Н ₂ СІ + НСІ = С ₂ Н ₄ СІ ₂

Hüdratsioon

See on keemiline reaktsioon, mis seisneb koostoimes veega. See juhtub ka kahes etapis. Vaatame seda eeskujuks ethyn:

H2O + C2H2 = C2H3OH

Aine, mis moodustub pärast reaktsiooni esimest etappi, nimetatakse vinüülalkoholiks.

Seoses asjaoluga, et vastavalt Eltecovi reeglile ei saa funktsionaalrühm OH olla ka kaksiksideme kõrval, toimub aatomite ümberkorraldamine, mille tulemusena atsetaldehüüd moodustatakse vinüülalkoholist.

Alküünide hüdratsiooni protsessi nimetatakse ka Kucherovi reaktsiooniks.

Põletamine

See on alküünide ja kõrgel temperatuuril hapnikku omava interaktsiooni protsess. Vaatame selle rühma ainete põletamist atsetüleeni näide:

2C2H2 + 2O2 = 2H2O + 3C + CO2

Hapniku liig, atsetüleen ja teised alküünid põlevad ilma süsiniku tekkimiseta. Ainult süsinikmonooksiid ja vesi vabastatakse. Näiteks on sellise reaktsiooni võrrand propeeniga:

4O2 + C3H4 = 2H2O + 3C02

Teiste atsetüleen-süsivesinike põletamine toimub ka sarnasel viisil. Selle tulemusel vabaneb vesi ja süsinikdioksiid.

Muud reaktsioonid

Samuti võivad atsetüleenid reageerida selliste metallide sooladega nagu hõbe, vask, kaltsium. Samas asendatakse vesinikuaatomid metallide aatomitega. Mõõtke sellist reaktsiooni tüüpi näites atsetüleeni ja hõbenitraadiga:

C2H2 + ₂ AgNO3 = Ag2C2 + 2NH4NO3 + 2H2O

Teine huvitav protsess, mis hõlmab alküüne, on Zelinski reaktsioon. See on benseeni moodustumine atsetüleenist, kui seda kuumutatakse aktiveeritud süsiniku juuresolekul temperatuurini 600 ° C. Selle reaktsiooni võrrandit saab väljendada järgmiselt:

3C2H2 = C6H6

Samuti on võimalik alküünide polümerisatsioon - mitmete ainete molekulide kombineerimine üheks polümeeriks.

Vastuvõtmine

Alkiinid, reaktsioonid, millega me eespool on arutletud, saadakse laboris mitmete meetoditega.

Esimene on dehüdrohalogeenimine. Reaktsiooni võrrand näeb välja selline:

C2H4Br2 + 2KOH = C2H2 + 2H2O + 2KBr

Sellise protsessi läbiviimiseks on vaja reagente kuumutada ja lisada ka katalüsaatorina etanooli.

Anorgaanilistest ühenditest on võimalik saada alküüni. Siin on näide:

CaC2 + H2O = C2H2 + 2Ca (OH) ₂

Järgmine alküünide saamise meetod on dehüdrogeenimine. Siin on näiteks selline reaktsioon:

2CH4 = 3H2 + C2H2

Seda tüüpi reaktsiooni abil on võimalik saada mitte ainult etüüni, vaid ka teisi atsetüleen-süsivesinikke.

Alküünide kasutamine

Kõige tavalisem tööstus oli kõige lihtsam alküün-etüün. Seda kasutatakse laialdaselt keemiatööstuses.

• Teil on vaja atsetüleeni ja teisi alküüni, et saada neid teistest orgaanilistest ühenditest, nagu ketoonid, aldehüüdid, lahustid jne
• Samuti alküünidest on võimalik saada aineid, mida kasutatakse kummide, polüvinüülkloriidi jne tootmisel.
• Kutseerumi aruande tulemusena on propiinist võimalik saada atsetooni.
• Lisaks kasutatakse atsetüleeni selliste kemikaalide valmistamiseks nagu äädikhape, aromaatsed süsivesinikud, etüülalkohol.
• Teist atsetüleeni kasutatakse väga suure põletustemperatuuriga kütusena.
• Samuti kasutatakse metallide keevitamiseks etaani põlemisreaktsiooni.
• Lisaks võib atsetüleeni kasutamisel saada tehnilise süsiniku.
• Seda ainet kasutatakse ka iseseisvate valgustite puhul.
• Atsetüleen ja mitmed teised selle rühma süsivesinikud on suured põletustemperatuuride tõttu raketi kütuseks .

See on alküünide kasutamise lõpp.

Järeldus

Lõpetuseks esitame lühikese tabeli atsetüüleensüsivesinike omaduste ja nende tootmise kohta.

Alküünide keemilised omadused: tabel

Reaktsiooni nimi	Selgitused	Võrrandi näide
Halogeenimine	Halogeeniaatomite (broom, jood, kloor jne) lisamise reaktsioon atsetüleen-süsivesinikmolekulile	C4H6 + 2I2 = C4H6I2
Hüdrogeenimine	Alküün aatomite kinnituse reaktsioon vesinikuaatomitele. See toimub kahes etapis.	C3H4 + H2 = C3H6 C3H6 + H2 = C3H8
Hüdrohalogeenimine	Hüdrohalogeeni (HI, HCl, HBr) lisamise reaktsioon atsetüleen-süsivesinikmolekuliga. See toimub kahes etapis.	C2H2 + HI = C2H3I C2H3I + HI = C2H4I2
Hüdratsioon	Reaktsioon, mis põhineb koostoimel veega. See toimub kahes etapis.	C2H2 + H20 = C2H3OH C2H3OH = CH3-CHO
Täielik oksüdatsioon (põlemine)	Atsetüleeni süsivesiniku ja hapniku seos kõrgemal temperatuuril. Selle tulemusel moodustub süsinikmonooksiid ja vesi.	2C2H5 + 5O2 = 2H20 + 4CO2 2C2H2 + 2O2 = H2O + CO2 + 3C
Reaktsioonid metalli sooladega	Tuleb järeldada, et metalli aatomid asendavad atsetüleen-süsivesinike molekulides vesiniku aatomeid.	C2H2 + AgNO3 = C2Ag2 + 2NH4NO3 + 2H2O

Alkaane võib laboratoorsetel tingimustel saada kolmel viisil:

• Anorgaanilistest ühenditest;
• Orgaaniliste ainete dehüdrogeenimine;
• Orgaaniliste ainete dehüdrohalogeenimise meetod.

Nii uurisime kõiki alküünide füüsikalisi ja keemilisi omadusi, nende tootmismeetodeid ja tööstuse rakendusvaldkondi.