Alkany, alkeny, alkiny to organiczne związki chemiczne. Wszystkie zbudowane są z takich pierwiastków chemicznych jak węgiel i wodór. Alkany, alkeny, alkiny to związki chemiczne należące do grupy węglowodorów.
W tym artykule przyjrzymy się alkinom.
Co to jest?
Te substancje są również nazywane węglowodorami acetylenowymi. Struktura alkinów zapewnia obecność atomów węgla i wodoru w ich cząsteczkach. Ogólny wzór dla węglowodorów acetylenowych to: C H2n-2. Najprostszym prostym alkinem jest etyn (acetylen). Ma następujący wzór chemiczny - С2Н2. Alkiny obejmują również propyn o wzorze C3H4. Dodatkowo butina (C4H6), pentyna (C5 H8), heksyna (C6H10), heptyna (C 7Н 12), oktyna (С8Н14), nonine (С9 Н16), Decin (С10Н18) itp. Wszystkie rodzaje alkiny mają podobne właściwości. Przyjrzyjmy się im bliżej.
Właściwości fizyczne alkinów
Pod względem właściwości fizycznych, acetylenwęglowodory przypominają alkeny.
W normalnych warunkach alkiny, których cząsteczki zawierają od dwóch do czterech atomów węgla, mają gazowy stan skupienia. Te, w których cząsteczkach znajduje się od pięciu do 16 atomów węgla, w normalnych warunkach płynnych. Te, których cząsteczki zawierają 17 lub więcej atomów tego pierwiastka chemicznego, są ciałami stałymi.
Alkiny topią się i gotują w wyższej temperaturze niż alkany i alkeny.
Rozpuszczalność w wodzie jest znikoma, ale nieco wyższa niż alkenów i alkanów.
Rozpuszczalność w rozpuszczalnikach organicznych jest wysoka.
Najczęściej stosowany alkin, acetylen, ma następujące właściwości fizyczne:
- nie ma koloru;
- bez zapachu;
- w normalnych warunkach znajduje się w stanie skupienia gazowego;
- jest mniej gęsty niż powietrze;
- punkt wrzenia - minus 83,6 stopni Celsjusza;
Chemiczne właściwości alkinów
W tych substancjach atomy są połączone wiązaniem potrójnym, co wyjaśnia ich główne właściwości. Alkiny wchodzą w reakcje tego typu:
- uwodornianie;
- hydrohalogenowanie;
- halogenowanie;
- nawodnienie;
- palenie.
Spójrzmy na nie jeden po drugim.
Uwodornianie
Właściwości chemiczne alkinów pozwalają im wejść w reakcje tego typu. Jest to rodzaj interakcji chemicznej, w której cząsteczka substancji przyłącza do siebie dodatkowe atomy wodoru. Oto przykład takiej reakcji chemicznej w przypadku propynu:
2H2 + C3H4=C3N8
Ta reakcja przebiega w dwóch etapach. Na pierwszej cząsteczce propynu przyłącza się dwa atomy wodoru, a na drugiej ten sam numer.
Halogenowanie
To kolejna reakcja, która jest częścią właściwości chemicznych alkinów. W rezultacie cząsteczka węglowodoru acetylenowego przyłącza atomy halogenu. Te ostatnie obejmują pierwiastki takie jak chlor, brom, jod itp.
Oto przykład takiej reakcji w przypadku etyny:
С2Н2 + 2СІ2=С2 N2SI4
Ten sam proces jest możliwy w przypadku innych węglowodorów acetylenowych.
Hydrohalogenacja
Jest to również jedna z głównych reakcji wpływających na właściwości chemiczne alkinów. Polega ona na tym, że substancja wchodzi w interakcje z takimi związkami jak HCl, HI, HBr itp. To oddziaływanie chemiczne zachodzi dwuetapowo. Spójrzmy na tego typu reakcję na przykładzie etyny:
С2Н2 + NSI=С2Н 3СІ
С2Н2СІ + NSI=С2Н 4SI2
Nawodnienie
To reakcja chemiczna, która obejmuje interakcję z wodą. Odbywa się również w dwóch etapach. Spójrzmy na to na przykładzie ethin:
H2O + C2H2=C 2 H3OH
Substancja, która powstaje po pierwszym etapiereakcja nazywana jest alkoholem winylowym.
Z uwagi na fakt, że zgodnie z regułą Eltekowa grupa funkcyjna OH nie może znajdować się obok wiązania podwójnego, następuje przegrupowanie atomów, w wyniku którego z alkoholu winylowego powstaje aldehyd octowy.
Proces hydratacji alkinów jest również nazywany reakcją Kucherova.
Spalanie
Jest to proces interakcji alkinów z tlenem w wysokiej temperaturze. Rozważ spalanie substancji z tej grupy na przykładzie acetylenu:
2C2N2 +2O2=2N2 O + 3C + CO2
Przy nadmiarze tlenu acetylen i inne alkiny spalają się bez tworzenia się węgla. W tym przypadku uwalniany jest tylko tlenek węgla i woda. Oto równanie dla takiej reakcji na przykładzie propynu:
4O2 + C3N4=2N2O + 3CO2
Spalanie innych węglowodorów acetylenowych również przebiega w podobny sposób. Rezultatem jest woda i dwutlenek węgla.
Inne reakcje
Ponadto acetyleny mogą reagować z solami metali, takich jak srebro, miedź, wapń. W tym przypadku wodór zostaje zastąpiony przez atomy metalu. Rozważ ten rodzaj reakcji na przykładzie acetylenu i azotanu srebra:
С2Н2 + 2AgNO3=Ag2C2 + 2NH4NIE3 + 2H2O
Kolejnym interesującym procesem z udziałem alkinów jest reakcja Zelinsky'ego. Jest to powstawanie benzenu z acetylenu po podgrzaniu do 600 stopni Celsjusza.w obecności węgla aktywowanego. Równanie dla tej reakcji można wyrazić w następujący sposób:
3S2N2=S6N6
Możliwa jest również polimeryzacja alkinów – proces łączenia kilku cząsteczek substancji w jeden polimer.
Odbierz
Alkiny, reakcje, które omówiliśmy powyżej, są otrzymywane w laboratorium kilkoma metodami.
Pierwszym jest dehydrohalogenacja. Równanie reakcji wygląda tak:
C2H4Br2 + 2KON=С2 N2 + 2N2O + 2KBr
Aby przeprowadzić taki proces, konieczne jest podgrzanie odczynników, a także dodanie etanolu jako katalizatora.
Możliwe jest również otrzymanie alkinów ze związków nieorganicznych. Oto przykład:
CaC2 + H2O=C2H 2 + 2Ca(OH)2
Następną metodą otrzymywania alkinów jest odwodornienie. Oto przykład takiej reakcji:
2CH4=3H2 + C2H2
Ten typ reakcji może wytwarzać nie tylko etyn, ale także inne węglowodory acetylenowe.
Zastosowanie alkinów
Najprostszy alkin, etyn, jest najczęściej stosowany w przemyśle. Jest szeroko stosowany w przemyśle chemicznym.
- Potrzebujesz acetylenu i innych alkinów, aby przekształcić je w inne związki organiczne, takie jak ketony, aldehydy, rozpuszczalniki iinne
- Możliwe jest również pozyskiwanie substancji z alkinów, które są używane w produkcji gum, polichlorku winylu itp.
- Aceton można uzyskać z propynu w wyniku reakcji Kucherova.
- Ponadto acetylen jest używany do produkcji chemikaliów, takich jak kwas octowy, węglowodory aromatyczne, alkohol etylowy.
- Acetylen jest również używany jako paliwo o bardzo wysokim cieple spalania.
- Ponadto reakcja spalania etyny jest wykorzystywana do spawania metali.
- Ponadto węgiel techniczny można uzyskać przy użyciu acetylenu.
- Ponadto ta substancja jest używana w samodzielnych urządzeniach.
- Acetylen i szereg innych węglowodorów z tej grupy są wykorzystywane jako paliwo rakietowe ze względu na ich wysokie ciepło spalania.
To kończy stosowanie alkinów.
Wniosek
Na koniec przedstawiamy krótką tabelę właściwości węglowodorów acetylenowych i ich produkcji.
| Nazwa reakcji | Wyjaśnienia | Przykładowe równanie |
| Halogenowanie | Reakcja dodania atomów halogenu (bromu, jodu, chloru itp.) przez cząsteczkę węglowodoru acetylenowego | C4H6 + 2I2=С4 N6I2 |
| Uwodornianie | Reakcja dodawania atomów wodoru przez cząsteczkę alkinu. Występuje w dwóch etapach. |
C3H4 +N2=S3N6 C3H6 + H2=C3N8 |
| Hydrohalogenacja | Reakcja dodania wodorohalogenów (HI, HCI, HBr) przez cząsteczkę węglowodoru acetylenowego. Występuje w dwóch etapach. |
C2H2 + HI=C2H3I C2H3I + HI=C2H 4 I2 |
| Nawodnienie | Reakcja oparta na interakcji z wodą. Występuje w dwóch etapach. |
C2N2 + H2O=C 2 H3OH C2H3OH=CH3-CHO |
| Całkowite utlenianie (spalanie) | Oddziaływanie węglowodoru acetylenowego z tlenem w podwyższonej temperaturze. Rezultatem jest tlenek węgla i woda. |
2C2H5 + 5O2=2H2 O + 4CO2 2C2N2 + 2O2=N2 O + CO2 + 3C |
| Reakcje z solami metali | Polega na tym, że atomy metali zastępują atomy wodoru w cząsteczkach węglowodorów acetylenowych. | С2Н2 + AgNO3=C2Ag2 + 2NH4NIE3 + 2H2O |
Alkiny można pozyskać w laboratorium na trzy sposoby:
- ze związków nieorganicznych;
- przez odwodornienie materii organicznej;
- drogadehydrohalogenowanie substancji organicznych.
Więc rozważyliśmy wszystkie fizyczne i chemiczne właściwości alkinów, metody ich produkcji, zastosowania w przemyśle.
