Bakar(I) acetilenid: priprema i svojstva

2024 Autor: Angel Austin | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-02 17:48

Bakar acetilid je organometalni binarni spoj. Ova formula poznata je znanosti najmanje od 1856. godine. U kristalima tvori monohidrat s formulom Cu₂C₂×H_{2O. Termički nestabilan, eksplodira pri zagrijavanju.}

Zgrada

Bakar acetilenid je binarni spoj. U njemu je moguće uvjetno razlikovati negativno nabijeni dio - anion C²⁻₂ i pozitivno nabijeni dio - bakreni kationi Cu +. Zapravo, takva je podjela uvjetna: u spoju postoji samo djelić ionske veze, iako je veća u usporedbi s vezom H-C≡. Ali ova veza također ima vrlo jak polaritet (kao i za kovalentnu) zbog činjenice da je atom ugljika s trostrukom vezom u sp hibridizaciji - njegova relativna elektronegativnost je veća nego u sp^{3 3} hibridizacije (jednostruka veza) ili sp² (dvostruka veza). To je ono što olakšava ugljiku u acetilenu da odvoji atom vodika od sebe i zamijeni ga atomom metala, odnosno da pokaže svojstva svojstvena kiselinama.

Primi

Najčešći način dobivanja bakrenog acetilenida u laboratoriju je propuštanje plinovitog acetilena kroz amonijačnu otopinu bakrovog(I) klorida. Kao rezultat, nastaje netopivi talog crvenkastog acetilenida.

Umjesto bakrovog(I) klorida, možete koristiti i njegov hidroksid Cu_{2O. U oba slučaja, važno je da je stvarna reakcija s kompleksom bakra amonijaka.}

Fizička svojstva

Bakar acetilenid u svom čistom obliku - tamni crveno-smeđi kristali. Zapravo, ovo je monohidrat - u sedimentu svaka molekula acetilenida odgovara jednoj molekuli vode (zapisano kao Cu₂C₂×H _{2 O). Suhi bakreni acetilenid je eksplozivan: može detonirati kada se zagrije (manje je toplinski stabilan od srebrnog acetilenida), kao i pod mehaničkim stresom, kao što je pri udaru.}

Ovom prilikom postoji pretpostavka da su bakrene cijevi u kemijskoj industriji od velike opasnosti, jer se tijekom dugotrajnog rada unutra stvara acetilenid, koji onda može dovesti do jake eksplozije. To posebno vrijedi za petrokemijsku industriju, gdje se bakar, kao i njegovi acetilenidi, također koriste kao katalizatori, što povećava razinu rizika.

Kemijska svojstva

Već smo rekli da je ugljik s trostrukom vezom u acetilenu mnogo elektronegativniji od, na primjer, ugljika s dvostrukom vezom (kao u etilenu) ili jednostrukom vezom (u etanu). Sposobnost acetilena da reagira sneki metali, darujući vodikov ion i zamjenjujući ga metalnim ionom (na primjer, reakcija stvaranja natrijevog acetilenida tijekom interakcije acetilena s metalnim natrijem) to potvrđuje. Ovu sposobnost acetilena nazivamo jednim od kiselinskih svojstava u skladu s teorijom Bronsted-Lowryja: prema njoj kiselost tvari određena je njenom sposobnošću da odvoji proton od sebe. Kiselost acetilena (također u bakrovom acetilenidu) može se smatrati u odnosu na amonijak i vodu: kada metalni amid reagira s acetilenom, nastaje acetilenid i amonijak. Odnosno, acetilen donira proton, što ga karakterizira jačom kiselinom od amonijaka. U slučaju vode, bakreni acetilenid se razgrađuje u acetilen - prihvaća proton vode, pokazujući se kao manje jaka kiselina od vode. Dakle, u relativnom nizu kiselosti (prema Brönstedu - Lowryju), acetilen je slaba kiselina, negdje između vode i amonijaka.

Bakar(I) acetilenid je nestabilan: u vodi (kao što već znamo) i u kiselim otopinama, razgrađuje se oslobađanjem plinovitog acetilena i crveno-smeđeg taloga - bakrovog(I) oksida ili bijelog taloga bakrovog(I) klorida kada se razrijedi klorovodičnom kiselinom.

Da bi se izbjegla eksplozija, razgradnja acetilenida se provodi blagim zagrijavanjem dok je mokar u prisutnosti jake mineralne kiseline, kao što je razrijeđena dušična kiselina.

Koristite

Reakcija stvaranja bakrovog(I) acetilenida može biti kvalitativna za detekciju terminalnih (s trostrukom vezom na kraju) alkina. Pokazatelj je taloženje netopivog crvenogsmeđi talog acetilenida.

U proizvodnji velikih kapaciteta - na primjer, u petrokemiji - bakrov(I) acetilenid se ne koristi, jer je eksplozivan i nestabilan u vodi. Međutim, s njim je povezano nekoliko specifičnih reakcija u takozvanoj finoj sintezi.

Bakar(I) acetilenid se također može koristiti kao nukleofilni reagens u organskoj sintezi. Osobito igra važnu ulogu u sintezi poliina - spojeva s nekoliko izmjeničnih trostrukih i jednostrukih veza. Bakar(I) acetilenidi u alkoholnoj otopini oksidiraju se atmosferskim kisikom, kondenzirajući u diine. Ovo je Glaser-Ellingtonova reakcija, otkrivena 1870. i kasnije poboljšana. Bakar(I) ovdje igra ulogu katalizatora, budući da se sam ne troši u procesu.

Kasnije je umjesto kisika predložen kalijev heksacijanoferat(III) kao oksidacijsko sredstvo.

Ellington je poboljšao metodu dobivanja poliina. Umjesto alkina i soli bakra (I), poput klorida, koji su u početku uvedeni u otopinu, na primjer, predložio je uzimanje bakrovog (II) acetata, koji bi oksidirao alkin u mediju drugog organskog otapala - piridina - na temperatura od 60-70 ° C.

Ova modifikacija omogućila je da se od diynes-a dobiju mnogo veće i stabilnije molekule - makrocikli.