Kemijska svojstva alkina. Struktura, dobivanje, primjena

2024 Autor: Angel Austin | [email protected]. Zadnja promjena: 2023-12-17 05:28

Alkani, alkeni, alkini su organske kemikalije. Svi su izgrađeni od kemijskih elemenata kao što su ugljik i vodik. Alkani, alkeni, alkini su kemijski spojevi koji pripadaju skupini ugljikovodika.

U ovom članku ćemo pogledati alkine.

Što je ovo?

Ove tvari se također zovu acetilenski ugljikovodici. Struktura alkina osigurava prisutnost atoma ugljika i vodika u njihovim molekulama. Opća formula za acetilenske ugljikovodike je: C H_2n-2. Najjednostavniji jednostavni alkin je etin (acetilen). Ima sljedeću kemijsku formulu - S₂N₂. Alkini također uključuju propin s formulom C₃H₄. Osim toga, butin (C₄H₆), pentin (C₅ H₈), heksin (C₆H₁₀), heptin (C ₇N 12_{), oktin (S}8_N14_{), nonin (S}9 N₁₆), Decin (S₁₀N_{18), itd. Sve vrste alkini imaju slične karakteristike. Pogledajmo ih pobliže.}

Fizička svojstva alkina

U smislu njihovih fizičkih karakteristika, acetilenugljikovodici nalikuju alkenima.

U normalnim uvjetima, alkini, čije molekule sadrže od dva do četiri ugljikova atoma, imaju plinovito agregacijsko stanje. Oni u čijim molekulama ima od pet do 16 atoma ugljika, pod normalnim tekućim uvjetima. Oni čije molekule sadrže 17 ili više atoma ovog kemijskog elementa su čvrste tvari.

Alkini se tope i kuhaju na višoj temperaturi od alkana i alkena.

Topljivost u vodi je zanemariva, ali nešto viša od alkena i alkana.

Topljivost u organskim otapalima je visoka.

Najčešće korišteni alkin, acetilen, ima sljedeća fizička svojstva:

• nema boju;
• bez mirisa;
• u normalnim uvjetima je u plinovitom agregatnom stanju;
• je manje gusto od zraka;
• točka ključanja - minus 83,6 stupnjeva Celzija;

Kemijska svojstva alkina

U ovim supstancama atomi su povezani trostrukom vezom, što objašnjava njihova glavna svojstva. Alkini ulaze u reakcije ovog tipa:

• hidrogenacija;
• hidrohalogenacija;
• halogenacija;
• hidratacija;
• gori.

Pogledajmo ih jedan po jedan.

Hidrogenacija

Kemijska svojstva alkina omogućuju im da uđu u reakcije ovog tipa. Ovo je vrsta kemijske interakcije u kojoj molekula tvari na sebe veže dodatne atome vodika. Evo primjera takve kemijske reakcije u slučaju propina:

2H₂ + C₃H₄=C_3N8

Ova reakcija se događa u dva koraka. Na prvu molekulu propina vezuju dva atoma vodika, a na drugu - isti broj.

halogenacija

Ovo je još jedna reakcija koja je dio kemijskih svojstava alkina. Kao rezultat toga, molekula acetilenskog ugljikovodika veže atome halogena. Potonji uključuju elemente kao što su klor, brom, jod, itd.

Evo primjera takve reakcije u slučaju etine:

S₂N₂ + 2SÍ₂=S₂ N₂SI₄

Isti postupak moguć je i s drugim acetilenskim ugljikovodicima.

Hidrohalogenacija

Ovo je također jedna od glavnih reakcija koje ulaze u kemijska svojstva alkina. Leži u činjenici da tvar u interakciji s takvim spojevima kao što su HCI, HI, HBr, itd. Ova kemijska interakcija događa se u dvije faze. Pogledajmo ovu vrstu reakcije koristeći etin kao primjer:

S₂N₂ + NSI=S₂N ₃SÍ

S₂N₂SÍ + NSI=S₂N ₄SI₂

Hidracija

Ovo je kemijska reakcija koja uključuje interakciju s vodom. Također se odvija u dvije faze. Pogledajmo to s etinom kao primjer:

H₂O + C₂H₂=C ₂ H₃OH

Tvar koja nastaje nakon prve fazereakcija se naziva vinil alkohol.

Zbog činjenice da se, prema pravilu Eltekov, funkcionalna skupina OH ne može smjestiti uz dvostruku vezu, dolazi do preraspodjele atoma, uslijed čega iz vinil alkohola nastaje acetaldehid.

Proces hidratacije alkina naziva se i reakcija Kučerova.

Izgaranje

Ovo je proces interakcije alkina s kisikom na visokoj temperaturi. Razmotrimo izgaranje tvari ove skupine koristeći acetilen kao primjer:

2C₂N₂ +2O₂=2N₂ O + 3C + CO₂

Uz višak kisika, acetilen i drugi alkini izgaraju bez stvaranja ugljika. U tom slučaju se oslobađaju samo ugljični oksid i voda. Evo jednadžbe za takvu reakciju koristeći propin kao primjer:

4O₂ + C₃N₄=2N₂O + 3CO₂

Izgaranje drugih acetilenskih ugljikovodika također se događa na sličan način. Rezultat su voda i ugljični dioksid.

Druge reakcije

Također, acetileni mogu reagirati sa solima metala kao što su srebro, bakar, kalcij. U ovom slučaju, vodik je zamijenjen atomima metala. Razmotrimo ovu vrstu reakcije na primjeru acetilena i srebrnog nitrata:

S₂N₂ + 2AgNO3=Ag₂C₂ + 2NH₄NO₃ + 2H₂O

Još jedan zanimljiv proces koji uključuje alkine je reakcija Zelinskyja. To je stvaranje benzena iz acetilena kada se zagrije na 600 stupnjeva Celzija.u prisutnosti aktivnog ugljena. Jednadžba za ovu reakciju može se izraziti na sljedeći način:

3S₂N₂=S₆N₆

Moguća je i polimerizacija alkina - proces spajanja nekoliko molekula tvari u jedan polimer.

Primi

Alkini, reakcije o kojima smo gore govorili, dobivaju se u laboratoriju na nekoliko metoda.

Prva je dehidrohalogenacija. Jednadžba reakcije izgleda ovako:

C₂H₄Br₂ + 2KON=S₂ N₂ + 2N₂O + 2KBr

Za izvođenje takvog procesa potrebno je zagrijati reagense, kao i dodati etanol kao katalizator.

Alkine je također moguće dobiti iz anorganskih spojeva. Evo primjera:

CaC₂ + H₂O=C₂H ₂ + 2Ca(OH)₂

Sljedeća metoda za dobivanje alkina je dehidrogenacija. Evo primjera takve reakcije:

2CH₄=3H₂ + C₂H₂

Ova vrsta reakcije može proizvesti ne samo etin, već i druge acetilenske ugljikovodike.

Upotreba alkina

Najjednostavniji alkin, etin, najviše se koristi u industriji. Široko se koristi u kemijskoj industriji.

• Potrebni su acetilen i drugi alkini kako bi se pretvorili u druge organske spojeve kao što su ketoni, aldehidi, otapala iostali
• Iz alkina je također moguće dobiti tvari koje se koriste u proizvodnji gume, polivinil klorida, itd.
• Aceton se može dobiti iz propina kao rezultat Kucherovljeve reakcije.
• Osim toga, acetilen se koristi u proizvodnji kemikalija kao što su octena kiselina, aromatični ugljikovodici, etilni alkohol.
• Acetilen se također koristi kao gorivo s vrlo visokom toplinom izgaranja.
• Također, reakcija izgaranja etina se koristi za zavarivanje metala.
• Osim toga, tehnički ugljik se može dobiti pomoću acetilena.
• Također, ova tvar se koristi u samostalnim uređajima.
• Acetilen i brojni drugi ugljikovodici ove skupine koriste se kao raketno gorivo zbog visoke topline izgaranja.

Ovim se završava upotreba alkina.

Zaključak

Kao završni dio, evo kratke tablice o svojstvima acetilenskih ugljikovodika i njihovoj proizvodnji.

Kemijska svojstva alkina: tablica

Naziv reakcije	Objašnjenja	Primjer jednadžbe
halogenacija	Reakcija dodavanja atoma halogena (brom, jod, klor, itd.) molekulom acetilenskog ugljikovodika	C4H6 + 2I2=S4 N6I2
Hidrogenacija	Reakcija dodavanja atoma vodika molekulom alkina. Pojavljuje se u dvije faze.	C3H4 +N2=S3N6 C3H6 + H2=C3N8
Hidrohalogenacija	Reakcija dodavanja hidrohalogena (HI, HCI, HBr) molekulom acetilenskog ugljikovodika. Pojavljuje se u dvije faze.	C2H2 + HI=C2H3ja C2H3I + HI=C2H 4 I2
Hidracija	Reakcija temeljena na interakciji s vodom. Pojavljuje se u dvije faze.	C2N2 + H2O=C 2 H3OH C2H3OH=CH3-CHO
Potpuna oksidacija (izgaranje)	Interakcija acetilenskog ugljikovodika s kisikom na povišenoj temperaturi. Rezultat su ugljični oksid i voda.	2C2H5 + 5O2=2H2 O + 4CO2 2C2N2 + 2O2=N2 O + CO2 + 3C
Reakcije s metalnim solima	Sastoje se u činjenici da atomi metala zamjenjuju atome vodika u molekulama acetilenskih ugljikovodika.	S2N2 + AgNO3=C2Ag2 + 2NH4NO3 + 2H2O

Alkini se mogu dobiti u laboratoriju na tri načina:

• od anorganskih spojeva;
• dehidrogenacijom organske tvari;
• načindehidrohalogenacija organskih tvari.

Tako smo razmotrili sve fizičke i kemijske karakteristike alkina, metode njihove proizvodnje, primjenu u industriji.