Alkaner, alkener, alkyner er organiske kemikalier. Alle af dem er bygget af sådanne kemiske elementer som kulstof og brint. Alkaner, alkener, alkyner er kemiske forbindelser, der tilhører gruppen af kulbrinter.
I denne artikel vil vi se på alkyner.
Hvad er det her?
Disse stoffer kaldes også acetyleniske kulbrinter. Strukturen af alkyner sørger for tilstedeværelsen af carbon- og brintatomer i deres molekyler. Den generelle formel for acetyleniske carbonhydrider er: C H2n-2. Den enkleste simple alkyn er ethyn (acetylen). Den har følgende kemiske formel - С2Н2. Alkyner inkluderer også propyn med formlen C3H4. Derudover butin (C4H6), pentine (C5 H8), hexin (C6H10), heptin (C 7Н 12), oktin (С8Н14), nonin (С9 Н16), Decin (С10Н18), osv. Alle typer af alkyner har lignende egenskaber. Lad os se nærmere på dem.
Alkyners fysiske egenskaber
Med hensyn til deres fysiske egenskaber, acetylenkulbrinter ligner alkener.
Under normale forhold har alkyner, hvis molekyler indeholder fra to til fire carbonatomer, en gasformig aggregeringstilstand. Dem i hvis molekyler der er fra fem til 16 kulstofatomer, under normale væskeforhold. De, hvis molekyler indeholder 17 eller flere atomer af dette kemiske grundstof, er faste stoffer.
Alkyner smelter og koger ved en højere temperatur end alkaner og alkener.
Opløseligheden i vand er ubetydelig, men lidt højere end for alkener og alkaner.
Opløseligheden i organiske opløsningsmidler er høj.
Den mest udbredte alkyn, acetylen, har følgende fysiske egenskaber:
- har ingen farve;
- ingen lugt;
- under normale forhold er i en gasformig aggregattilstand;
- er mindre tæt end luft;
- kogepunkt - minus 83,6 grader Celsius;
Kemiske egenskaber ved alkyner
I disse stoffer er atomerne forbundet med en tredobbelt binding, hvilket forklarer deres hovedegenskaber. Alkyner indgår i reaktioner af denne type:
- hydrogenering;
- hydrohalogenering;
- halogenering;
- hydrering;
- burning.
Lad os se på dem én efter én.
Hydrogenation
Alkynernes kemiske egenskaber gør det muligt for dem at indgå i reaktioner af denne type. Dette er en type kemisk interaktion, hvor et molekyle af et stof binder yderligere brintatomer til sig selv. Her er et eksempel på en sådan kemisk reaktion i tilfælde af propyn:
2H2 + C3H4=C3N8
Denne reaktion sker i to trin. På det første propynmolekyle binder to hydrogenatomer og på det andet - det samme antal.
Halogenering
Dette er en anden reaktion, der er en del af alkynernes kemiske egenskaber. Som et resultat binder et acetylenisk carbonhydridmolekyle halogenatomer. Sidstnævnte omfatter grundstoffer såsom klor, brom, jod osv.
Her er et eksempel på en sådan reaktion i tilfælde af ethine:
С2Н2 + 2СІ2=С2 N2SI4
Den samme proces er mulig med andre acetyleniske kulbrinter.
Hydrohalogenering
Dette er også en af de vigtigste reaktioner, der går ind i alkynernes kemiske egenskaber. Det ligger i, at stoffet interagerer med sådanne forbindelser som HCI, HI, HBr osv. Denne kemiske interaktion sker i to trin. Lad os se på denne type reaktion ved at bruge ethin som eksempel:
С2Н2 + NSI=С2Н 3СІ
С2Н2СІ + NSI=С2Н 4SI2
Hydration
Dette er en kemisk reaktion, der involverer interaktion med vand. Det foregår også i to etaper. Lad os se på det med ethin som et eksempel:
H2O + C2H2=C 2 H3OH
Det stof, der dannes efter den første fasereaktion kaldes vinylalkohol.
På grund af at den funktionelle OH-gruppe ifølge Eltekov-reglen ikke kan lokaliseres ved siden af dobbeltbindingen, sker der en omlejring af atomer, hvorved der dannes acetaldehyd af vinylalkohol.
Processen med hydrering af alkyner kaldes også Kucherov-reaktionen.
Forbrænding
Dette er processen med interaktion mellem alkyner og oxygen ved høj temperatur. Overvej forbrændingen af stoffer fra denne gruppe ved hjælp af acetylen som et eksempel:
2C2N2 +2O2=2N2 O + 3C + CO2
Med et overskud af ilt brænder acetylen og andre alkyner uden kulstofdannelse. I dette tilfælde frigives kun kuloxid og vand. Her er ligningen for en sådan reaktion med propyn som eksempel:
4O2 + C3N4=2N2O + 3CO2
Forbrænding af andre acetyleniske kulbrinter sker også på lignende måde. Resultatet er vand og kuldioxid.
Andre reaktioner
Acetylener er også i stand til at reagere med s alte af metaller såsom sølv, kobber, calcium. I dette tilfælde er brinten erstattet af metalatomer. Overvej denne type reaktion ved at bruge eksemplet med acetylen og sølvnitrat:
С2Н2 + 2AgNO3=Ag2C2 + 2NH4NO3 + 2H2O
En anden interessant proces, der involverer alkyner, er Zelinsky-reaktionen. Dette er dannelsen af benzen fra acetylen, når det opvarmes til 600 grader Celsius.i nærværelse af aktivt kul. Ligningen for denne reaktion kan udtrykkes som følger:
3S2N2=S6N6
Alkynpolymerisation er også mulig - processen med at kombinere flere molekyler af et stof til en polymer.
Modtag
Alkyner, reaktionerne som vi diskuterede ovenfor, opnås i laboratoriet ved hjælp af flere metoder.
Den første er dehydrohalogenering. Reaktionsligningen ser sådan ud:
C2H4Br2 + 2KON=С2 N2 + 2N2O + 2KBr
For at udføre en sådan proces er det nødvendigt at opvarme reagenserne samt tilsætte ethanol som katalysator.
Det er også muligt at få alkyner fra uorganiske forbindelser. Her er et eksempel:
CaC2 + H2O=C2H 2 + 2Ca(OH)2
Den næste metode til at opnå alkyner er dehydrogenering. Her er et eksempel på en sådan reaktion:
2CH4=3H2 + C2H2
Denne type reaktion kan ikke kun producere ethyn, men også andre acetylencarbonhydrider.
Brug af alkyner
Den enkleste alkyn, ethyn, er den mest udbredte i industrien. Det er meget udbredt i den kemiske industri.
- Har brug for acetylen og andre alkyner for at omdanne dem til andre organiske forbindelser såsom ketoner, aldehyder, opløsningsmidler ogandre
- Det er også muligt at få stoffer fra alkyner, der bruges til fremstilling af gummi, polyvinylklorid osv.
- Acetone kan fås fra propyn som et resultat af Kucherovs reaktion.
- Desuden bruges acetylen til fremstilling af kemikalier såsom eddikesyre, aromatiske kulbrinter, ethylalkohol.
- Acetylen bruges også som brændstof med meget høj forbrændingsvarme.
- Ethins forbrændingsreaktion bruges også til at svejse metaller.
- Desuden kan teknisk kulstof opnås ved brug af acetylen.
- Dette stof bruges også i selvstændige armaturer.
- Acetylen og en række andre kulbrinter fra denne gruppe bruges som raketbrændstof på grund af deres høje forbrændingsvarme.
Dette afslutter brugen af alkyner.
Konklusion
Som en sidste del er her en kort tabel over egenskaberne ved acetyleniske kulbrinter og deres produktion.
| Reaktionsnavn | Forklaringer | Eksempel på ligning |
| Halogenering | Reaktion af tilsætning af halogenatomer (brom, jod, klor osv.) med et acetylenisk carbonhydridmolekyle | C4H6 + 2I2=С4 N6I2 |
| Hydrogenation | Reaktionen ved tilsætning af hydrogenatomer med et alkynmolekyle. Foregår i to trin. |
C3H4 +N2=S3N6 C3H6 + H2=C3N8 |
| Hydrohalogenering | Reaktion af tilsætning af hydrohalogener (HI, HCI, HBr) med et acetylenisk carbonhydridmolekyle. Foregår i to trin. |
C2H2 + HI=C2H3I C2H3I + HI=C2H 4 I2 |
| Hydration | Reaktion baseret på interaktion med vand. Foregår i to trin. |
C2N2 + H2O=C 2 H3OH C2H3OH=CH3-CHO |
| Fuldstændig oxidation (forbrænding) | Interaktion af acetylen-carbonhydrid med oxygen ved forhøjet temperatur. Resultatet er kuloxid og vand. |
2C2H5 + 5O2=2H2 O + 4CO2 2C2N2 + 2O2=N2 O + CO2 + 3C |
| Reaktioner med metals alte | Består af det faktum, at metalatomer erstatter hydrogenatomer i molekylerne af acetylencarbonhydrider. | С2Н2 + AgNO3=C2Ag2 + 2NH4NO3 + 2H2O |
Alkyner kan fås i laboratoriet på tre måder:
- fra uorganiske forbindelser;
- ved dehydrogenering af organisk stof;
- mådedehydrohalogenering af organiske stoffer.
Så vi har overvejet alle de fysiske og kemiske egenskaber ved alkyner, metoder til deres produktion, anvendelser i industrien.
