Алканите, алкените, алкините са органични химикали. Всички те са изградени от такива химични елементи като въглерод и водород. Алканите, алкените, алкините са химични съединения, които принадлежат към групата на въглеводородите.
В тази статия ще разгледаме алкините.
Какво е това?
Тези вещества се наричат още ацетиленови въглеводороди. Структурата на алкините осигурява наличието на въглеродни и водородни атоми в техните молекули. Общата формула за ацетиленовите въглеводороди е: C H2n-2. Най-простият прост алкин е етинът (ацетилен). Има следната химическа формула - С2Н2. Алкините също включват пропин с формулата C3H4. В допълнение, бутин (C4H6), пентин (C5 H8), хексин (C6H10), хептин (C 7Н 12), октин (С8Н14), нонин (С9 Н16), Дечин (С10Н18) и др. Всички видове алкините имат сходни характеристики. Нека ги разгледаме по-отблизо.
Физични свойства на алкините
По отношение на техните физически характеристики, ацетиленвъглеводородите приличат на алкени.
При нормални условия алкините, чиито молекули съдържат от два до четири въглеродни атома, имат газообразно агрегатно състояние. Тези, в чиито молекули има от пет до 16 въглеродни атома, при нормални течни условия. Тези, чиито молекули съдържат 17 или повече атома от този химичен елемент, са твърди вещества.
Алкините се топят и кипят при по-висока температура от алканите и алкените.
Разтворимостта във вода е незначителна, но малко по-висока от тази на алкените и алканите.
Разтворимостта в органични разтворители е висока.
Най-широко използваният алкин, ацетиленът, има следните физични свойства:
- няма цвят;
- без миризма;
- при нормални условия е в газообразно агрегатно състояние;
- е по-малко плътно от въздуха;
- точка на кипене - минус 83,6 градуса по Целзий;
Химически свойства на алкините
В тези вещества атомите са свързани с тройна връзка, което обяснява основните им свойства. Алкините влизат в реакции от този тип:
- хидрогениране;
- хидрохалогениране;
- халогениране;
- хидратация;
- изгаряне.
Нека ги разгледаме един по един.
Хидрогениране
Химичните свойства на алкините им позволяват да влизат в реакции от този тип. Това е вид химично взаимодействие, при което молекула на вещество прикрепя допълнителни водородни атоми към себе си. Ето пример за такава химическа реакция в случая на пропин:
2H2 + C3H4=C3N8
Тази реакция протича в две стъпки. На първата молекула на пропина прикрепя два водородни атома, а на втората - същото число.
халогениране
Това е друга реакция, която е част от химичните свойства на алкините. В резултат на това молекула на ацетиленов въглеводород свързва халогенни атоми. Последните включват елементи като хлор, бром, йод и др.
Ето пример за такава реакция в случая на етин:
С2Н2 + 2СІ2=С2 N2SI4
Същият процес е възможен и с други ацетиленови въглеводороди.
Хидрохалогениране
Това също е една от основните реакции, които влизат в химичните свойства на алкините. То се крие във факта, че веществото взаимодейства с такива съединения като HCI, HI, HBr и др. Това химично взаимодействие протича на два етапа. Нека разгледаме този тип реакция, използвайки етин като пример:
С2Н2 + NSI=С2Н 3СІ
С2Н2СІ + NSI=С2Н 4SI2
Хидратация
Това е химическа реакция, която включва взаимодействие с вода. То също се провежда на два етапа. Нека го разгледаме с етин като пример:
H2O + C2H2=C 2 H3OH
Веществото, което се образува след първия етапреакцията се нарича винил алкохол.
Поради факта, че според правилото на Елтеков функционалната група OH не може да бъде разположена до двойната връзка, възниква пренареждане на атомите, в резултат на което се образува ацеталдехид от винилов алкохол.
Процесът на хидратация на алкините се нарича още реакция на Кучеров.
Изгаряне
Това е процесът на взаимодействие на алкини с кислород при висока температура. Помислете за изгарянето на вещества от тази група, като използвате ацетилен като пример:
2C2N2 +2O2=2N2 O + 3C + CO2
При излишък от кислород, ацетиленът и други алкини изгарят без образуване на въглерод. В този случай се отделят само въглероден оксид и вода. Ето уравнението за такава реакция, като се използва пропин като пример:
4O2 + C3N4=2N2O + 3CO2
Изгарянето на други ацетиленови въглеводороди също протича по подобен начин. Резултатът е вода и въглероден диоксид.
Други реакции
Също така, ацетилените са в състояние да реагират със соли на метали като сребро, мед, калций. В този случай водородът се заменя с метални атоми. Помислете за този тип реакция, като използвате примера на ацетилен и сребърен нитрат:
С2Н2 + 2AgNO3=Ag2C2 + 2NH4NO3 + 2H2O
Друг интересен процес, включващ алкини, е реакцията на Зелински. Това е образуването на бензол от ацетилен, когато се нагрява до 600 градуса по Целзий.в присъствието на активен въглен. Уравнението за тази реакция може да бъде изразено по следния начин:
3S2N2=S6N6
Възможна е и полимеризация на алкини - процесът на комбиниране на няколко молекули от вещество в един полимер.
Получаване
Алкините, реакциите, с които обсъдихме по-горе, се получават в лабораторията по няколко метода.
Първата е дехидрохалогенирането. Уравнението на реакцията изглежда така:
C2H4Br2 + 2KON=С2 N2 + 2N2O + 2KBr
За извършване на такъв процес е необходимо реагентите да се нагреят, както и да се добави етанол като катализатор.
Възможно е също така да се получат алкини от неорганични съединения. Ето един пример:
CaC2 + H2O=C2H 2 + 2Ca(OH)2
Следващият метод за получаване на алкини е дехидрогенирането. Ето пример за такава реакция:
2CH4=3H2 + C2H2
Този тип реакция може да произведе не само етин, но и други ацетиленови въглеводороди.
Използване на алкини
Най-простият алкин, етинът, е най-широко използваният в индустрията. Той се използва широко в химическата промишленост.
- Необходими са ацетилен и други алкини, за да ги превърнат в други органични съединения като кетони, алдехиди, разтворители идруги
- Възможно е също така да се получат вещества от алкини, които се използват в производството на каучук, поливинилхлорид и др.
- Ацетон може да се получи от пропин в резултат на реакцията на Кучеров.
- В допълнение, ацетиленът се използва в производството на химикали като оцетна киселина, ароматни въглеводороди, етилов алкохол.
- Ацетиленът също се използва като гориво с много висока топлина на горене.
- Също така, реакцията на горене на етина се използва за заваряване на метали.
- В допълнение, технически въглерод може да се получи с помощта на ацетилен.
- Също това, това вещество се използва в самостоятелни тела.
- Ацетиленът и редица други въглеводороди от тази група се използват като ракетно гориво поради високата им топлина на горене.
Това прекратява използването на алкини.
Заключение
Като финална част, ето кратка таблица за свойствата на ацетиленовите въглеводороди и тяхното производство.
| Име на реакцията | Обяснения | Примерно уравнение |
| халогениране | Реакция на добавяне на халогенни атоми (бром, йод, хлор и др.) от ацетиленова въглеводородна молекула | C4H6 + 2I2=С4 N6I2 |
| Хидрогениране | Реакцията на добавяне на водородни атоми от алкинова молекула. Проявява се на два етапа. |
C3H4 +N2=S3N6 C3H6 + H2=C3N8 |
| Хидрохалогениране | Реакция на добавяне на хидрохалогени (HI, HCI, HBr) от ацетиленова въглеводородна молекула. Проявява се на два етапа. |
C2H2 + HI=C2H3I C2H3I + HI=C2H 4 I2 |
| Хидратация | Реакция, базирана на взаимодействие с вода. Проявява се на два етапа. |
C2N2 + H2O=C 2 H3OH C2H3OH=CH3-CHO |
| Пълно окисление (изгаряне) | Взаимодействие на ацетиленов въглеводород с кислород при повишена температура. Резултатът е въглероден оксид и вода. |
2C2H5 + 5O2=2H2 O + 4CO2 2C2N2 + 2O2=N2 O + CO2 + 3C |
| Реакции с метални соли | Състои се във факта, че металните атоми заместват водородните атоми в молекулите на ацетиленовите въглеводороди. | С2Н2 + AgNO3=C2Ag2 + 2NH4NO3 + 2H2O |
Алкините могат да бъдат получени в лабораторията по три начина:
- от неорганични съединения;
- чрез дехидрогениране на органична материя;
- начиндехидрохалогениране на органични вещества.
И така, ние разгледахме всички физични и химични характеристики на алкините, методите за тяхното производство, приложенията в индустрията.
