השכלה:, מדע
תכונות כימיות של אלקינים. מבנה, ייצור, יישום
Alkanes, alkenes, alkynes הם כימיקלים אורגניים. כולן בנויות מרכיבים כימיים כגון פחמן ומימן. אלקנים, אלקנים, אלקינים הם תרכובות כימיות השייכות לקבוצה של פחמימנים.
במאמר זה נתבונן alkynes.
מה זה?
חומרים אלה נקראים גם פחמימנים אצטילניים. המבנה של אלקינים מספק נוכחות של אטומי פחמן ומימן במולקולות שלהם. הנוסחה הכללית של פחמימנים אצטילן הוא: C n H 2n-2 . הפשוטה ביותר alkyne הוא ethyne (אצטילן). יש לו נוסחה כימית זו - C 2 H 2 . כמו כן, alkynes לכלול propyne עם הנוסחה C 3 H 4 . כמו כן, יש להקפיד (C 4 H 6 ), pentine (C 5 H 8 ), hexine (C 6 H 10 ), heptin (C 7 H 12 ), אוקטין (C 8 H 14 ), nonine ( C 9 H 16 ), decin (C 10 H 18 ), וכו 'כל סוגי alkynes יש מאפיינים דומים. בואו נתבונן בהם בפירוט רב יותר.
תכונות פיסיקליות של אלקינים
על פי המאפיינים הפיזיים שלהם, פחמימנים אצטילנים דומים לאלקנים.
בתנאים רגילים, alkynes, אשר מולקולות להכיל 2-4 אטומי פחמן, יש מצב מצרפי גזי. אלה שבמולקולות שלהם יש בין 5 ל 16 אטומי פחמן, בתנאים נוזל נורמלי. אלה אשר מולקולות שלהם מכילים 17 או יותר אטומים של יסוד כימי זה מוצקים.
Alkines להמיס ומרתיחים בטמפרטורה גבוהה יותר מאשר alkanes ו alkenes.
המסיסות במים היא חסרת משמעות, אך מעט גבוהה יותר מזו של אלקנים ואלקנים.
מסיסות ממיסים אורגניים היא גבוהה.
האלקיין הנפוץ ביותר - אצטילן - יש תכונות פיזיות כאלה:
- אין צבע;
- אין לו ריח;
- בתנאים רגילים הוא במצב מצרפי גזי;
- יש צפיפות נמוכה יותר מאשר באוויר;
- נקודת הרתיחה היא מינוס 83.6 מעלות צלזיוס;
תכונות כימיות של אלקינים
בחומרים אלה, אטומים מחוברים על ידי קשר משולש, המסביר את התכונות הבסיסיות שלהם. Alkines להיכנס לתגובות מסוג זה:
- הידרוגנציה;
- Hydrohalogenation;
- הלוגנציה;
- הידראציה;
- שריפה.
בוא נראה אותם בסדר.
הידרוגנציה
התכונות הכימיות של alkynes לאפשר להם להיכנס לתגובות מסוג זה. זהו סוג של אינטראקציה כימית, שבה מולקולה של חומר מייחסת אטומים נוספים של מימן לעצמה. הנה דוגמה לתגובה כימית כזו במקרה של propene:
2H 2 + C 3 H 4 = C 3 H 8
תגובה זו מתרחשת בשני שלבים. על המולקולה הראשונה של propene מוסיף שני אטומי מימן והשני - כמו הרבה.
הלוגנציה
זוהי תגובה נוספת כי הוא חלק מן התכונות הכימיות של alkynes. כתוצאה מכך, המולקולה של פחמימנים אצטילן מצרף את האטומים הלוגן. אלה כוללים אלמנטים כגון כלור, ברום, יוד וכו '.
הנה דוגמה לתגובה כזו במקרה של אתין:
C 2 H 2 + 2 CI 2 = C 2 H 2 CI 4
תהליך זה אפשרי עם פחמימנים אצטילניים אחרים.
הידרוגלוגן
זוהי גם אחת מהתגובות העיקריות, המהווה חלק מהמאפיינים הכימיים של אלקינים. זה מורכב בעובדה כי החומר אינטראקציה עם תרכובות כגון HCl, HI, HBR, וכו 'זה אינטראקציה כימית מתרחשת בשני שלבים. הבה נבחן תגובה מסוג זה בדוגמה של ethyne:
C 2 H 2 + HCI = C 2 H 3 CI
С 2 Н 2 СІ + НСІ = С 2 Н 4 СІ 2
הידראציה
זוהי תגובה כימית, אשר מורכב אינטראקציה עם מים. זה קורה גם בשני שלבים. בואו נסתכל על זה עם דוגמה של ethyn:
H 2 O + C 2 H 2 = C 2 H 3 OH
החומר שנוצר לאחר השלב הראשון של התגובה נקרא אלכוהול ויניל.
בקשר עם העובדה כי על פי של אלטקוב שלטון הקבוצה תפקודית OH לא יכול להיות ממוקם ליד הקשר הכפול, יש סידור מחדש של האטומים, וכתוצאה מכך acetaldehyde נוצרת אלכוהול ויניל.
תהליך של הידרציה של alkynes נקרא גם התגובה של Kucherov.
שריפה
זהו תהליך של אינטראקציה של alkynes עם חמצן בטמפרטורה גבוהה. הבה נבחן את שריפת החומרים של קבוצה זו עם הדוגמה של אצטילן:
2C 2 H 2 + 2 O 2 = 2H 2 O + 3C + CO 2
עם עודף של חמצן, אצטילן ו alkynes אחרים לשרוף ללא היווצרות של פחמן. רק פחמן חד חמצני ומים משוחררים. הנה המשוואה של תגובה כזו עם propene כדוגמה:
4O 2 + C 3 H 4 = 2H 2 O + 3 CO 2
שרפה של פחמימנים אצטילן אחרים מתרחשת גם באופן דומה. כתוצאה מכך, מים ופחמן דו חמצני משתחררים.
תגובות אחרות
גם אצטילנים מסוגלים להגיב עם מלחים של מתכות כגון כסף, נחושת, סידן. במקביל, אטומי מימן מוחלפים באטומי מתכת. שקול סוג זה של תגובה בדוגמה עם אצטילן וכסף חנקתי:
C 2 H 2 + 2 אגנו 3 = Ag 2 C 2 + 2 NH 4 NO 3 + 2H 2 O
תהליך מעניין נוסף של אלקינים הוא תגובתו של זלינסקי. זהו היווצרות של בנזין מאצטילן כאשר הוא מחומם ל 600 מעלות צלזיוס בנוכחות פחמן מופעל. המשוואה של תגובה זו יכולה להתבטא כך:
3 C 2 H 2 = C 6 H 6
זה גם אפשרי פילמור של alkynes - תהליך של שילוב של כמה מולקולות של חומר לתוך פולימר אחד.
מקבל
אלקיין, התגובות שעליהן עמדנו לעיל, מתקבלות במעבדה בכמה שיטות.
הראשון הוא dehydrohalogenation. משוואת התגובה נראית כך:
C 2 H 4 בר 2 + 2 KOH = C 2 H 2 + 2 H 2 O + 2KBr
כדי לבצע תהליך כזה, יש צורך לחמם את ריאגנטים, וגם כדי להוסיף אתנול כזרז.
ניתן גם להשיג אלקינים מתרכובות אנאורגניות. הנה דוגמה:
CaC 2 + H 2 O = C 2 H 2 + 2 Ca (OH) 2
השיטה הבאה של קבלת alkynes הוא dehydrogenation. הנה דוגמה לתגובה כזו:
2CH 4 = 3H 2 + C2H 2
בעזרת סוג זה של תגובה ניתן להשיג לא רק אתית, אלא גם פחמימנים אחרים אצטילן.
השימוש של alkynes
הנפוץ ביותר בתעשייה היה alkyne-ethyne הפשוטה ביותר. הוא נמצא בשימוש נרחב בתעשייה הכימית.
- אתה צריך אצטילן ואלקינים אחרים כדי לקבל אותם תרכובות אורגניות אחרות , כגון קטונים, אלדהידים, ממיסים, וכו '
- גם מן alkynes ניתן להשיג חומרים המשמשים לייצור של גומי, פוליוויניל כלוריד, וכו '
- מאת propinum ניתן לקבל אצטון כתוצאה דו"ח של קוצ'רוב.
- בנוסף, אצטילן משמש להכנת כימיקלים כגון חומצה אצטית, פחמימנים ארומטיים, אלכוהול אתילי.
- עוד אצטילן משמש דלק עם חום גבוה מאוד של בעירה.
- כמו כן, התגובה בעירה של אתאן משמש לרתך מתכות.
- בנוסף, עם השימוש של אצטילן, פחמן טכני ניתן להשיג.
- כמו כן, החומר הזה משמש לומינארים עצמאיים.
- אצטילן ומספר פחמימנים אחרים של קבוצה זו משמשים דלק טילים בשל החום הגבוה של הבעירה.
זהו סוף השימוש של alkynes.
מסקנה
כחלק הסופי, אנו נותנים טבלה קצרה על המאפיינים של פחמימנים אצטילניים הייצור שלהם.
| שם התגובה | הסברים | דוגמה למשוואה |
| הלוגנציה | התגובה של הוספת אטומי הלוגן (ברום, יוד, כלור וכו ') למולקולת פחמימנים אצטילנית | C 4 H 6 + 2 I 2 = C 4 H 6 I 2 |
| הידרוגנציה | התגובה של הקובץ המצורף של אטומי alkyne לאטומי מימן. זה קורה בשני שלבים. | C 3 H 4 + H 2 = C 3 H 6 C 3 H 6 + H 2 = C 3 H 8 |
| הידרוגלוגן | התגובה של תוספת של hydrohalogen (HI, HCl, HBr) על ידי מולקולת פחמימנים אצטילן. זה קורה בשני שלבים. | C 2 H 2 + HI = C 2 H 3 I C 2 H 3 I + HI = C 2 H 4 I 2 |
| הידראציה | תגובה המבוססת על אינטראקציה עם מים. זה קורה בשני שלבים. | C 2 H 2 + H 2 O = C 2 H 3 OH C 2 H 3 OH = CH 3 -CHO |
| חימצון מלא (בעירה) | אינטראקציה של פחמימנים אצטילן עם חמצן בטמפרטורות גבוהות. כתוצאה מכך, פחמן חד חמצני ומים נוצרים. | 2C2H5 + 5O2 = 2H2O + 4CO2 2C 2 H 2 + 2 O 2 = H 2 O + CO 2 + 3 C |
| תגובות עם מלחי מתכת | המסקנה היא כי אטומי המתכת להחליף את אטומי מימן במולקולות של פחמימנים אצטילן. | C 2 H 2 + AgNO 3 = C 2 Ag 2 + 2 NH 4 NO 3 + 2H 2 O |
Alkines ניתן להשיג בתנאי מעבדה בשלוש דרכים:
- תרכובות אנאורגניות;
- על ידי dehydrogenation של חומרים אורגניים;
- שיטה של dehydrohalogenation של חומרים אורגניים.
אז בחנו את כל המאפיינים הפיזיים והכימיים של alkynes, שיטות הייצור שלהם, בתחום היישום בתעשייה.
Similar articles
Trending Now