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乙炔的相关知识

2015-10-21 点击数:1361

为一个销售乙炔的厂家,我们有责任,也有义务介绍乙炔的相关知识。在乙炔的使用过程中,最主要的是乙炔的性质与用途。虽然这类文章已经出现很多,但我们仍然想尽自己一份绵薄之力去做这类文章,虽然这是出于自己产品的推广的需要,希望广大客户能够理解。

乙炔的分子是C2H2,从分子式我们可以看出,乙炔是碳氢化合物。和大多数碳氢化合物一样,乙炔具有可燃性。在充分燃烧的情况下,它燃烧的产物是CO2和H2O.。

乙炔的结构式是 CH≡CH,从结构式我们可以看得出,乙炔主要有 C≡C三键和C-H键,所以分析乙炔的化学性质就必须分析乙炔的 C≡C三键和C-H键。

下面我们来分析乙炔的性质

1.乙炔的气味

    纯净的乙炔是无色、无臭的气体。但用电石在一般情况下制取的乙炔,常带有一种令人极不愉快的恶臭,这是由于在电石中含有少量硫化钙、砷化钙、磷化钙等杂质的缘故。当这些杂质与水作用时,生成了带有特殊臭味的硫化氢、砷化氢和磷化氢气体。
                                CaS+2H2O→Ca(OH)2+H2S↑

Ca3AS2+6H2O→3Ca(OH)2+2AsH3↑

                                Ca3P2+6H2O→3Ca(OH)2+2PH3↑
将用电石制取的乙炔气体通入盛有重铬酸钾的浓硫酸溶液,或氯化汞的稀盐酸溶液,或碱溶液的洗气瓶,都可以除去这些带有臭味的气体,得到较纯净的乙炔。

2.乙炔的爆炸

    乙炔与空气能形成爆炸性的混合物。乙炔在空气中的爆炸极限是3%~81%(体积分数)。从乙炔的爆炸极限中可以看出,乙炔构成的爆炸混合物的组成范围比其他烃类要大得多。乙炔不仅能与空气形成爆炸混合物,在受到外界的压力时也不稳定。液态乙炔受到震动时就会分解,发生爆炸,并放出大量的热。

 CH≡CH→2C+H2  ΔH=-214.4 kJ/mol

乙炔在燃烧时发出明亮的火焰,这是由于在燃烧时有一部分碳氢化合物裂化成细微分散的碳颗粒,这些微小的碳粒受到灼热而发出光。所以,乙炔曾作为照明气使用。

3.乙炔与高锰酸钾溶液的反应

    乙炔与乙烯一样,都能被高锰酸钾等氧化剂所氧化,氧化的最终产物是二氧化碳。

3CH≡CH+10KMnO4+2H2O→6CO2↑+10KOH+10MnO2↓

4、   加成反应

乙炔具有 C≡C三键,是属于不饱和烃类。所以它和乙烯一样能够和卤素、卤化烃、和硫酸等发生加成反应。反应机理是属于亲电加成反应。同样是进行加成反应,和乙烯相比,乙炔比乙烯更稳定。本来乙炔具有两个∏键,不饱和程度比乙烯高,应该比乙烯更活泼。但是乙炔的∏键却比乙烯的∏键强。因为乙炔分子中,碳原子是通过sp轨道杂化的,而乙烯的碳原子是通过sp2轨道杂化而成,sp杂化轨道s的电子成分比sp2杂化轨道的s的电子成分多,使得碳碳键变短。乙炔的碳碳键长是0.120nm,而乙烯的碳碳键长时0.134nm。这就意味着乙炔分子中的两个p轨道侧面重叠较多。从参考资料我们可以知道,键的强度与电子云的重叠程度有关。重叠程度越大,键的强度也越大。因此,乙炔分子中π键的强度要比乙烯分子中π键的强度大。

5、


1.乙炔的气味    纯净的乙炔是无色、无臭的气体。但用电石在一般情况下制取的乙炔,常带有一种令人极不愉快的恶臭,这是由于在电石中含有少量硫化钙、砷化钙、磷化钙等杂质的缘故。当这些杂质与水作用时,生成了带有特殊臭味的硫化氢、砷化氢和磷化氢气体。
                                CaS+2H2O→Ca(OH)2+H2S↑Ca3AS2+6H2O→3Ca(OH)2+2AsH3↑                                Ca3P2+6H2O→3Ca(OH)2+2PH3↑
将用电石制取的乙炔气体通入盛有重铬酸钾的浓硫酸溶液,或氯化汞的稀盐酸溶液,或碱溶液的洗气瓶,都可以除去这些带有臭味的气体,得到较纯净的乙炔。2.乙炔的爆炸
 

    乙炔与空气能形成爆炸性的混合物。乙炔在空气中的爆炸极限是3%~81%(体积分数)。从乙炔的爆炸极限中可以看出,乙炔构成的爆炸混合物的组成范围比其他烃类要大得多。乙炔不仅能与空气形成爆炸混合物,在受到外界的压力时也不稳定。液态乙炔受到震动时就会分解,发生爆炸,并放出大量的热。

 CH≡CH→2C+H2  ΔH=-214.4 kJ/mol

乙炔在燃烧时发出明亮的火焰,这是由于在燃烧时有一部分碳氢化合物裂化成细微分散的碳颗粒,这些微小的碳粒受到灼热而发出光。所以,乙炔曾作为照明气使用。

3.乙炔与高锰酸钾溶液的反应

    乙炔与乙烯一样,都能被高锰酸钾等氧化剂所氧化,氧化的最终产物是二氧化碳。

3CH≡CH+10KMnO4+2H2O→6CO2↑+10KOH+10MnO2↓

4.乙炔的加成反应

    乙炔在结构上的特点是具有C≡C三键,它跟烯烃一样,能与卤素、卤化氢、H2SO4等发生加成反应,反应历程也相似,都属于亲电加成反应。但是,乙炔与上述亲电试剂的加成反应要比乙烯困难一些,反应的速率也要慢一些。例如,乙炔与溴水反应比乙烯与溴水的反应要慢。将乙烯通入溴水,很快就会使溴水褪色,这方面的实验事实往往会使人们感到不易理解。从表面上看,乙炔分子中有两个π键,而乙烯分子中只含有一个π键。因此,人们常常会错误地认为:由于乙炔比乙烯的不饱和程度高,乙炔应该比乙烯更活泼,更容易发生加成反应。从数量上看,乙炔分子确实比乙烯分子多一个π键,但要从π键的强度来看,乙炔分子中的π键的强度要比乙烯分子中π键的强度大。因此,乙炔分子中的π键在发生加成反应时不易断裂,反应速率也就显得较慢。这样的结果是由于乙烯分子和乙炔分子中碳原子的杂化轨道的不同而引起的。虽然在乙烯和乙炔的分子中都具有π键,但在乙炔分子中,碳原子是以sp杂化轨道成键的。由于sp杂化轨道中的s电子成分比sp2杂化轨道中的s电子成分多,使得碳碳键的键长变短(在乙烯分子中,C=C的键长为0.134 nm;在乙炔分子中,C≡C的键长为0.120 nm),这就意味着乙炔分子中的两个p轨道侧面重叠较多。我们知道,键的强度与电子云重叠的程度有关。重叠程度越大,键的强度也越大。因此,乙炔分子中π键的强度要比乙烯分子中π键的强度大。

5.乙炔的弱酸性

    在有机化学中,通常研究到一类物质的酸性。虽然它们并不能使酸碱指示剂变色,也不能中和碱溶液,但它们有失去H+的趋势。乙炔和其他炔烃就是这样一类物质。

例如,将乙炔通入银氨溶液或亚铜氨溶液中,会分别析出白色的乙炔银和红棕色的乙炔亚铜沉淀。

    在这两个反应中,乙炔中的氢原子脱离乙炔分子而成为氢离子,氢离子与NH3结合生成NH+4。乙炔银和乙炔亚铜都是炔化物,碳化钙也是一种炔化物。

    乙炔之所以具有这样的性质,一般都认为是因为乙炔分子中的碳原子是sp杂化,杂化中含有1/2 s电子和1/2 p电子。sp杂化时碳的电负性大于sp2杂化和sp3杂化。所以,与三键碳原子结合的氢原子比较容易脱去而显一定的弱酸性。

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