Az alkánok, alkének, alkinok szerves vegyi anyagok. Mindegyik olyan kémiai elemekből épül fel, mint a szén és a hidrogén. Az alkánok, alkének, alkinok olyan kémiai vegyületek, amelyek a szénhidrogének csoportjába tartoznak.
Ebben a cikkben az alkinekkel fogunk foglalkozni.
Mi ez?
Ezeket az anyagokat acetilén szénhidrogéneknek is nevezik. Az alkinek szerkezete biztosítja a szén- és hidrogénatomok molekuláiban való jelenlétét. Az acetilénes szénhidrogének általános képlete: C H2n-2. A legegyszerűbb egyszerű alkin az etin (acetilén). A következő kémiai képlete van: С2Н2. Az alkinek közé tartozik a C3H4 képletû propin is. Ezen kívül butin (C4H6), pentin (C5 H8), hexin (C6H10), heptin (C 7Н 12), oktin (С8Н14), nincs (С9 Н16), Decin (С10Н18), stb. Minden típusú az alkinek hasonló tulajdonságokkal rendelkeznek. Nézzük meg őket közelebbről.
Alkinek fizikai tulajdonságai
Fizikai jellemzőiket tekintve acetiléna szénhidrogének az alkénekhez hasonlítanak.
Normál körülmények között az alkinek, amelyek molekulái 2-4 szénatomot tartalmaznak, gáz halmazállapotú aggregációt mutatnak. Azok, amelyek molekulái 5-16 szénatomot tartalmaznak, normál folyadékkörülmények között. Azok, amelyek molekulái 17 vagy több atomot tartalmaznak ebből a kémiai elemből, szilárd anyagok.
Az alkinek megolvadnak és magasabb hőmérsékleten forrnak, mint az alkánok és alkének.
A vízben való oldhatóság elhanyagolható, de valamivel nagyobb, mint az alkének és alkánok.
Az oldhatóság szerves oldószerekben magas.
A legszélesebb körben használt alkin, az acetilén a következő fizikai tulajdonságokkal rendelkezik:
- nincs színe;
- nincs szaga;
- normál körülmények között gáz halmazállapotú aggregált állapotban van;
- kevésbé sűrű, mint a levegő;
- forráspont - mínusz 83,6 Celsius-fok;
Alkinek kémiai tulajdonságai
Ezekben az anyagokban az atomok hármas kötéssel kapcsolódnak egymáshoz, ami megmagyarázza fő tulajdonságaikat. Az alkinek ilyen típusú reakciókba lépnek:
- hidrogénezés;
- hidrohalogénezés;
- halogénezés;
- hidratálás;
- égés.
Nézzük meg őket egyenként.
Hidrogénezés
Az alkinek kémiai tulajdonságai lehetővé teszik számukra, hogy ilyen típusú reakciókba lépjenek. Ez egyfajta kémiai kölcsönhatás, amelyben egy anyag molekulája további hidrogénatomokat kapcsol magához. Íme egy példa egy ilyen kémiai reakcióra propin esetében:
2H2 + C3H4=C3N8
Ez a reakció két lépésben megy végbe. Az első propilén molekulához két hidrogénatom kapcsolódik, a másodikhoz pedig ugyanannyi.
Halogénezés
Ez egy másik reakció, amely az alkinek kémiai tulajdonságaihoz tartozik. Ennek eredményeként egy acetilén szénhidrogén molekula halogénatomokat köt hozzá. Ez utóbbiak olyan elemeket tartalmaznak, mint a klór, bróm, jód stb.
Íme egy példa egy ilyen reakcióra az etin esetében:
С2Н2 + 2СІ2=С2 N2SI4
Ugyanez az eljárás más acetilénes szénhidrogénekkel is lehetséges.
Hidrohalogénezés
Ez is az egyik fő reakció, amely befolyásolja az alkinek kémiai tulajdonságait. Ez abban rejlik, hogy az anyag kölcsönhatásba lép olyan vegyületekkel, mint a HCI, HI, HBr stb. Ez a kémiai kölcsönhatás két szakaszban megy végbe. Nézzük meg ezt a típusú reakciót etinnel példaként:
С2Н2 + NSI=С2Н 3СІ
С2Н2СІ + NSI=С2Н 4SI2
Hidratálás
Ez egy kémiai reakció, amely vízzel való kölcsönhatást foglal magában. Ez is két szakaszban zajlik. Nézzük meg az etinnel példaként:
H2O + C2H2=C 2 H3OH
Az első szakasz után képződő anyaga reakciót vinil-alkoholnak nevezik.
Mivel az Eltekov-szabály szerint az OH funkciós csoport nem helyezkedhet el a kettős kötés mellett, atomok átrendeződése következik be, aminek következtében a vinil-alkoholból acetaldehid keletkezik.
Az alkinok hidratálási folyamatát Kucserov-reakciónak is nevezik.
Égés
Ez az alkinok és az oxigén kölcsönhatásának folyamata magas hőmérsékleten. Tekintsük az ebbe a csoportba tartozó anyagok égését példaként acetilén felhasználásával:
2C2N2 +2O2=2N2 O + 3C + CO2
Oxigénfeleslegben az acetilén és más alkinek szénképződés nélkül égnek el. Ebben az esetben csak szén-oxid és víz szabadul fel. Íme az egyenlet egy ilyen reakcióhoz, példaként propint használva:
4O2 + C3N4=2N2O + 3CO2
Más acetilénes szénhidrogének elégetése is hasonló módon megy végbe. Az eredmény víz és szén-dioxid.
Egyéb reakciók
Az acetilének emellett képesek reakcióba lépni olyan fémek sóival is, mint az ezüst, réz, kalcium. Ebben az esetben a hidrogént fématomok helyettesítik. Tekintsük ezt a típusú reakciót acetilén és ezüst-nitrát példájával:
С2Н2 + 2AgNO3=Ag2C2 + 2NH4NO3 + 2H2O
Egy másik érdekes folyamat, amelyben alkinok vesznek részt, a Zelinsky-reakció. Ez a benzol képződése az acetilénből, amikor azt 600 Celsius-fokra hevítik.aktív szén jelenlétében. Ennek a reakciónak az egyenlete a következőképpen fejezhető ki:
3S2N2=S6N6
Alkin polimerizáció is lehetséges – az a folyamat, amikor egy anyag több molekuláját egyetlen polimerré egyesítik.
Fogadás
Az alkinek, a fentebb tárgy alt reakciók, laboratóriumban többféle módszerrel is előállíthatók.
Az első a dehidrohalogénezés. A reakcióegyenlet így néz ki:
C2H4Br2 + 2KON=С2 N2 + 2N2O + 2KBr
Egy ilyen folyamat végrehajtásához a reagenseket fel kell melegíteni, és katalizátorként etanolt kell hozzáadni.
Alkinek kinyerhetők szervetlen vegyületekből is. Íme egy példa:
CaC2 + H2O=C2H 2 + 2Ca(OH)2
A következő módszer az alkinek előállítására a dehidrogénezés. Íme egy példa egy ilyen reakcióra:
2CH4=3H2 + C2H2
Ez a fajta reakció nem csak etint, hanem más acetilén szénhidrogéneket is termelhet.
Alkinok használata
A legegyszerűbb alkin, az etin a legszélesebb körben használt iparban. Széles körben használják a vegyiparban.
- Acetilénre és más alkinekre van szükség ahhoz, hogy más szerves vegyületekké, például ketonokká, aldehidekké, oldószerekké ésmások
- A gumik, polivinil-klorid stb. gyártásában használt alkinekből is lehet anyagokat nyerni.
- Az aceton a propilénből Kucserov reakciója eredményeként nyerhető.
- Ezenkívül az acetilént vegyi anyagok, például ecetsav, aromás szénhidrogének, etil-alkohol előállításához használják.
- Az acetilént nagyon magas égéshővel rendelkező tüzelőanyagként is használják.
- Az etin égési reakcióját fémek hegesztésére is használják.
- Ezenkívül műszaki szén is előállítható acetilénből.
- Ezt az anyagot önálló lámpatestekben is használják.
- Az acetilént és számos más ebbe a csoportba tartozó szénhidrogént magas égéshőjük miatt rakéta-üzemanyagként használják.
Ez véget vet az alkinek használatának.
Következtetés
Utolsó részként álljon itt egy rövid táblázat az acetilénes szénhidrogének tulajdonságairól és előállításukról.
| Reakció neve | Magyarázatok | Példaegyenlet |
| Halogénezés | Halogénatomok (bróm, jód, klór stb.) addíciós reakciója acetilén szénhidrogén molekulával | C4H6 + 2I2=С4 N6I2 |
| Hidrogénezés | Hidrogénatomok hozzáadásának reakciója egy alkinmolekulával. Két szakaszban történik. |
C3H4 +N2=S3N6 C3H6 + H2=C3N8 |
| Hidrohalogénezés | Hidrohalogének (HI, HCI, HBr) hozzáadásának reakciója acetilén szénhidrogén molekulával. Két szakaszban történik. |
C2H2 + HI=C2H3I C2H3I + HI=C2H 4 I2 |
| Hidratálás | Vízzel való kölcsönhatáson alapuló reakció. Két szakaszban történik. |
C2N2 + H2O=C 2 H3OH C2H3OH=CH3-CHO |
| Teljes oxidáció (égés) | Acetilén szénhidrogén kölcsönhatása oxigénnel megemelt hőmérsékleten. Az eredmény szén-oxid és víz. |
2C2H5 + 5O2=2H2 O + 4CO2 2C2N2 + 2O2=N2 O + CO2 + 3C |
| Reakciók fémsókkal | Abból a tényből áll, hogy az acetilén-szénhidrogének molekuláiban fématomok helyettesítik a hidrogénatomokat. | С2Н2 + AgNO3=C2Ag2 + 2NH4NO3 + 2H2O |
Az alkinokat háromféleképpen lehet beszerezni a laboratóriumban:
- szervetlen vegyületekből;
- szerves anyagok dehidrogénezésével;
- útonszerves anyagok dehidrohalogénezése.
Tehát figyelembe vettük az alkinek összes fizikai és kémiai jellemzőjét, gyártási módszereiket, ipari alkalmazásukat.
