Alcanii, alchenele, alchinele sunt substanțe chimice organice. Toate sunt construite din elemente chimice precum carbonul și hidrogenul. Alcanii, alchenele, alchinele sunt compuși chimici care aparțin grupului de hidrocarburi.
În acest articol ne vom uita la alchine.
Ce este asta?
Aceste substanțe se mai numesc și hidrocarburi acetilenice. Structura alchinelor asigură prezența atomilor de carbon și hidrogen în moleculele lor. Formula generală pentru hidrocarburile acetilenice este: C H2n-2. Cea mai simplă alchina simplă este etina (acetilena). Are următoarea formulă chimică - С2Н2. Alchinele includ, de asemenea, propina cu formula C3H4. În plus, butină (C4H6), pentină (C5 H8), hexină (C6H10), heptina (C 7Н 12), octină (С8Н14), nonine (С9 Н16), Decin (С10Н18), etc. Toate tipurile de alchinele au caracteristici similare. Să le aruncăm o privire mai atentă.
Proprietățile fizice ale alchinelor
În ceea ce privește caracteristicile lor fizice, acetilenahidrocarburile seamănă cu alchenele.
În condiții normale, alchinele, ale căror molecule conțin de la doi până la patru atomi de carbon, au o stare gazoasă de agregare. Cei în ale căror molecule se află de la cinci până la 16 atomi de carbon, în condiții normale de lichid. Cei ale căror molecule conțin 17 sau mai mulți atomi ai acestui element chimic sunt solide.
Alchinele se topesc și se fierb la o temperatură mai mare decât alcanele și alchenele.
Solubilitatea în apă este neglijabilă, dar ușor mai mare decât cea a alchenelor și alcanilor.
Solubilitatea în solvenți organici este mare.
Cea mai utilizată alchina, acetilena, are următoarele proprietăți fizice:
- nu are culoare;
- fără miros;
- în condiții normale este într-o stare agregată gazoasă;
- este mai puțin dens decât aerul;
- punct de fierbere - minus 83,6 grade Celsius;
Proprietăți chimice ale alchinelor
În aceste substanțe, atomii sunt legați printr-o legătură triplă, ceea ce explică principalele lor proprietăți. Alchinele intră în reacții de acest tip:
- hidrogenare;
- hidrohalogenare;
- halogenare;
- hidratare;
- ardere.
Să le privim unul câte unul.
Hidrogenare
Proprietățile chimice ale alchinelor le permit să intre în reacții de acest tip. Acesta este un tip de interacțiune chimică în care o moleculă a unei substanțe atașează atomi de hidrogen suplimentari. Iată un exemplu de astfel de reacție chimică în cazul propinei:
2H2 + C3H4=C3N8
Această reacție are loc în doi pași. Pe prima moleculă de propină se leagă doi atomi de hidrogen, iar pe a doua - același număr.
Halogenare
Aceasta este o altă reacție care face parte din proprietățile chimice ale alchinelor. Ca rezultat, o moleculă de hidrocarbură acetilenică leagă atomii de halogen. Acestea din urmă includ elemente precum clor, brom, iod etc.
Iată un exemplu de astfel de reacție în cazul etinei:
С2Н2 + 2СІ2=С2 N2SI4
Același proces este posibil cu alte hidrocarburi acetilenice.
Hidrohalogenare
Aceasta este, de asemenea, una dintre principalele reacții care intră în proprietățile chimice ale alchinelor. Constă în faptul că substanța interacționează cu compuși precum HCI, HI, HBr etc. Această interacțiune chimică are loc în două etape. Să ne uităm la acest tip de reacție folosind etina ca exemplu:
С2Н2 + NSI=С2Н 3СІ
С2Н2СІ + NSI=С2Н 4SI2
Hidratare
Aceasta este o reacție chimică care implică interacțiunea cu apa. De asemenea, are loc în două etape. Să ne uităm la asta cu etin ca exemplu:
H2O + C2H2=C 2 H3OH
Substanța care se formează după prima etapăreacția se numește alcool vinilic.
Datorită faptului că, conform regulii Eltekov, grupa funcțională OH nu poate fi situată lângă legătura dublă, are loc o rearanjare a atomilor, în urma căreia se formează acetaldehida din alcoolul vinilic.
Procesul de hidratare a alchinelor se mai numește și reacția Kucherov.
Combustie
Acesta este procesul de interacțiune a alchinelor cu oxigenul la temperatură ridicată. Luați în considerare arderea substanțelor din acest grup folosind acetilena ca exemplu:
2C2N2 +2O2=2N2 O + 3C + CO2
Cu un exces de oxigen, acetilena și alte alchine ard fără a se forma carbon. În acest caz, se eliberează doar oxid de carbon și apă. Iată ecuația pentru o astfel de reacție folosind propina ca exemplu:
4O2 + C3N4=2N2O + 3CO2
Arderea altor hidrocarburi acetilenice are loc, de asemenea, într-un mod similar. Rezultatul este apă și dioxid de carbon.
Alte reacții
De asemenea, acetilenele sunt capabile să reacționeze cu sărurile metalelor precum argintul, cuprul, calciul. În acest caz, hidrogenul este înlocuit cu atomi de metal. Luați în considerare acest tip de reacție folosind exemplul de acetilenă și nitrat de argint:
С2Н2 + 2AgNO3=Ag2C2 + 2NH4NO3 + 2H2O
Un alt proces interesant care implică alchinele este reacția Zelinsky. Aceasta este formarea benzenului din acetilenă atunci când este încălzit la 600 de grade Celsius.în prezența cărbunelui activ. Ecuația acestei reacții poate fi exprimată după cum urmează:
3S2N2=S6N6
Polimerizarea cu alchine este de asemenea posibilă - procesul de combinare a mai multor molecule ale unei substanțe într-un singur polimer.
Primire
Alchinele, reacțiile cu care am discutat mai sus, se obțin în laborator prin mai multe metode.
Prima este dehidrohalogenarea. Ecuația reacției arată astfel:
C2H4Br2 + 2KON=С2 N2 + 2N2O + 2KBr
Pentru a efectua un astfel de proces, este necesar să încălziți reactivii, precum și să adăugați etanol ca catalizator.
De asemenea, este posibil să se obțină alchine din compuși anorganici. Iată un exemplu:
CaC2 + H2O=C2H 2 + 2Ca(OH)2
Următoarea metodă de obținere a alchinelor este dehidrogenarea. Iată un exemplu de astfel de reacție:
2CH4=3H2 + C2H2
Acest tip de reacție poate produce nu numai etină, ci și alte hidrocarburi de acetilenă.
Utilizarea alchinelor
Cea mai simplă alchina, etina, este cea mai utilizată în industrie. Este utilizat pe scară largă în industria chimică.
- Aveți nevoie de acetilenă și alte alchine pentru a le transforma în alți compuși organici, cum ar fi cetone, aldehide, solvenți și altele
- De asemenea, este posibil să se obțină substanțe din alchine care sunt utilizate în producția de cauciucuri, clorură de polivinil etc.
- Acetona poate fi obținută din propină ca rezultat al reacției lui Kucherov.
- În plus, acetilena este utilizată în producția de substanțe chimice precum acid acetic, hidrocarburi aromatice, alcool etilic.
- Acetilena este, de asemenea, folosită ca combustibil cu o căldură de ardere foarte mare.
- De asemenea, reacția de ardere a etinei este folosită pentru sudarea metalelor.
- În plus, carbonul tehnic poate fi obținut folosind acetilena.
- De asemenea, această substanță este folosită în corpuri de iluminat autonome.
- Acetilena și o serie de alte hidrocarburi din acest grup sunt folosite ca combustibil pentru rachete datorită căldurii lor mari de ardere.
Acest lucru pune capăt utilizării alchinelor.
Concluzie
Ca o parte finală, iată un scurt tabel despre proprietățile hidrocarburilor acetilenice și producția lor.
| Numele reacției | Explicații | Exemplu de ecuație |
| Halogenare | Reacția de adăugare a atomilor de halogen (brom, iod, clor etc.) de către o moleculă de hidrocarbură acetilenică | C4H6 + 2I2=С4 N6I2 |
| Hidrogenare | Reacția de adăugare a atomilor de hidrogen de către o moleculă de alchină. Are loc în două etape. |
C3H4 +N2=S3N6 C3H6 + H2=C3N8 |
| Hidrohalogenare | Reacția de adăugare a hidrohalogenilor (HI, HCI, HBr) de către o moleculă de hidrocarbură acetilenică. Are loc în două etape. |
C2H2 + HI=C2H3I C2H3I + HI=C2H 4 I2 |
| Hidratare | Reacție bazată pe interacțiunea cu apa. Are loc în două etape. |
C2N2 + H2O=C 2 H3OH C2H3OH=CH3-CHO |
| Oxidare completă (combustie) | Interacțiunea hidrocarburii acetilenei cu oxigenul la temperatură ridicată. Rezultatul este oxid de carbon și apă. |
2C2H5 + 5O2=2H2 O + 4CO2 2C2N2 + 2O2=N2 O + CO2 + 3C |
| Reacții cu sărurile metalice | Constă în faptul că atomii de metal înlocuiesc atomii de hidrogen în moleculele de hidrocarburi de acetilenă. | С2Н2 + AgNO3=C2Ag2 + 2NH4NO3 + 2H2O |
Alchinele pot fi obținute în laborator în trei moduri:
- din compuși anorganici;
- prin dehidrogenarea materiei organice;
- moddehidrohalogenarea substanțelor organice.
Deci am luat în considerare toate caracteristicile fizice și chimice ale alchinelor, metodele de producere a acestora, aplicațiile în industrie.
