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物理性質(zhì)
純乙炔為無(wú)色無(wú)味的易燃,、有毒氣體,。而電石制的乙炔因混有硫化氫H2S、磷化氫PH3,、砷化氫,而帶有特殊的臭味,。熔點(diǎn)(118.656kPa)-80.8℃,沸點(diǎn)-84℃,,相對(duì)密度0.6208(-82/4℃),,折射率1.00051,折光率1.0005(0℃),,閃點(diǎn)(開(kāi)杯)-17.78℃,,自燃點(diǎn)305℃。在空氣中爆炸極限2.3%-72.3%(vol),。在液態(tài)和固態(tài)下或在氣態(tài)和一定壓力下有猛烈爆炸的危險(xiǎn),,受熱、震動(dòng),、電火花等因素都可以引發(fā)爆炸,,因此不能在加壓液化后貯存或運(yùn)輸。微溶于水,,易溶于乙醇,、苯、丙酮等有機(jī)溶劑,。在15℃和1.5MPa時(shí),,乙炔在丙酮中的溶解度為237g/L,溶液是穩(wěn)定的,。因此,,工業(yè)上是在裝滿石棉等多孔物質(zhì)的鋼瓶中,使多孔物質(zhì)吸收丙酮后將乙炔壓入,,以便貯存和運(yùn)輸,。為了與其它氣體區(qū)別,乙炔鋼瓶的顏色一般為白色,橡膠氣管一般為黑色,,乙炔管道的螺紋一般為左旋螺紋(螺母上有徑向的間斷溝),。
[編輯本段]化學(xué)性質(zhì)
乙炔(acetylene)zui簡(jiǎn)單的炔烴,又稱電石氣,。分子式CH≡CH,,化學(xué)式C?H?。乙炔分子量 26.4 ,,氣體比重 0.91( Kg/m3),, 火焰溫度 3150 ℃, 熱值12800 (千卡/m3) 在氧氣中燃燒速度 7.5 ,,純乙炔在空氣中燃燒2100度左右,,在氧氣中燃燒可達(dá)3600度。
化學(xué)性質(zhì)很活潑,,能起加成,、氧化、聚合及金屬取代等反應(yīng),。
?。ǎ保┭趸磻?yīng):
a.可燃性:2C?H?+5O? → 4CO?+2H?O
現(xiàn)象:火焰明亮、帶濃煙 , 燃燒時(shí)火焰溫度很高(>3000℃),,用于氣焊和氣割,。其火焰稱為氧炔焰。
b.被KMnO4氧化:能使紫色酸性高錳酸鉀溶液褪色,。3CH≡CH + 10KMnO? + 2H?O→6CO?↑+ 10KOH + 10MnO?↓
(2)加成反應(yīng):可以跟Br?,、H?,、HX等多種物質(zhì)發(fā)生加成反應(yīng)。
如:
現(xiàn)象:溴水褪色或Br?的CCl?溶液褪色
所以可用酸性KMnO4溶液或溴水區(qū)別炔烴與烷烴,。
與H?的加成
CH≡CH+H? → CH?=CH?
與HX的加成
如:CH≡CH+HCl →CH?=CHCl 氯乙烯用于制聚氯乙烯
?。ǎ常?ldquo;聚合”反應(yīng):三個(gè)乙炔分子結(jié)合成一個(gè)苯分子:
由于乙炔與乙烯都是不飽和烴,所以化學(xué)性質(zhì)基本相似,。在適宜條件下,,三分子乙炔能聚合成一分子苯。
金屬取代反應(yīng):將乙炔通入溶有金屬鈉的液氨里有氫氣放出,。乙炔與銀氨溶液反應(yīng),,產(chǎn)生白色乙炔銀沉淀。
乙炔具有弱酸性,,將其通入硝酸銀或氯化亞銅氨水溶液,,立即生成白色乙炔銀(AgC≡CAg)和紅棕色乙炔亞銅(CuC≡CCu)沉淀,可用于乙炔的定性鑒定。這兩種金屬炔化物干燥時(shí),,受熱或受到撞擊容易發(fā)生爆炸,,如:
反應(yīng)完應(yīng)用鹽酸或硝酸處理,使之分解,,以免發(fā)生危險(xiǎn):
乙炔在使用貯運(yùn)中要避免與銅接觸,。
因?yàn)橐胰卜肿永锾細(xì)滏I是以SP-S重疊而成的。碳?xì)淅锾荚訉?duì)電子的吸引力比較大些,,使得碳?xì)渲g的電子云密度近碳的一邊大得多,,而使碳?xì)滏I產(chǎn)生極性,給出H+而表現(xiàn)出一定的酸性,。
[編輯本段]制備方法
實(shí)驗(yàn)室中常用電石跟水反應(yīng)制取乙炔,。電石中因含有少量鈣的硫化物和磷化物,致使生成的乙炔中因混有硫化氫,、磷化氫等而呈難聞的氣味,。在常溫下,電石跟水的反應(yīng)是相當(dāng)激烈的,,可用分液漏斗控制加水量以調(diào)節(jié)出氣速度,。也可以用飽和食鹽水代替水,這樣,,可以使反應(yīng)較平穩(wěn),。通常,乙炔發(fā)生裝置用燒瓶(或廣口瓶)和插有分液漏斗及直角導(dǎo)氣管的雙孔塞組成,。檢查裝置的氣密性良好后把幾塊電石放入燒瓶,,從分液漏斗滴水(或飽和食鹽水)即產(chǎn)生乙炔。如果把電石跟水的反應(yīng)式寫(xiě)成:
CaC2+H2O→C2H2↑+CaO
是錯(cuò)誤的,。因?yàn)樵谟兴嬖诘那闆r下,,CaO不可能是鈣的zui終產(chǎn)物,而Ca(OH)2(CaO水化)是zui終產(chǎn)物才是合理的,。正確的化學(xué)式應(yīng)是:
CaC2+2H2O→C2H2↑+Ca(OH)2
為了得到較純凈的乙炔,,可以把從發(fā)生器出來(lái)的氣體先經(jīng)CuSO4溶液洗氣再收集。乙炔只微溶于水,,應(yīng)排水收集,。用電石跟水反應(yīng)制乙炔不應(yīng)使用啟普發(fā)生器,塊狀電石和水在常溫下即能發(fā)生反應(yīng),,表面上似乎符合啟普發(fā)生器的使用條件,,但當(dāng)關(guān)閉啟普發(fā)生器的活塞時(shí),乙炔氣雖能把水壓入球形漏斗以使電石跟水脫離接觸,,但集存在球體內(nèi)的大量水蒸氣(電石跟水反應(yīng)放熱)卻仍在緩緩繼續(xù)跟電石發(fā)生反應(yīng),,就是說(shuō),,關(guān)閉活塞后,乙炔不能*停止發(fā)生,。這樣,,乙炔將緩緩從球形漏斗的上口間斷逸出。平時(shí),,我們總能聞到電石有難聞的氣味,,就是因?yàn)殡娛諝饫锏乃魵夥磻?yīng)的結(jié)果。如果小量制取乙炔時(shí),,也可以用試管配單孔塞作反應(yīng)容器,,但應(yīng)在試管口內(nèi)松松塞一團(tuán)棉花,以阻止泡沫進(jìn)入導(dǎo)氣管,。
乙炔在高溫下分解為碳和氫,,由此可制備乙炔炭黑。一定條件下乙炔聚合生成苯,,甲苯,,二甲苯,,萘,,蒽,,苯乙烯,茚等芳烴,。通過(guò)取代反應(yīng)和加成反應(yīng),,可生成一系列極有價(jià)值的產(chǎn)品。例如乙炔二聚生成乙烯基乙炔,,進(jìn)而與氯化氫進(jìn)行加成反應(yīng)得到氯丁二烯,;乙炔直接水合制取乙醛;乙炔與氯化氫進(jìn)行加成反應(yīng)而制取氯乙烯,;乙炔與乙酸反應(yīng)制得乙酸乙烯,;乙炔與氰化氫反應(yīng)制取丙烯腈;乙炔與氨反應(yīng)生成甲基吡啶和2-甲基-5-乙基吡啶,;乙炔與甲苯反應(yīng)生成二甲笨基乙烯,進(jìn)一步催化劑裂化生成三種甲基苯乙烯的異構(gòu)體:乙炔與一分子甲醛縮合,,與二分子甲醛縮合為丁炔二醇,;乙炔與丙酮進(jìn)行加成反應(yīng)可制取甲基炔醇,進(jìn)而反應(yīng)生成異戊二烯,;乙炔和一氧化碳及其他化合物(如水,,醇,硫醇)等反應(yīng)制取丙烯酸及其衍生物,。
也可由天然氣熱裂或部分氧化制備
用途
乙炔可用以照明,、焊接及切斷金屬(氧炔焰),,也是制造乙醛、醋酸,、苯,、合成橡膠、合成纖維等的基本原料,。
乙炔燃燒時(shí)能產(chǎn)生高溫,,氧炔焰的溫度可以達(dá)到3200℃左右,用于切割和焊接金屬,。供給適量空氣,,可以安全燃燒發(fā)出亮白光,在電燈未普及或沒(méi)有電力的地方可以用做照明光源,。乙炔化學(xué)性質(zhì)活潑,,能與許多試劑發(fā)生加成反應(yīng)。在20世紀(jì)60年代前,,乙炔是有機(jī)合成的zui重要原料,,現(xiàn)仍為重要原料之一。如與氯化氫,、乙酸加成,,均可生成生產(chǎn)高聚物的原料:
乙炔在不同條件下,能發(fā)生不同的聚合作用,,分別生成乙烯基乙炔或二乙烯基乙炔,,前者與氯化氫加成可以得到制氯丁橡膠的原料2-氯-1,3-丁二烯,。乙炔在400~500℃高溫下,,可以發(fā)生環(huán)狀三聚合生成苯;以氰化鎳Ni(CN)?為催化劑,,在50℃和1.2~2MPa下,,可以生成環(huán)辛四烯。
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