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乙炔氣的相關知識

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乙炔氣的相關知識

發布日期:2018-10-01 作者: 點擊:

  為一個銷售乙炔的廠家,我們有責任,也有義務介紹乙炔的相關知識。在乙炔的使用過程中,最主要的是乙炔的性質與用途。雖然這類文章已經出現很多,但我們仍然想盡自己一份綿薄之力去做這類文章,雖然這是出于自己産品的推廣的需要,希望廣大客戶能夠理解。

  乙炔的分子是C2H2,從分子式我們可以看出,乙炔是碳氫化合物。和大多數碳氫化合物一樣,乙炔具有可燃性。在充分燃燒的情況下,它燃燒的産物是CO2和H2O.。

  乙炔的結構式是 CH≡CH,從結構式我們可以看得出,乙炔主要有 C≡C三鍵和C-H鍵,所以分析乙炔的化學性質就必須分析乙炔的 C≡C三鍵和C-H鍵。

  下面我們來分析乙炔的性質

  1.乙炔的氣味

   純淨的乙炔是無色、無臭的氣體。但用電石在一般情況下制取的乙炔,常帶有一種令人極不愉快的惡臭,這是由于在電石中含有少量硫化鈣、砷化鈣、磷化鈣等雜質的緣故。當這些雜質與水作用時,生成了帶有特殊臭味的硫化氫、砷化氫和磷化氫氣體。

   CaS+2H2O→Ca(OH)2+H2S↑

  Ca3AS2+6H2O→3Ca(OH)2+2AsH3↑

   Ca3P2+6H2O→3Ca(OH)2+2PH3↑

  将用電石制取的乙炔氣體通入盛有重鉻酸鉀的濃硫酸溶液,或氯化汞的稀鹽酸溶液,或堿溶液的洗氣瓶,都可以除去這些帶有臭味的氣體,得到較純淨的乙炔。

  2.乙炔的爆炸

   乙炔與空氣能形成爆炸性的混合物。乙炔在空氣中的爆炸極限是3%~81%(體積分數)。從乙炔的爆炸極限中可以看出,乙炔構成的爆炸混合物的組成範圍比其他烴類要大得多。乙炔不僅能與空氣形成爆炸混合物,在受到外界的壓力時也不穩定。液态乙炔受到震動時就會分解,發生爆炸,并放出大量的熱。

  CH≡CH→2C+H2 ΔH=-214.4 kJ/mol

  乙炔在燃燒時發出明亮的火焰,這是由于在燃燒時有一部分碳氫化合物裂化成細微分散的碳顆粒,這些微小的碳粒受到灼熱而發出光。所以,乙炔曾作為照明氣使用。

  3.乙炔與高錳酸鉀溶液的反應

   乙炔與乙烯一樣,都能被高錳酸鉀等氧化劑所氧化,氧化的最終産物是二氧化碳

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

  4、 加成反應

  乙炔具有 C≡C三鍵,是屬于不飽和烴類。所以它和乙烯一樣能夠和鹵素、鹵化烴、和硫酸等發生加成反應。反應機理是屬于親電加成反應。同樣是進行加成反應,和乙烯相比,乙炔比乙烯更穩定。本來乙炔具有兩個∏鍵,不飽和程度比乙烯高,應該比乙烯更活潑。但是乙炔的∏鍵卻比乙烯的∏鍵強。因為乙炔分子中,碳原子是通過sp軌道雜化的,而乙烯的碳原子是通過sp2軌道雜化而成,sp雜化軌道s的電子成分比sp2雜化軌道的s的電子成分多,使得碳碳鍵變短。乙炔的碳碳鍵長是0.120nm,而乙烯的碳碳鍵長時0.134nm。這就意味着乙炔分子中的兩個p軌道側面重疊較多。從參考資料我們可以知道,鍵的強度與電子雲的重疊程度有關。重疊程度越大,鍵的強度也越大。因此,乙炔分子中π鍵的強度要比乙烯分子中π鍵的強度大。

  5、

  1.乙炔的氣味 純淨的乙炔是無色、無臭的氣體。但用電石在一般情況下制取的乙炔,常帶有一種令人極不愉快的惡臭,這是由于在電石中含有少量硫化鈣、砷化鈣、磷化鈣等雜質的緣故。當這些雜質與水作用時,生成了帶有特殊臭味的硫化氫、砷化氫和磷化氫氣體。

   CaS+2H2O→Ca(OH)2+H2S↑Ca3AS2+6H2O→3Ca(OH)2+2AsH3↑ Ca3P2+6H2O→3Ca(OH)2+2PH3↑

  将用電石制取的乙炔氣體通入盛有重鉻酸鉀的濃硫酸溶液,或氯化汞的稀鹽酸溶液,或堿溶液的洗氣瓶,都可以除去這些帶有臭味的氣體,得到較純淨的乙炔。2.乙炔的爆炸

  

   乙炔與空氣能形成爆炸性的混合物。乙炔在空氣中的爆炸極限是3%~81%(體積分數)。從乙炔的爆炸極限中可以看出,乙炔構成的爆炸混合物的組成範圍比其他烴類要大得多。乙炔不僅能與空氣形成爆炸混合物,在受到外界的壓力時也不穩定。液态乙炔受到震動時就會分解,發生爆炸,并放出大量的熱。

  CH≡CH→2C+H2 ΔH=-214.4 kJ/mol

  乙炔在燃燒時發出明亮的火焰,這是由于在燃燒時有一部分碳氫化合物裂化成細微分散的碳顆粒,這些微小的碳粒受到灼熱而發出光。所以,乙炔曾作為照明氣使用。

  3.乙炔與高錳酸鉀溶液的反應

   乙炔與乙烯一樣,都能被高錳酸鉀等氧化劑所氧化,氧化的最終産物是二氧化碳。

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

  4.乙炔的加成反應

   乙炔在結構上的特點是具有C≡C三鍵,它跟烯烴一樣,能與鹵素、鹵化氫、H2SO4等發生加成反應,反應曆程也相似,都屬于親電加成反應。但是,乙炔與上述親電試劑的加成反應要比乙烯困難一些,反應的速率也要慢一些。例如,乙炔與溴水反應比乙烯與溴水的反應要慢。将乙烯通入溴水,很快就會使溴水褪色,這方面的實驗事實往往會使人們感到不易理解。從表面上看,乙炔分子中有兩個π鍵,而乙烯分子中隻含有一個π鍵。因此,人們常常會錯誤地認為:由于乙炔比乙烯的不飽和程度高,乙炔應該比乙烯更活潑,更容易發生加成反應。從數量上看,乙炔分子确實比乙烯分子多一個π鍵,但要從π鍵的強度來看,乙炔分子中的π鍵的強度要比乙烯分子中π鍵的強度大。因此,乙炔分子中的π鍵在發生加成反應時不易斷裂,反應速率也就顯得較慢。這樣的結果是由于乙烯分子和乙炔分子中碳原子的雜化軌道的不同而引起的。雖然在乙烯和乙炔的分子中都具有π鍵,但在乙炔分子中,碳原子是以sp雜化軌道成鍵的。由于sp雜化軌道中的s電子成分比sp2雜化軌道中的s電子成分多,使得碳碳鍵的鍵長變短(在乙烯分子中,C=C的鍵長為0.134 nm;在乙炔分子中,C≡C的鍵長為0.120 nm),這就意味着乙炔分子中的兩個p軌道側面重疊較多。我們知道,鍵的強度與電子雲重疊的程度有關。重疊程度越大,鍵的強度也越大。因此,乙炔分子中π鍵的強度要比乙烯分子中π鍵的強度大。

  5.乙炔的弱酸性

   在有機化學中,通常研究到一類物質的酸性。雖然它們并不能使酸堿指示劑變色,也不能中和堿溶液,但它們有失去H+的趨勢。乙炔和其他炔烴就是這樣一類物質。

  例如,将乙炔通入銀氨溶液或亞銅氨溶液中,會分别析出白色的乙炔銀和紅棕色的乙炔亞銅沉澱。

   在這兩個反應中,乙炔中的氫原子脫離乙炔分子而成為氫離子,氫離子與NH3結合生成NH+4。乙炔銀和乙炔亞銅都是炔化物,碳化鈣也是一種炔化物。

  乙炔之所以具有這樣的性質,一般都認為是因為乙炔分子中的碳原子是sp雜化,雜化中含有1/2 s電子和1/2 p電子。sp雜化時碳的電負性大于sp2雜化和sp3雜化。所以,與三鍵碳原子結合的氫原子比較容易脫去而顯一定的弱酸性。

 乙炔氣


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