C2h3 – химическая формула ацетилена.
Чистый ацетилен – газ, не имеющий цвета и запаха; использующийся в технологическом процессе обладает едким запахом.
Температура затвердевания = -83 C. В твердом состоянии не используется, так как взрывоопасен.
Для полного сгорания 1 объема ацетилена необходимо 2,5 объема кислорода.
Сгорание происходит по следующей химической реакции:
C2h3 + 2,5O2 = 2CO2 + h3O
Основные свойства ацетилена:
1. Хорошая растворимость в ацетоне.
В 1 л ацетона растворяется 20 л ацетилена, при этом растворимость увеличивается пропорционально давлению. Данное свойство используется при закачке ацетилена в баллоны.
2. При длительном соприкосновении с медью в присутствии влаги, образуется взрывоопасное вещество – ацетиленид меди.
3. При повышении температуры и давления, ацетилен взрывается, причиной этому является процесс полимеризации, то есть соединения молекул ацетилена с образованием таких веществ как бензол (C6p), нафталин (C10H8) и стирол (C8H8).
Этот процесс сопровождается выделением большого количества тепла, что приводит к взрыву ацетилена.
Получение ацетилена (в растворенном состоянии).
Получают двумя способами:
- Из карбида кальция путем воздействия на него водой.
- Из углеводородосодержащих газов.
Карбид кальция – вещество серого цвета в разломе, удельный вес состовляет 2,2 г/см3, получают его путем спекания негашеной извести (CaO) с углеродом при температуре 1900-2000 C.
Химическая формула процесса получения карбида кальция:
CaO + 3C = CaC2 + CO
После расплавления карбид выливают в изложницы.
После затвердевания производится дробление карбида на следующие фракции:
>= 2, 2/8, 8/15, 15/25, 25/80.
После этого карбид укладывается в жестяные барабаны, которые плотно закрывают, так как карбид очень гигроскопичен (поглощает водяные пары из воздуха)
Ацетилен из карбида получают по следующей реакции, при этом используют ацетиленовые генераторы:
CaC2 + h3O = C2h3 + Ca(OH)2
Газообразный ацетилен хранится в стальных баллонах под давлением 1,9 МПа или 19 кгс/см2.
При этом ацетилен в баллоне находится в растворенном состоянии.
Перед закачкой ацетилена в баллон помещается пористая масса (чаще всего активированный уголь): 280 г активированного угля на 1л объема баллона и 300-320 г ацетона.
Вся аппаратура для транспортировки и хранения газа выполнена из стали.
Ацетиленовый баллон – белый с красной надписью.
Имея карбид кальция, получить ацетилен элементарно — достаточно бросить карбид в воду. Но зачем нужен ацетилен? Что он такое и с чем его едят? Оказывается, это на редкость полезная вещь…
Список современных применений ацетилена удивительно длинный. И когда-то он совершил мини-революцию. Когда мы видим машину самого начала 20-го века и стоит подпись «вместо фар были газовые фонари» — то гарантировано это были карбидные лампы, а когда в то время говорили про «яркий свет будущего», то имели ввиду именно «чисто белый» свет ацетиленовой горелки.
Сам ацетилен — это ненасыщенный углеводород C2H2
Ацетилен взрывоопасен. Более того — в воздухе ацетилен легко разлагается на углерод и водород. Причем процесс разложения сильно экзотермичен и поэтому может быть самоподдерживающимся. При этом реакция идет как между горючим и окислителем. Даже ударная волна может инициировать взрыв. А ведь он еще и легковоспламеняющийся — он самовоспламеняется при 335°C! Кроме того — ацетилен нельзя хранить в медных и серебряных емкостях — он становится взрывоопасен.
Также дышать ацетиленом не следует — головокружение, рвота и общее отравление гарантировано.
Ацетилен — опасный газ, это один из его основных недостатков.
Но давайте перечислим хотя бы основные места, где он может применятся:
1. Освещение. Карбидные лампы дают очень яркий свет главное — эти лампы автономны.
2. Резка и сварка металла (нужен кислород, а это уже посложнее, но методы есть)
3. Сырье для производства цианамида (это вещество для экстракции золота и серебра, удобрение, сырье для производства аммиака и мочевины)
4. Сырье для тетрахлоэтана — очень неплохого растворителя.
5. Сырье для поливинилхлорида — изоляция проводов, изготовление труб, производство непромокаемых тканей.
6. Сырье для ацетиленидов — взрывчатых веществ.
Да о чем говорить! Есть даже попытки построить ракетный двигатель на смеси ацетилена и аммиака!
Самое интересное — для получения ацетилена не нужно ничего сверхсложного. Карбид кальция вполне мог быть получен на тысячу лет раньше. Или на две. Представьте, как выглядело бы средневековье освещенное карбидными фонарями. А уличное освещение Древнего Рима? Причем, если в средневековье его продвинуть было бы сложно, то Древний Рим мог выглядеть совсем по-иному…
Имея карбид кальция, получить ацетилен элементарно — достаточно бросить карбид в воду. Но зачем нужен ацетилен? Что он такое и с чем его едят? Оказывается, это на редкость полезная вещь… Список
Источник: www.popadancev.net
Общие сведения
Ацетилен — ненасыщенный углеводород C 2 H 2 . Имеет тройную связь между атомами углерода, принадлежит к классу алкинов. В природе на Земле практически не встречается, т.к. из-за присутствия кислорода это крайне неустойчивое соединение, получается путем синтеза. Ацетилен обнаружен в атмосфере Урана, Юпитера и Сатурна.
Впервые газообразный ацетилен получил в 1836 г. Эдмунд Дэви при разложении водой карбида калия, полученного при сплавлении металлического калия с углем: К 2 С 2 + 2Н 2 О = С 2 Н 2 + 2КОН.
С конца 19 в., когда был разработан дешевый способ получения ацетилена из карбида кальция (CaC 2 + 2H 2 O = C 2 H 2 + Ca(OH) 2 , который в свою очередь получали прокаливанием смеси угля и негашеной извести (СаО + 3С = СаС 2 + СО), этот газ стали использовать для освещения. В пламени при высокой температуре ацетилен, содержащий 92,3% углерода (это своеобразный химический рекорд), разлагается с образованием твердых частичек углерода, которые могут иметь в своем составе от нескольких до миллионов атомов углерода. Сильно накаливаясь во внутреннем конусе пламени, эти частички обуславливают яркое свечение пламени — от желтого до белого, в зависимости от температуры (чем горячее пламя, тем ближе его цвет к белому). Ацетиленовые горелки давали в 15 раз больше света, чем обычные газовые фонари, которыми освещали улицы. Постепенно они были вытеснены электрическим освещением, но еще долго использовались в небольших фонарях на велосипедах, мотоциклах, в конных экипажах.
Физические свойства
При нормальных условиях — бесцветный газ, запах которого напоминает запах чеснока, малорастворим в воде, легче воздуха. Чистый ацетилен при охлаждении сжижается при -83,8°С, а при дальнейшем понижении температуры быстро затвердевает. Он умеренно растворим в воде (1150 мл в 1 л воды при 15°С и атмосферном давлении) и хорошо в органических растворителях, особенно в ацетоне (25 л в 1 л ацетона при тех же условиях и 300 л под давлением 12 атм). Термодинамически ацетилен неустойчив: он взрывается при нагревании до 500° С, а при обычной температуре – при повышении давления до 2 атм. Поэтому его хранят в баллонах, наполненных пористым инертным материалом, который пропитан ацетоном.
Химические свойства
Для ацетилена (этина) характерны реакции присоединения, димеризации, полимеризации, цикломеризации.
Ацетилен с водой, в присутствии солей ртути и других катализаторов, образует уксусный альдегид (реакция Кучерова). В силу наличия тройной связи, молекула высокоэнергетична и обладает большой удельной теплотой сгорания — 14000 ккал/м3. При сгорании температура пламени достигает 3300°С (5972 °F). Ацетилен может полимеризироваться в бензол и другие органические соединения (полиацетилен, винилацетилен). Для полимеризации в бензол необходим графит и температура в 400 °C.
Кроме того, атомы водорода ацетилена относительно легко отщепляются в виде протонов, то есть он проявляет кислотные свойства. Так ацетилен вытесняет метан из эфирного раствора метилмагнийбромида (образуется содержащий ацетиленид-ион раствор), образует нерастворимые взрывчатые осадки с солями серебра и одновалентной меди. Ацетилен обесцвечивает бромную воду и раствор перманганата калия.
Способ производства
В промышленности ацетилен часто получают действием воды на карбид кальция , а также при дегидрировании двух молекул метана при температуре свыше 1400°C.
Применение
Ацетилен используют для так называемой автогенной сварки и резки металлов. Для этого нужны два баллона с газами — с кислородом и с ацетиленом. Газы из баллонов поступают в специальную горелку. При сгорании ацетилена в кислороде получается очень горячее пламя; максимальная его температура (3200° С) достигается при содержании ацетилена 45% по объему. В таком пламени очень быстро расплавляются даже толстые куски стали.
Как источник очень яркого, белого света в автономных светильниках, где он получается реакцией карбида кальция и воды (карбидка).
Ацетилен может служить исходным продуктом для синтеза многих более сложных органических соединений. Эта область применения ацетилена в настоящее время является самой обширной. Ацетилен – реакционноспособное соединение, вступающее в многочисленные реакции. Химия ацетилена богата. Из него можно получить сотни разнообразных соединений.
Он используется в производстве взрывчатых веществ (ацетилениды), для получения уксусной кислоты, этилового спирта, растворителей, пластических масс, каучука, ароматических углеводородов.
Преимущества ацетилена при газопламенной обработке металлов
Применение ацетилена для газопламенной обработки металлов испытывает сильную конкуренцию со стороны более доступных горючих газов (природный газ, пропан–бутан и тд.). Однако, преимущество ацетилена – в самой высокой температуре горения, которая достигает 3200 ° С. Именно поэтому газопламенная обработка ответственных узлов машиностроительных конструкций производится только с помощью ацетилена, который обеспечивает наивысшую производительность и качество процесса сварки.
Общие сведения Ацетилен — ненасыщенный углеводород C 2 H 2 . Имеет тройную связь между атомами углерода, принадлежит к классу алкинов. В природе на Земле практически не встречается, т.к. из-за
Источник: it-gas.ru
Метан, этилен, ацетилен: химическое строение, горение. Реакция полимеризации
Химическим строением называют последовательность соединения атомов в молекуле и их расположение в пространстве. Химическое строение изображают с помощью структурных формул. Черточка изображает ковалентную химическую связь. Если связь кратная: двойная, тройная, — то ставят две (не путать со знаком «равно») или три черточки. Углы между связями изображают по возможности.
Чтобы правильно составлять структурные формулы органических веществ, нужно помнить, что атомы углерода образуют по 4 связи
Метан (его также называют болотный, рудничный газ) состоит из одного атома углерода, связанного ковалентными связями с четырьмя атомами водорода. Молекулярная формула CH4. Структурная формула:
H
l
H – C – H
l
H
Угол между связями в молекуле метана составляет около 109° — электронные пары, образующие ковалентные связи атома углерода (в центре) с атомами водорода, располагаются в пространстве на максимальном удалении друг от друга.
В 10–11 классах изучается, что молекула метана имеет форму треугольной пирамиды — тетраэдра, подобно знаменитым египетским пирамидам.
Этилен C2H4 содержит два атома углерода, соединенных двойной связью:
Угол между связями составляет 120° (электронные пары отталкиваются и располагаются на максимальном расстоянии друг от друга). Атомы располагаются в одной плоскости.
Если не изображать отдельно каждый атом водорода, то получаем сокращенную структурную формулу:
Ацетилен C2H2 содержит тройную связь:
H – C ≡ C – H
Угол между связями 180°, молекула имеет линейную форму.
При горении углеводородов образуются оксиды углерода (IV) и водорода, т. е. углекислый газ и вода, при этом выделяется много тепла:
2C2H2 + 5O2 → 4CO2 + 2H2O (в уравнении с ацетиленом перед формулой ацетилена ставим коэффициент 2, чтобы число атомов кислорода в правой части было чётным)
Большое практическое значение имеет реакция полимеризации этилена — соединение большого числа молекул с образованием макромолекул полимера — полиэтилена. Связи между молекулами образуются за счет разрыва одной из связей двойной связи. В общем виде это можно записать так:
где n — число соединившихся молекул, называемое степенью полимеризации. Реакция происходит при повышенном давлении и температуре, в присутствии катализатора.
Из полиэтилена изготавливают пленку для парников, покрышки для банок и пр.
Образование бензола из ацетилена тоже относят к реакциям полимеризации:
Ответы к билетам повышенной трудности: метан, этилен, ацетилен – химия, 9 класс
Источник: staminaon.com
23. Применение и получение ацетилена
Ацетилен – это один из наиболее значимых углеводородов с тройной связью. Он является первым представителем ряда ацетилена, а также бесцветным газом, который практически не растворим в воде. Молекула ацетилена имеет на два атома водорода меньше, чем в молекуле этилена, и при этом характерно образование третьей связи между атомами углерода.
1) может применяться в качестве горючего при газовой сварке и резке металлов;
2) используется также для синтеза различных органических соединений;
3) в результате присоединения хлора к ацетилену получают растворитель – 1,1,2,2-тетрахлорэтан. Путем дальнейшей переработки тетрахлорэтана получаются другие хлорпроизводные;
4) при отщеплении хлороводорода от 1,1,2,2-тетрахлорэтана образуется трихлорэтен – растворитель высокого качества, который широко применяется при чистке одежды: СНСI = ССI2;
5) в больших количествах ацетилен идет на производство хлорэтена, или винилхлорида, с помощью полимеризации которого получается поливинилхлорид (используется для изоляции проводов, изготовления плащей, искусственной кожи, труб и других продуктов);
6) из ацетилена получаются и другие полимеры, которые необходимы в производстве пластмасс, каучуков и синтетических волокон.
1) в лабораториях и промышленности ацетилен чаще всего получается карбидным способом. Если кусочки карбида кальция поместить в сосуд с водой или если воду добавлять к карбиду кальция, начинается сильное выделение ацетилена: СаС2 + 2НОН ? С2Н2 + Са(ОН)2. Со стороны промышленности полимерных материалов карбидный способ является малоэффективным. Он связан с большими затратами электроэнергии на получение карбида кальция.
Особенности карбида кальция:
а) карбид кальция получают в электропечах;
б) получается при взаимодействии извести с углеродом (коксом, антрацитом);
в) получается при температуре 2000 °C: СаО + 3С ? СаС2 + СО;
2) применяется способ получения ацетилена из более доступного химического сырья – природного газа (метана).
Особенности получения ацетилена из метана: а) если метан нагревать до высокой температуры, то он разлагается на углерод и водород; б) одним из промежуточных продуктов этой реакции становится ацетилен: 2СН4 ? 2С + 4Н2;
в) одной из характерных черт получения ацетилена из метана являются две идеи:
– выделить его на промежуточной стадии;
– не дать ацетилену возможности разложиться на углерод и водород.
Для этого образующийся ацетилен необходимо быстро удалить из зоны высокой температуры и охладить.
23. Применение и получение ацетилена: Ацетилен – это один из наиболее значимых углеводородов с тройной связью. Он является первым представителем ряда ацетилена, а также бесцветным газом, который практически не растворим в воде. Молекула ацетилена имеет на два атома водорода меньше, чем … – –
Источник: scibook.net
Станьте первым!