乙炔C2H2的理化性質(zhì)大全
- 發(fā)布時(shí)間:2023-03-24
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乙炔,是一種有機(jī)化合物,化學(xué)式為C2H2,俗稱風(fēng)煤或電石氣,是炔烴化合物中體積最小的一員,常溫常壓下為無色氣體,微溶于水,溶于乙醇,丙酮、氯仿、苯,混溶于乙醚,是有機(jī)合成的重要原料之一,也是合成橡膠、合成纖維和塑料的單體,也可用于氧炔焊割。
物理性質(zhì)
純乙炔為無色無味的易燃?xì)怏w。而電石制的乙炔因混有硫化氫H2S、磷化氫PH3、砷化氫而有毒,并且?guī)в刑厥獾某粑?。熔點(diǎn)-81.8°C(198K,升華),沸點(diǎn)-84°C,相對(duì)密度0.6208(-82/4℃),閃點(diǎn)(開杯)-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,溶于乙醇、苯、丙酮。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。
化學(xué)性質(zhì)
乙炔(acetylene)最簡單的炔烴,又稱電石氣。結(jié)構(gòu)式H-C≡C-H,結(jié)構(gòu)簡式CH≡CH,最簡式(又稱實(shí)驗(yàn)式)CH,分子式 C2H2,乙炔中心C原子采用sp雜化。電子式 H:C┇┇C:H乙炔分子量 26.04 ,氣體比重 0.91(kg/m3),火焰溫度3150 ℃,熱值12800(kcal/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?;瘜W(xué)性質(zhì)很活潑,能起加成、氧化、聚合及金屬取代等反應(yīng)。
1、氧化反應(yīng)
a.可燃性: 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。
C2H2 + 2KMnO4 + 3H2SO4 = 2CO2 + K2SO4 + 2MnSO4 + 4H2O
2、加成反應(yīng)
可以跟Br2、H2、HX等多種物質(zhì)發(fā)生加成反應(yīng)。
現(xiàn)象:溴水褪色或Br2的CCl4溶液褪色
所以可用酸性KMnO?溶液或溴水區(qū)別炔烴與烷烴。
3、“聚合”反應(yīng)
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。但苯的產(chǎn)量不高,副產(chǎn)物又多。如果利用鈀等過渡金屬的化合物作催化劑,乙炔和其他炔烴可以順利地生成苯及其衍生物。
在一定條件下,乙炔也能與烯烴一樣,聚合成高聚物——聚乙炔。
在Ni(CN)2,80~120℃,1.5MPa條件下,4分子乙炔聚合主要生成環(huán)辛四烯。
4、金屬取代反應(yīng)(可用于乙炔的定性鑒定)
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,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。(pKa=25)
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)和棕紅色乙炔亞銅(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)。注意:乙炔在使用貯運(yùn)中要避免與銅接觸。
5、酸堿反應(yīng)
炔烴中C≡C的C是sp雜化,使得Csp-H的σ鍵的電子云更靠近碳原子,增強(qiáng)了C-H鍵極性使氫原子容易解離,顯示“酸性”。連接在C≡C碳原子上的氫原子相當(dāng)活潑,易被金屬取代,生成炔烴金屬衍生物叫做炔化物。
6、其他化學(xué)特性
乙炔與銅、銀、水銀等金屬或其鹽類長期接觸時(shí),會(huì)生成乙炔銅(Cu2C2)和乙炔銀(Ag2C2)等爆炸性混合物,當(dāng)受到摩擦、沖擊時(shí)會(huì)發(fā)生爆炸。因此,凡供乙炔使用的器材都不能用銀和含銅量70%以上的銅合金制造。