Хімічні властивості алкінів. Будова, отримання, застосування

Алкани, алкени, Алкіни - це органічні хімічні речовини. Всі вони побудовані з таких хімічних елементів, як карбон і гидроген. алкани, алкени, алкіни - це хімічні сполуки, які належать до групи вуглеводнів.

У цій статті ми розглянемо Алкіни.

Що це таке?

Ці речовини ще називаються ацетиленовими вуглеводнями. Будова алкинов передбачає наявність в їх молекулах атомів карбону і гідрогену. Загальна формула ацетиленових вуглеводнів така: C_nH_2n-2. Самим елементарний простий Алкін - Етін (ацетилен). Він володіє ось такою хімічною формулою - З₂Н₂. Також до Алкіни відноситься пропін з формулою С₃Н₄. Крім того, до ацетиленовим вуглеводнів можна віднести бутин (С₄Н₆), Пентін (С₅Н₈), Гексін (С₆Н₁₀), Гептін (С₇Н₁₂), Октін (С₈Н₁₄), Ноніно (С₉Н₁₆), Децін (С₁₀Н₁₈) І т. Д. Всі види алкинов володіють схожими характеристиками. Давайте розглянемо їх докладніше.

Фізичні властивості алкінів

За своїми фізичними характеристиками ацетиленові вуглеводні нагадують алкени.

У нормальних умовах Алкіни, в молекулах яких міститься від двох до чотирьох атомів карбону, мають газоподібним агрегатним станом. Ті, в молекулах яких перебуває від п`яти до 16 атомів карбону, при нормальних умовах рідини. Ті, в складі молекул яких від 17 і більше атомів цього хімічного елемента, - тверді речовини.

Плавляться і киплять Алкіни при більш високій температурі, ніж алкани і алкени.

Розчинність в воді незначна, але трохи вище, ніж у алкенів і алканів.

Розчинність в органічних розчинниках висока.

Найбільш широко використовуваний Алкін - ацетилен - володіє такими фізичними властивостями:

• не має кольору;
• не має запаху;
• при нормальних умовах знаходиться в газоподібному агрегатному стані;
• має меншу щільність, ніж повітря;
• температура кипіння - мінус 83,6 градусів Цельсія;

Хімічні властивості алкінів

У цих речовинах атоми пов`язані потрійним зв`язком, чим і пояснюються основні їх властивості. Алкіни вступають в реакції такого типу:

• гідрування;
• гідрогалогенірованіе;
• галогенирование;
• гідратація;
• горіння.

Давайте розглянемо їх по порядку.

гідрування

Хімічні властивості алкінів дозволяють їм вступати в реакції такого типу. Це вид хімічної взаємодії, при якому молекула речовини приєднує до себе додаткові атоми водню. Ось приклад такої хімічної реакції у випадку з пропініл:

2Н₂ + C₃H₄ = С₃Н₈

Ця реакція відбувається в дві стадії. На першій молекула пропіну приєднує два атоми гідрогену і на другий - стільки ж.

Галогенування

Це ще одна реакція, яка входить в хімічні властивості алкінів. В її результаті молекула ацетиленового вуглеводню приєднує атоми галогенів. До останніх відносяться такі елементи, як хлор, бром, йод і ін.

Ось приклад такої реакції у випадку з Етін:

З₂Н₂ + 2СІ₂ = С₂Н₂СІ₄

Такий же процес можливий і з іншими ацетиленовими вуглеводнями.

гідрогалогенірованіе

Це також одна з основних реакцій, яка входить в хімічні властивості алкінів. Вона полягає в тому, що речовина взаємодіє з такими сполуками, як НСІ, НІ, HBr та ін. Ця хімічна взаємодія відбувається в дві стадії. Давайте розглянемо реакцію такого типу на прикладі з Етін:

З₂Н₂ + НСІ = С₂Н₃СІ

З₂Н₂СІ + НСІ = С₂Н₄СІ₂

гідратація

Це хімічна реакція, яка полягає у взаємодії з водою. Вона теж відбувається в два етапи. Давайте розглянемо її на прикладі з Етін:

H₂O + С₂Н₂ = С₂Н₃ВІН

Речовина, що утворюється після першого етапу реакції, називається вініловим спиртом.

У зв`язку з тим, що згідно з правилом Ельтекова функціональна група ОН не може розташовуватися поруч з подвійним зв`язком, відбувається перегрупування атомів, в результаті якої з вінілового спирту утворюється ацетальдегід.

Процес гідратації алкинов ще називається реакцією Кучерова.

горіння

Це процес взаємодії алкинов з киснем при високій температурі. Розглянемо горіння речовин цієї групи на прикладі з ацетиленом:

Відео: Отримання, фізико - хімічні властивості і застосування алкинов

2С₂Н₂ +2О₂ = 2Н₂Про + 3С + СО₂

При надлишку кисню ацетилен і інші Алкіни горять без освіти карбону. При цьому виділяються тільки оксид карбону і вода. Ось рівняння такої реакції на прикладі з пропініл:

4О₂ + З₃Н₄ = 2Н₂Про + 3СО₂

Горіння інших ацетиленових вуглеводнів також відбувається подібним чином. В результаті виділяється вода і вуглекислий газ.

інші реакції

Також Ацетилен здатні реагувати з солями таких металів, як срібло, мідь, кальцій. При цьому відбувається заміщення гідрогену атомами металу. Розглянемо такий вид реакції на прикладі з ацетиленом і нітратом срібла:

З₂Н₂ + 2AgNO3 = Ag₂C₂ + 2NH₄NO₃ + 2Н₂Про

Ще один цікавий процес за участю алкинов - реакція Зелінського. Це утворення бензолу з ацетилену при його нагріванні до 600 градусів за Цельсієм в присутності активованого вугілля. Рівняння цієї реакції можна виразити таким чином:

3С₂Н₂ = С₆Н₆

Також можлива полімеризація алкинов - процес об`єднання декількох молекул речовини в одну полімерну.

отримання

Алкіни, реакції з якими ми розглянули вище, отримують в лабораторії кількома методами.

Перший - це дегідрогалогенірованіе. Виглядає рівняння реакції таким чином:

C₂H₄Br₂ + 2КОН = С₂Н₂ + 2Н₂Про + 2KBr

Для проведення такого процесу необхідно нагріти реагенти, а також додати етанол в якості каталізатора.

Також є можливість отримання алкинов з неорганічних сполук. Ось приклад:

Відео: Алкіни. Хімічні властивості і застосування

Сас₂ + Н₂О = С₂Н₂ + 2Са (ОН)₂

Наступний метод отримання алкинов - дегидрирование. Ось приклад такої реакції:

2СН₄ = 3Н₂ + З₂Н₂

За допомогою реакції подібного типу можна отримати не тільки Етін, а й інші ацетиленові вуглеводні.

застосування алкинов

Найбільшого поширення в промисловості отримав найпростіший Алкін - Етін. Він широко використовується в хімічній галузі.

• Потрібен ацетилен і інші Алкіни для отримання з них інших органічних сполук, таких як кетони, альдегіди, розчинники та ін.
• Також з алкинов можна отримати речовини, які використовуються при виробництві каучуку, полівінілхлориду і ін.
• З пропіну можна отримати ацетон в результаті ракции Кучерова.
• Крім того, ацетилен використовується при отриманні таких хімічних речовин, як оцтова кислота, ароматичні вуглеводні, етиловий спирт.
• Ще ацетилен застосовується в якості палива з дуже високою теплотою горіння.
• Також реакція горіння Етін використовується для зварювання металів.
• Крім того, з використанням ацетилену можна отримати технічний карбон.
• Також ця речовина застосовується в автономних світильниках.
• Ацетилен і ряд інших вуглеводнів цієї групи використовуються в якості ракетного палива завдяки своїй високій теплоті горіння.

На цьому застосування алкинов закінчується.

висновок

Як завершальній частині наводимо коротку таблицю про властивості ацетиленових вуглеводнів і їх отриманні.

Отримати Алкіни можна в лабораторних умовах трьома методами:

• з неорганічних сполук;
• шляхом дегідрування органічних речовин;
• способом дегидрогалогенирования органічних речовин.

Ось ми і розглянули всі фізичні і хімічні характеристики алкинов, способи їх отримання, області застосування в промисловості.