Tính chất hóa học của ankin. Cấu trúc, thu được, ứng dụng

2024 Tác giả: Angel Austin | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2023-12-17 05:46

ankan, anken, ankin là những hóa chất hữu cơ. Tất cả chúng đều được xây dựng từ các nguyên tố hóa học như carbon và hydro. Ankan, anken, ankin là những hợp chất hóa học thuộc nhóm hiđrocacbon.

Trong bài viết này, chúng ta sẽ xem xét các alkyne.

Đây là gì?

Những chất này còn được gọi là hiđrocacbon axetilen. Cấu trúc của các alkyne cung cấp sự hiện diện của các nguyên tử cacbon và hydro trong phân tử của chúng. Công thức chung của các hiđrocacbon axetilen là: C H_2n-2. Anken đơn giản nhất là etyne (axetilen). Nó có công thức hóa học sau - С₂Н₂. Alkynes cũng bao gồm propyne với công thức C₃H₄. Ngoài ra, butine (C₄H₆), pentine (C₅H₈), hexine (C₆H₁₀), heptin (C₇Н 12 _{), octine (С}8_Н14 _{), nonine (С}9 Н₁₆), Decin (С₁₀Н_{18), v.v. Tất cả các loại các alkyne có đặc điểm tương tự. Chúng ta hãy xem xét kỹ hơn chúng.}

Tính chất vật lý của ankin

Về đặc điểm vật lý của chúng, axetylenhydrocacbon giống anken.

Ở điều kiện bình thường, các anken, mà phân tử của chúng chứa từ hai đến bốn nguyên tử cacbon, có trạng thái tập hợp ở thể khí. Những chất mà trong phân tử của chúng có từ năm đến 16 nguyên tử cacbon, ở điều kiện chất lỏng bình thường. Những chất có phân tử chứa 17 nguyên tử trở lên của nguyên tố hóa học này là chất rắn.

ankan nóng chảy và sôi ở nhiệt độ cao hơn ankan và anken.

Khả năng hòa tan trong nước không đáng kể, nhưng cao hơn một chút so với anken và ankan.

Khả năng hòa tan trong dung môi hữu cơ cao.

Anken được sử dụng rộng rãi nhất, axetylen, có các tính chất vật lý sau:

không có màu;
không có mùi;
trong điều kiện bình thường là ở trạng thái khí tổng hợp;
ít đặc hơn không khí;
điểm sôi - âm 83,6 độ C;

Tính chất hóa học của ankin

Trong các chất này, các nguyên tử được nối với nhau bằng liên kết ba, điều này giải thích các tính chất chính của chúng. Alkynes tham gia vào các phản ứng kiểu này:

hydro hóa;
hydro hóa;
hào quang;
hydrat hóa;
đốt.

Chúng ta hãy xem xét từng cái một.

Hydro hóa

Tính chất hóa học của các alkyne cho phép chúng tham gia vào các phản ứng thuộc loại này. Đây là một kiểu tương tác hóa học trong đó phân tử của một chất gắn thêm các nguyên tử hydro vào chính nó. Đây là một ví dụ về phản ứng hóa học như vậy trong trường hợp của propyne:

2H₂+ C₃H₄=C_{3 N}8

Phản ứng này xảy ra theo hai bước. Trên phân tử propyne đầu tiên gắn hai nguyên tử hydro và trên phân tử thứ hai - cùng một số.

Halogenation

Đây là một phản ứng khác là một phần của tính chất hóa học của ankin. Kết quả là, một phân tử hydrocacbon axetilen gắn các nguyên tử halogen. Loại thứ hai bao gồm các nguyên tố như clo, brom, iot, v.v.

Đây là một ví dụ về phản ứng như vậy trong trường hợp của ethine:

С₂Н₂+ 2СІ₂=С₂N₂SI₄

Quá trình tương tự cũng có thể xảy ra với các hydrocacbon axetylen khác.

Hiđro hóa

Đây cũng là một trong những phản ứng chính đi vào tính chất hóa học của ankin. Nó nằm ở chỗ chất đó tương tác với các hợp chất như HCI, HI, HBr,… Sự tương tác hóa học này xảy ra theo hai giai đoạn. Hãy xem loại phản ứng này bằng cách sử dụng ethine làm ví dụ:

С₂Н₂+ NSI=С₂Н₃СІ

С₂Н₂СІ + NSI=С₂Н₄SI₂

Dưỡng ẩm

Đây là một phản ứng hóa học liên quan đến sự tương tác với nước. Nó cũng diễn ra trong hai giai đoạn. Hãy xem nó với ethin làm ví dụ:

H₂O + C₂H₂=C₂H₃OH

Chất được hình thành sau giai đoạn đầuphản ứng được gọi là vinyl ancol.

Do thực tế, theo quy tắc Eltekov, nhóm chức OH không thể nằm bên cạnh liên kết đôi, sự sắp xếp lại các nguyên tử xảy ra, do đó acetaldehyde được tạo thành từ rượu vinyl.

Quá trình hydrat hóa các alkyne còn được gọi là phản ứng Kucherov.

Đốt

Đây là quá trình tương tác của alkyne với oxy ở nhiệt độ cao. Hãy xem quá trình đốt cháy các chất thuộc nhóm này bằng cách sử dụng axetilen làm ví dụ:

2C₂N₂+ 2O₂=2N₂O + 3C + CO₂

Với lượng dư oxy, axetilen và các ankin khác cháy mà không tạo thành cacbon. Trong trường hợp này, chỉ có oxit cacbon và nước được giải phóng. Đây là phương trình cho một phản ứng như vậy sử dụng propyne làm ví dụ:

4O₂+ C₃N₄=2N₂O + 3CO₂

Sự đốt cháy các hydrocacbon axetilen khác cũng xảy ra theo cách tương tự. Kết quả là nước và carbon dioxide.

Phản ứng khác

Ngoài ra, axetilen có khả năng phản ứng với muối của kim loại như bạc, đồng, canxi. Trong trường hợp này, hydro được thay thế bằng các nguyên tử kim loại. Hãy xem xét loại phản ứng này bằng cách sử dụng ví dụ về axetilen và bạc nitrat:

С₂Н₂+ 2AgNO3=Ag₂C₂+ 2NH₄KHÔNG₃+ 2H₂O

Một quá trình thú vị khác liên quan đến alkyne là phản ứng Zelinsky. Đây là sự hình thành benzen từ axetylen khi nó được đun nóng đến 600 độ C.với sự hiện diện của than hoạt tính. Phương trình của phản ứng này có thể được biểu diễn như sau:

3S₂N₂=S₆N₆

Alkyne trùng hợp cũng có thể - quá trình kết hợp một số phân tử của một chất thành một polyme.

Nhận

Alkynes, các phản ứng mà chúng ta đã thảo luận ở trên, thu được trong phòng thí nghiệm bằng một số phương pháp.

Đầu tiên là khử hydro. Phương trình phản ứng có dạng như sau:

C₂H₄Br₂+ 2KON=С₂N₂+ 2N₂O + 2KBr

Để thực hiện quy trình như vậy, cần phải đun nóng thuốc thử, cũng như thêm etanol làm chất xúc tác.

Cũng có thể thu được các alkyne từ các hợp chất vô cơ. Đây là một ví dụ:

CaC₂+ H₂O=C₂H₂+ 2Ca (OH)₂

Phương pháp tiếp theo để thu được các alkyne là khử hydro. Đây là một ví dụ về phản ứng như vậy:

2CH₄=3H₂+ C₂H₂

Loại phản ứng này không chỉ có thể tạo ra etyne mà còn tạo ra các hydrocacbon axetilen khác.

Sử dụng alkynes

Anken đơn giản nhất, etyne, được sử dụng rộng rãi nhất trong công nghiệp. Nó được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp hóa chất.

Cần axetylen và các anken khác để chuyển chúng thành các hợp chất hữu cơ khác như xeton, andehit, dung môi vànhững người khác
Cũng có thể thu được các chất từ alkyne được sử dụng trong sản xuất cao su, polyvinyl clorua, v.v.
Axeton có thể thu được từ propyne do phản ứng của Kucherov.
Ngoài ra, axetilen còn được dùng trong sản xuất hóa chất như axit axetic, hydrocacbon thơm, rượu etylic.
Axetylen cũng được sử dụng làm nhiên liệu có nhiệt độ đốt cháy rất cao.
Ngoài ra, phản ứng đốt cháy ethine được sử dụng để hàn kim loại.
Ngoài ra, cacbon kỹ thuật có thể thu được bằng cách sử dụng axetylen.
Ngoài ra, chất này được sử dụng trong các đồ đạc tự chế.
Axetylen và một số hydrocacbon khác của nhóm này được sử dụng làm nhiên liệu tên lửa do nhiệt độ cháy cao của chúng.

Điều này chấm dứt việc sử dụng alkynes.

Kết

Là phần cuối cùng, đây là bảng ngắn gọn về các đặc tính của hydrocacbon axetylen và quá trình sản xuất chúng.

Tính chất hóa học của ankin: bảng

Tên phản ứng	Giải thích	Ví dụ phương trình
Halogenation	Phản ứng cộng các nguyên tử halogen (brom, iot, clo, v.v.) bằng phân tử hiđrocacbon axetilen	C₄H₆+ 2I₂=С₄N₆I₂
Hydro hóa	Phản ứng cộng nguyên tử hydro của một phân tử ankin. Xảy ra trong hai giai đoạn.	C₃H₄+N₂=S₃N₆ C₃H₆+ H₂=C_{3 N}8
Hiđro hóa	Phản ứng cộng các hiđrocacbon (HI, HCI, HBr) bằng một phân tử hiđrocacbon axetilen. Xảy ra trong hai giai đoạn.	C₂H₂+ HI=C₂H₃tôi C₂H₃I + HI=C₂H₄Tôi₂
Dưỡng ẩm	Phản ứng dựa trên sự tương tác với nước. Xảy ra trong hai giai đoạn.	C₂N₂+ H₂O=C₂H₃OH C₂H₃OH=CH₃-CHO
Oxi hóa hoàn toàn (đốt cháy)	Tương tác của hydrocacbon axetilen với oxy ở nhiệt độ cao. Kết quả là oxit cacbon và nước.	2C₂H₅+ 5O₂=2H₂O + 4CO₂ 2C₂N₂+ 2O₂=N₂O + CO₂+ 3C
Phản ứng với muối kim loại	Thực tế là các nguyên tử kim loại thay thế nguyên tử hydro trong phân tử của hydrocacbon axetilen.	С₂Н₂+ AgNO3=C₂Ag₂+ 2NH₄KHÔNG₃+ 2H₂O