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乙炔

  • 所属分类:乙炔

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  • 发布日期:2020/10/28
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乙炔,分子式C2H2,俗称风煤和电石气,是炔烃化合物系列中体积较小的一员,主要作工业用途,特别是烧焊金属方面。乙炔在室温下是一种无色、极易燃的气体。纯乙炔是无臭的,但工业用乙炔由于含有硫化氢、磷化氢等杂质,而有一股大蒜的气味。

乙炔气体的物理性质

纯乙炔为无色芳香气味的易燃气体。 [2] 而电石制的乙炔因混有硫化氢H2S、磷化氢PH3、砷化氢而有毒,并且带有特殊的臭味。熔点(118.656kPa)-80.8℃,沸点-84℃,相对密度0.6208(-82/4℃),折射率1.00051,折光率1.0005(0℃),闪点(开杯)-17.78℃,自燃点305℃。在空气中爆炸限度2.3%-72.3%(vol)。在液态和固态下或在气态和压力下有猛烈爆炸的危险,受热、震动、电火花等因素都可以引发爆炸,因此不能在加压液化后贮存或运输。微溶于水,溶于乙醇丙酮。在15℃和1.5MPa时,乙炔在丙酮中的溶解度为237g/L,溶液是稳定的。 [2] 

因此,工业上是在装满石棉等多孔物质的钢瓶中,使多孔物质吸收丙酮后将乙炔压入,以便贮存和运输。为了与其它气体区别,乙炔钢瓶的颜色一般为乳白色,橡胶气管一般为黑色,乙炔管道的螺纹一般为左旋螺纹(螺母上有径向的间断沟)。

分子构型:直线型

杂化类型:sp杂化中心原子孤电子对数:0通常计量单位:m3;mm3;cm3;

密度:标准气压下1.17Kg/m3;在25摄氏度状况下,密度1.12Kg/m3。

包装方法:钢质气瓶

附:乙炔在水中的溶解度表:

在乙炔气体分压等于101.325 kPa时,被一体积水所吸收的该气体体积(已折合成标准状况)

温度(℃)

溶解度

温度(℃)

溶解度

温度(℃)

溶解度

0

1.73

25

0.93

70

0.25

5

1.49

30

0.84

80

0.15

10

1.31

40

0.65

90

0.05

15

1.15

50

0.50



20

1.03

60

0.37



化学性质

乙炔(acetylene)简单的炔烃,又称电石气。结构式H-C≡C-H,结构简式CH≡CH,简式(又称实验式)CH,分子式 C2H2,乙炔中心C原子采用sp杂化。电子式 H:C┇┇C:H乙炔分子量 26.4 ,气体比重 0.91(Kg/m3),火焰温度3150 ℃,热值12800 (千卡/m3) 在氧气中燃烧速度 7.5 ,纯乙炔在空气中燃烧2100度左右,在氧气中燃烧可达3600度。化学性质很活泼,能起加成氧化聚合及金属取代等反应。

氧化反应

a.可燃性:

2C?H?+5O?→4CO?+2H?O(条件:点燃)

现象:火焰明亮、带浓烟,燃烧时火焰温度很高(>3000℃),用于气焊和气割。其火焰称为氧炔焰

b.被KMnO4氧化:能使紫色酸性高锰酸钾溶液褪色。

C?H? + 2KMnO? + 3H?SO?=2CO?+ K?SO? + 2MnSO?+4H?O

加成反应

可以跟Br?、H?、HX等多种物质发生加成反应

如:

与Br?的加成

现象:溴水褪色或Br?的CCl?溶液褪色

所以可用酸性KMnO?溶液或溴水区别炔烃与烷烃。

与H2的加成     

CH≡CH+H? → CH?=CH?

与HX的加成

如:CH≡CH+HCl →CH?=CHCl氯乙烯用于制聚氯乙烯

“聚合”反应

三个乙炔分子结合成一个苯分子:

由于乙炔与乙烯都是不饱和烃,所以化学性质基本相似。在适宜条件下,三分子乙炔能聚合成一分子苯。但苯的产量不高,副产物又多。如果利用钯等过渡金属的化合物作催化剂,乙炔和其他炔烃可以顺利地生成苯及其衍生物。

在条件下,乙炔也能与烯烃一样,聚合成高聚物——聚乙炔。

在Ni(CN)2,80~120℃,1.5MPa条件下,4分子乙炔聚合主要生成环辛四烯。

金属取代反应(可用于乙炔的定性鉴定)

将乙炔通入溶有金属钠的液氨里有氢气放出。乙炔与银氨溶液反应,产生白色乙炔银沉淀。

乙炔具有弱酸性,因为乙炔分子里碳氢键是以SP-S重叠而成的。碳氢里碳原子对电子的吸引力比较大些,使得碳氢之间的电子云密度近碳的一边大得多,而使碳氢键产生极性,给出H+而表现出的酸性。(pKa=25)

将其通入硝酸银或氯化亚铜氨水溶液,立即生成白色乙炔银(AgC≡CAg)和棕红色乙炔亚铜(CuC≡CCu)沉淀,可用于乙炔的定性鉴定。这两种金属炔化物干燥时,受热或受到撞击容易发生爆炸,如反应完应用盐酸或硝酸处理,使之分解,以免发生危险。注意:乙炔在使用贮运中要避免与铜接触。

酸碱反应

炔烃中C≡C的C是sp杂化,使得Csp-H的σ键的电子云更靠近碳原子,增强了C-H键极性使氢原子容易解离,显示“酸性”。连接在C≡C碳原子上的氢原子相当活泼,易被金属取代,生成炔烃金属衍生物叫做炔化物

CH≡CH + Na → CH≡CNa + 1/2H2(条件液氨)

CH≡CH + 2Na → CNa≡CNa + H2 (条件液氨,190℃~220℃)

CH≡CH + NaNH2 → CH≡CNa + NH3

CH≡CH + Cu2Cl2 (2AgCl)+2NH4OH → CCu≡CCu(CAg≡CAg)↓ + 2NH4Cl +2H2O(注意:只有在三键上含有氢原子时才会发生,用于鉴定端基炔RH≡CH)。

其他化学特性

乙炔与铜、银、水银等金属或其盐类长期接触时,会生成乙炔铜(Cu2C2)和乙炔银(Ag2C2)等爆炸性混合物,当受到摩擦、冲击时会发生爆炸。因此,凡供乙炔使用的器材都不能用银和含铜量70%以上的铜合金制造。


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关键词:乙炔,乙炔气体,乙炔瓶装气体

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