Cân bằng phản ứng C2H2 | C6H6 (và phương trình C6H6 + NaOH)

Axetylen, thường được gọi là khí cacbua canxi, là thành viên nhỏ nhất của loạt hợp chất axetylen và chủ yếu được sử dụng cho các mục đích công nghiệp, đặc biệt là để hàn kim loại. Khi tạo thành một bộ đồ cắt với oxy, nó thường được gọi là than gió, gió là oxy nén và than là axetylen.

Axetylen được phát hiện bởi nhà khoa học người Anh Edmund Davy vào năm 1836. Công thức hóa học của nó là C2H2 và có cấu trúc tuyến tính như trong hình dưới đây:

H-C ≡ C-H

Axetylen là một chất khí không màu và rất dễ cháy ở nhiệt độ thường. Axetylen tinh khiết không mùi, nhưng axetylen công nghiệp có mùi tỏi vì nó chứa các tạp chất như hydro sunfua và photphin. Năng lượng hóa học của axetylen chủ yếu được lưu trữ trong các liên kết ba của nó.

Trên 400 độ C, axetylen sẽ trùng hợp để tạo thành vinyl axetilen (C4H4) và benzen (C6H6). Muội than được hình thành ở nhiệt độ trên 900 độ C.

Canxi cacbonat (đá vôi) và than đá là nguyên liệu chính để sản xuất axetylen. Đầu tiên, canxi cacbonat được chuyển thành oxit canxi, và than đá được chuyển thành than cốc. Sau đó canxi oxit và than cốc sẽ phản ứng để tạo thành canxi cacbua và cacbon monoxit:

CaO + 3C → CaC2 + CO

Canxi cacbua và nước sẽ tạo thành axetylen và canxi hiđroxit:

CaC2 + 2H2O → C2H2 ↑ + Ca (OH) 2

Theo lý thuyết liên kết hóa trị, một orbital 2s lai với một orbital 2p trên mỗi nguyên tử cacbon để tạo thành một phép lai hóa sp. Hai obitan 2p còn lại vẫn chưa lai hóa. Hai đầu mà hai obitan lai hóa sp xen phủ nhau tạo thành liên kết sigma bền vững giữa các nguyên tử và ở đầu kia, các nguyên tử hydro cũng được liên kết bằng liên kết sigma. Hai obitan 2p không đổi tạo thành một cặp liên kết π yếu hơn.

Vì axetylen là mạch thẳng nên nó có cấu trúc nhóm điểm D∞h.

Mỗi năm, khoảng 80% axetylen được sản xuất ở Hoa Kỳ được sử dụng để sản xuất các hóa chất khác. Phần còn lại chủ yếu dùng để hàn axetylen. Đốt axetylen trong oxi có thể tạo thành ngọn lửa ở nhiệt độ 3300 độ C, giải phóng năng lượng 11.800 jun / gam.

Axetylen cũng được sử dụng trong đèn cacbua. Trong quá khứ, đèn cacbua được sử dụng trên ô tô và thợ mỏ. Vẫn có một số nhà thám hiểm hang động sử dụng đèn cacbua. Đèn cacbua sử dụng ánh sáng ngọn lửa khi cho canxi cacbua vào nước để đốt cháy tạo thành axetylen.

Bây giờ, axetylen được sử dụng trong quá trình thấm cacbon (làm cứng) sắt. Các nghiên cứu trong thập kỷ qua đã phát hiện ra rằng axetylen là hiđrocacbon thích hợp nhất cho mục đích này. Axetylen có thể ức chế quá trình nitrat hóa và khử nitơ.

Axetylen có thể tạo ra natri axetylen. Phản ứng với dung dịch bạc amoniac tạo ra kết tủa bạc axetylen. Phản ứng với dung dịch amoniac dạng cốc để tạo ra kết tủa dạng cốc axetylen.

Tính dễ cháy: 2CH≡CH + 5O2 → 4CO2 + 2H2O

Hiện tượng: Ngọn lửa sáng, khói dày đặc, nhiệt độ ngọn lửa trong quá trình cháy rất cao (> 3000 ℃), dùng để hàn khí, cắt khí. Ngọn lửa được gọi là ngọn lửa oxyacetylene.

Bị oxi hóa bởi KMnO4: Có thể làm phai màu dung dịch axit tím và dung dịch thuốc tím trung tính.

Tính axit: C2H2 + 2KMnO4 + 3H2SO4 → 2CO2 + K2SO4 + 2MnSO4 + 4H2O

Trung lập: 3C2H2 + 2KMnO4 + 2H2O → CH3COOH + 2CH3COOK + 2MnO2

Bổ sung với nước, nguyên tố halogen, hydro halogenua, v.v.

Cộng với H2: CH≡CH + H2 → CH2 = CH2

Phản ứng cộng với HCl: CH≡CH + HCl → CH2 = CHCl

Và có thể tự thêm benzen. Benzen phản ứng với natri hydroxit có phương trình: C6H6 + 2NaOH → C6H5OH + 2Na + H2O