Cân bằng phản ứng C2H2 + H2 = C2H4 (và phương trình C2H2 + H2 = C2H6)

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

Axetylen được phát hiện bởi nhà khoa học người Anh Edmund Davy vào năm 1836, công thức hóa học là C2H2 và nó có cấu trúc mạch thẳng như sau:

H – C ≡ C – H

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

Trên 400 độ C, axetylen sẽ trùng hợp tạo thành vinylaxetilen (C4H4) và benzen (C6H6). Muội than được hình thành 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 phản ứng để tạo thành canxi cacbua và cacbon monoxit:

CaO + 3C → CaC2 + CO

Thêm nước vào canxi cacbua sẽ tạo thành axetylen và canxi hydroxit: CaC2 + 2H2O → C2H2 ↑ + Ca (OH) 2

Về mặt lý thuyết liên kết hóa trị, một orbital nguyên tử 2s lai với một orbital 2p trên mỗi nguyên tử cacbon để tạo thành các phép lai sp. Hai obitan 2p còn lại không bị suy biến. Hai đầu mà hai obitan lai hóa sp xen phủ lên nhau tạo thành liên kết sigma bền vững giữa các nguyên tử, trong khi ở đầu kia, các nguyên tử hydro cũng liên kết với nhau bằng liên kết sigma. Hai obitan 2p bất biến tạo thành một cặp liên kết pi 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 ôxy có thể tạo thành ngọn lửa ở nhiệt độ 3.300 độ C, giải phóng năng lượng 11.800 jun / gam.

Axetylen cũng được sử dụng trong đèn cacbua. Trước đây, đèn cacbua được sử dụng trong 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 cacbua canxi được đốt cháy với nước để tạo thành axetylen.

Axetylen hiện được sử dụng trong quá trình thấm cacbon (làm cứng) sắt. Nghiên cứu trong thập kỷ qua đã phát hiện ra rằng axetylen là hiđrocacbon thích hợp nhất cho mục đích này.

Axetylen có tác dụng ức chế quá trình nitrat hóa và khử nitơ.

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

Quá trình oxy hóa

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

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

2. Bị oxi hoá bởi KMnO4: Có thể làm nhạt màu dung dịch axit tím và dung dịch thuốc tím trung tính.
Có 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 cộng tạo benzen.

Phương trình hóa học:

C₂H₂ + H₂ → C₂H₄

C₂H₂ + 2H₂ → C₂H₆