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 bộ đồ cắt bằng oxy, nó thường được gọi là than gió, gió là oxy nén và than là axetylen.
Acetylene 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 bên dưới:
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 sulfua và phosphine. Năng lượng hóa học của axetylen chủ yếu được lưu trữ trong các liên kết ba của nó.
Trên 400 độ C, axetilen sẽ trùng hợp tạo thành vinyl axetilen (C4H4) và benzen (C6H6). Muội than được hình thành ở nhiệt độ trên 900 độ C.
Ba phân tử axetilen kết hợp với nhau để tạo thành một phân tử benzen:
Vì cả axetilen và etylen đều là những hiđrocacbon không no nên về cơ bản tính chất hóa học của chúng tương tự nhau. Trong điều kiện thích hợp, ba phân tử axetilen có thể trùng hợp thành một phân tử benzen.
Tuy nhiên, sản lượng benzen không cao, còn nhiều sản phẩm phụ. Nếu palađi và các hợp chất kim loại chuyển tiếp khác được sử dụng làm chất xúc tác, axetylen và các alkyne khác có thể tạo ra benzen và các dẫn xuất của nó một cách thuận lợi.
Trong những điều kiện nhất định, axetylen cũng có thể được trùng hợp thành polyme-polyacetylen cao, giống như olefin.
Trong điều kiện Ni (CN) 2, 80 ~ 120 ℃, 1,5MPa, 4 phân tử axetylen trùng hợp chủ yếu để tạo ra xiclooctatetraen.
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 axetilen và canxi hiđroxit: CaC2 + 2H2O → C2H2 ↑ + Ca (OH) 2
Sự hình thành muối kim loại
Axetylen có thể tạo ra natri axetylen. Phản ứng với dung dịch bạc amoniac tạo ra kết tủa bạc axetilen. Phản ứng với dung dịch amoniac dạng cốc để tạo ra kết tủa dạng cốc axetylen.
Quá trình oxy hóa
1. 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.
2. Bị oxi hóa bởi KMnO4: Có thể làm phai màu tím của axit và dung dịch thuốc tím trung tính.
Tính axit: Bị oxi hoá bởi KMnO4: Có thể làm phai màu dung dịch thuốc tím.
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. Vì vậy, có thể dùng dung dịch KMnO₄ trong axit hoặc nước brom để phân biệt ankin với ankan.
So với ethylene, dễ dàng tạo ra các oligome, chẳng hạn như vinyl axetylen, và polyacetylen được tạo ra trong các điều kiện xúc tác cụ thể.
CÙNG MỤC
Cân bằng phản ứng C2H2 + H2 = C2H4 (và phương trình C2H2 + H2 = C2H6)- Cân bằng phản ứng C2H2 + H2O | CH3CHO (và phương trình CH3CHO + AgNO3 + NH3 + H2O)
- Cân bằng phản ứng Fe2O3 = O2 + Fe3O4 (và phương trình Fe2O3 + O2 + H2O = Fe(OH)3)
- Cân bằng phản ứng C2H2 | C6H6 (và phương trình C6H6 + NaOH)
- Cân bằng phản ứng C + KClO3 | KCl + CO2 (và phương trình KNO3 + S + C)
- Cân bằng phản ứng Ca(HCO3)2 + NaOH ra gì (và phương trình Ca(HCO3)2 + HCl)
