Alkane, Alkene, Alkine sind organische Chemikalien. Sie alle sind aus chemischen Elementen wie Kohlenstoff und Wasserstoff aufgebaut. Alkane, Alkene, Alkine sind chemische Verbindungen, die zur Gruppe der Kohlenwasserstoffe gehören.
In diesem Artikel betrachten wir Alkine.
Was ist das?
Diese Stoffe werden auch acetylenische Kohlenwasserstoffe genannt. Die Struktur von Alkinen sieht das Vorhandensein von Kohlenstoff- und Wasserstoffatomen in ihren Molekülen vor. Die allgemeine Formel für acetylenische Kohlenwasserstoffe lautet: C H2n-2. Das einfachste einfache Alkin ist Ethin (Acetylen). Es hat die folgende chemische Formel - С2Н2. Alkine umfassen auch Propin mit der Formel C3H4. Außerdem Butin (C4H6), Pentin (C5 H8), Hexin (C6H10), Heptin (C 7Н 12), Oktin (С8Н14), Nonin (С9 Н16), Decin (С10Н18) usw. Alle Arten von Alkine haben ähnliche Eigenschaften. Schauen wir sie uns genauer an.
Physikalische Eigenschaften von Alkinen
In Bezug auf ihre physikalischen Eigenschaften AcetylenKohlenwasserstoffe ähneln Alkenen.
Alkine, deren Moleküle zwei bis vier Kohlenstoffatome enth alten, haben unter Normalbedingungen einen gasförmigen Aggregatzustand. Diejenigen, in deren Molekülen unter normalen flüssigen Bedingungen fünf bis 16 Kohlenstoffatome vorhanden sind. Diejenigen, deren Moleküle 17 oder mehr Atome dieses chemischen Elements enth alten, sind Festkörper.
Alkine schmelzen und sieden bei höherer Temperatur als Alkane und Alkene.
Die Löslichkeit in Wasser ist vernachlässigbar, aber etwas höher als die von Alkenen und Alkanen.
Die Löslichkeit in organischen Lösungsmitteln ist hoch.
Das am weitesten verbreitete Alkin, Acetylen, hat die folgenden physikalischen Eigenschaften:
- hat keine Farbe;
- kein Geruch;
- befindet sich unter Normalbedingungen in einem gasförmigen Aggregatzustand;
- ist weniger dicht als Luft;
- Siedepunkt - minus 83,6 Grad Celsius;
Chemische Eigenschaften von Alkinen
In diesen Substanzen sind die Atome durch eine Dreifachbindung verbunden, was ihre Haupteigenschaften erklärt. Alkine gehen Reaktionen dieser Art ein:
- Hydrierung;
- Hydrohalogenierung;
- Halogenierung;
- Hydratation;
- brennen.
Sehen wir sie uns einzeln an.
Hydrierung
Die chemischen Eigenschaften von Alkinen erlauben es ihnen, Reaktionen dieser Art einzugehen. Dies ist eine Art chemischer Wechselwirkung, bei der ein Molekül einer Substanz zusätzliche Wasserstoffatome an sich bindet. Hier ist ein Beispiel für eine solche chemische Reaktion im Fall von Propin:
2H2 + C3H4=C3N8
Diese Reaktion erfolgt in zwei Schritten. An das erste Propinmolekül hängen zwei Wasserstoffatome und an das zweite - die gleiche Anzahl.
Halogenierung
Dies ist eine weitere Reaktion, die Teil der chemischen Eigenschaften von Alkinen ist. Als Ergebnis bindet ein acetylenisches Kohlenwasserstoffmolekül Halogenatome an. Letztere beinh alten Elemente wie Chlor, Brom, Jod etc.
Hier ist ein Beispiel für eine solche Reaktion bei Ethin:
С2Н2 + 2СІ2=С2 N2SI4
Das gleiche Verfahren ist mit anderen acetylenischen Kohlenwasserstoffen möglich.
Hydrohalogenierung
Dies ist auch eine der Hauptreaktionen, die in die chemischen Eigenschaften von Alkinen einfließen. Es liegt in der Tatsache, dass die Substanz mit Verbindungen wie HCl, HI, HBr usw. interagiert. Diese chemische Wechselwirkung erfolgt in zwei Stufen. Betrachten wir diese Art von Reaktion am Beispiel von Ethin:
С2Н2 + NSI=С2Н 3СІ
С2Н2СІ + NSI=С2Н 4SI2
Hydration
Dies ist eine chemische Reaktion, die eine Wechselwirkung mit Wasser beinh altet. Sie erfolgt ebenfalls in zwei Etappen. Betrachten wir es am Beispiel von ethin:
H2O + C2H2=C 2 H3OH
Die Substanz, die nach der ersten Stufe gebildet wirdReaktion heißt Vinylalkohol.
Da die OH-Funktion nach der Eltekov-Regel nicht neben der Doppelbindung liegen kann, kommt es zu einer Atomumlagerung, wodurch aus Vinylalkohol Acetaldehyd entsteht.
Der Vorgang der Hydratation von Alkinen wird auch als Kucherov-Reaktion bezeichnet.
Verbrennung
Dies ist der Prozess der Wechselwirkung von Alkinen mit Sauerstoff bei hoher Temperatur. Betrachten Sie die Verbrennung von Stoffen dieser Gruppe am Beispiel von Acetylen:
2C2N2 +2O2=2N2 O + 3C + CO2
Bei Sauerstoffüberschuss verbrennen Acetylen und andere Alkine ohne Kohlenstoffbildung. In diesem Fall werden nur Kohlendioxid und Wasser freigesetzt. Hier ist die Gleichung für eine solche Reaktion am Beispiel von Propin:
4O2 + C3N4=2N2O + 3CO2
Auch die Verbrennung anderer acetylenischer Kohlenwasserstoffe erfolgt auf ähnliche Weise. Das Ergebnis ist Wasser und Kohlendioxid.
Andere Reaktionen
Acetylene können auch mit Salzen von Metallen wie Silber, Kupfer, Calcium reagieren. Dabei wird der Wasserstoff durch Metallatome ersetzt. Betrachten Sie diese Art von Reaktion am Beispiel von Acetylen und Silbernitrat:
С2Н2 + 2AgNO3=Ag2C2 + 2NH4NO3 + 2H2O
Ein weiterer interessanter Prozess, an dem Alkine beteiligt sind, ist die Zelinsky-Reaktion. Das ist die Bildung von Benzol aus Acetylen, wenn es auf 600 Grad Celsius erhitzt wird.in Gegenwart von Aktivkohle. Die Gleichung für diese Reaktion kann wie folgt ausgedrückt werden:
3S2N2=S6N6
Alkinpolymerisation ist ebenfalls möglich - der Vorgang, mehrere Moleküle einer Substanz zu einem Polymer zu verbinden.
Empfangen
Alkine, die Reaktionen, mit denen wir oben diskutiert haben, werden im Labor durch verschiedene Methoden erh alten.
Die erste ist die Dehydrohalogenierung. Die Reaktionsgleichung sieht so aus:
C2H4Br2 + 2KON=С2 N2 + 2N2O + 2KBr
Um einen solchen Prozess durchzuführen, müssen die Reagenzien erhitzt und Ethanol als Katalysator hinzugefügt werden.
Alkine lassen sich auch aus anorganischen Verbindungen gewinnen. Hier ist ein Beispiel:
CaC2 + H2O=C2H 2 + 2Ca(OH)2
Die nächste Methode zur Gewinnung von Alkinen ist die Dehydrierung. Hier ist ein Beispiel für eine solche Reaktion:
2CH4=3H2 + C2H2
Bei dieser Art von Reaktion kann nicht nur Ethin entstehen, sondern auch andere Acetylenkohlenwasserstoffe.
Verwendung von Alkinen
Das einfachste Alkin, Ethin, wird in der Industrie am häufigsten verwendet. Es ist in der chemischen Industrie weit verbreitet.
- Benötigen Acetylen und andere Alkine, um sie in andere organische Verbindungen wie Ketone, Aldehyde, Lösungsmittel und umzuwandelnandere
- Es ist auch möglich, Stoffe aus Alkinen zu gewinnen, die bei der Herstellung von Kautschuken, Polyvinylchlorid usw. verwendet werden.
- Aceton kann durch Kucherovs Reaktion aus Propin gewonnen werden.
- Außerdem wird Acetylen bei der Herstellung von Chemikalien wie Essigsäure, aromatischen Kohlenwasserstoffen, Ethylalkohol verwendet.
- Acetylen wird auch als Brennstoff mit sehr hoher Verbrennungswärme verwendet.
- Außerdem wird die Verbrennungsreaktion von Ethin zum Schweißen von Metallen verwendet.
- Außerdem kann aus Acetylen technischer Kohlenstoff gewonnen werden.
- Außerdem wird dieser Stoff in geschlossenen Leuchten verwendet.
- Acetylen und eine Reihe anderer Kohlenwasserstoffe dieser Gruppe werden aufgrund ihrer hohen Verbrennungswärme als Raketentreibstoff verwendet.
Dies beendet die Verwendung von Alkinen.
Schlussfolgerung
Als abschließenden Teil noch eine kurze Tabelle zu den Eigenschaften von acetylenischen Kohlenwasserstoffen und ihrer Herstellung.
| Reaktionsname | Erklärungen | Beispielgleichung |
| Halogenierung | Additionsreaktion von Halogenatomen (Brom, Jod, Chlor usw.) durch ein acetylenisches Kohlenwasserstoffmolekül | C4H6 + 2I2=С4 N6I2 |
| Hydrierung | Die Reaktion der Addition von Wasserstoffatomen durch ein Alkinmolekül. Tritt in zwei Phasen auf. |
C3H4 +N2=S3N6 C3H6 + H2=C3N8 |
| Hydrohalogenierung | Additionsreaktion von Halogenwasserstoffen (HI, HCl, HBr) durch ein acetylenisches Kohlenwasserstoffmolekül. Tritt in zwei Phasen auf. |
C2H2 + HI=C2H3I C2H3I + HI=C2H 4 I2 |
| Hydration | Reaktion aufgrund der Wechselwirkung mit Wasser. Tritt in zwei Phasen auf. |
C2N2 + H2O=C 2 H3OH C2H3OH=CH3-CHO |
| Vollständige Oxidation (Verbrennung) | Wechselwirkung von Acetylenkohlenwasserstoff mit Sauerstoff bei erhöhter Temperatur. Das Ergebnis ist Kohlenmonoxid und Wasser. |
2C2H5 + 5O2=2H2 O + 4CO2 2C2N2 + 2O2=N2 O + CO2 + 3C |
| Reaktionen mit Metallsalzen | Bestehen darin, dass Metallatome Wasserstoffatome in den Molekülen von Acetylenkohlenwasserstoffen ersetzen. | С2Н2 + AgNO3=C2Ag2 + 2NH4NO3 + 2H2O |
Alkine können im Labor auf drei Wegen gewonnen werden:
- aus anorganischen Verbindungen;
- durch Dehydrierung von organischem Material;
- WegDehydrohalogenierung organischer Substanzen.
Daher haben wir alle physikalischen und chemischen Eigenschaften von Alkinen, Methoden zu ihrer Herstellung und Anwendungen in der Industrie berücksichtigt.
