Журнал о Медицине
rss новости rss статьи rss все архив
Словарь научных терминов

Ацетилен

АЦЕТИЛЕН (от лат. acetum-уксус и греч. hyle - лес, дерево; вещество) (этин) СНhttp://www.pora.ru/image/encyclopedia/7/2/5/2725.jpegСН, мол. м. 26,04; бесцв. газ; т. пл. -81°С/1277мм рт. ст., т. возг. -84,1°С; т. кип. -83,8°С; плотн. 1,0896 г/л (газ; 20°С; 101 кПа);http://www.pora.ru/image/encyclopedia/7/2/6/2726.jpeg Н°о6р -227,400 кДж/моль (газ; 298,15 К),http://www.pora.ru/image/encyclopedia/7/2/7/2727.jpegН°сгор — 1307 кДж/моль; Сpo 44,036 Дж/(моль*К); давление пара жидкого А. (МПа): 1,1 (-30°С), 2,6 (0°С), 5,4 (30°С); tкрит 35,2°С, pкрит 6,4 МПа; макс. т-ра кислородно-ацетиленового пламени 3150°С (при

содержании А. 45% по объему), воздушно-ацетиленовой смеси 2350 °С. Р-римость (объемы А.) в 1 объеме р-рителя при 15°С и 101 кПа: в воде-1,15; ацетоне-25 (при 1,2 МПа-300; при -80°С и 0,1 МПа-2000); спирте-6; бензоле-4; уксусной к-те-6 (18°С); ДМФА -33,5 (25 °С).

Атомы углерода в А. sp-гибридизованы. Они связаны однойhttp://www.pora.ru/image/encyclopedia/7/2/8/2728.jpegи двумяhttp://www.pora.ru/image/encyclopedia/7/2/9/2729.jpegсвязями, макс. плотности к-рых расположены в двух взаимно перпендикулярных областях, образуя цилиндрич. облакоhttp://www.pora.ru/image/encyclopedia/7/3/0/2730.jpegэлектронной плотности; за его пределами находятся атомы Н (см. рис.).
http://www.pora.ru/image/encyclopedia/7/3/1/2731.jpeg

Молекула А. линейна; все 4 атома расположены на прямой. Расстояния Сhttp://www.pora.ru/image/encyclopedia/7/3/2/2732.jpegС и С—Н равны соотв. 0,1205 и 0,1059 нм. Энергия тройной связи 836 кДж/моль. В ИК-спектрах несимметричной ацетиленовой группы (RChttp://www.pora.ru/image/encyclopedia/7/3/3/2733.jpegСН) имеются полосы поглощения валентных колебаний при частотахhttp://www.pora.ru/image/encyclopedia/7/3/4/2734.jpeg 2260-2100 см-1, vС_H 3310-3300 см-1 и деформационных колебанийhttp://www.pora.ru/image/encyclopedia/7/3/5/2735.jpeg 700-610 см'1. В спектрах ЯМР хим. сдвиг протона составляет 2,0 м.д., ядер 13С-68 м.д. (для C2H5Ghttp://www.pora.ru/image/encyclopedia/7/3/6/2736.jpegCH). Ацетиленовая группа не поглощает УФ-излучение с длиной волны более 200 нм.

Для А. характерны р-ции присоединения, к-рые происходят в две стадии: сначала образуются замещенные этилена, затем - замещенные алканов. Галогены присоединяются непосредственно, галогеноводороды - в присут. катализаторов (напр., CuCl, HgCl2):
http://www.pora.ru/image/encyclopedia/7/3/7/2737.jpeg

Эти р-ции используются при произ-ве тетрахлорэтилена, трихлорэтилена, винилхлорида и др. хлорсодержащих соединений.

Водород присоединяется в присут. катализаторов (Ni, Pt или др.): СНhttp://www.pora.ru/image/encyclopedia/7/3/8/2738.jpegСН -> СН2=СН2 -> СН3СН3; вода - в присут. солей Hg2+ с образованием ацетальдегида (Кучерова реакция). Прямая гидратация происходит при пропускании смеси А. и паров воды при 300-400°С над фосфатами тяжелых металлов. Гидратация А. используется в пром-сти для произ-ва ацетальдегида и продуктов дальнейших его превращений - уксусной к-ты, ацетона, спирта. В присут. CuCl в кислой среде HCN присоединяется к А. с образованием акрилонитрила. А. легко присоединяет сулему в виде р-ра в 10-12%-ной соляной к-те:
http://www.pora.ru/image/encyclopedia/7/3/9/2739.jpeg

Действием AsCl3 на это соединение получаютhttp://www.pora.ru/image/encyclopedia/7/4/0/2740.jpegхлорвинилдихлорарсин (люизит):
http://www.pora.ru/image/encyclopedia/7/4/1/2741.jpeg

Спирты присоединяются к А. в присут. КОН, BF3 или HgO при 150-200°С Продукты р-ции - простые виниловые эфиры, используемые в произ-ве полимеров, смазочных масел, эмульгаторов и др. Аналогично к А. могут присоединяться карбоновые к-ты (кат. - HgSO4, ацетаты Zn или Cd на активиров. угле), амины, амиды к-т, тиолы и др. с образованием виниловых соед., напр.:
http://www.pora.ru/image/encyclopedia/7/4/2/2742.jpeg

http://www.pora.ru/image/encyclopedia/7/4/3/2743.jpeg

А. легко присоединяет альдегиды и кетоны в присутствии щелочных катализаторов (реакция Фаворского). Большое практическое значение имеет реакция А. с формальдегидом в присутствии ацетиленида Си (реакция Реппе):
http://www.pora.ru/image/encyclopedia/7/4/4/2744.jpeg

Образующиеся пропаргиловый спирт и 2-бутин-1,4-диол - исходные вещества в производстве 1,4-бутиленгликоля. При взаимод. А. с СО и спиртами, NH3 или аминами в присут. Ni(CO)4 под давлением получают эфиры или амиды акриловой кислоты, используемые в синтезе полимеров:
http://www.pora.ru/image/encyclopedia/7/4/5/2745.jpeg

Карбонилирование м. б. использовано также для синтеза бензохинона:
http://www.pora.ru/image/encyclopedia/7/4/6/2746.jpeg

Под влиянием солей Cu(I) в водном НCl А. димеризуется в винилацетилен, из к-рого получают хлоропрен. Над активным углем А. гладко тримеризуется в бензол. В присут. Ni(CN)2 в тетрагидрофура не А. превращается в циклооктатетраен С8Н8 (р-ция Реппе), в присут. Н2 над Ni - в изобутилен.

Для А. характерны также р-ции, обусловленные слабокислым характером ацетиленовой группы (рКаhttp://www.pora.ru/image/encyclopedia/7/4/7/2747.jpeg25). При действии щелочных, щел.-зем. металлов (при нагревании, легче - в жидком NH3) или металлоорг. соед. образуются продукты замещения водорода в А. металлами, т. наз. ацетилениды МСhttp://www.pora.ru/image/encyclopedia/7/4/8/2748.jpegСН, к-рые энергично реагируют с водой, регенерируя А. С магнийорг. соед. А. легко образует магнийгалогенопроизводные А. (реактивы Иоцича). Ацетилениды Mg, Na, Li часто используют в орг. синтезе для введения ацетиленовой группы. Так, при взаимод. с алкилирующими агентами образуются алкилацетилены (напр., метилацетилен, 1-бутин, 1-пентин): RX + МСhttp://www.pora.ru/image/encyclopedia/7/4/9/2749.jpegСН -> RChttp://www.pora.ru/image/encyclopedia/7/5/0/2750.jpegСН + MX. Дизамещенные ацетилениды Сu2С2 и Ag2C2 образуются при действии на А. аммиачных р-ров соотв. солей Cu(I) и Ag; эти ацетилениды взрывоопасны, напр. Сu2С2 взрывается около 120°С. Образование Сu2С2 красного цвета часто используют для определения А. См. также Ацетиленовые комплексы переходных металлов.

При сжигании А. выделяется большое кол-во тепла. На этом основана ацетилено-кислородная сварка черных металлов (на сварку расходуется около 30% производимого А.).

А.-родоначальник ряда ацетиленовых углеводородов (см. табл.), хим. св-ва к-рых также определяются наличием тройной связи Сhttp://www.pora.ru/image/encyclopedia/7/5/1/2751.jpegС. Методы получения А. в пром-сти:

1. Разложение карбида кальция водой:
http://www.pora.ru/image/encyclopedia/7/5/2/2752.jpeg

Поскольку р-ция экзотермична, необходим строгий контроль за т-рой, т. к. при перегреве А. легко разлагается, что может привести к взрыву. Используют генераторы производительностью до 2000 м3/ч. Примеси (NH3, PH3, AsH3, сульфиды и др.) удаляют окислением водными р-рами NaCIO, FcCl3 или Н2СrO4.

2. Электрокрекинг прир. газа (метана с примесью гомологов) в электродуговых печах:
http://www.pora.ru/image/encyclopedia/7/5/3/2753.jpeg

Метан пропускают между металлич. электродами при нормальном давлении, т-ре 1600°С, времени контакта доли секунды; смесь образовавшихся газов резко охлаждают водой. Полученный газ содержит 12-15% по объему А. (теоретически возможно 25%), к-рый выделяют р-рением в воде под давлением. Из 1000 м3 прир. газа получают 300 кг А., 26 кг этилена, 21 кг сажи и 1170 м3 Н2. Расход электроэнергии ок. 9 кВт-ч на 1 кг неочищенного А. 3. Термоокислит. крекинг (частичное окисление) прир. газа благодаря теплу, выделяющемуся при частичном сгорании метана (СН42 = 1 :0,65):
http://www.pora.ru/image/encyclopedia/7/5/4/2754.jpeg

4. Пиролиз прир. газа. Над огнеупорной насадкой пропускают смесь газа с воздухом, к-рая, сгорая, нагревает насадку до ~ 1500°С, а затем на насадке происходит пиролиз газа-метана, разбавленного обратным газом (после выделения А.) и водяным паром в соотношении 1:2:6. Операции повторяют многократно.

СВОЙСТВА АЦЕТИЛЕНОВЫХ УГЛЕВОДОРОДОВ
http://www.pora.ru/image/encyclopedia/7/5/5/2755.jpeg

В газах, полученных методами 3 и 4, содержание А. редко достигает 20%. Выделить его из сложной смеси продуктов довольно трудно; чаще всего используют растворение в ДМФА или др. селективных р-рителях. Экономич. затраты на произ-во А. термоокислит. крекингом и пиролизом вполне сравнимы с затратами по карбидному методу. Кроме того, эти методы выгодно отличаются от карбидного отсутствием прямого расхода электроэнергии и использованием в кач-ве сырья прир. газа. Производств. мощности по А. в промышленно развитых странах составляют сотни тысяч т/год.

А. взрывается при т-ре ок. 500°С или давлении выше 0,2 МПа; КПВ 2,3-80,7%, т. самовоспл. 335°С Взрывоопасность уменьшается при разбавлении А. др. газами, напр. N2, метаном или пропаном. А. обладает слабым токсин, действием; ПДК 0,3 мг/м3. Хранят и перевозят его в заполненных инертной пористой массой (напр., древесным углем) стальных баллонах белого цвета (с красной надписью "А") в виде раствора в ацетоне под давл. 1,5-2,5 МПа. А. открыт Э.Дэви в 1836. Впервые синтезирован в 1862 М. Бертло из угля и Н2.

Лит.: Ньюлэнд Ю.А., Фогт P.P., Химия ацетилена, пер. с англ., М., 1947; Федоренко Н. П.. Методы получения ацетилена. М.. 1958; Кононов Н. Ф.. Островский С. А.. Устынюк Л.А.. Новая технология некоторых синтезов на основе ацетилена, М., 1977; Котляревский И. Л., Карпицкая Л.Г., Химия ацетилена. Томск. 1981; Kirk-Othmer encyclopedia. 3 ed., v. 1, N. Y., 1978, p. 192-243; The chemistry of the carbon-carbon triple bond, ed. by S. Patai. N.Y.. 1978. И.Л.Кнунянц.


1. www.missus.ru: Почему нужно есть яблоки?
18.12.2016
... данным исследования, проведенного университетом штата Массачусетс, потребление яблок увеличивает производство и количество нейротрансмиттера ацетилхолина в головном мозге. Он является многофункциональным веществом, одной из задач которого является модуляция нейропластичности, обеспечивающей способность мозга изменяться и строить новые структуры. ...
2. www.missus.ru: Идеальная кожа без прыщей: рецепты
15.11.2016
... 4 таблетки аспирина или ацетилсалициловой кислоты (это российский аналог аспирина) ...
3. www.pravda.ru: Взрыв прогремел на химзаводе в Западной Вирджинии, есть пострадавшие
14.05.2013
... расположенном недалеко от города Пока. При этом пострадали двое сотрудников. В настоящий момент их жизни вне опасности. Как сообщили в самой Airgas, друг за другом взорвались шесть емкостей с ацетиленом, обычно используемым при сварочных работах. ...
4. www.medpulse.ru: Мышей заставили заикаться, чтобы помочь человеческим заикам
22.02.2011
... ходе предыдущих исследований группа Дрейны выяснила, что у заик гораздо чаще, чем в остальной популяции, встречаются определенные мутации генов GNPTAB, GNPTG и NAGPA, контролирующих синтез ацетилглюкозамина и, как следствие, гиалуроновой кислоты. Тяжелые нарушения функции этих генов приводят к развитию муколипидоза. Дети с этим заболеванием, как правило, не доживают до 10 лет и не могут научиться ...
6. www.yoki.ru: Увеличивается количество погибших в результате взрыва в Евпатории
25.12.2008
... и 95 квартир. Причиной трагедии, по первым данным спасателей, мог стать взрыв бытового газа, однако глава МЧС Владимир Шандра заявил, что предварительно причиной стал взрыв баллонов с кислородом и ацетиленом, пишет Правда.ру. ...
7. www.yoki.ru: Удивительные факты - 2 октября
02.10.2008
... причинами, такими как солнечный свет и температура, но зависит от них. Японцы показали, что на молекулярном уровне у человека и животных циркадный ритм контролируется ферментом арилалкиламин-N-ацетилтрансферазой.Выпуск подготовил Макс К* - по материалам энциклопедий и иных открытых ...
8. www.yoki.ru: На Тверской улице прогремел взрыв
27.03.2007
... центре столицы взорвался баллон с ацетиленом.В здании на Тверской улице, напротив столичного МЧС проводились сварочные работы. По неизвестным пока причинам взорвался баллон с ацетиленом. Начался пожар. ...
Здоровье и профилактика Акушерство и гинекология Стоматология Красота Зрение Энциклопеди Адреса Реклама
Видео