Alkány, alkény, alkíny sú organické chemikálie. Všetky sú postavené z takých chemických prvkov, ako je uhlík a vodík. Alkány, alkény, alkíny sú chemické zlúčeniny, ktoré patria do skupiny uhľovodíkov.
V tomto článku sa pozrieme na alkíny.
Čo je toto?
Tieto látky sa tiež nazývajú acetylénové uhľovodíky. Štruktúra alkínov zabezpečuje prítomnosť atómov uhlíka a vodíka v ich molekulách. Všeobecný vzorec pre acetylénové uhľovodíky je: C H2n-2. Najjednoduchší jednoduchý alkín je etín (acetylén). Má nasledujúci chemický vzorec - С2Н2. Alkíny zahŕňajú aj propín so vzorcom C3H4. Okrem toho butín (C4H6), pentín (C5 H8), hexín (C6H10), heptín (C 7Н 12), oktín (С8Н14), nonine (С9 Н16), Dečín (С10Н18) atď. Všetky typy alkíny majú podobné vlastnosti. Pozrime sa na ne bližšie.
Fyzikálne vlastnosti alkínov
Pokiaľ ide o ich fyzikálne vlastnosti, acetylénuhľovodíky pripomínajú alkény.
Za normálnych podmienok majú alkíny, ktorých molekuly obsahujú dva až štyri atómy uhlíka, plynný stav agregácie. Tie, v ktorých molekulách je od 5 do 16 atómov uhlíka, za normálnych kvapalných podmienok. Tie, ktorých molekuly obsahujú 17 alebo viac atómov tohto chemického prvku, sú pevné látky.
Alkíny sa topia a varia pri vyššej teplote ako alkány a alkény.
Rozpustnosť vo vode je zanedbateľná, ale o niečo vyššia ako u alkénov a alkánov.
Rozpustnosť v organických rozpúšťadlách je vysoká.
Najpoužívanejší alkín, acetylén, má nasledujúce fyzikálne vlastnosti:
- nemá farbu;
- bez zápachu;
- za normálnych podmienok je v plynnom stave agregátu;
- je menej hustý ako vzduch;
- bod varu – mínus 83,6 stupňov Celzia;
Chemické vlastnosti alkínov
V týchto látkach sú atómy spojené trojitou väzbou, čo vysvetľuje ich hlavné vlastnosti. Alkíny vstupujú do reakcií tohto typu:
- hydrogenácia;
- hydrohalogenácia;
- halogenation;
- hydratácia;
- horiace.
Pozrime sa na ne jeden po druhom.
Hydrogenácia
Chemické vlastnosti alkínov im umožňujú vstupovať do reakcií tohto typu. Ide o typ chemickej interakcie, pri ktorej molekula látky k sebe pripája ďalšie atómy vodíka. Tu je príklad takejto chemickej reakcie v prípade propínu:
2H2 + C3H4=C3N8
Táto reakcia prebieha v dvoch krokoch. Na prvú molekulu propínu sú pripojené dva atómy vodíka a na druhú - rovnaký počet.
Halogenation
Toto je ďalšia reakcia, ktorá je súčasťou chemických vlastností alkínov. Výsledkom je, že molekula acetylénového uhľovodíka pripája atómy halogénu. Posledne uvedené zahŕňajú prvky ako chlór, bróm, jód atď.
Tu je príklad takejto reakcie v prípade etínu:
С2Н2 + 2СІ2=С2 N2SI4
Rovnaký proces je možný aj s inými acetylénovými uhľovodíkmi.
Hydrohalogenácia
Toto je tiež jedna z hlavných reakcií, ktoré ovplyvňujú chemické vlastnosti alkínov. Spočíva v tom, že látka interaguje so zlúčeninami ako HCl, HI, HBr atď. Táto chemická interakcia prebieha v dvoch fázach. Pozrime sa na tento typ reakcie pomocou etínu ako príkladu:
С2Н2 + NSI=С2Н 3СІ
С2Н2СІ + NSI=С2Н 4SI2
Hydrácia
Ide o chemickú reakciu, ktorá zahŕňa interakciu s vodou. Prebieha tiež v dvoch etapách. Pozrime sa na to s ethin ako príklad:
H2O + C2H2=C 2 H3OH
Látka, ktorá vzniká po prvej fázereakcia sa nazýva vinylalkohol.
Vzhľadom na to, že podľa Eltekovovho pravidla sa funkčná skupina OH nemôže nachádzať vedľa dvojitej väzby, dochádza k preskupeniu atómov, v dôsledku čoho z vinylalkoholu vzniká acetaldehyd.
Proces hydratácie alkínov sa nazýva aj Kucherovova reakcia.
Spaľovanie
Toto je proces interakcie alkínov s kyslíkom pri vysokej teplote. Zvážte spaľovanie látok tejto skupiny pomocou acetylénu ako príklad:
2C2N2 +2O2=2N2 O + 3C + CO2
Pri prebytku kyslíka horí acetylén a iné alkíny bez tvorby uhlíka. V tomto prípade sa uvoľňuje iba oxid uhoľnatý a voda. Tu je rovnica pre takúto reakciu s použitím propínu ako príkladu:
4O2 + C3N4=2N2O + 3CO2
Podobným spôsobom prebieha aj spaľovanie iných acetylénových uhľovodíkov. Výsledkom je voda a oxid uhličitý.
Iné reakcie
Acetylény sú tiež schopné reagovať so soľami kovov, ako je striebro, meď, vápnik. V tomto prípade je vodík nahradený atómami kovu. Zvážte tento typ reakcie na príklade acetylénu a dusičnanu strieborného:
С2Н2 + 2AgNO3=Ag2C2 + 2NH4NO3 + 2H2O
Ďalším zaujímavým procesom zahŕňajúcim alkíny je Zelinského reakcia. Ide o vznik benzénu z acetylénu pri jeho zahriatí na 600 stupňov Celzia.v prítomnosti aktívneho uhlia. Rovnica pre túto reakciu môže byť vyjadrená takto:
3S2N2=S6N6
Možná je aj alkínová polymerizácia - proces spájania niekoľkých molekúl látky do jedného polyméru.
Prijať
Alkíny, reakcie, o ktorých sme hovorili vyššie, sa získavajú v laboratóriu niekoľkými metódami.
Prvou je dehydrohalogenácia. Reakčná rovnica vyzerá takto:
C2H4Br2 + 2KON=С2 N2 + 2N2O + 2KBr
Na uskutočnenie takéhoto procesu je potrebné zahriať činidlá a tiež pridať etanol ako katalyzátor.
Alkíny je možné získať aj z anorganických zlúčenín. Tu je príklad:
CaC2 + H2O=C2H 2 + 2Ca(OH)2
Ďalším spôsobom získania alkínov je dehydrogenácia. Tu je príklad takejto reakcie:
2CH4=3H2 + C2H2
Tento typ reakcie môže produkovať nielen etín, ale aj iné acetylénové uhľovodíky.
Použitie alkínov
Najjednoduchší alkín, etín, je v priemysle najpoužívanejší. Je široko používaný v chemickom priemysle.
- Potrebujeme acetylén a iné alkíny, aby sme ich premenili na iné organické zlúčeniny, ako sú ketóny, aldehydy, rozpúšťadlá aostatné
- Z alkínov je tiež možné získať látky, ktoré sa používajú pri výrobe kaučukov, polyvinylchloridu atď.
- Acetón možno získať z propínu ako výsledok Kucherovovej reakcie.
- Acetylén sa okrem toho používa pri výrobe chemikálií, ako je kyselina octová, aromatické uhľovodíky, etylalkohol.
- Acetylén sa používa aj ako palivo s veľmi vysokým spaľovacím teplom.
- Spaľovacia reakcia etínu sa používa aj na zváranie kovov.
- Technický uhlík možno navyše získať pomocou acetylénu.
- Táto látka sa tiež používa v samostatných svietidlách.
- Acetylén a množstvo ďalších uhľovodíkov tejto skupiny sa používa ako raketové palivo kvôli ich vysokému spaľovaciemu teplu.
Týmto sa končí používanie alkínov.
Záver
Ako poslednú časť uvádzame stručnú tabuľku o vlastnostiach acetylénových uhľovodíkov a ich výrobe.
| Názov reakcie | Vysvetlenia | Príklad rovnice |
| Halogenation | Reakcia adície halogénových atómov (bróm, jód, chlór atď.) molekulou acetylénového uhľovodíka | C4H6 + 2I2=С4 N6I2 |
| Hydrogenácia | Reakcia adície atómov vodíka alkínovou molekulou. Prebieha v dvoch fázach. |
C3H4 +N2=S3N6 C3H6 + H2=C3N8 |
| Hydrohalogenácia | Reakcia adície hydrohalogénov (HI, HCI, HBr) molekulou acetylénového uhľovodíka. Prebieha v dvoch fázach. |
C2H2 + HI=C2H3I C2H3I + HI=C2H 4 I2 |
| Hydrácia | Reakcia založená na interakcii s vodou. Prebieha v dvoch fázach. |
C2N2 + H2O=C 2 H3OH C2H3OH=CH3-CHO |
| Úplná oxidácia (spaľovanie) | Interakcia acetylénového uhľovodíka s kyslíkom pri zvýšenej teplote. Výsledkom je oxid uhličitý a voda. |
2C2H5 + 5O2=2H2 O + 4CO2 2C2N2 + 2O2=N2 O + CO2 + 3C |
| Reakcie so soľami kovov | Spočíva v tom, že atómy kovu nahrádzajú atómy vodíka v molekulách acetylénových uhľovodíkov. | С2Н2 + AgNO3=C2Ag2 + 2NH4NO3 + 2H2O |
Alkíny je možné získať v laboratóriu tromi spôsobmi:
- z anorganických zlúčenín;
- dehydrogenáciou organickej hmoty;
- cestadehydrohalogenácia organických látok.
Zvážili sme teda všetky fyzikálne a chemické vlastnosti alkínov, spôsoby ich výroby, aplikácie v priemysle.
