Ацетилен - характеристики и физические свойства ацетилена
Ацетилен относится к органическим соединениям, ненасыщенным углеводородам — алкинам. В обычных условиях ацетилен представляет собой бесцветный газ. Очень горюч. Имеет формулу C2H2, то есть молекула ацетилена — это два атома углерода и два атома водорода, причём связь между углеродными атомами тройная.
Синтез ацетилена
В лабораторных условиях газ ацетилен получают, воздействуя водой на углеродистый кальций. Впервые эту реакцию провёл в 1860-х годах химик Вёлер. Ещё один способ получить молекулу ацетилена — дегидрировать две метановые молекулы, нагревая их до 1400 °C и выше.
Промышленный способ синтезировать ацетилен — гидролизовать углеродистый кальций, при этом ацетилен получают в чистом виде; или подвергнуть термическому разложению углеводородное сырьё.
Существует несколько видов термического разложения для получения ацетилена. Используемый в качестве сырья метан:
- нагревают до 1600 °C в электродуговой печи — электрокрекинг;
- обрабатывают ионизированным газом — аргоном или водородом;
- пропускают через нагретую до 1400 °C насадку — регенеративный пиролиз;
- смешивают с кислородом и нагревают смесь до 1600 °C или до 2000 °C — окислительный или гомогенный пиролиз, соответственно.
На термическое разложение тратится меньше энергии, чем на гидролиз, но полученный ацетилен нужно очищать.
Физические характеристики ацетилена
Чистый газ ацетилен летуч и не пахнет. Баллоны для него содержат пористый наполнитель. Ацетон и другие пропитки такого наполнителя дают узнаваемый запах.
Обращаться с ацетиленом нужно осторожно. Он может взорваться от удара, от нагрева до 500 °C, а при сжатии до двух атмосфер — и без нагрева. В открытом воздухе ацетилен загорается и от пламени, и от любых искр, поэтому перевозят и используют ацетилен только в защищённых баллонах.
Химические характеристики ацетилена
Ацетилен при окислении даёт высокотемпературное пламя — до 3150 °C. Сгорая, газ даёт так много тепла благодаря тройной связи углеродных атомов.
Известные химические реакции ацетилена:
- с водой образует этаналь, катализируется ртутными солями;
- обесцвечивает раствор марганцовки, водный раствор брома;
- с аммиачными растворами меди и серебра образует взрывоопасные соединения;
- полимеризируется в сложные органические соединения при 500 °C, катализируется графитом;
- проявляет свойства кислоты, образует взрывоопасный осадок с серебряными солями и одновалентной медью.
Чистый ацетилен закипает при –83 °C. Чтобы его химические свойства не привели к взрыву, ацетилен хранят только в специальных условиях, берегут от удара, от нагрева, от контакта с серебром и медью.
