Alkana, alkena, alkuna ialah bahan kimia organik. Kesemuanya dibina daripada unsur kimia seperti karbon dan hidrogen. Alkana, alkena, alkuna ialah sebatian kimia yang tergolong dalam kumpulan hidrokarbon.
Dalam artikel ini kita akan melihat alkuna.
Apakah ini?
Bahan ini juga dipanggil hidrokarbon asetilenik. Struktur alkuna menyediakan kehadiran atom karbon dan hidrogen dalam molekulnya. Formula am untuk hidrokarbon asetilenik ialah: C H2n-2. Alkuna ringkas yang paling ringkas ialah etana (asetilena). Ia mempunyai formula kimia berikut - С2Н2. Alkuna juga termasuk propyne dengan formula C3H4. Selain itu, butine (C4H6), pentine (C5 H8), hexine (C6H10), heptin (C 7Н 12), oktine (С8Н14), bukan nine (С9 Н16), Decin (С10Н18), dsb. Semua jenis alkuna mempunyai ciri yang serupa. Mari kita lihat mereka dengan lebih dekat.
Sifat fizikal alkuna
Dari segi ciri fizikalnya, asetilenahidrokarbon menyerupai alkena.
Dalam keadaan biasa, alkuna, yang molekulnya mengandungi daripada dua hingga empat atom karbon, mempunyai keadaan terkumpul gas. Mereka yang dalam molekulnya terdapat daripada lima hingga 16 atom karbon, dalam keadaan cecair biasa. Mereka yang molekulnya mengandungi 17 atau lebih atom unsur kimia ini adalah pepejal.
Alkuna cair dan mendidih pada suhu yang lebih tinggi daripada alkana dan alkena.
Keterlarutan dalam air boleh diabaikan, tetapi lebih tinggi sedikit daripada alkena dan alkana.
Keterlarutan dalam pelarut organik adalah tinggi.
Alkuna yang paling banyak digunakan, asetilena, mempunyai sifat fizikal berikut:
- tidak mempunyai warna;
- tiada bau;
- dalam keadaan biasa berada dalam keadaan agregat gas;
- kurang tumpat daripada udara;
- takat didih - tolak 83.6 darjah Celsius;
Sifat kimia alkuna
Dalam bahan ini, atom disambungkan oleh ikatan rangkap tiga, yang menerangkan sifat utamanya. Alkuna memasuki tindak balas jenis ini:
- penghidrogenan;
- hydrohalogenation;
- halogenasi;
- penghidratan;
- terbakar.
Mari kita lihat satu persatu.
Penghidrogenan
Sifat kimia alkuna membolehkan mereka memasuki tindak balas jenis ini. Ini adalah sejenis interaksi kimia di mana molekul bahan melekatkan atom hidrogen tambahan kepada dirinya sendiri. Berikut ialah contoh tindak balas kimia sedemikian dalam kes propyne:
2H2 + C3H4=C3N8
Tindak balas ini berlaku dalam dua langkah. Pada molekul propina pertama melekat dua atom hidrogen dan pada yang kedua - nombor yang sama.
Halogenasi
Ini adalah satu lagi tindak balas yang merupakan sebahagian daripada sifat kimia alkuna. Akibatnya, molekul hidrokarbon asetilenik melekatkan atom halogen. Yang terakhir termasuk unsur seperti klorin, bromin, iodin, dsb.
Berikut ialah contoh tindak balas sedemikian dalam kes etin:
С2Н2 + 2СІ2=С2 N2SI4
Proses yang sama boleh dilakukan dengan hidrokarbon asetilenik yang lain.
Hidrohalogenasi
Ini juga merupakan salah satu tindak balas utama yang masuk ke dalam sifat kimia alkuna. Ia terletak pada fakta bahawa bahan berinteraksi dengan sebatian seperti HCI, HI, HBr, dll. Interaksi kimia ini berlaku dalam dua peringkat. Mari kita lihat jenis tindak balas ini menggunakan etin sebagai contoh:
С2Н2 + NSI=С2Н 3СІ
С2Н2СІ + NSI=С2Н 4SI2
Penghidratan
Ini adalah tindak balas kimia yang melibatkan interaksi dengan air. Ia juga berlaku dalam dua peringkat. Mari kita lihat dengan ethin sebagai contoh:
H2O + C2H2=C 2 H3OH
Bahan yang terbentuk selepas peringkat pertamatindak balas dipanggil vinil alkohol.
Disebabkan fakta bahawa, menurut peraturan Eltekov, kumpulan berfungsi OH tidak boleh terletak di sebelah ikatan berganda, penyusunan semula atom berlaku, akibatnya asetaldehid terbentuk daripada alkohol vinil.
Proses penghidratan alkuna juga dipanggil tindak balas Kucherov.
Pembakaran
Ini ialah proses interaksi alkuna dengan oksigen pada suhu tinggi. Pertimbangkan pembakaran bahan kumpulan ini menggunakan asetilena sebagai contoh:
2C2N2 +2O2=2N2 O + 3C + CO2
Dengan lebihan oksigen, asetilena dan alkuna lain terbakar tanpa pembentukan karbon. Dalam kes ini, hanya karbon oksida dan air dibebaskan. Berikut ialah persamaan untuk tindak balas sedemikian menggunakan propyne sebagai contoh:
4O2 + C3N4=2N2O + 3CO2
Pembakaran hidrokarbon asetilenik lain juga berlaku dengan cara yang sama. Hasilnya ialah air dan karbon dioksida.
Reaksi lain
Selain itu, asetilena mampu bertindak balas dengan garam logam seperti perak, kuprum, kalsium. Dalam kes ini, hidrogen digantikan oleh atom logam. Pertimbangkan jenis tindak balas ini menggunakan contoh asetilena dan perak nitrat:
С2Н2 + 2AgNO3=Ag2C2 + 2NH4NO3 + 2J2O
Satu lagi proses menarik yang melibatkan alkuna ialah tindak balas Zelinsky. Ini adalah pembentukan benzena daripada asetilena apabila ia dipanaskan hingga 600 darjah Celsius.dengan kehadiran arang aktif. Persamaan untuk tindak balas ini boleh dinyatakan seperti berikut:
3S2N2=S6N6
Pempolimeran alkuna juga mungkin - proses menggabungkan beberapa molekul bahan menjadi satu polimer.
Terima
Alkuna, tindak balas yang telah dibincangkan di atas, diperolehi di makmal melalui beberapa kaedah.
Pertama ialah penyahhidrohalogenan. Persamaan tindak balas kelihatan seperti ini:
C2H4Br2 + 2KON=С2 N2 + 2N2O + 2KBr
Untuk menjalankan proses sedemikian, perlu memanaskan reagen, serta menambah etanol sebagai mangkin.
Ia juga mungkin untuk mendapatkan alkuna daripada sebatian tak organik. Berikut ialah contoh:
CaC2 + H2O=C2H 2 + 2Ca(OH)2
Kaedah seterusnya untuk mendapatkan alkuna ialah penyahhidrogenan. Berikut ialah contoh tindak balas sedemikian:
2CH4=3J2 + C2H2
Tindak balas jenis ini boleh menghasilkan bukan sahaja ethyne, tetapi juga hidrokarbon asetilena lain.
Penggunaan alkuna
Alkuna paling ringkas, ethyne, adalah yang paling banyak digunakan dalam industri. Ia digunakan secara meluas dalam industri kimia.
- Memerlukan asetilena dan alkuna lain untuk menukarkannya kepada sebatian organik lain seperti keton, aldehid, pelarut danyang lain
- Ia juga mungkin untuk mendapatkan bahan daripada alkuna yang digunakan dalam penghasilan getah, polivinil klorida, dsb.
- Aseton boleh didapati daripada propyne hasil daripada tindak balas Kucherov.
- Selain itu, asetilena digunakan dalam penghasilan bahan kimia seperti asid asetik, hidrokarbon aromatik, etil alkohol.
- Acetylene juga digunakan sebagai bahan api dengan haba pembakaran yang sangat tinggi.
- Selain itu, tindak balas pembakaran etin digunakan untuk mengimpal logam.
- Selain itu, karbon teknikal boleh diperoleh menggunakan asetilena.
- Selain itu, bahan ini digunakan dalam lekapan serba lengkap.
- Acetylene dan beberapa hidrokarbon lain daripada kumpulan ini digunakan sebagai bahan api roket kerana haba pembakarannya yang tinggi.
Ini menamatkan penggunaan alkuna.
Kesimpulan
Sebagai bahagian akhir, berikut ialah jadual ringkas tentang sifat hidrokarbon asetilenik dan pengeluarannya.
| Nama reaksi | Penjelasan | Contoh persamaan |
| Halogenasi | Tindak balas penambahan atom halogen (bromin, iodin, klorin, dll.) oleh molekul hidrokarbon asetilenik | C4H6 + 2I2=С4 N6Saya2 |
| Penghidrogenan | Tindak balas penambahan atom hidrogen oleh molekul alkuna. Berlaku dalam dua peringkat. |
C3H4 +N2=S3N6 C3H6 + H2=C3N8 |
| Hidrohalogenasi | Tindak balas penambahan hidrohalogen (HI, HCI, HBr) oleh molekul hidrokarbon asetilenik. Berlaku dalam dua peringkat. |
C2H2 + HI=C2H3saya C2H3I + HI=C2H 4 Saya2 |
| Penghidratan | Tindak balas berdasarkan interaksi dengan air. Berlaku dalam dua peringkat. |
C2N2 + H2O=C 2 H3OH C2H3OH=CH3-CHO |
| Pengoksidaan lengkap (pembakaran) | Interaksi hidrokarbon asetilena dengan oksigen pada suhu tinggi. Hasilnya ialah karbon oksida dan air. |
2C2H5 + 5O2=2J2 O + 4CO2 2C2N2 + 2O2=N2 O + CO2 + 3C |
| Tindak balas dengan garam logam | Terdiri daripada fakta bahawa atom logam menggantikan atom hidrogen dalam molekul hidrokarbon asetilena. | С2Н2 + AgNO3=C2Ag2 + 2NH4NO3 + 2J2O |
Alkuna boleh didapati di makmal melalui tiga cara:
- daripada sebatian tak organik;
- dengan penyahhidrogenan bahan organik;
- jalanpenyahhidrohalogenan bahan organik.
Jadi kami telah mempertimbangkan semua ciri fizikal dan kimia alkuna, kaedah pengeluarannya, aplikasi dalam industri.
