Ca + O CaO + + Q
Metoda este foarte intensă din punct de vedere energetic.
2) Piroliza hidrocarburilor.
Acetilena din zona de căldură poate rămâne doar o fracțiune de secundă, deoarece intră foarte repede în transformări ulterioare. Prin urmare, este foarte important să se răcească rapid amestecul de reacție. Acest lucru se realizează prin injectarea apei.
Piroliza se desfășoară în două moduri.
a) Electroliza metanului - transmiterea gazului prin flacara arcului voltaic.
b) Piroliza oxidării termice a metanului.
Procesul se realizează prin arderea metanului în prezența oxigenului, luată în deficiență. O parte din metan este arsă, căldura eliberată în timpul arderii determină dehidrogenarea excesului de hidrocarbură. Metoda este cea mai profitabilă din punct de vedere economic.
Metode de laborator pentru prepararea hidrocarburilor acetilenice
1. Alchilarea acetilenei, substituirea hidrogenului cu alchilul.
CH CH + Na ½ H2 + CH-Na
Cu H C-Na + CICH3 NaCI + CHC-CH3
Este posibil să se obțină acetilenă alchilată cu ajutorul compușilor organomagnezi (reacția Yocich)
CH CH + CH3 MgBr CH4 + CHC-MgBr MgBr2 + CHC-CH-CH3
CH 32. Dehidrohalogenarea derivaților dihalogenului geminal și vicinal.
H-C-C-H CHCH
Clorura de etiliden (dihalogen derivat geminal)
Clorura de propilenă (structura vicinală)
3. Structura electronică a hidrocarburilor acetilene (a se vedea conceptul electronic al naturii legăturii chimice)
În molecula acetilenă, fiecare atom de carbon este conectat numai cu doi alți atomi: H-C-H. Prin urmare, doi electroni participă la hibridizarea, unu și un electron p, ducând la două orbite hibride. Există sp-hibridizare. Starea cea mai stabilă a moleculei se realizează prin aranjarea cea mai simetrică a acestor două sp orbitale, adică la un unghi de 180 ° unul față de celălalt, formând legăturile S ale CC și CN.
Figura 11. Legături s în moleculă de acetilenă
În două planuri reciproc perpendiculare, orbitele electronice de 2 ne-hibridizate
p-electroni, datorită suprapunerii laterale dintre care 2
p -bond.
Figura 12. - combinații în molecula de acetilenă
4 atomi sunt situați pe o linie dreaptă, adică molecula acetilenă are o structură liniară. Există o scurtare semnificativă a legăturii CS, a cărei lungime este de 1,20 A 0.
Datorită prezenței a două perechi de electroni mobili, legătura triplă este ușor polarizată datorită influenței substituenților. De exemplu, pentru metil acetilenă
Energia triplei legături СС este de 199,6 kcal / mol, i. E. este mult mai mică decât pentru trei legături simple C-C (3.79 = 237).
1) Hidrocarburile acetilene au un Tkip ușor mai mare. și d 20 4. decât olefinele.
2) Starea agregată: gaze C2-C3
C17 și mai mult sunt solide
3) vizibil solubil în apă (1 volum de C2 H2 per 1 volum de apă)
4) Amestecul de acetilena cu aerul este exploziv într-o gamă largă
Datorită rezistenței reduse a legăturii, hidrocarburile acetilenice intră ușor în reacțiile de adiție, oxidare și polimerizare care apar odată cu ruperea legăturilor. Mecanismul acestor reacții este cel mai adesea ionic: electrofil sau nucleofil, datorită polarizabilității ușoare a legăturii triple. Acetilenele care au H nesubstituit la un atom de carbon nesaturat sunt capabile să-l înlocuiască cu alte metale, adică E. prezintă proprietăți acide. Prezența proprietăți acide datorită naturii legăturii triple, în care o mare parte a densității de electroni a electronilor de valență de carbon este centrată între nucleele de carbon și electronii sunt epuizate regiunile exterioare, cu atât mai mult carbon atrage perechea de electroni de hidrogen.
I. Reacția adiției:
Mai întâi vine hidrogenarea cu ruperea legăturii 1 la formarea etilenei și apoi se formează metanul. Hidrocarburile de acetilenă sunt mai ușor adsorbite pe suprafața catalizatorului, deci reacția este selectivă: prima etapă I, apoi etapa II.
2) Reacțiile de adiție electrofilă a halogenurilor și a halogenurilor de hidrogen apar, de asemenea, în etape.
CH CH + Br 2 CH = CHCH-CH
CH CH + HC1CH2 = CH-CICH3CH2
clorovinil clorură de etil
Îmbinarea HNa l se desfășoară în conformitate cu regula lui Markovnikov. Dacă luăm metil acetilenă, atunci - legătura este polarizată:
4) Reacțiile adiției nucleofile:
a) adaos de alcooli:
Alcoolul în prezența KOH solid formează un alcoat care se disociază pentru a forma un anion
CH30 - reactiv nucleofil, determină ca reacția să se desfășoare de-a lungul mecanismului nucleofil
b) Adăugarea de HCN
C H CH + H-C NCH2 = CH-CN
de asemenea, de-a lungul mecanismului nucleofil
CH CH + CN-CH = CH-CNCH2 = CH-CN + CN-
Reacția este facilitată de prezența ionilor C N - (a căror sursă este catalizatorul). Reacțiile de adiție nucleofilă au loc mai greu în prezența substituenților donor de electroni.
c) adăugare de acid acetic
vinil acetat - monomer, utilizat
în producția de PVA
4) Hidratarea hidrocarburilor acetilene (reacția lui Kucherov)
CH CH + NON CH2 = CH3CH3-C
HE aldehidă acetică
II. Reacții de oxidare
Ei bine oxidați de oxidanți puternici datorită ruperii legăturii triple pentru a forma două molecule de acizi carboxilici
Metil etilacetilenă (CM nO4) acetic propionic
Dacă legătura triplă se află la capătul lanțului, se formează o moleculă de acid carboxilic și CO2.
III. Polimerizarea și reacțiile de condensare
Acetilena formează cu ușurință polimeri moleculați scăzute. În funcție de condiții, reacția de polimerizare poate duce la formarea de diferite produse.
1. Formarea hidrocarburilor aromatice.
CH trece prin tuburi incandescente
2. Polimerizarea ciclică a 4 molecule are loc în prezența carbonilului de nichel:
3. Polimerizarea liniară în etape.
CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2C2CH2CH2CH2C
4. Condensarea cu aldehide sau cetone
a) reacția lui Favorsky
CHCH + C-CH3CH-C-CH-CH3
b) Repetați reacția
IV. Reacțiile de substituție a hidrogenului prin formarea de acetilide metalice
1. Formarea acetilenaților de metale alcaline și alcalino-pământoase.
a) interacțiunea cu sodiul metalic;
b) interacțiunea cu compuși organici Mg:
2. Interacțiunea cu hidroxizi sau săruri ale metalelor grele:
CHCH2 + [Cu (NH3) 2] OH Cu -Cu-4 + NH3 + 2 H20
Acetilenele de metale grele nu se descompun cu apă, nu sunt active chimic, dar sunt uscate exploziv (acetilena nu poate fi trecută prin țevi de cupru). Reacțiile de formare a acetilidelor metalice sunt utilizate pentru determinarea calitativă și cantitativă a hidrocarburilor cu o legătură triplă terminală.
Reprezentanți individuali: acetilenă, vinilacetilenă.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: