Ca + O CaO + + Q
Метод дуже енергоємний.
2) Піроліз вуглеводнів.
Ацетилен в зоні високої температури може пробути лише частки секунди, так як дуже швидко вступає в подальші перетворення. Тому дуже важливо швидко охолодити реакційну суміш. Цього досягають впорскуванням води.
Піроліз здійснюється двома способами.
а) Електроліз метану - пропускання газу через полум'я вольтової дуги.
б) термоокислювальну піроліз метану.
Процес ведеться при згорянні метану в присутності кисню, взятого в нестачі. Частина метану при цьому згоряє, тепло, що виділилося при згорянні, викликає дегидрирование надлишку вуглеводню. Спосіб найбільш вигідний економічно.
Лабораторні методи полученіяацетіленових вуглеводнів
1. Алкілування ацетилену, тобто заміна водню на алкіл.
CH CH + Na ½ H2 + CH C-Na
З H C-Na + ClCH3 NaCl + CH C-CH 3
Можна отримати алкілірованние ацетилен за допомогою магнійорганіческіх з'єднань (реакція Іоціча)
CH CH + CH3 MgBr CH4 + CH C-MgBr MgBr2 + CH C-CH-CH 3
CH 32. дегідрогалогенірованіе гемінальних і віцинальних дігалогенопроізводних.
H-C-CH CH CH
Хлористий етиліден (гемінальное дігалогенопроізводное)
Хлористий пропілен (віцінальним будова)
3. Електронна будова ацетиленових вуглеводнів (див. Електронне уявлення про природу хімічного зв'язку)
У молекулі ацетилену кожен атом вуглецю з'єднується тільки з двома іншими атомами: Н-С С-Н. Тому в гібридизації беруть участь 2 електрони, один - s і один р - електрон, утворюючи в результаті дві гібридні орбіталі. Відбувається sp-гібридизація. Найбільш стійкий стан молекули досягається при найбільш симетричному розташуванні цих двох sp -орбіталей, тобто під кутом 180 о один до одного, утворюючи s-зв'язку С-С і С-Н.
Малюнок 11. s-зв'язку в молекулі ацетилену
У двох взаємно перпендикулярних площинах до осі s -зв'язків розташовуються електронні орбіталі 2-х негібрідізірованних
р-електронів, за рахунок бічного перекривання яких утворюються 2
p-зв'язку.
Малюнок 12.-зв'язку в молекулі ацетилену
4 атома розташовані на прямій, тобто молекула ацетилену має лінійну будову. Спостерігається значне скорочення З З зв'язку, довжина якої становить 1,20 А 0.
Завдяки наявності двох пар рухомих електронів потрійний зв'язок легко поляризується за рахунок впливу заступників. Наприклад, для метилацетилену
Енергія потрійний зв'язку С С становить 199,6 ккал / моль, тобто набагато менше, ніж у трьох простих зв'язків С-С (3. 79 = 237).
1) Ацетиленові вуглеводні мають дещо вищі Ткип. і d 20 4. ніж олефіни.
2) Агрегатний стан: С2 С3 - гази
С17 і більше - тверді речовини
3) Помітно розчинні у воді (1 об'єм С2 Н2 на 1 об'єм води)
4) Суміш ацетилену з повітрям вибухонебезпечна в широких межах
Завдяки малій міцності -зв'язків ацетиленові вуглеводні легко вступають в реакції приєднання, окиснення, полімеризації, що йдуть з розривом -зв'язків. Механізм цих реакцій найчастіше іонний: електрофільні або нуклеофільний, завдяки легкої поляризуемости потрійний зв'язку. Ацетилен, що мають незаміщений Н у ненасиченого атома вуглецю, здатні заміщати його на і деякі інші метали, тобто проявляють кислотні властивості. Наявність кислотних властивостей обумовлено природою потрійний зв'язку, у якій велика частина електронної щільності валентних електронів вуглецю зосереджена між ядрами вуглецю, а зовнішні області збіднена електронами, тому вуглець сильніше притягує до себе електронну пару від водню.
I. Реакції приєднання:
Спочатку йде гідрування з розривом 1-зв'язку до освіти етилену, а потім вже утворюється метан. Ацетиленові вуглеводні легше адсорбуються на поверхні каталізатора, тому реакція йде вибірково: спочатку I стадія, потім II стадія.
2) Реакції електрофільного приєднання галогенів і галогеноводородов відбуваються також поступово.
СН СН + Br 2 C Н = СН C Н-СН
СН СН + НС l C Н 2 = СН - С l C Н 3 СН Cl 2
хлорвініл хлористий етиліден
Приєднання ННА l протікає відповідно до правила Марковникова. Якщо візьмемо метилацетилен, то -Зв'язок поляризована:
4) Реакції нуклеофільного приєднання:
а) приєднання спиртів:
Спирт в присутності твердого КОН утворює алкоголят, який дисоціює з утворенням аніону
СН3 Про - - нуклеофільний реагент, викликає протікання реакції по нуклеофільного механізму
б) приєднання HCN
C Н СН + Н-С N СН2 = СН-С N
також протікає по нуклеофільного механізму
СН СН + CN - СН = СН-С N C Н2 = СН- CN + CN -
Протіканню реакції сприяє наявність іонів З N - (джерелом яких є каталізатор). Реакції нуклеофільного приєднання протікають важче при наявності електронно-донорних заступників.
в) приєднання оцтової кислоти
винилацетат - мономер, використовується
у виробництві ПВС
4) Гідратація ацетиленових вуглеводнів (реакція Кучерова)
СН СН + НОН СН2 = СН СН3-С
ВІН оцтовий альдегід
II. реакції окислення
Добре окислюються сильними окислювачами за рахунок розриву потрійного зв'язку з утворенням двох молекул карбонових кислот
Метілетілацетілен (КМ n О4) оцтова пропионовая
Якщо потрійний зв'язок у кінця ланцюга, то утворюється одна молекула карбонової кислоти і СО2.
III. Реакції полімеризації і конденсації
Ацетилен легко утворює низькомолекулярні полімери. Залежно від умов реакція полімеризації може привести до утворення різних продуктів.
1. Освіта ароматичних вуглеводнів.
СН пропуск через розпечені трубки
2. Циклічна полімеризація 4-х молекул відбувається в присутності карбонила нікелю:
3. Лінійна ступінчаста полімеризація.
СН СН + СН СН СН 2 = СН-С СН СН2 = СН-С С-СН = СН 2
4. Конденсація з альдегідами або кетонами
а) реакція Фаворського
СН СН + С-СН3 СН С-С-СН 3
б) реакція Реппе
IV. Реакції заміщення водню металом - освіту ацетіленід
1. Освіта ацетіленід лужних і лужно-земельних металів.
а) взаємодія з металевим натрієм;
б) взаємодія з М g -органіческімі сполуками:
2. Взаємодія з гідроокисами або солями важких металів:
СН СН + 2 [Cu (NH 3) 2] ОН Cu - C C - Cu + 4 NH 3 + 2 H 2 O
Ацетиленіди важких металів водою не розкладаються, мало хімічно активні, але в сухому вигляді вибухові (ацетилен можна пропускати через мідні труби). Реакції освіти ацетіленід металів застосовуються для якісного і кількісного визначення вуглеводнів з кінцевими потрійним зв'язком.
Окремі представники: ацетилен, вінілацетилен.