工業(yè)乙炔

乙炔（acetylene）簡單的炔烴，又稱電石氣。結構式H-C≡C-H，結構簡式CH≡CH，簡式（又稱實驗式）CH，分子式 C2H2，乙炔中心C原子采用sp雜化。電子式 H：C┇┇C：H乙炔分子量 26.4 ，氣體比重 0.91（Kg/m3），火焰溫度3150 ℃，熱值12800 （千卡/m3） 在氧氣中燃燒速度 7.5 ，純乙炔在空氣中燃燒2100度左右，在氧氣中燃燒可達3600度。化學性質(zhì)很活潑，能起加成、氧化、聚合及金屬取代等反應。

氧化反應

a．可燃性：

2C?H?+5O?→4CO?+2H?O（條件：點燃）

現(xiàn)象：火焰明亮、帶濃煙，燃燒時火焰溫度很高（>3000℃），用于氣焊和氣割。其火焰稱為氧炔焰。

b．被KMnO4氧化：能使紫色酸性高錳酸鉀溶液褪色。

C?H? + 2KMnO? + 3H?SO?=2CO?+ K?SO? + 2MnSO?+4H?O

加成反應

可以跟Br?、H?、HX等多種物質(zhì)發(fā)生加成反應。

如：

與Br?的加成

現(xiàn)象：溴水褪色或Br?的CCl?溶液褪色

所以可用酸性KMnO?溶液或溴水區(qū)別炔烴與烷烴。

與H2的加成

CH≡CH+H? → CH?=CH?

與HX的加成

如：CH≡CH+HCl →CH?=CHCl氯乙烯用于制聚氯乙烯

“聚合”反應

三個乙炔分子結合成一個苯分子：

由于乙炔與乙烯都是不飽和烴，所以化學性質(zhì)基本相似。在適宜條件下，三分子乙炔能聚合成一分子苯。但苯的產(chǎn)量不高，副產(chǎn)物又多。如果利用鈀等過渡金屬的化合物作催化劑，乙炔和其他炔烴可以順利地生成苯及其衍生物。

在一定條件下，乙炔也能與烯烴一樣，聚合成高聚物——聚乙炔。

在Ni（CN）2，80~120℃，1.5MPa條件下，4分子乙炔聚合主要生成環(huán)辛四烯。

金屬取代反應（可用于乙炔的定性鑒定）

將乙炔通入溶有金屬鈉的液氨里有氫氣放出。乙炔與銀氨溶液反應，產(chǎn)生白色乙炔銀沉淀。

乙炔具有弱酸性，因為乙炔分子里碳氫鍵是以SP-S重疊而成的。碳氫里碳原子對電子的吸引力比較大些，使得碳氫之間的電子云密度近碳的一邊大得多，而使碳氫鍵產(chǎn)生極性，給出H+而表現(xiàn)出一定的酸性。（pKa=25)

將其通入硝酸銀或氯化亞銅氨水溶液，立即生成白色乙炔銀（AgC≡CAg）和棕紅色乙炔亞銅（CuC≡CCu）沉淀，可用于乙炔的定性鑒定。這兩種金屬炔化物干燥時，受熱或受到撞擊容易發(fā)生爆炸，如反應完應用鹽酸或硝酸處理，使之分解，以免發(fā)生危險。注意：乙炔在使用貯運中要避免與銅接觸。

酸堿反應

炔烴中C≡C的C是sp雜化，使得Csp－H的σ鍵的電子云更靠近碳原子，增強了C-H鍵極性使氫原子容易解離，顯示“酸性”。連接在C≡C碳原子上的氫原子相當活潑，易被金屬取代，生成炔烴金屬衍生物叫做炔化物。

CH≡CH + Na → CH≡CNa + 1/2H2（條件液氨）

CH≡CH + 2Na → CNa≡CNa + H2 （條件液氨，190℃~220℃）

CH≡CH + NaNH2 → CH≡CNa + NH3

CH≡CH + Cu2Cl2 （2AgCl）+2NH4OH → CCu≡CCu(CAg≡CAg）↓ + 2NH4Cl +2H2O（注意：只有在三鍵上含有氫原子時才會發(fā)生，用于鑒定端基炔RH≡CH）。

其他化學特性

乙炔與銅、銀、水銀等金屬或其鹽類長期接觸時，會生成乙炔銅（Cu2C2）和乙炔銀（Ag2C2）等爆炸性混合物，當受到摩擦、沖擊時會發(fā)生爆炸。因此，凡供乙炔使用的器材都不能用銀和含銅量70%以上的銅合金制造。