Алкиндердің химиялық қасиеттері. Құрылымы, алынуы, қолданылуы

2024 Автор: Angel Austin | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2023-12-17 05:33

Алкандар, алкендер, алкиндер органикалық химиялық заттар. Олардың барлығы көміртегі мен сутегі сияқты химиялық элементтерден жасалған. Алкандар, алкендер, алкиндер көмірсутектер тобына жататын химиялық қосылыстар.

Бұл мақалада біз алкиндерді қарастырамыз.

Бұл не?

Бұл заттарды ацетиленді көмірсутектер деп те атайды. Алкиндердің құрылымы олардың молекулаларында көміртегі мен сутегі атомдарының болуын қамтамасыз етеді. Ацетиленді көмірсутектердің жалпы формуласы: C H_2n-2. Ең қарапайым қарапайым алкин – этилен (ацетилен). Оның келесі химиялық формуласы бар - С₂Н₂. Алкиндерге сонымен қатар C₃H₄ формуласы бар пропин кіреді. Сонымен қатар, бутин (C₄H₆), пентин (C₅ H₈), гексин (C₆H₁₀), гептин (C ₇Н 12_{), октиндік (С}8_Н14_{), жоқ (С}9 Н₁₆), Decin (С₁₀Н₁₈), т.б. Барлық түрлері алкиндердің ұқсас қасиеттері бар. Оларды толығырақ қарастырайық.

Алкиндердің физикалық қасиеттері

Физикалық сипаттамалары бойынша ацетиленкөмірсутектер алкендерге ұқсайды.

Қалыпты жағдайда молекулаларында екіден төртке дейінгі көміртек атомдары бар алкиндер агрегацияның газ тәрізді күйіне ие болады. Кәдімгі сұйық жағдайда молекулаларында бестен 16 көміртек атомынан тұратындар. Молекулаларында осы химиялық элементтің 17 немесе одан да көп атомдары барлар қатты денелер болып табылады.

Алкиндер алкандар мен алкендерге қарағанда жоғары температурада балқиды және қайнатады.

Суда ерігіштігі шамалы, бірақ алкендер мен алкандарға қарағанда сәл жоғары.

Органикалық еріткіштерде ерігіштігі жоғары.

Ең көп қолданылатын алкин ацетиленнің келесі физикалық қасиеттері бар:

• түсі жоқ;
• иіс жоқ;
• қалыпты жағдайда газ тәрізді агрегат күйінде;
• ауадан тығыз емес;
• қайнау температурасы - минус 83,6 градус Цельсий;

Алкиндердің химиялық қасиеттері

Бұл заттарда атомдар үштік байланыс арқылы байланысқан, бұл олардың негізгі қасиеттерін түсіндіреді. Алкиндер осы типтегі реакцияларға түседі:

• гидрлеу;
• гидрогалогендеу;
• галогендеу;
• ылғалдандыру;
• жану.

Оларға бір-бірден қарайық.

Гидрогенизация

Алкиндердің химиялық қасиеттері олардың осы түрдегі реакцияларға түсуіне мүмкіндік береді. Бұл заттың молекуласы өзіне қосымша сутегі атомдарын қосатын химиялық әрекеттесу түрі. Міне, пропин жағдайында осындай химиялық реакцияның мысалы:

2H₂ + C₃H₄=C_3N8

Бұл реакция екі қадамда жүреді. Бірінші пропин молекуласында екі сутегі атомы, ал екіншісінде - бірдей сан.

Галогендеу

Бұл алкиндердің химиялық қасиеттерінің бөлігі болып табылатын тағы бір реакция. Нәтижесінде ацетиленді көмірсутек молекуласы галоген атомдарын бекітеді. Соңғысына хлор, бром, йод және т.б. сияқты элементтер кіреді.

Міне, этина жағдайындағы мұндай реакцияның мысалы:

С₂Н₂ + 2СІ₂=С₂ N₂SI₄

Дәл осындай процесс басқа ацетиленді көмірсутектермен де мүмкін.

Гидрогалогендеу

Бұл да алкиндердің химиялық қасиеттеріне енетін негізгі реакциялардың бірі. Бұл заттың HCI, HI, HBr және т.б. сияқты қосылыстармен әрекеттесуінде жатыр. Бұл химиялық әрекеттесу екі кезеңде жүреді. Мысал ретінде этинді пайдаланып реакцияның осы түрін қарастырайық:

С₂Н₂ + NSI=С₂Н ₃СІ

С₂Н₂СІ + NSI=С₂Н ₄SI₂

Ылғалдандыру

Бұл сумен әрекеттесуді қамтитын химиялық реакция. Ол да екі кезеңде өтеді. Мысал ретінде оны ethin арқылы қарастырайық:

H₂O + C₂H₂=C ₂ H₃OH

Бірінші кезеңнен кейін түзілетін затреакция винил спирті деп аталады.

Елтеков ережесі бойынша ОН функционалдық тобы қос байланыстың қасында орналаса алмайтындықтан, атомдардың қайта орналасуы жүреді, соның нәтижесінде винил спиртінен сірке альдегид түзіледі.

Алкиндердің гидратация процесі Кучеров реакциясы деп те аталады.

Жану

Бұл жоғары температурада алкиндердің оттегімен әрекеттесу процесі. Мысал ретінде ацетиленді пайдаланып осы топтағы заттардың жануын қарастырайық:

2C₂N₂ +2O₂=2N₂ O + 3C + CO₂

Оттегі көп болса, ацетилен және басқа алкиндер көміртегі түзілмей жанады. Бұл жағдайда тек көміртегі оксиді мен су бөлінеді. Мысал ретінде пропинді қолданатын мұндай реакция теңдеуі мынада:

4O₂ + C₃N₄=2N₂O + 3CO₂

Басқа ацетиленді көмірсутектердің жануы да осындай жолмен жүреді. Нәтижесінде су және көмірқышқыл газы пайда болады.

Басқа реакциялар

Сонымен қатар ацетилендер күміс, мыс, кальций сияқты металдардың тұздарымен әрекеттесуге қабілетті. Бұл жағдайда сутегі металл атомдарымен ауыстырылады. Ацетилен мен күміс нитраты мысалында реакцияның бұл түрін қарастырайық:

С₂Н₂ + 2AgNO3=Ag₂C₂ + 2NH₄NO₃ + 2H₂O

Алкиндер қатысатын тағы бір қызықты процесс – Зелинский реакциясы. Бұл 600 градус Цельсийге дейін қыздырғанда ацетиленнен бензолдың түзілуі.белсендірілген көмірдің қатысуымен. Бұл реакция теңдеуін келесідей өрнектеуге болады:

3S₂N₂=S₆N₆

Алкинді полимерлеу де мүмкін - заттың бірнеше молекуласын бір полимерге біріктіру процесі.

Алу

Алкиндер, біз жоғарыда қарастырған реакциялар зертханада бірнеше әдістермен алынады.

Бірінші – дегидрогалогендеу. Реакция теңдеуі келесідей:

C₂H₄Br₂ + 2KON=С₂ N₂ + 2N₂O + 2KBr

Мұндай процесті жүргізу үшін реагенттерді қыздыру керек, сонымен қатар катализатор ретінде этанолды қосу керек.

Бейорганикалық қосылыстардан алкиндерді алуға да болады. Міне мысал:

CaC₂ + H₂O=C₂H ₂ + 2Ca(OH)₂

Алкиндерді алудың келесі әдісі – дегидрлеу. Міне, осындай реакцияның мысалы:

2CH₄=3H₂ + C₂H₂

Бұл реакция түрі тек этиленді ғана емес, сонымен қатар басқа ацетиленді көмірсутектерді де өндіруі мүмкін.

Алкиндерді пайдалану

Өнеркәсіпте ең қарапайым алкин, этилен қолданылады. Ол химия өнеркәсібінде кеңінен қолданылады.

• Ацетилен және басқа алкиндерді кетондар, альдегидтер, еріткіштер және басқа органикалық қосылыстарға айналдыру үшін қажет.басқалар
• Сондай-ақ алкиндерден каучук, поливинилхлорид және т.б. өндірісінде қолданылатын заттарды алуға болады.
• Ацетонды пропиннен Кучеров реакциясы нәтижесінде алуға болады.
• Сонымен қатар ацетилен сірке қышқылы, ароматты көмірсутектер, этил спирті сияқты химиялық заттарды өндіруде қолданылады.
• Ацетилен жану жылуы өте жоғары отын ретінде де пайдаланылады.
• Сонымен қатар этиннің жану реакциясы металдарды дәнекерлеу үшін қолданылады.
• Сонымен қатар, техникалық көміртекті ацетилен арқылы алуға болады.
• Сонымен қатар, бұл зат өздігінен тұратын құрылғыларда қолданылады.
• Ацетилен және осы топтың басқа бірқатар көмірсутектері жану жылуының жоғары болуына байланысты зымыран отыны ретінде пайдаланылады.

Бұл алкиндерді пайдалануды аяқтайды.

Қорытынды

Қорытынды бөлім ретінде мұнда ацетиленді көмірсутектердің қасиеттері және олардың алынуы туралы қысқаша кесте берілген.

Алкиндердің химиялық қасиеттері: кесте

Реакция атауы	Түсіндірмелер	Теңдеу мысалы
Галогендеу	Галоген атомдарының (бром, йод, хлор және т.б.) ацетиленді көмірсутек молекуласымен қосылу реакциясы	C4H6 + 2I2=С4 N6I2
Гидрогенизация	Алкин молекуласының сутегі атомдарын қосу реакциясы. Екі кезеңде болады.	C3H4 +N2=S3N6 C3H6 + H2=C3N8
Гидрогалогендеу	Ацетиленді көмірсутек молекуласымен гидрогалогендерді (HI, HCI, HBr) қосу реакциясы. Екі кезеңде болады.	C2H2 + HI=C2H3I C2H3I + HI=C2H 4 I2
Ылғалдандыру	Сумен әрекеттесуге негізделген реакция. Екі кезеңде болады.	C2N2 + H2O=C 2 H3OH C2H3OH=CH3-CHO
Толық тотығу (жану)	Ацетилен көмірсутектерінің жоғары температурадағы оттегімен әрекеттесуі. Нәтижесінде көміртегі оксиді мен су пайда болады.	2C2H5 + 5O2=2H2 O + 4CO2 2C2N2 + 2O2=N2 O + CO2 + 3C
Металл тұздарымен реакциялар	Металл атомдары ацетилен көмірсутектерінің молекулаларындағы сутегі атомдарын алмастыратындығынан тұрады.	С2Н2 + AgNO3=C2Ag2 + 2NH4NO3 + 2H2O

Алкиндерді зертханада үш жолмен алуға болады:

• бейорганикалық қосылыстардан;
• органикалық заттарды дегидрлеу арқылы;
• жолорганикалық заттарды дегидрогалогендеу.

Осылайша біз алкиндердің барлық физикалық және химиялық сипаттамаларын, оларды алу әдістерін, өнеркәсіпте қолданылуын қарастырдық.