ПМ-20 хімія 16.11.22
16.11.2022
Лекція (2
год.)
Тема 2.1. Ацетилен,
його властивості та застосування.
Опрацювати: матеріал
лекції.
Виконати
(письмово):
1.
Конспект лекції
2.
Для самостійного вивчення:
Тема
2.2. Структура ацетилено-кисневого полумʼя. Техніка безпеки при роботі з
ацетиленом.
Ацетилен
(етин) - безбарвний газ. Його відкрив англієць Е. Деві
на початку XIX століття. Синтезуванням речовини зайнявся француз М. Бертло вже
в кінці XIX століття. Згідно з останніми даними цей вуглеводень був виявлений
на Нептуні і Урані.
Ацетилен відноситься до
ненасичених вуглеводнів, так як між двома атомами Карбону присутній кратний
зв’язок. На кожен із атомів Карбону припадає один атом Гідрогену.
Молекулярна формула
ацетилену: С2Н2
Структурна формула
ацетилену: Н-С≡С-Н
Фізичні властивості
Безбарвний газ, без запаху, малорозчинний
у воді, легший за повітря (M(C2H2)=26 г/моль).
Технічний ацетилен – це безбарвний газ із різким характерним запахом. Тривале вдихання ацетилену викликає запаморочення, нудоту, інколи ж і сильне отруєння. Суміш ацетилену з повітрям (від 2,3 до 80,7% ацетилену за об᾽ємом) і з киснем (від 2,3 до 93%) вибухонебезпечна. Тому при використанні цього газу необхідно суворо дотримуватися правил техніки безпеки.
Хімічні властивості
1.Повне окиснення
(горіння).
Горить кіптявим
полум’ям. У кисні – сліпучобілим полум’ям ( t =2800°С). Суміш з киснем
вибухонебезпечна.
2HC ≡ CH + 5O2 → 4CO2 + 2H2O ∆Н
= – 2600 кДж/моль.
Перетворіть схему реакції на хімічне рівняння,
добравши коефіцієнти.
Ацетилен стає вибухонебезпечним за
умови:
· температура
понад 450 ° C і тиск близько 200 кПа;
· тривалий
контакт з міддю або сріблом призводить до вибуху при ударі або невеликому
підвищенні температури.
Відомо, що під час вибуху 1 кг речовини
кількість виробленого тепла перевищує в 1,5-2 рази кількість тепла, яке б
виникло при використанні тротилу або нітрогліцерину.
2. Часткове окиснення.
При пропускані ацетилену
через розчин калій перманганату, розчин повільно знебарвлюється,
утворюється калій оксалат:
3HC ≡ CH + 8KMnO4 → 3KOOC−COOK + 8MnO2 + 2KOH + 2H2O
Перетворіть схему реакції на хімічне рівняння,
добравши коефіцієнти.
3. Реакції приєднання.
а) взаємодія
з розчином брому у воді (бромною водою). При пропусканні ацетилену
через бромну воду вона знебарвлюється. Так, як у
молекулі ацетилену між атомами Карбону потрійний зв’язок, то реакція приєднання
брому проходить у дві ступені (запишіть їх).
б) приєднання
водню (гідрування). Подібно до реакції галогенування, реакція
гідрування відбувається у дві ступені (запишіть їх).
4. Реакції заміщення.
3HC ≡ CH + 8Ag2O → 3 Ag-C ≡ C- Ag + 8H2O
3HC ≡ CH + 8Cu2O → 3 Cu -C ≡ C- Cu + 8H2O
Утворення
аргентум(І) ацетиленіду білого кольору та купрум(І) ацетиленіду червоно-бурого кольору є характерною реакцією на етин. Ці ацетиленіди вибухають від удару
або нагрівання.
Добування ацетилену
Ацетилен добувають взаємодією карбіду
кальцію з водою (карбідний метод).
Запишіть
реакцію добування ацетилену.
Застосування ацетилену
Ацетилен має підвищену
реакційну здатність. Він є сировиною
для синтезу різних матеріалів. Це може бути каучук, етиловий
спирт, технічний вуглець і т. ін. Також ацетилен застосовують в процесі
виробництва вибухових речовин, ракетних двигунів і світлової техніки.
Раніше вже згадувався
той факт, що при спалюванні речовини утворюється значна кількість тепла. Саме з
цієї причини ацетилен нерідко використовують в процесі різання і
зварювання різних металів. Головним конкурентом ацетилену в цій галузі виступає
пропан-бутанова суміш. Остання коштує дешевше,
але видає незначну температуру горіння.
Для постачання газу в процесі
зварювання можуть використовуватися балони або генератори. Кращим вважається перший
варіант. Оптимальним виробом визнані стандартні балони, розраховані на 40 л.
Вони пофарбовані в білий колір. При цьому на поверхні червоним кольором
написано «Ацетилен».
Варто зазначити, що для
газового зварювання підійде тільки розчинений і
газоподібний технічний ацетилен. Сам балон всередині заповнений
особливою пористою масою, попередньо просоченою ацетоном. Подібний
шар виконує 2 важливі функції.
· Підвищення
безпеки в процесі виконання робіт. Так ймовірність поширення горіння і вибуху
на значну площу зменшується.
· Підвищення
кількості ацетилену і прискорення процесу його виділення. Це можливо завдяки
забезпеченню значної поверхні контактування газу з ацетоном.
У ролі пористої маси
зазвичай виступає активоване вугілля і волокнистий азбест. Також допускається
застосування пемзи.
Перевір свої знання:
1. Вибери правильне твердження. Ацетилен
можна одержати під час взаємодії… .
а) ненасичених
вуглеводнів з воднем;
б) карбіду алюмінію з водою;
в) карбіду кальцію з
водою;
г) взаємодії етилену
з водою.
2. Вкажи загальну формулу вуглеводнів ряду
ацетилену:
а) CnH2n;
б) CnH2n-2; в) CnH2n+2;
г) CnH2n-4.
3. Вкажи формулу найближчого гомолога
ацетилену:
а) C4H8;
б) C2H4; в) C3H4;
г) C6H10.
4. Вкажи речовину, яка утворюється на першій стадії приєднання водню до ацетилену:
а) етан;
б) пропен;
в) етен;
г) бутан.
5. Вкажи скільки спільних пар електронів є
між атомами Карбону в молекулі етину:
а) дві;
б) три;
в) чотири;
г) одна.
6. Визнач речовини A і D в реакції A
+ 2D → C3H4Cl4:
а) A – C3H4;
D – HCl;
б) A – C3H6;
D – Cl2;
в) C3H8;
D – Cl2;
г) A – C3H4;
D – Cl2.
7. Вкажи кількість ковалентних зв'язків у
молекулі гексину:
а) 19;
б) 12;
в) 18;
г) 16.
8. Вкажи реакцію, яку
треба провести, щоб виявити ацетилен серед етану, метану та ацетилену:
а)
гідрування;
б) із хлором при освітленні;
в) гідратації;
г) з бромом (водний розчин).
9. Вкажи об'єм водню
(н.у.), який витратиться на повне гідрування 10 л етину.
а) 10 л;
б) 20 л;
в) 40 л;
г) 5 л.
10. Вкажи об'єм повітря
(н.у.), який потрібно використати для спалювання ацетилену, одержаного з
6,4 г кальцій карбіду.
а) 80 л;
б) 120 л;
в) 40 л;
г) 100 л.
Комментарии
Отправить комментарий