Ալկանները, ալկենները, ալկինները օրգանական քիմիական նյութեր են: Դրանք բոլորը կառուցված են այնպիսի քիմիական տարրերից, ինչպիսիք են ածխածինը և ջրածինը։ Ալկանները, ալկենները, ալկինները քիմիական միացություններ են, որոնք պատկանում են ածխաջրածինների խմբին։
Այս հոդվածում մենք կանդրադառնանք ալկիններին:
Ինչ է սա?
Այս նյութերը կոչվում են նաև ացետիլենային ածխաջրածիններ։ Ալկինների կառուցվածքը ապահովում է նրանց մոլեկուլներում ածխածնի և ջրածնի ատոմների առկայությունը։ Ացետիլենային ածխաջրածինների ընդհանուր բանաձևը հետևյալն է. C H2n-2: Ամենապարզ պարզ ալկինը էթինն է (ացետիլեն): Այն ունի հետևյալ քիմիական բանաձևը՝ С2Н2: Ալկինները ներառում են նաև պրոպինը C3H4 բանաձևով: Բացի այդ, բութին (C4H6), պենտին (C5 H8), հեքսին (C6H10), հեպտին (C 7Н 12), օկտին (С8Н14), ոչին (С9 Н16), Decin (С10Н18) և այլն: Բոլոր տեսակի ալկիններն ունեն նմանատիպ հատկություններ։ Եկեք մանրամասն նայենք դրանց։
Ալկինների ֆիզիկական հատկություններ
Իրենց ֆիզիկական հատկանիշներով ացետիլենածխաջրածինները նման են ալկենների:
Նորմալ պայմաններում ալկինները, որոնց մոլեկուլները պարունակում են ածխածնի երկու-չորս ատոմ, ունեն ագրեգացման գազային վիճակ։ Նրանք, ում մոլեկուլներում կան հինգից մինչև 16 ածխածնի ատոմներ, նորմալ հեղուկ պայմաններում: Նրանք, որոնց մոլեկուլները պարունակում են այս քիմիական տարրի 17 կամ ավելի ատոմներ, պինդ են:
Ալկինները հալվում և եռում են ավելի բարձր ջերմաստիճանում, քան ալկաններն ու ալկենները։
Ջրում լուծելիությունը չնչին է, բայց մի փոքր ավելի բարձր, քան ալկենների և ալկանների:
Օրգանական լուծիչներում լուծելիությունը բարձր է։
Ամենալայն օգտագործվող ալկինը՝ ացետիլենը, ունի հետևյալ ֆիզիկական հատկությունները՝
- գույն չունի;
- հոտ չկա;
- նորմալ պայմաններում գտնվում է գազային ագրեգատ վիճակում;
- օդից քիչ խիտ է;
- եռման կետ - մինուս 83,6 աստիճան Ցելսիուս;
Ալկինների քիմիական հատկություններ
Այս նյութերում ատոմները միացված են եռակի կապով, որը բացատրում է նրանց հիմնական հատկությունները։ Ալկինները մտնում են այս տեսակի ռեակցիաների մեջ՝
- ջրածինացում;
- հիդրոհալոգենացում;
- հալոգենացում;
- խոնավացում;
- այրում.
Եկեք նայենք դրանց մեկ առ մեկ։
Հիդրոգենացում
Ալկինների քիմիական հատկությունները թույլ են տալիս նրանց մտնել այս տեսակի ռեակցիաների մեջ: Սա քիմիական փոխազդեցության տեսակ է, երբ նյութի մոլեկուլն իրեն կցում է ջրածնի լրացուցիչ ատոմներ։Ահա պրոպինի դեպքում նման քիմիական ռեակցիայի օրինակ՝
2H2 + C3H4=C3N8
Այս ռեակցիան տեղի է ունենում երկու քայլով: Առաջին պրոպինի մոլեկուլին կցվում է ջրածնի երկու ատոմ, իսկ երկրորդի վրա՝ նույն թիվը։
հալոգենացում
Սա ևս մեկ ռեակցիա է, որը մտնում է ալկինների քիմիական հատկությունների մեջ: Արդյունքում, ացետիլենային ածխաջրածնի մոլեկուլը կապում է հալոգենի ատոմները: Վերջիններս ներառում են այնպիսի տարրեր, ինչպիսիք են քլորը, բրոմը, յոդը և այլն:
Ահա այսպիսի ռեակցիայի օրինակ էթինի դեպքում՝
С2Н2 + 2СІ2=С2 N2SI4
Նույն գործընթացը հնարավոր է այլ ացետիլենային ածխաջրածինների դեպքում:
Հիդրոհալոգենացում
Սա նաև այն հիմնական ռեակցիաներից է, որը վերաբերում է ալկինների քիմիական հատկություններին: Դա կայանում է նրանում, որ նյութը փոխազդում է այնպիսի միացությունների հետ, ինչպիսիք են HCI, HI, HBr և այլն: Այս քիմիական փոխազդեցությունը տեղի է ունենում երկու փուլով: Եկեք նայենք այս տեսակի ռեակցիային՝ օգտագործելով էթինը որպես օրինակ՝
С2Н2 + NSI=С2Н 3СІ
С2Н2СІ + NSI=С2Н 4SI2
Խոնավեցում
Սա քիմիական ռեակցիա է, որը ներառում է ջրի հետ փոխազդեցություն: Այն նույնպես տեղի է ունենում երկու փուլով. Դիտարկենք էթինով որպես օրինակ՝
H2O + C2H2=C 2 H3OH
Նյութ, որն առաջանում է առաջին փուլից հետոռեակցիան կոչվում է վինիլային սպիրտ:
Պայմանավորված է նրանով, որ, ըստ Էլտեկովի կանոնի, OH ֆունկցիոնալ խումբը չի կարող տեղակայվել կրկնակի կապի կողքին, տեղի է ունենում ատոմների վերադասավորում, որի արդյունքում վինիլային սպիրտից առաջանում է ացետալդեհիդ։
Ալկինների խոնավացման գործընթացը կոչվում է նաև Կուչերովի ռեակցիա։
Այրում
Սա ալկինների փոխազդեցության գործընթացն է թթվածնի հետ բարձր ջերմաստիճանում։ Դիտարկենք այս խմբի նյութերի այրումը ացետիլենով որպես օրինակ՝
2C2N2 +2O2=2N2 O + 3C + CO2
Թթվածնի ավելցուկով ացետիլենը և այլ ալկինները այրվում են առանց ածխածնի առաջացման: Այս դեպքում արտանետվում է միայն ածխածնի օքսիդ և ջուր: Ահա նման ռեակցիայի հավասարումը, օգտագործելով պրոպինը որպես օրինակ՝
4O2 + C3N4=2N2O + 3CO2
Այլ ացետիլենային ածխաջրածինների այրումը նույնպես տեղի է ունենում նմանատիպ ձևով: Արդյունքում ստացվում է ջուր և ածխաթթու գազ։
Այլ ռեակցիաներ
Նաև ացետիլենները կարող են արձագանքել մետաղների աղերի հետ, ինչպիսիք են արծաթը, պղնձը, կալցիումը: Այս դեպքում ջրածինը փոխարինվում է մետաղի ատոմներով։ Դիտարկենք ռեակցիայի այս տեսակը՝ օգտագործելով ացետիլենի և արծաթի նիտրատի օրինակը՝
С2Н2 + 2AgNO3=Ag2C2 + 2NH4NO3 + 2H2O
Ալկինների հետ կապված մեկ այլ հետաքրքիր գործընթաց Զելինսկու ռեակցիան է: Սա ացետիլենից բենզոլի ձևավորումն է, երբ այն տաքացվում է մինչև 600 աստիճան Ցելսիուս:ակտիվացված փայտածուխի առկայության դեպքում. Այս ռեակցիայի հավասարումը կարող է արտահայտվել հետևյալ կերպ՝
3S2N2=S6N6
Հնարավոր է նաև ալկինային պոլիմերացում՝ նյութի մի քանի մոլեկուլներ մեկ պոլիմերում միավորելու գործընթաց։
Ստանալ
Ալկինները, ռեակցիաները, որոնց հետ մենք քննարկեցինք վերևում, ստացվում են լաբորատորիայում մի քանի մեթոդներով:
Առաջինը ջրահալոգենացումն է: Ռեակցիայի հավասարումն ունի հետևյալ տեսքը՝
C2H4Br2 + 2KON=С2 N2 + 2N2O + 2KBr
Նման գործընթաց իրականացնելու համար անհրաժեշտ է տաքացնել ռեակտիվները, ինչպես նաև ավելացնել էթանոլը որպես կատալիզատոր։
Անօրգանական միացություններից հնարավոր է նաև ալկիններ ստանալ։ Ահա մի օրինակ՝
CaC2 + H2O=C2H 2 + 2Ca(OH)2
Ալկինների ստացման հաջորդ մեթոդը ջրազրկումն է։ Ահա այսպիսի ռեակցիայի օրինակ՝
2CH4=3H2 + C2H2
Այս տեսակի ռեակցիան կարող է արտադրել ոչ միայն էթին, այլև այլ ացետիլենային ածխաջրածիններ:
Ալկինների օգտագործում
Ամենապարզ ալկինը՝ էթինը, ամենաշատ կիրառվողն է արդյունաբերության մեջ։ Այն լայնորեն կիրառվում է քիմիական արդյունաբերության մեջ։
- Անհրաժեշտ է ացետիլեն և այլ ալկիններ՝ դրանք այլ օրգանական միացությունների վերածելու համար, ինչպիսիք են կետոնները, ալդեհիդները, լուծիչները ևուրիշներ
- Հնարավոր է նաև ալկիններից ստանալ նյութեր, որոնք օգտագործվում են ռետինների, պոլիվինիլքլորիդի և այլնի արտադրության մեջ։
- Ացետոն կարելի է ստանալ պրոպինից Կուչերովի ռեակցիայի արդյունքում:
- Բացի այդ, ացետիլենն օգտագործվում է այնպիսի քիմիական նյութերի արտադրության մեջ, ինչպիսիք են քացախաթթուն, անուշաբույր ածխաջրածինները, էթիլային սպիրտը:
- Ացետիլենը նաև օգտագործվում է որպես վառելիք՝ այրման շատ բարձր ջերմությամբ։
- Նաև էթինի այրման ռեակցիան օգտագործվում է մետաղների եռակցման համար։
- Բացի այդ, տեխնիկական ածխածին կարելի է ստանալ ացետիլենի միջոցով:
- Նաև այս նյութը օգտագործվում է ինքնուրույն հարմարանքների համար:
- Ացետիլենը և այս խմբի մի շարք այլ ածխաջրածիններ օգտագործվում են որպես հրթիռային վառելիք՝ իրենց այրման բարձր ջերմության պատճառով:
Սա ավարտում է ալկինների օգտագործումը:
Եզրակացություն
Որպես վերջնական մաս՝ ներկայացնում ենք ացետիլենային ածխաջրածինների հատկությունների և դրանց արտադրության մասին համառոտ աղյուսակը։
| Reaction name | Բացատրություններ | Օրինակ հավասարում |
| հալոգենացում | Հալոգենի ատոմների (բրոմ, յոդ, քլոր և այլն) ավելացման ռեակցիա ացետիլենային ածխաջրածնի մոլեկուլով | C4H6 + 2I2=С4 N6I2 |
| Հիդրոգենացում | Ալկինի մոլեկուլով ջրածնի ատոմների ավելացման ռեակցիա. Առաջանում է երկու փուլով։ |
C3H4 +N2=S3N6 C3H6 + H2=C3N8 |
| Հիդրոհալոգենացում | Ացետիլենային ածխաջրածնի մոլեկուլով հիդրոհալոգենների (HI, HCI, HBr) ավելացման ռեակցիա: Առաջանում է երկու փուլով։ |
C2H2 + HI=C2H3I C2H3I + HI=C2H 4 I2 |
| Խոնավեցում | Արձագանք՝ հիմնված ջրի հետ փոխազդեցության վրա: Առաջանում է երկու փուլով։ |
C2N2 + H2O=C 2 H3OH C2H3OH=CH3-CHO |
| Ամբողջական օքսիդացում (այրում) | Ացետիլենային ածխաջրածնի փոխազդեցությունը թթվածնի հետ բարձր ջերմաստիճանում: Արդյունքում ստացվում է ածխածնի օքսիդ և ջուր։ |
2C2H5 + 5O2=2H2 O + 4CO2 2C2N2 + 2O2=N2 O + CO2 + 3C |
| Ռեակցիաներ մետաղական աղերի հետ | Կազմում է այն փաստը, որ մետաղի ատոմները փոխարինում են ջրածնի ատոմներին ացետիլենային ածխաջրածինների մոլեկուլներում։ | С2Н2 + AgNO3=C2Ag2 + 2NH4NO3 + 2H2O |
Ալկինները կարելի է ձեռք բերել լաբորատորիայում երեք եղանակով.
- անօրգանական միացություններից;
- օրգանական նյութերի ջրազրկմամբ;
- ճանապարհօրգանական նյութերի ջրահալոգենացում.
Այսպիսով մենք դիտարկել ենք ալկինների բոլոր ֆիզիկական և քիմիական բնութագրերը, դրանց արտադրության մեթոդները, արդյունաբերության մեջ կիրառությունները:
