Acetilenă

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare
Acetilenă
formula structurală și modelul molecular
model molecular de umplere a spațiului
Numele IUPAC
etino
Denumiri alternative
acetilenă
Caracteristici generale
Formula moleculară sau brută C 2 H 2
Masa moleculară ( u ) 26.04 [1]
Aspect gaz incolor
numar CAS 74-86-2
Numărul EINECS 200-816-9
PubChem 6326
DrugBank DB15906
ZÂMBETE
C#C
Proprietăți fizico-chimice
Densitate (kg m −3 , în cs ) 1.17085
Solubilitate în apă 0,144 g / l cn
Temperatură de topire −84 ° C (189 K)
Temperatura de fierbere −83,6 ° C (189,6 K)
Presiunea de vapori ( Pa ) la 189 K. 1.0252 * 10 6 [2]
Proprietăți termochimice
Δ f H 0 (kJ mol −1 ) 226,73 [1]
Δ f G 0 (kJ mol −1 ) 209,20 [1]
S 0 m (J K −1 mol −1 ) 200,94 [1]
C 0 p, m (J K −1 mol −1 ) 43,93 [1]
Δ pieptene H 0 (kJ mol −1 ) −1300 [1]
Informații de siguranță
Limite de explozie 2,5 - 81% vol.
Simboluri de pericol chimic
extrem de inflamabil gaz comprimat
Pericol
Fraze H 220 -230 - 280
Sfaturi P 202 - 210 -317 - 381 - 403 [3]
Editați datele pe Wikidata · Manual

Acetilena ( IUPAC name : ethin) este cea mai simplă a alchinelor , hidrocarburi cu un triplu carbon-carbon legătură . A fost descoperit în 1836 de chimistul englez Edmund Davy .

Descriere

La temperatură și presiune standard acesta este incolor și extrem de inflamabil gaz . Are o temperatură de autoaprindere de aproximativ 305 ° C. Este un gaz extrem de periculos deoarece poate exploda chiar și cu declanșatoare minime și din acest motiv este diluat în mod normal în acetonă .

Cea mai mare parte a acetilenei (~ 80%) este utilizată ca intermediar sintetic al altor compuși; aproximativ 20% din producția anuală de acetilenă este utilizată pentru sudarea și tăierea metalelor (oxiacetilenă), deoarece arderea sa cu oxigen produce o flacără a cărei temperatură atinge aproximativ 3300 ° C. Acetilena este utilizată și în prelucrarea oțelului .

Acetilena este utilizată în dispozitivele de iluminat utilizate de speologi, unde este produsă in situ, pornind de la carbură de calciu, făcându-l să reacționeze cu apa.

Este, de asemenea, utilizat în sudare și lipire , atât în ​​butelii, cât și produs la fața locului de către generatoare de gaz, chiar dacă sudarea electrică înlocuiește treptat utilizarea sudării cu torță de aproximativ 50 de ani.

Molecula de acetilenă are geometrie liniară, adică toți cei patru atomi sunt aliniați de-a lungul axei legăturii triple care unește cei doi atomi de carbon care au hibridizare sp . Din punct de vedere chimic, reactivitatea acetilenei este similară cu cea a etenei , adică se manifestă prin reacții de adăugare la legătura triplă.

O particularitate a acetilenei (și în general a alchinelor terminale , adică a celor cu structură de tip RC≡CH) este aciditatea atomilor de hidrogen. Prin tratamentul cu baze puternice, acetilena pierde unul sau ambii hidrogeni formând anionul HC≡C - ( acetilură ) sau dianionul C 2 2- ( carbură ).

Având în vedere ușurința extremă cu care arde și explodează, precum și energia ridicată eliberată de exploziile sale, acetilena trebuie manipulată cu extremă prudență.

Sinteză

Acetilena este un produs foarte scump; tindem să-l înlocuim cu etilenă care costă o treime și este mult mai puțin periculoasă (de fapt acetilena are limite de explozivitate în aer de 2,3-80 și 2,3-93 în oxigen ).

Prima metodă de preparare datează din 1862:

 CaO + 3C → CaC 2 + CO ΔH ° = 108 kcal / mol

un amestec de cocs (40%) și var (60%) este încărcat într-un cuptor electric și încălzit la T = 2000 ° C. Consumul de energie electrică este de 4-4,3 kWh per kg de CaC 2 . Carbura de calciu este apoi hidrolizată :

 CaC 2 + 2H 2 O → Ca (OH) 2 + CH≡CH ΔH ° = –32 kcal / mol

Odată cu creșterea cererii de acetilenă, acest proces intră în criză, deoarece cuptoarele de mare capacitate nu pot fi construite. Prin urmare, s-a dezvoltat un proces de piroliză a hidrocarburilor :

 2CH 4 → CH≡CH + 3H 2 ΔH ° = 96 kcal / mol, cu ΔG ° <0 la T = 1450 ° C

C 4 H 10 → 2CH≡CH + 3H2 ΔH ° = 72 kcal / mol, cu ΔG ° <0 la T = 1120 ° C

Acetilena scăzută în AT este și mai instabilă, dar cinetica descompunerii este mai lentă:

 2C + H 2 → CH≡CH ΔH ° = 54 kcal / mol, cu ΔG °> 0 până la T = 4000 ° C

La temperatura camerei este absorbit în acetonă pentru a fi stabilizat.

Problema acestei sinteze este aceea de a furniza căldură la T ridicat pentru perioade foarte scurte de timp; soluțiile găsite sunt două:

  1. căldură furnizată din exterior ( arc electric sau perete încălzit); gazele de reacție nu sunt poluate sau diluate de produsele de ardere;
  2. căldură furnizată din interior (ca la generatoarele de gaz ) prin arderea parțială a reactanților sau prin amestecarea reactanților cu gazele de ardere.

Reactor rotativ cu arc electric

Este un reactor tubular răcit de o manta de circulație a apei; un electromagnet rotește arcul care lovește între electrodul central și peretele reactorului, astfel încât să se obțină un ddp uniform și deci un T. uniform. Aceasta servește pentru a reduce cantitățile de negru de fum și, prin urmare, pentru a evita scăderea randamentului de acetilenă. Există două fluxuri: în amonte de lumina arcului hidrocarburile C1-C3 sunt alimentate la T = 2500 ° C; în aval sunt alimentate C4-C11 la T = 1800 ° C. Răcirea se obține atât prin evaporarea fluidului de stingere, cât și prin absorbția căldurii prin reacția parafină → acetilenă. Timpul de contact este de aproximativ 1/100 de secundă.

Procesul Wulf

Include două cuptoare care funcționează alternativ: primul în faza de încălzire, unde are loc arderea în aer; în a doua există faza de piroliză la 1200 ° C

Arzător Fauser-Montedison

În acest caz, există două stingeri diferite: un prim cu benzină , unde se efectuează deshidrogenări cu producția de acetilenă și etilenă; apoi are loc o a doua stingere cu apă.

Procesul Hoechst-Uhde

Gazul provenit din spatele centralei este folosit ca combustibil (hidrocarburi H 2 + CO +). Reactivul hidrocarbonat este ulterior injectat în fluxul gazos format din gazele arse la cald, la T = 1500 ° C și timp de contact egal cu 1/1000 de secundă.

Aparat Forlanini

Forlanini a produs, pentru industria Gazogene și fabrica de gaze Forlì , propriul model de aparat pentru generarea acetilenei. Notele aferente și schița sunt păstrate în Colecția Enrico Forlanini a Muzeului Național de Știință și Tehnologie Leonardo da Vinci din Milano [4] .

Notă

  1. ^ a b c d e f "Atkins SH - Ediția 8"
  2. ^ "SpecialtyGasesOfAmerica.com"
  3. ^ Acetilenă foaie informativă pe IFA-GESTIS Arhivat 16 octombrie 2019 la Arhiva Internet .
  4. ^ Dosarul 4B - 1893-1898.

Bibliografie

Elemente conexe

Alte proiecte

linkuri externe

Controlul autorității Tezaur BNCF 21721 · LCCN (EN) sh85000470 · GND (DE) 4000345-0 · BNF (FR) cb11982014p (data) · NDL (EN, JA) 00.560.381
Chimie Portalul chimiei : portalul științei compoziției, proprietăților și transformărilor materiei
Adus de la „ https://it.wikipedia.org/w/index.php?title=Acetilene&oldid=121045194 ”