آلکان ها، آلکن ها، آلکین ها مواد شیمیایی آلی هستند. همه آنها از عناصر شیمیایی مانند کربن و هیدروژن ساخته شده اند. آلکان ها، آلکن ها، آلکین ها ترکیبات شیمیایی هستند که به گروه هیدروکربن ها تعلق دارند.
در این مقاله به آلکین ها خواهیم پرداخت.
این چیست؟
این مواد را هیدروکربن های استیلن نیز می نامند. ساختار آلکین ها وجود اتم های کربن و هیدروژن را در مولکول های آنها فراهم می کند. فرمول کلی هیدروکربن های استیلن عبارت است از: C H2n-2. ساده ترین آلکین ساده اتین (استیلن) است. این فرمول شیمیایی زیر را دارد - С2Н2. آلکین ها همچنین شامل پروپین با فرمول C3H4 هستند. علاوه بر این، بوتین (C4H6)، پنتین (C5 H8)، هگزین (C6H10)، هپتین (C 7N 12)، اکتین (С8Н14)، nonine (С9 Н16)، دسین (С10N18)، و غیره. همه انواع آلکین ها ویژگی های مشابهی دارند. بیایید نگاهی دقیق تر به آنها بیندازیم.
خواص فیزیکی آلکین ها
از نظر خصوصیات فیزیکی، استیلن استهیدروکربن ها شبیه آلکن ها هستند.
در شرایط عادی، آلکینها که مولکولهای آنها از دو تا چهار اتم کربن دارند، حالت گازی تجمع دارند. آنهایی که در مولکولهای آنها از پنج تا 16 اتم کربن در شرایط مایع معمولی وجود دارد. آنهایی که مولکول‌هایشان حاوی 17 اتم یا بیشتر از این عنصر شیمیایی است جامد هستند.
آلکین ها در دمایی بالاتر از آلکان ها و آلکن ها ذوب می شوند و می جوشند.
حلالیت در آب ناچیز است، اما کمی بیشتر از آلکن ها و آلکان ها است.
حلالیت در حلالهای آلی بالا است.
پرکاربردترین آلکین، استیلن، دارای خواص فیزیکی زیر است:
- رنگی ندارد؛
- بدون بو؛
- در شرایط عادی در حالت سنگدانه گازی است؛
- چگالی کمتری از هوا دارد؛
- نقطه جوش - منفی 83.6 درجه سانتیگراد؛
خواص شیمیایی آلکین ها
در این مواد، اتم ها با یک پیوند سه گانه به هم متصل می شوند که ویژگی اصلی آنها را توضیح می دهد. آلکین ها وارد واکنش هایی از این نوع می شوند:
- هیدروژناسیون؛
- هیدروهالوژناسیون؛
- هالوژناسیون؛
- هیدراتاسیون;
- سوختن.
بیایید آنها را یکی یکی نگاه کنیم.
هیدروژناسیون
خواص شیمیایی آلکین ها به آنها اجازه می دهد تا وارد واکنش هایی از این نوع شوند. این نوعی از فعل و انفعالات شیمیایی است که در آن یک مولکول یک ماده اتم های هیدروژن اضافی را به خود می چسباند.در اینجا مثالی از چنین واکنش شیمیایی در مورد پروپین آورده شده است:
2H2 + C3H4=C3N8
این واکنش در دو مرحله رخ می دهد. در اولین مولکول پروپین دو اتم هیدروژن و به مولکول دوم به همان تعداد متصل می شود.
هالوژناسیون
این واکنش دیگری است که بخشی از خواص شیمیایی آلکین ها است. در نتیجه، یک مولکول هیدروکربن استیلن به اتم های هالوژن متصل می شود. دومی شامل عناصری مانند کلر، برم، ید و غیره است.
در اینجا نمونه ای از چنین واکنشی در مورد اتین آورده شده است:
С2Н2 + 2СІ2=С2 N2SI4
همین فرآیند با دیگر هیدروکربن های استیلن امکان پذیر است.
هیدروهالوژناسیون
این نیز یکی از واکنش‌های اصلی است که به خواص شیمیایی آلکینها می‌پردازد. این در این واقعیت است که ماده با ترکیباتی مانند HCI، HI، HBr و غیره برهمکنش می‌کند. این برهمکنش شیمیایی در دو مرحله انجام می‌شود. بیایید به این نوع واکنش با استفاده از اتین به عنوان مثال نگاه کنیم:
С2Н2 + NSI=С2N 3СІ
С2Н2СІ + NSI=С2Н 4SI2
هیدراتاسیون
این یک واکنش شیمیایی است که شامل برهمکنش با آب است. همچنین در دو مرحله انجام می شود. بیایید با اتین به عنوان مثال به آن نگاه کنیم:
H2O + C2H2=C 2 H3OH
ماده ای که بعد از مرحله اول تشکیل می شودواکنش وینیل الکل نامیده می شود.
با توجه به اینکه طبق قانون Eltekov، گروه عاملی OH نمی تواند در کنار پیوند دوگانه قرار گیرد، بازآرایی اتم ها رخ می دهد که در نتیجه استالدئید از وینیل الکل تشکیل می شود.
فرآیند هیدراتاسیون آلکین ها را واکنش کوچروف نیز می نامند.
احتراق
این فرآیند برهمکنش آلکین ها با اکسیژن در دمای بالا است. احتراق مواد این گروه را با استفاده از استیلن به عنوان مثال در نظر بگیرید:
2C2N2 +2O2=2N2 O + 3C + CO2
با اکسیژن اضافی، استیلن و سایر آلکین ها بدون تشکیل کربن می سوزند. در این حالت فقط اکسید کربن و آب آزاد می شود. در اینجا معادله چنین واکنشی با استفاده از پروپین به عنوان مثال آمده است:
4O2 + C3N4=۲N۲O + 3CO2
احتراق سایر هیدروکربن های استیلن نیز به روشی مشابه اتفاق می افتد. نتیجه آب و دی اکسید کربن است.
واکنش های دیگر
همچنین استیلن ها می توانند با نمک های فلزاتی مانند نقره، مس، کلسیم واکنش دهند. در این حالت هیدروژن با اتم های فلزی جایگزین می شود. این نوع واکنش را با استفاده از مثال استیلن و نیترات نقره در نظر بگیرید:
С2Н2 + 2AgNO3=Ag2C2 + 2NH4NO3 + 2H2O
فرایند جالب دیگری که شامل آلکین ها می شود، واکنش زلینسکی است. این همان تشکیل بنزن از استیلن است که تا دمای 600 درجه سانتیگراد گرم شود.در حضور زغال چوب فعال معادله این واکنش را می توان به صورت زیر بیان کرد:
3S2N2=S6N6
پلیمریزاسیون آلکین نیز امکان پذیر است - فرآیند ترکیب چندین مولکول از یک ماده در یک پلیمر.
دریافت
آلکین ها، واکنش هایی که در بالا با آنها صحبت کردیم، در آزمایشگاه با روش های مختلفی به دست می آیند.
اولین روش هالوژن زدایی است. معادله واکنش به این صورت است:
C2H4Br2 + 2KON=С2 N2 + 2N2O + 2KBr
برای انجام چنین فرآیندی، گرم کردن معرفها و همچنین افزودن اتانول به عنوان کاتالیزور ضروری است.
به دست آوردن آلکین ها از ترکیبات معدنی نیز امکان پذیر است. این یک مثال است:
CaC2 + H2O=C2H ۲ + 2Ca(OH)2
روش بعدی برای به دست آوردن آلکین ها هیدروژن زدایی است. در اینجا نمونه ای از چنین واکنشی وجود دارد:
2CH4=3H2 + C2H2
این نوع واکنش می تواند نه تنها اتین، بلکه سایر هیدروکربن های استیلن تولید کند.
استفاده از آلکینها
ساده ترین آلکین، اتین، بیشترین کاربرد را در صنعت دارد. این به طور گسترده در صنایع شیمیایی استفاده می شود.
- برای تبدیل آنها به ترکیبات آلی دیگر مانند کتون ها، آلدئیدها، حلال ها و سایر آلکین ها به استیلن و سایر آلکین ها نیاز است.دیگران
- همچنین می توان از آلکین هایی که در تولید لاستیک، پلی وینیل کلراید و غیره استفاده می شود، موادی بدست آورد.
- استون را می توان از پروپین در نتیجه واکنش کوچروف به دست آورد.
- علاوه بر این، استیلن در تولید مواد شیمیایی مانند اسید استیک، هیدروکربن های معطر، الکل اتیلیک استفاده می شود.
- استیلن همچنین به عنوان سوخت با حرارت احتراق بسیار بالا استفاده می شود.
- همچنین از واکنش احتراق اتین برای جوش دادن فلزات استفاده می شود.
- علاوه بر این، کربن فنی را می توان با استفاده از استیلن به دست آورد.
- همچنین از این ماده در وسایل خودکفا استفاده می شود.
- استیلن و تعدادی دیگر از هیدروکربن های این گروه به دلیل حرارت بالای احتراق به عنوان سوخت موشک استفاده می شوند.
این به استفاده از آلکین ها پایان می دهد.
نتیجه گیری
به عنوان بخش پایانی، در اینجا جدول مختصری در مورد خواص هیدروکربن های استیلن و تولید آنها آورده شده است.
| نام واکنش | توضیحات | معادله مثال |
| هالوژناسیون | واکنش افزودن اتم های هالوژن (برم، ید، کلر و غیره) توسط یک مولکول هیدروکربن استیلن | C4H6 + 2I2=С4 N6I2 |
| هیدروژناسیون | واکنش افزودن اتم های هیدروژن توسط یک مولکول آلکین. در دو مرحله رخ می دهد. |
C3H4 +N2=S3N6 C3H6 + H2=C3N8 |
| هیدروهالوژناسیون | واکنش افزودن هیدروهالوژن ها (HI، HCI، HBr) توسط یک مولکول هیدروکربن استیلن. در دو مرحله رخ می دهد. |
C2H2 + HI=C2H3I C2H3I + HI=C2H 4 I2 |
| هیدراتاسیون | واکنش بر اساس تعامل با آب. در دو مرحله رخ می دهد. |
C2N2 + H2O=C 2 H3OH C2H3OH=CH3-CHO |
| اکسیداسیون کامل (احتراق) | برهم کنش هیدروکربن استیلن با اکسیژن در دمای بالا. نتیجه اکسید کربن و آب است. |
2C2H5 + 5O2=2H2 O + 4CO2 2C2N2 + 2O2=N2 O + CO2 + 3C |
| واکنش با نمک های فلزی | شامل این واقعیت است که اتم های فلز جایگزین اتم های هیدروژن در مولکول های هیدروکربن های استیلن می شوند. | С2Н2 + AgNO3=C2Ag2 + 2NH4NO3 + 2H2O |
آلکین ها را می توان در آزمایشگاه به سه روش به دست آورد:
- از ترکیبات معدنی؛
- با هیدروژن زدایی مواد آلی؛
- راههیدروهالوژناسیون مواد آلی.
بنابراین ما تمام خصوصیات فیزیکی و شیمیایی آلکین ها، روش های تولید آنها، کاربردها در صنعت را در نظر گرفته ایم.
