אלקנים, אלקנים, אלקנים הם כימיקלים אורגניים. כולם בנויים מיסודות כימיים כמו פחמן ומימן. אלקנים, אלקנים, אלקנים הם תרכובות כימיות השייכות לקבוצת הפחמימנים.
במאמר זה נסתכל על אלקינים.
מה זה?
החומרים האלה נקראים גם פחמימנים אצטילניים. מבנה האלקינים מספק את נוכחותם של אטומי פחמן ומימן במולקולות שלהם. הנוסחה הכללית לפחמימנים אצטילניים היא: C H2n-2. האלקין הפשוט ביותר הוא אתין (אצטילן). יש לו את הנוסחה הכימית הבאה - С2Н2. אלקינים כוללים גם פרופין עם הנוסחה C3H4. בנוסף, בוטין (C4H6), פנטין (C5 H8), הקסין (C6H10), הפטין (C 7Н 12), אוקטין (С8Н14), לא-אין (С9 Н16), Decin (С10Н18), וכו'. כל סוגי לאלקינים יש מאפיינים דומים. בואו נסתכל עליהם מקרוב.
מאפיינים פיזיים של אלקינים
מבחינת המאפיינים הפיזיים שלהם, אצטילןפחמימנים דומים לאלקנים.
בתנאים רגילים, לאלקינים, שהמולקולות שלהם מכילות בין שניים לארבעה אטומי פחמן, יש מצב צבירה גזי. אלה שבמולקולות שלהם יש בין חמישה ל-16 אטומי פחמן, בתנאי נוזל רגילים. אלה שהמולקולות שלהם מכילות 17 אטומים או יותר של יסוד כימי זה הם מוצקים.
אלקנים נמסים ומרתיחים בטמפרטורה גבוהה יותר מאלקנים ואלקנים.
המסיסות במים זניחה, אך מעט גבוהה מזו של אלקנים ואלקנים.
המסיסות בממיסים אורגניים גבוהה.
לאלקין בשימוש הנפוץ ביותר, אצטילן, יש את התכונות הפיזיקליות הבאות:
- אין לו צבע;
- אין ריח;
- בתנאים רגילים נמצא במצב מצטבר גזי;
- הוא פחות צפוף מאוויר;
- נקודת רתיחה - מינוס 83.6 מעלות צלזיוס;
מאפיינים כימיים של אלקינים
בחומרים האלה, האטומים מחוברים בקשר משולש, מה שמסביר את תכונותיהם העיקריות. אלקינים נכנסים לתגובות מסוג זה:
- hydrogenation;
- hydrohalogenation;
- halogenation;
- hydration;
- burning.
בואו נסתכל עליהם אחד אחד.
Hydrogenation
התכונות הכימיות של האלקינים מאפשרות להם להיכנס לתגובות מסוג זה. זהו סוג של אינטראקציה כימית שבה מולקולה של חומר מחברת לעצמה אטומי מימן נוספים.הנה דוגמה לתגובה כימית כזו במקרה של פרופין:
2H2 + C3H4=C3N8
תגובה זו מתרחשת בשני שלבים. על מולקולת הפרופין הראשונה מחברים שני אטומי מימן ובשני - אותו מספר.
Halogenation
זוהי תגובה נוספת שהיא חלק מהתכונות הכימיות של אלקנים. כתוצאה מכך, מולקולת פחמימן אצטילנית מחברת אטומי הלוגן. האחרונים כוללים יסודות כגון כלור, ברום, יוד וכו'.
הנה דוגמה לתגובה כזו במקרה של אתין:
С2Н2 + 2СІ2=С2 N2SI4
אותו תהליך אפשרי עם פחמימנים אצטילניים אחרים.
Hydrohalogenation
זו גם אחת התגובות העיקריות שנכנסות לתכונות הכימיות של אלקנים. זה טמון בעובדה שהחומר מקיים אינטראקציה עם תרכובות כמו HCI, HI, HBr וכו'. אינטראקציה כימית זו מתרחשת בשני שלבים. בואו נסתכל על סוג זה של תגובה באמצעות אתין כדוגמה:
С2Н2 + NSI=С2Н 3СІ
С2Н2СІ + NSI=С2Н 4SI2
Hydration
זוהי תגובה כימית הכרוכה באינטראקציה עם מים. זה גם מתרחש בשני שלבים. בואו נסתכל על זה עם אתין כדוגמה:
H2O + C2H2=C 2 H3OH
החומר שנוצר לאחר השלב הראשוןהתגובה נקראת אלכוהול ויניל.
בשל העובדה שלפי כלל אלטקוב לא ניתן למקם את הקבוצה הפונקציונלית OH ליד הקשר הכפול, מתרחש סידור מחדש של אטומים, כתוצאה מכך נוצר אצטלדהיד מאלכוהול ויניל.
תהליך הידרציה של אלקינים נקרא גם תגובת קוצ'רוב.
בעירה
זהו תהליך האינטראקציה של אלקנים עם חמצן בטמפרטורה גבוהה. שקול את הבעירה של חומרים מקבוצה זו באמצעות אצטילן כדוגמה:
2C2N2 +2O2=2N2 O + 3C + CO2
עם עודף של חמצן, אצטילן ואלקנים אחרים נשרפים ללא היווצרות פחמן. במקרה זה, רק תחמוצת פחמן ומים משתחררים. הנה המשוואה לתגובה כזו באמצעות פרופין כדוגמה:
4O2 + C3N4=2N2O + 3CO2
בעירה של פחמימנים אצטילניים אחרים מתרחשת גם היא באופן דומה. התוצאה היא מים ופחמן דו חמצני.
תגובות אחרות
כמו כן, אצטילנים מסוגלים להגיב עם מלחים של מתכות כגון כסף, נחושת, סידן. במקרה זה, המימן מוחלף באטומי מתכת. שקול סוג זה של תגובה באמצעות הדוגמה של אצטילן וחנקתי כסף:
С2Н2 + 2AgNO3=Ag2C2 + 2NH4NO3 + 2H2O
תהליך מעניין נוסף הכולל אלקינים הוא תגובת זלינסקי. זוהי היווצרות של בנזן מאצטילן כאשר הוא מחומם ל-600 מעלות צלזיוס.בנוכחות פחם פעיל. ניתן לבטא את המשוואה לתגובה זו באופן הבא:
3S2N2=S6N6
אפשרי גם פילמור אלקין - תהליך של שילוב מספר מולקולות של חומר לפולימר אחד.
קבל
Alkynes, התגובות שבהן דיברנו לעיל, מתקבלות במעבדה במספר שיטות.
הראשון הוא דה-הידרו-הלוגנציה. משוואת התגובה נראית כך:
C2H4Br2 + 2KON=С2 N2 + 2N2O + 2KBr
כדי לבצע תהליך כזה, יש צורך לחמם את הריאגנטים, וכן להוסיף אתנול כזרז.
אפשר גם להשיג אלקנים מתרכובות אנאורגניות. הנה דוגמה:
CaC2 + H2O=C2H 2 + 2Ca(OH)2
השיטה הבאה להשגת אלקינים היא דה-הידרוגנציה. הנה דוגמה לתגובה כזו:
2CH4=3H2 + C2H2
תגובה מסוג זה יכולה לייצר לא רק אתין, אלא גם פחמימנים אחרים של אצטילן.
שימוש באלקינים
האלקין הפשוט ביותר, אתין, הוא הנפוץ ביותר בתעשייה. הוא נמצא בשימוש נרחב בתעשייה הכימית.
- צריך אצטילן ואלקנים אחרים כדי להמיר אותם לתרכובות אורגניות אחרות כגון קטונים, אלדהידים, ממיסים ואחרים
- ניתן גם להשיג חומרים מאלקינים המשמשים לייצור גומיות, פוליוויניל כלוריד וכו'
- ניתן להשיג אצטון מפרופין כתוצאה מתגובתו של קוצ'רוב.
- בנוסף, נעשה שימוש באצטילן לייצור כימיקלים כמו חומצה אצטית, פחמימנים ארומטיים, אלכוהול אתילי.
- אצטילן משמש גם כדלק עם חום בעירה גבוה מאוד.
- כמו כן, תגובת הבעירה של אתין משמשת לריתוך מתכות.
- בנוסף, ניתן להשיג פחמן טכני באמצעות אצטילן.
- כמו כן, נעשה שימוש בחומר זה במכשירים עצמאיים.
- אצטילן ומספר פחמימנים אחרים מקבוצה זו משמשים כדלק רקטות בשל חום הבעירה הגבוה שלהם.
זה מסיים את השימוש באלקינים.
מסקנה
כחלק אחרון, לפניכם טבלה קצרה על המאפיינים של פחמימנים אצטילניים והפקתם.
| שם התגובה | הסברים | משואה לדוגמה |
| Halogenation | תגובת הוספת אטומי הלוגן (ברום, יוד, כלור וכו') על ידי מולקולת פחמימנים אצטילן | C4H6 + 2I2=С4 N6I2 |
| Hydrogenation | התגובה של הוספת אטומי מימן על ידי מולקולת אלקין. מתרחש בשני שלבים. |
C3H4 +N2=S3N6 C3H6 + H2=C3N8 |
| Hydrohalogenation | תגובת הוספה של הידרוהלוגנים (HI, HCI, HBr) על ידי מולקולת פחמימנים אצטילן. מתרחש בשני שלבים. |
C2H2 + HI=C2H3I C2H3I + HI=C2H 4 I2 |
| Hydration | תגובה מבוססת על אינטראקציה עם מים. מתרחש בשני שלבים. |
C2N2 + H2O=C 2 H3OH C2H3OH=CH3-CHO |
| חימצון מלא (בעירה) | אינטראקציה של פחמימן אצטילן עם חמצן בטמפרטורה גבוהה. התוצאה היא תחמוצת פחמן ומים. |
2C2H5 + 5O2=2H2 O + 4CO2 2C2N2 + 2O2=N2 O + CO2 + 3C |
| תגובות עם מלחי מתכת | מורכבים מכך שאטומי מתכת מחליפים אטומי מימן במולקולות של פחמימנים אצטילן. | С2Н2 + AgNO3=C2Ag2 + 2NH4NO3 + 2H2O |
אלקינים ניתן להשיג במעבדה בשלוש דרכים:
- מתרכובות אנאורגניות;
- על ידי דה-הידרוגנציה של חומר אורגני;
- דרךדהhydrohalogenation של חומרים אורגניים.
לכן שקלנו את כל המאפיינים הפיזיקליים והכימיים של אלקנים, שיטות לייצור שלהם, יישומים בתעשייה.
