Asetilen nima

Atsetilen
Изображение химической структуры
Изображение молекулярной модели
Umumiy ma’lumotlar
Tizimli
nomlanishi
Etin
An’anaviy nomlari Atsetilen
Kimyoviy formula C2H2
Ratsional formula HC≡CH
Fizik xossalari
Agregat holati Gaz
Molyar massa 26,038 g/mol
Zichligi 1,0896 g/l
Ionlanish energiyasi 11,4 eV
Issiqlik xossalari
Harorat
 • erish -80,8 1277 mm Hg °C
 • sublimatsiya −83,9 °C va −84,72 °C
 • qaynash −83,6 °C
 • o‘z-o‘zidan alangalanish 335 °C
Portlash chegaralari 2,5 hajm %
Uchlamchi nuqta −80,55
Kritik nuqta 35,2°С; 6,4 MPa
Molyar issiqlik sig‘imi 44,036 J/(mol·K)
Entalpiya
 • hosil bo‘lish +226,88 kJ/mol
 • yonish –1302 kJ/mol
Bug‘ bosimi 4 478 565 Pa
Kimyoviy xossalari
Kislotaning dissotsilanish konstantasi pKa 25
Eruvchanligi
 • suvda kam eriydi
 • — etanolda kam eriydi
Tuzilishi
Gibridlanish sp-gibridlanish
Dipol momenti 0 Kl·m
Tasnifi
Ro‘yxatga olish CAS raqami 74-86-2
PubChem
Ro‘yxatga olish EINECS raqami 200-816-9
SMILES
 
InChI
RTECS AO9600000
ChEBI 27518
BMT raqami 1001
ChemSpider
Xavfsizlik
ECB piktogrammalari Пиктограмма «F+: Крайне огнеопасно» системы ECB
NFPA 704
NFPA 704 four-colored diamond
4
1
3
Ma’lumotlar standart sharoitlar (25 °C, 100 kPa) uchun keltirilgan, agar boshqacha ko‘rsatilmagan bo‘lsa.
Логотип Викисклада Vikimedia omboridagi mediafayllar

Atsetilen (lotincha atama acetum — «sirka», etin, kimyoviy formulasi — C2H2 yoki HC ≡ CH) — organik birikma, u to‘yinmagan uglevodorodlar — alkinlar sinfining dastlabki vakili hisoblanadi.

Oddiy sharoitda, atsetilen rangsiz, kuchsiz zaharli, o‘ta yonuvchan va portlash xavfi yuqori bo‘lgan gazdir.

Atsetilenning karbanionli tuzlari quyidagicha ataladi: atsetilenidlar.

Tarixi

Atsetilen ilk bor 1836-yilda E. Devi tomonidan kashf etilgan. Keyinchalik ko‘mir va vodoroddan (vodorod muhitida ikkita ko‘mir elektrod orasidagi yoyli razryad yordamida) M. Bertlo tomonidan sintez qilingan (1862-yil).

Fizik xossalari

1-rasm. Atsetilen molekulasidagi pi-bog‘lar

Oddiy sharoitda — rangsiz gaz bo‘lib, u havodan yengil. Sof 100 % atsetilen hidsiz (unga xos hidning paydo bo‘lishiga, masalan, difosfin kabi aralashmalar sabab bo‘ladi). U suvda eriydi, shuningdek atsetonda yaxshi eriydi. Qaynash harorati −83,6 °C. Uchlamchi nuqtasi −80,55 °C va 961,5 mm sim. ust. bosimda, kritik nuqtasi 35,18 °C va 61,1 atm bosimda joylashgan. Molekuladagi uch bog‘ uglerodning ikki atomi o‘rtasida joylashgan.

Atsetilen bilan ishlashda juda ehtiyotkor bo‘lish talab etiladi. U zarba ta’sirida, 500 °C gacha qizdirilganda yoki xona haroratida 0,2 MPa dan yuqori bosim ostida siqilganda portlashi mumkin. Ochiq havoga chiqarilgan atsetilen oqimi juda kichik uchqundan, jumladan, qo‘l barmog‘idan hosil bo‘lgan statik elektr razryadidan ham alangalanishi mumkin. Texnik atsetilen atseton shimdirilgan g‘ovak to‘ldirgichli ballonlarda saqlanadi (chunki sof atsetilen siqilganda portlaydi) va unga o‘tkir hid beradigan boshqa aralashmalar bo‘lishi mumkin.

Atsetilen Uranda va Neptunda ham aniqlangan.

Kimyoviy xossalari

Atsetilen-kislorod alangasi («yadro» harorati 2621 °C)

Atsetilen suv bilan simob tuzlari va boshqa katalizatorlar ishtirokida reaksiyaga kirishib, sirka aldegidini hosil qiladi (Kucherov reaksiyasi). Uch bog‘ mavjudligi tufayli molekula yuqori energiyaga ega va yonishning katta solishtirma issiqligi bilan tavsiflanadi — 14000 kkal/m3 (50,4 MJ/kg). Kislorodda yonganda alanga harorati 3150 °C ga yetadi. Atsetilen polimerlanishi natijasida benzol va boshqa organik birikmalarni hosil qilishi mumkin (poliasetilen, vinilatsetilen). Benzol hosil bo‘lishi uchun polimerlanishda grafit va ~500 °C harorat zarur. Masalan, trikarbonil(trifenilfosfin)nikel kabi katalizatorlar ishtirokida sikllanish reaksiyasi haroratini 60—70 °C gacha pasaytirish mumkin.

Bundan tashqari, atsetilenning vodorod atomlari nisbatan oson protonlar ko‘rinishida ajraladi, ya’ni atsetilen kislotalik xossalarini namoyon qiladi. Masalan, atsetilen magniy metilbromidning efirdagi eritmasidan metanni siqib chiqaradi (tarkibida atsetilenid ioni bo‘lgan eritma hosil bo‘ladi). U, shuningdek, quyidagi metallarning tuzlari bilan erimaydigan, portlovchi cho‘kmalar hosil qiladi: kumush va bir valentli mis.

Atsetilenning asosiy kimyoviy reaksiyalari (birikish reaksiyalari, 1-jamlanma jadval):

Реакции ацетилена-1

Atsetilenning asosiy kimyoviy reaksiyalari (birikish, dimerlanish, polimerlanish va siklomerlanish reaksiyalari, 2-jamlanma jadval):

Реакции ацетилена-2

Atsetilen bromli suvni va kaliy permanganat eritmasini rangsizlantiradi.

Cu(I) va Ag(I) tuzlarining ammiakli eritmalari bilan reaksiyaga kirishib, kam eruvchan va portlovchi atsetilenidlarni hosil qiladi. Bu reaksiya atsetilenni sifat jihatidan aniqlash va uni alkenlardan farqlash uchun ishlatiladi (alkenlar ham bromli suv va kaliy permanganat eritmasini rangsizlantiradi).

Olinishi

Laboratoriyada

Laboratoriyada va gaz payvandlash uskunalarida atsetilen suv bilan reaksiyaga kirishgan kalsiy karbiddan olinadi (F. Vyoler, 1862-yil):

𝖢𝖺𝖢𝟤+𝟤𝖧𝟤𝖮→𝖢𝖺(𝖮𝖧)𝟤+𝖢𝟤𝖧𝟤↑

shuningdek degidrogenlash usuli bilan ikkita metan molekulasidan 1400 °C dan yuqori haroratda olinadi:

𝟤𝖢𝖧𝟦→𝖢𝟤𝖧𝟤+𝟥𝖧𝟤

Sanoatda

Sanoatda atsetilen kalsiy karbidni gidrolizlash hamda piroliz usulida uglevodorod xomashyosi — metan yoki propan bilan butan aralashmasidan olinadi. So‘nggi holda atsetilen bilan birga etilen va boshqa uglevodorodlar aralashmalari ham hosil bo‘ladi. Karbid usuli juda toza atsetilen olish imkonini beradi, biroq elektr energiyasi sarfi yuqori. Piroliz ancha kam energiya talab qiladi, chunki reaktorni qizdirish uchun tashqi konturda aynan shu ishchi gazning yonishidan foydalaniladi. Ammo hosil bo‘ladigan gaz oqimida atsetilenning konsentratsiyasi past bo‘ladi. Bunday sharoitda sof atsetilenni ajratish va konsentrlash murakkab masaladir. Ikkala usul bo‘yicha iqtisodiy baholar ko‘p bo‘lsa-da, ular bir-biriga zid274-bet.

Atsetilen ballonlari saqlanadigan joy

Piroliz orqali olinishi

Elektrokreking

Metan elektr yoyli pechlarda atsetilen va vodorodga aylantiriladi (harorat 2000—3000 °C, elektrodlar orasidagi kuchlanish 1000 V). Bunda metan 1600 °C gacha qiziydi. Elektr energiyasi sarfi taxminan 13000 kVt·soatni (1 tonna atsetilen uchun) tashkil qiladi. Bu nisbatan yuqori ko‘rsatkich (karbid usulida sarflanadigan energiyaga deyarli teng) va jarayonning kamchiligi hisoblanadi. Atsetilen unumi 50 % ni tashkil etadi.

Regenerativ piroliz

Boshqa nomi — Vulf jarayoni. Dastlab metanni 1350—1400 °C haroratda yoqish orqali pechning ichki nasadkasi qizdiriladi. So‘ngra metan qizdirilgan nasadka orqali o‘tkaziladi. Metanning reaksiya zonasida bo‘lish vaqti juda qisqa — soniyaning ulushlariga teng. Jarayon sanoatda joriy etilgan, ammo iqtisodiy jihatdan loyihalash bosqichida kutilgan darajada istiqbolli bo‘lib chiqmadi.

Oksidlovchi piroliz

Metan kislorod bilan aralashtiriladi. Xomashyoning bir qismi yoqilib, hosil bo‘lgan issiqlik qolgan xomashyoni 1600 °C gacha qizdirish uchun sarflanadi. Atsetilen unumi 30—32 % ni tashkil etadi. Usulning afzalliklari — jarayonning uzluksizligi va energiya sarfining kamligi. Bundan tashqari, atsetilen bilan birga sintez-gaz ham hosil bo‘ladi. Bu jarayon (Zakse jarayoni yoki BASF jarayoni) eng keng joriy etilgan usulga aylangan.

Gomogen piroliz

Bu oksidlovchi pirolizning bir turi. Xomashyoning bir qismi pech o‘txonasida kislorod bilan yoqiladi va gaz 2000 °C gacha qiziydi. Keyin pechning o‘rta qismiga 600 °C gacha oldindan qizdirilgan qolgan xomashyo kiritiladi. Natijada atsetilen hosil bo‘ladi. Usul pechning xavfsizroq va ishonchliroq ishlashi bilan ajralib turadi.

Past haroratli plazma oqimida piroliz

Jarayon 1970-yillardan buyon ishlab chiqilmoqda, biroq istiqbolli bo‘lishiga qaramay, hozircha sanoatda joriy etilmagan. Uning mohiyati metanni ionlangan gaz bilan qizdirishdan iborat. Usulning afzalligi — energiya sarfining nisbatan kamligi (5000—7000 kVt·soat) va atsetilen unumining yuqoriligi (argon plazmasida 87 % va vodorod plazmasida 73 %).

Karbid usuli

Bu usul XIX asrdan ma’lum bo‘lib, hozirgacha ahamiyatini yo‘qotmagan. Dastlab kalsiy oksidi (so‘ndirilmagan ohak) va koks 2500—3000 °C haroratda elektr pechlarda suyuqlantirib qo‘shiladi:

𝖢𝖺𝖮+𝟥𝖢→𝖢𝖺𝖢𝟤+𝖢𝖮↑

So‘ndirilmagan ohak kalsiy karbonatdan olinadi:

𝖢𝖺𝖢𝖮𝟥→𝖢𝖺𝖮+𝖢𝖮𝟤↑

So‘ngra kalsiy karbid suv bilan reaksiyaga kiritiladi:

𝖢𝖺𝖢𝟤+𝟤𝖧𝟤𝖮→𝖢𝟤𝖧𝟤+𝖢𝖺(𝖮𝖧)𝟤

Olingan atsetilenning tozalik darajasi yuqori — 99,9 %. Jarayonning asosiy kamchiligi elektr energiyasi sarfining ko‘pligi: 10000—11000 kVt·soat 1 tonna atsetilen uchun.

Qo‘llanilishi

Atsetilen lampasi

Atsetilen quyidagi maqsadlarda ishlatiladi:

Xavfsizlik

Uskunalar (gaz bilan payvandlash va kesish uchun):
o‘ngda — atsetilen gaz balloni va atsetilen reduktori,
chapda kislorod gaz balloni va kislorod reduktori.

Atsetilen suvda kam erigani va uning kislorod bilan aralashmalari juda keng konsentratsiya oralig‘ida (2,5 — 93 %%) portlashi mumkinligi sababli, uni gazometrlarga yig‘ish tavsiya etilmaydi.

Atsetilen taxminan 500 °C haroratda yoki 0,2 MPa dan yuqori bosimda portlaydi; alangalanishning konsentratsion chegaralari 2,3—80,7 %, o‘z-o‘zidan alangalanish harorati 335 °C. Portlash xavfi atsetilenni boshqa gazlar bilan suyultirish orqali kamaytiriladi, masalan, azot, metan yoki propan.

Atsetilen mis va kumush bilan uzoq vaqt tegib turganda mis va kumush atsetilenidlari hosil bo‘ladi. Ular zarba yoki harorat oshishi ta’sirida portlaydi. Shu sababli atsetilenni saqlashda tarkibida mis bo‘lgan materiallar (masalan, ballon ventillari) ishlatilmaydi.

Atsetilenning zaharli ta’siri kuchsiz. Atsetilen uchun ПДКм.р. = ПДК с.с. = 1,5 мг/м³ qiymati GN 2.1.6.1338-03 «Aholi yashash joylarining atmosfera havosidagi ifloslantiruvchi moddalar uchun ruxsat etilgan eng yuqori konsentratsiyalar (REYuK)» gigiyena me’yorlariga muvofiq belgilangan.

ПДКр.з. (ishchi zonada) belgilanmagan (GOST 5457-75 va GN 2.2.5.1314-03 bo‘yicha), chunki havo bilan aralashmada alanganing tarqalish konsentratsiya chegaralari 2,5—100 % ni tashkil etadi.

Atsetilen inert g‘ovak massa (masalan, yog‘och ko‘miri) bilan to‘ldirilgan, ustiga qizil rangda «ATSETILEN» deb yozilgan oq po‘lat ballonlarda, atsetondagi eritmaholida saqlanadi va tashiladi. Sig‘imi 40 l, bosimi 15—16 кгс/см2 bo‘lgan ballon taxminan 5000 l gazsimon atsetilenni (normal atmosfera bosimiga keltirilgan hajmda) sig‘dira oladi.

Adabiyotlar

  • Miller S. A. Atsetilen, uning xossalari, olinishi va qo‘llanilishi. — Leningrad: Ximiya, 1969. — J. 1. — 680 b.
  • Korolchenko A. Ya., Korolchenko D. A. Moddalar va materiallarning yong‘in-portlash xavfi hamda ularni o‘chirish vositalari. Ma’lumotnoma: 2 qismda. 1-qism. — Moskva: «Pojnauka» assotsiatsiyasi, 2004. — 713 b. — ISBN 5-901283-02-3.
  • Xvostov I. V. Atsetilen // Kimyo ensiklopediyasi : 5 jildda / Bosh muharrir I. L. Knunyans. — Moskva: Sovet ensiklopediyasi, 1988. — J. 1: A — Darzana. — B. 226—228. — 623 b. — 100 000 nusxa — ISBN 5-85270-008-8.

Havolalar