乙炔C2H2

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纯净的乙炔是无色、无臭的气体,沸点-83.4℃,工业上由电石制得的乙炔由于混有少量的硫化氢(H2S)、磷化氢(PH3)等气体,因而具有难闻的臭味。乙炔不易溶于水,而易溶于丙酮中(在12个大气压下,1体积的丙酮能溶解300体积的乙炔)。

在高压下乙炔容易爆炸,液态乙炔甚至稍受震动就会爆炸。而乙炔的丙酮溶液却很稳定,工业上为了安全地储存和运输乙炔,一般在10~12个大气压下,将其压入盛有用丙酮饱和的多孔性物质(如硅藻土、石棉、木屑)的钢瓶中。

乙炔由于分子中含有三键,因此也象乙烯一样能起加成、氧化和聚合反应。


制备方法

电石法

由电石(碳化钙)与水作用制得。 [2] 

实验室中常用电石跟水反应制取乙炔。与水的反应是相当激烈的,可用分液漏斗控制加水量以调节出气速度。也可以用饱和食盐水。

实验室制乙炔示意图

实验室制乙炔示意图

原理:电石发生水解反应,生成乙炔。装置:烧瓶和分液漏斗(不能使用启普发生器)。烧瓶口要放棉花,以防止泡沫溢出。

试剂:电石(CaC₂)和水。

反应方程式:CaC₂+2H-OH→Ca(OH)₂+CH≡CH↑

收集方法:排水集气法 或向下排空气集气法(不常用)

尾气处理:点燃

制备装置与氢气等气体类同。 [2] 

天然气法

天然气制乙炔法

预热到600-650℃的原料天然气和氧进入多管式烧嘴板乙炔炉,在1500℃下,甲烷裂解制得8%左右的稀乙炔,再用N-甲基吡咯烷酮提浓制得99%的乙炔成品。 

主要用途

乙炔可用以照明、焊接及切断金属(氧炔焰),也是制造乙醛、醋酸、苯、合成橡胶、合成纤维等的基本原料。

乙炔燃烧时能产生高温,氧炔焰的温度可以达到3200℃左右,用于切割和焊接金属。供给适量空气,可以完全燃烧发出亮白光,在电灯未普及或没有电力的地方可以用做照明光源。乙炔化学性质活泼,能与许多试剂发生加成反应。在20世纪60年代前,乙炔是有机合成的最重要原料,现仍为重要原料之一。如与氯化氢、氢氰酸、乙酸加成,均可生成生产高聚物的原料。

乙炔在不同条件下,能发生不同的聚合作用,分别生成乙烯基乙炔或二乙烯基乙炔,前者与氯化氢加成可以得到制氯丁橡胶的原料2-氯-1,3-丁二烯。乙炔在400~500℃高温下,可以发生环状三聚合生成苯;以氰化镍Ni(CN)2为催化剂,在50℃和1.2~2MPa下,可以生成环辛四烯。

乙炔在高温下分解为碳和氢,由此可制备乙炔炭黑。一定条件下乙炔聚合生成苯,甲苯,二甲苯,,萘,蒽,苯乙烯,茚等芳烃。通过取代反应和加成反应,可生成一系列极有价值的产品。例如乙炔二聚生成乙烯基乙炔,进而与氯化氢进行加成反应得到氯丁二烯;乙炔直接水合制取乙醛;乙炔与氯化氢进行加成反应而制取氯乙烯;乙炔与乙酸反应制得乙酸乙烯;乙炔与氰化氢反应制取丙烯腈;乙炔与氨反应生成甲基吡啶和2-甲基-5-乙基吡啶;乙炔与甲苯反应生成二甲苯基乙烯,进一步催化剂裂化生成三种甲基苯乙烯的异构体:乙炔与一分子甲醛缩合为丙炔醇,与二分子甲醛缩合为丁炔二醇;乙炔与丙酮进行加成反应可制取甲基炔醇,进而反应生成异戊二烯;乙炔和一氧化碳及其他化合物(如水,醇,硫醇)等反应制取丙烯酸及其衍生物。

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