Андрей Смирнов
Время чтения: ~14 мин.
Просмотров: 0

Алкины. свойства алкинов

Общие сведения

Этилацетат, Ethylis acetas (PhEur), Ethyl acetate (BP, USPNF), Ethyl acetate (CAS № 141-78-6) син: аcetic acid ethyl ester, acetic ester, acetic ether, acetoxyethane, aethylis acetas, aethylium aceticum, ethyl ethanoate, vinegar naphtha.

Прозрачная, бесцветная, летучая жидкость с приятным фруктовым и немного уксусным запахом, имеет приятный вкус при разведении.

Формула — C4H8O2. Молекулярная масса 88,1.

Физические, химические свойства Ethylis acetas.

Этилацетат получают медленной дистилляции смеси этилового спирта и уксусной кислоты при наличии концентрированной серной кислоты, а также из этилена при использовании катализатора (алкоголята алюминия).

Этилацетат обладает следующими свойствами:

  • Tсамовоспл — 486,1 o С;
  • T кип — 77 oС;
  • диэлектрическая постоянная — 6,11;
  • плотность — 0,902 г / cм3 20 ° C;
  • концентрационные пределы взрыва паров в воздухе — 2,2-11,5% (по объему)
  • Tвозг +7,2 o С (в открытой чашке), 5,0 ° C (в закрытой чашке)
  • tзамерз -83,6 ° C;
  • коэффициент распределения Log P (октанол / вода) = 0,7; плотность пара — 3,04 (воздух = 1);
  • растворим в воде (1: 10) при 25 oС, более растворимый в воде при низких температурах, чем при высоких;
  • смешивается с ацетоном, хлороформом, дихлорметаном, этиловым спиртом (95%), эфиром и с большинством других органических растворителей.

Известны такие азеотропные смеси этилацетата (93,9%) — вода (6,1%), t кип — 70,4 ° C; Э. (83,2%) — вода (7,8%) — этиловый спирт (9,0%), t кип — 70,3 ° C;
Этилацетат (69,4%) — этиловый спирт (30,6%), t кип — 71,8 ° C; Е. (77%) — пропан-2-oл (23%), Ткип — 74,8 ° С.

Субстанция медленно расщепляется при влажности и становится кислым; может абсорбировать до 3,3% воды (по массе).

Этилацетат распадается при нагревании, превращаясь в этиловый спирт и уксусную кислоту, с выделением едкого дыма и раздражающего пары. Он огнеопасен, пары могут перемещаться на значительные расстояния и стать источником воспламенения, могут вызвать «вспышка пламени». Щелочной гидролиз субстанции может замедляться полиэтиленгликолем и смешанными мицельнимы системами.

Этилацетат может вступать в реакцию с сильными окислителями, сильными щелочами, сильными кислотами и нитратами, вызывая огонь или вспышки, с хлоросульфоновою кислотой, лития-алюминиюгидридом, 2-хлорометилфураном.

Субстанция сохраняется в герметически закрытой таре в защищенном от света месте при температуре, не превышающей 30 ° C.

Изопропилацетилен

Изопропилацетилен при нагревании со спиртовым раствором КОН при 170 С действительно нзомернзуется в 3-метилбутадиен — 1 2, однако mpem — бутилацетилен не изменяется в этих условиях.

Изопропилацетилен ( СН3) 2СН — CsCH, легковоспламеняющаяся бесцветная жидкость. При объемном тушении минимальная огнегасительная концентрация углекислого газа 40 % объемн.

Изопропилацетилен ( СН3) 2СН — С-СН, легковоспламеняющаяся бесцветная жидкость. При объемном тушении минимальная огнегасительная концентрация углекислого газа 40 % объемн.

Изопропилацетилен, кипящий при 29 — 30, обработан в запаянной трубке натрием. Реакция довольно энергично начинается уже при обыкновенной температуре, но затем становится все тише и тише и, наконец, по-видимому, вовсе останавливается. Следует думать, что эта остановка реакции зависит от давления, которое развивает выделяющийся водород; очень вероятно, что последний под большими давлениями в состоянии обратно вытеснять натрий из натриевого производного аналогично тому, как он вытесняет металлы из солей, а потому реакция будет идти постольку, поскольку водород будет потребляться на восстановление части находящихся в реакции продуктов. Нагревание ускоряет восстановление, а потому при 100 реакция совершается до конца в 3 — 4 часа. При вскрытии трубки замечается слабое давление. Натриевое производное обработано углекислотой, как в предыдущих случаях. Полученный по разложении соли кислый продукт был подвергнут перегонке под уменьшенным давлением.

Диметилацетилен ( бутин-2) и изопропилацетилен ( З — метилбутин-1) действуют на организм аналогично А.

На 1 объем валерилена ( изопропилацетилена) берется 2 объема серной кислоты уд. Несколько менее половины содержащеюся в смеси углеводорода растворяется, и смесь слегка окрашивается в бурый цвет. Если взять 4 объема серной кислоты вместо 2, то количество растворенного углеводорода не увеличивается. Конец реакции легко заметить, так как исходный валерилен трудно смешивается с серной кислотой. К концу реакции получается малоподвижная эмульсия, и разделение слоев происходит медленно. Смесь выливается в воду со льдом; водный раствор для отделения от нерастворимого вещества фильтруется через мокрый фильтр. Строение полученного кетона ( метилизо-пропилкетопа) доказывается окислением хромовой смесью, причем получается уксусная кислота. Отфильтрованное твердое вещество является продуктом уплотнения кетона.

Содержание а-ацетиленовых соединений в пересчете на изопропилацетилен X рассчитывают по следующим формулам.

Следовательно, конечным продуктом превращения для изопропилацетилена должен быть димотилаллен.

Какие соединения получатся в результате реакции изопропилацетилена. Кучерова; б) с аммиачным раствором нитрата серебра.

Бегаля, что указало на содержание в нем незначительного количества изопропилацетилена, и валерилышй эфир, который при нагревании с 1 % серной кислотой дал альдегид.

Позднее на основании анализа материала, полученного при гидрогенизации однозамещенных ацетиленов ( изопропилацетилена и фенилацетилена), С. В. Лебедев пришел к выводу, что прямолинейная диаграмма гидрогенизации сопряженных систем II типа не выражает точно течение процесса; ее можно лишь рассматривать как приближенную.

Выделенный диметилаллен, очищенный и высушенный, кипел при 40, как и изомеризованный изопропилацетилен; как и последний — реагировал с металлическим натрием, образуя натриевое производное изо-пропилацетилена, и при обработке серной кислотой третичного амилового спирта более не давал.

Только что изложенные результаты находятся в противоречии с данными Эльтекова и Лагермарка относительно исследованной ими реакции натрия на изопропилацетилен.

Если подействовать водой в условиях реакции Кучерова на следующие углеводороды: 1) метилацетилен, 2) этилацетилен, 3) изопропилацетилен, то образуются соответствующие кетоны.

В какой области УФ-спектра наблюдается поглощение, обусловленное переходом я-я, у следующих соединений: а) ацетилен; б) изопропилацетилен; в) метил-яг / оет-бутилацетилен; г) ви-нилацетилен.

n1.doc

    3

реакция А.Е.Фаворского

    1. . Источники поступления в окружающую среду
  1. выбросы предприятий химической промышленности, что связано с широким использованием ацетилена в производстве пластмасс, синтетического каучука, растворителей;
  2. потери ацетилена при использовании ацетиленовых горелок.
    1. Получение ацетилена и изучение его свойств методом лабораторных исследований.

4.6 Задачи и упражнения по темам «Диеновые и ацетиленовые углеводороды».

  1. Напишите реакции 2-метил-1,3-пентадиена с: а) бромом; б) бро­мистым водородом.
  2. Какие реакции надо провести, чтобы разделить смесь 1-бутина и 2-бутина?
  1. Напишите взаимодействие с водой (по Кучерову) соединений:
  1. Какие из приведенных углеводородов могут образовать ацетилениды:

4.7. Программированный контроль знаний по теме «Ацетиленовые углеводороды»32 44n2n-2n2n+2 n2n? 44646234424n2nn2n+2n2n-22244Обобщенные задачи по темам: «предельные и непредельные углеводороды».

  1. Дайте названия приведенных ниже углеводородов по рациональной и систематической номенклатурам. Укажите, к какому ряду принадлежит каждый из углеводородов:
  2. Постройте структурные формулы следующих углеводородов по названиям, данным по систематической номенклатуре: 2-метил-3-этилгексан; 2-метил-3-этил-гексан; 2-этил 1-бутен; 4-метил 2-пентин. Составьте названия по рациональной номенклатуре и укажите, к какому ряду относится каждый углеводород.
  3. Какие виды изомерии наблюдаются у углеводородов жирного ряда?
  4. Получите предельные углеводороды по реакции Вюрца при действии металлического натрия на смеси: а) бромистый этил и бромистый пропил; б) 2-бромпропан и 2-бром-метилбутан. Назовите продукты реакций.
  5. Напишите взаимодействие с бромистым водородом следующих соединений: а) 1-бутен; б) 1-бутин.
  6. Напишите взаимодействие с хлором следующих соединений: а) пропан; б) 1-пропен; в) 1-пропин.

Контрольные вопросы

  1. Какой тип гибридизации характерен для углерода в предельных углеводородах?
  2. Каковы принципы названия алканов по систематической номенклатуре? По рациональной номенклатуре?
  3. Укажите природные источники получения предельных углеводородов.
  4. Какие реакции типичны для предельных углеводородов? Почему?
  5. Какова природа двойной связи в этиленовых углеводородах?
  6. Перечислите основные пути получения олефинов.
  7. В какие реакции вступают алкены? Почему?
  8. Какими качественными реакциями можно отличить алкен от алкана?
  9. Каков механизм реакции присоединения HX к этиленовым углеводородам, если процесс идет в соответствии с правилом Марковникова?
  10. При озонолизе этиленового углеводорода был получен только один продукт – ацетон. Каково строение и название исходного вещества?
  11. Что такое «природа сопряжения» в диеновых углеводородах?
  12. В какие реакции главным образом вступают диеновые углеводороды?
  13. Каков тип гибридизации углерода в ацетиленовых углеводородах?
  14. Почему ацетилен называют иногда «кислотой»?
  15. В какие реакции вступают ацетиленовые углеводороды? Почему?
  16. Какой продукт может получиться при гибридизации этилацетилена (по Кучерову)?

Библиографический списокхимияЛабораторные работыОглавление

    1. Строение алканов. Гомологический ряд. Радикалы 4
    2. Номенклатура, изомерия 6
    3. Способы получения алканов 9
    4. Химические свойства 11
    5. Воздействие алканов на человека и окружающую среду 13
    6. Получение предельных углеводородов и изучение их важнейших свойств методом лабораторных исследований 14
    7. Задачи и упражнения 15
    8. Программированный контроль знаний по теме «Предельные углеводороды» 17

    3

Поиск по сайту:  

Другие реакции

Также ацетилены способны реагировать с солями таких металлов, как серебро, медь, кальций. При этом происходит замещение гидрогена атомами металла. Рассмотрим такой вид реакции на примере с ацетиленом и нитратом серебра:

С2Н2 + 2AgNO3 = Ag2C2 + 2NH4NO3 + 2Н2О

Еще один интересный процесс с участием алкинов — реакция Зелинского. Это образование бензола из ацетилена при его нагревании до 600 градусов по Цельсию в присутствии активированного угля. Уравнение этой реакции можно выразить таким образом:

2Н2 = С6Н6

Также возможна полимеризация алкинов — процесс объединения нескольких молекул вещества в одну полимерную.

Пространственная изомерия

Для алкенов также характерна оптическая изомерия.

Алкины, которые обладают достаточно большим углеродным скелетом, могут существовать в виде оптических изомеров. В молекуле алкина должен присутствовать асимметрический атом углерода (атом углерода, связанный с четырьмя различными заместителями).

Цис-транс-изомерия для алкинов не характерна, так как по тройной связи вращение возможно.

Номенклатура алкинов

В названиях алкинов для обозначения тройной связи используется суффикс -ИН.

Например, алкин на рисунке называется бутин-2

Для простейших алкинов применяются также исторически сложившиеся (тривиальные) названия:

Название алкинаФормула алкина
АцетиленCH≡CH
ПропинCH≡C−CH3
Бутин-1CH≡C−СH2−CH3

Радикалы, содержащие тройную связь, также носят тривиальные названия:

Формула радикалаТривиальное название
CH≡C−этинил
CH≡C−CH2пропаргил

Химические свойства алкинов

Алкины – непредельные углеводороды, в молекулах которых есть одна тройная связь. Строение и свойства тройной связи определяют характерные химические свойства алкинов. Химические свойства алкинов схожи с химическими свойствами алкенов из-за наличия кратной связи в молекуле.

Для алкинов характерны реакции окисления. Окисление алкенов протекает преимущественно по тройной связи, хотя возможно и жесткое окисление (горение).  

Получение карбоновых кислот

Некоторые карбоновые кислоты встречаются в природе в свободном состоянии (муравьиная, уксусная, масляная, валериановая и др.). Однако, основным источником карбоновых кислот является органический синтез. Рассмотрим основные способы получения карбоновых кислот

Общие способы получения карбоновых кислот

1. Окисление первичных спиртов и альдегидов под действием различных окислителей

Окисление спиртов 

В качестве окислителей применяют KMnO4 и K2Cr2O7.

Например: 

Окисление альдегидов

Для окисления альдегидов используются те же реагенты, что и для спиртов.

При окислении перманганатом калия происходит обесцвечивание фиолетово-розового раствора.

При окислении дихроматом калия — цвет меняется с оранжевого на зеленый.

А также для них характерны реакции «серебряного зеркала» и окисление гидроксидом меди (II) – качественные реакции альдегидов:

2. Гидролиз галогензамещенных углеводородов, содержащих три атома галогена у одного атома углерода

В результате реакции образуются спирты, содержащие три группы ОН у одного атома углерода. Такие спирты неустойчивы и отщепляют воду с образованием карбоновой кислоты:

3. Получение карбоновых кислот из цианидов (нитрилов)

Этот способ позволяет наращивать углеродную цепь при получении исходного цианида. Дополнительный атом углерода вводят в состав молекулы, используя реакцию замещения галогена в молекуле галогенуглеводорода цианидом натрия:

Образующийся нитрил уксусной кислоты CH3-CN  (ацетонитрил, метилцианид) при нагревании гидролизуется с образованием ацетата аммония:

При подкислении раствора выделяется кислота:

4. Использование реактива Гриньяра (по схеме)

5. Гидролиз галогенангидридов кислот

С водой низшие хлорангидриды реагируют чрезвычайно энергично, образуя соответствующую карбоновую кислоту и соляную кислоту:

 

В промышленности

1. Выделяют из природных продуктов

(жиров, восков, эфирных и растительных масел)

 2. Окисление алканов кислородом воздуха ( в присутствии катализаторов – солей марганца или при нагревании под давлением)

Обычно образуется смесь кислот. При окислении бутана единственным продуктом является уксусная кислота:

3. Окисление алкенов и алкинов

При жестком окислении алкенов кипящим раствором KMnO4 в кислой среде происходит полный разрыв двойной связи:

При жестком окислении (нагревание, концентрированные растворы, кислая среда) происходит расщепление углеродного скелета молекулы алкина по тройной связи и образуются карбоновые кислоты:

4. Окисление гомологов бензола (получение бензойной кислоты)

Для получения бензойной кислоты можно использовать окисление монозамещенных гомологов бензола кислым раствором перманганата калия:

В лаборатории

1. Гидролиз сложных эфиров

При кислотном гидролизе получают карбоновые кислоты и спирты (реакция обратная этерификации):

2. Из солей карбоновых кислот

3. Гидролиз ангидридов кислот

При легком нагревании с водой ангидриды образуют соответствующие карбоновые кислоты:

4. Щелочной гидролиз галоген производных карбоновых кислот

Специфические способы получения важнейших кислот

Способы получения НСООН

1. Взаимодействие оксида углерода (II) с гидроксидом натрия

Муравьиную кислоту получают нагреванием  под давлением гидроксида натрия и оксида углерода (II) под давлением и обработкой полученного формиата натрия серной кислотой:

2. Каталитическое окисление метана

3. Декарбоксилирование щавелевой кислоты

Муравьиную кислоту можно получить при нагревании щавелевой кислоты:

Способы получения СН3СООН

Получение уксусной кислоты для химических целей

1. Синтез из ацетилена

Данный способ получения уксусной кислоты основан на окислении уксусного альдегида, который в свою очередь получают из ацетилена по реакции Кучерова (ацетилен получают из очень доступного сырья — метана):

2. Каталитическое окисление бутана

Большое значение имеет способ получения уксусной кислоты, основанный на окислении бутана кислородом воздуха:

Процесс получения уксусной кислоты из метана является многостадийным (метан – ацетилен – уксусный альдегид – уксусная кислота). Ее получение окислениям будана сокращает число стадий, что дает большой экономический эффект.

3. Каталитическое карбонилирование метанола   

Получение уксусной кислоты для пищевых целей

4. Уксуснокислое брожение этанола

Уксусную кислоту для пищевых целей получают уксуснокислым брожением жидкостей, содержащих спирт (вино. пиво):

Рубрики: Карбоновые кислоты Теги: Карбоновые кислоты

Где применяют этилацетат

Этилацетат – это этиловый этер этановой кислоты в виде горючего не имеющего цвета летучего жидкого вещества, обладающего резким запахом фруктов. Механические примеси отсутствуют. Это в меру полярный растворяющий продукт со свойствами эстеров.

Растворению поддается в метилкарбиноле, этиловом эфире, бензоле, метилтрихлориде, метилбензоле и некоторых иных органических растворителях. Что касается воды, то в ней растворение более слабое.

Сам же растворяюще действует на эфиры целлюлозы, смоляные лаки на масляной основе, жиры и воски.

Молярная масса – 88,11 г/моль, плотность – 0,902 г/см³. Термосвойства: t плавления – -83 °C, t кипения – 77 °C. Формула: C4H8O2.

Получение в пром. масштабах происходит в ходе реакции этанола и уксусной кислоты. Также возможна обработка этанола с помощью карбометилена или синтез из уксусного альдегида при наличии катализатора алкоксида алюминия.

Применение этилацетата

роль данного вещества – растворяющая (на это уходит треть всего выпускаемого этилового эфира этановой кислоты). Ему отдают предпочтение среди других растворителей, ввиду невысокой цены, малотоксичности и вполне сносного запаха.

С его помощью растворяют нитро- и ацетилцеллюлозу, воски и жиры, нитроглифталевые, перхлорвиниловые, эпоксидные, полиэфирные, кремнийорганические лаки, краски, эмали, а также очищают печатные платы.

Так, он задействуется в изготовлении ЛК материалов, клеевых композиций и чернил для печатной техники. При упаковке товара с помощью всяческих гибких паковальных материалов берется для растворения в ходе трафаретного нанесения надписей и рисунков.

В совокупности со спиртом этилацетат как растворитель используют, кроме всего прочего, при изготовлении искусственной кожи.

Это, к тому же, популярнейший ядохимикат. Он входит в состав энтомологических морилок (задача – умерщвлять насекомых). Если сравнивать с тем же хлороформом, который применяется с аналогичной целью, этилацетат более размягчает объект воздействия и делает его податливее в препарировании.

Используется данное вещество ввиду низкотоксичности и в качестве составляющей фруктовых эссенций. Это известная добавка к пище E1504. Ее вносят в охлаждающие напитки, ликеры и различную кондитерку. С ее помощью из кофе экстрагируют кофеин.

В лабораторной практике находит применение в экстракции для вытягивания орган. веществ из водных растворов и хроматографии (колоночной и тонкослойной). Иногда выступает растворителем в некоторых хим. реакциях. Редкость такого использования объясняется склонностью к сольволизу водой и переэтерефикации.

Фармацевты применяют его как реакционную среду для изготовления ряда препаратов: метоксазола, гидрокортизона, рифампицин и др.

При создании взрывчатки выступает желатинизатором. В электронной отрасли, при создании алюминиевой фольги и тонких листков алюминия – очистителем и обеззараживателем. Задействуется и в создании фото-, кинопленок, целлофана, всяческих тех. изделий из резины.

Этилацетат в промышленности

Этилацетат, или эфир этановой кислоты, находит широкое применение в разных пром. отраслях, выполняя большой перечень задач:

– в лакокрасочном, клеевом, целлюлозном производстве и изготовлении искусственной кожи, чернил для печатных машинок выступает растворителем. Также растворяющее действует при нанесении чернильных рисунков и надписей на упаковочные материалы;

– в фармацевтической отрасли служит реагентом и реакционной средой при изготовлении лекарств;

– в создании алюминиевой фольги и тонких листов алюминия – обезжиривателем;

– в электронной промышленности также используется для обезжиривания, а еще для очищения;

– в пищепроме это популярный экстрагент (к примеру, помогает экстрагировать кофеин из кофе). Кроме того, его задействуют при создании охлаждающих напитков, ликеров, кондитерки и фруктовых эссенций;

– в производстве взрывчатки – желатинизатор;

– в косметической промышленности его вводят в состав средств для маникюра, в частности для снятия лакового покрытия с ногтей.

Такая широта применения обусловлена относительной недороговизной, низкотоксичностью и эффективностью в каждом из вышеперечисленных процессов.

Благодаря высокой эффективности и функционализму, с учетом незначительной токсичности, этилацетат и получил столь широкое применение.

Заключение

В качестве завершающей части приводим краткую таблицу о свойствах ацетиленовых углеводородов и их получении.

Химические свойства алкинов: таблица
Название реакцииПоясненияПример уравнения
ГалогенированиеРеакция присоединения молекулой ацетиленового углеводорода атомов галогенов (брома, иода, хлора и др.)C4H6 + 2I2 = С4Н6І2
ГидрированиеРеакция присоединения молекулой алкина атомов водорода. Происходит в две стадии.

C3H4 + Н2 = С3Н6

C3H6 + Н2 = С3Н8

ГидрогалогенированиеРеакция присоединения молекулой ацетиленового углеводорода гидрогалогенов (НІ, НСІ, HBr). Происходит в две стадии.

C2H2 + НІ = С2Н3І

С2Н3І + НІ = C2H4I2

ГидратацияРеакция, в основе которой лежит взаимодействие с водой. Происходит в две стадии.

С2Н2 + H2O = С2Н3ОН

C2H3OH = СН3-СНО

Полное окисление (горение)Взаимодействие ацетиленовго углеводорода с кислородом при повышенной температуре. В результате образуется оксид карбона и вода.

2C2H5 + 5О2 = 2Н2О + 4CO2

2Н2 + 2О2 = Н2О + CO2 + 3С

Реакции с солями металловЗаключаются в том, что атомы металлов замещают атомы гидрогена в молекулах ацетиленовых углеводородов.

С2Н2 + AgNO3 = C2Ag2 + 2NH4NO3 + 2Н2О

Получить алкины можно в лабораторных условиях тремя методами:

  • из неорганических соединений;
  • путем дегидрирования органических веществ;
  • способом дегидрогалогенирования органических веществ.

Вот мы и рассмотрели все физические и химические характеристики алкинов, способы их получения, области применения в промышленности.

Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Степан Волков
Наш эксперт
Написано статей
141
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации