高纯乙炔(纯度99.99%)
乙炔
乙炔-物理性质
主要成分:含量:工业级≥97.5%,分析级99.9%。
气味:工业品有使人不愉快的大蒜气味。
相对蒸气密度(空气=1):0.91。
蒸气压(kPa):4053(16.8℃)。
闪点:<-50℃。
燃烧热(kJ/mol):1298.4。
稳定性和反应活性:稳定。
禁配物:强氧化剂、强酸、卤素。
避免接触的条件:受热。
危险特性:极易燃烧爆炸。与空气混合能形成爆炸性混合物,遇明火、高热能引起燃烧爆炸。与氧化剂接触猛烈反应。与氟、氯等接触会发生剧烈的化学反应。能与铜、银、汞等的化合物生成爆炸性物质。
溶解性:微溶于乙醇,溶于丙酮、氯仿、苯。
乙炔-化学性质
乙炔化学性质很活泼,易起加成、氧化、聚合及金属取代等反应,生成多种重要的化工产品。在氯化汞存在下与氯化氢加成,生成氯乙烯:HC≡CH+HCl→H2C=CHCl;在乙酸锌存在下与乙酸加成,生成乙酸乙烯酯:HC≡CH+CH3COOH→H2C=CHOCOCH3;能使高锰酸钾溶液的紫色褪去:3CH≡CH+10KMnO4+2H2O→6CO2↑+10KOH+10MnO2↓
乙炔的实验室制法
CaC2+2H-OH→Ca(OH)2+CH≡CH↑
(1)氧化反应:
a.可燃性:2C2H2+5O2→4CO2+2H2O
现象:火焰明亮、带浓烟,燃烧时火焰温度很高(>3000℃),用于气焊和气割。其火焰称为氧炔焰。
b.被KMnO4氧化:能使紫色酸性高锰酸钾溶液褪色。
(2)加成反应:可以跟Br2、H2、HX等多种物质发生加成反应。如:
现象:溴水褪色或Br2的CCl4溶液褪色。
所以可用酸性KMnO4溶液或溴水区别炔烃与烷烃。
与H2的加成:CH≡CH+H2→CH2=CH2
与HX的加成:如:CH≡CH+HCl→CH2=CHCl
氯乙烯用于制聚氯乙烯
(3)“聚合”反应:三个乙炔分子结合成一个苯分子:
由于乙炔与乙烯都是不饱和烃,所以化学性质基本相似。在适宜条件下,三分子乙炔能聚合成一分子苯。
(4)金属取代反应:将乙炔通入溶有金属钠的液氨里有氢气放出。
乙炔与银氨溶液反应,产生白色乙炔银沉淀,因为乙炔分子里碳氢键是以SP-S重叠而成的。碳氢里碳原子对电子的吸引力比较大些,使得碳氢之间的电子云密度近碳的一边大得多,而使碳氢键产生极性,给出H而表现出一定的酸性。和空气的混合物在乙炔含量2.5%~80%范围内有爆炸性。如供给适量空气,可以安全燃烧而发白光,在没有电源的地方用作光源。在氧气中燃烧,氧炔焰的温度高达3200℃左右,可用来切割和焊接金属。
乙炔在羰基镍存在下与一氧化碳和水或醇作用,生成丙烯酸或丙烯酸酯,氯乙烯、乙酸乙烯酯、丙烯酸和丙烯酸酯都是生产高聚物的原料。乙炔分子中的氢有微弱酸性,可被金属取代生成乙炔化物,例如将乙炔通入亚铜盐或银盐的氨水溶液中,立即沉淀出红棕色的乙炔亚铜CuC≡CCu,或乙炔银AgC≡CAg,此反应可用于乙炔的定性检验。
工业上由甲烷部分地燃烧,甲烷或低级烷在高温下热解,或碳化钙(电石)水解生产。由碳化钙制备的乙炔由于含磷化氢等杂质而有恶臭。
乙炔-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。
纯品乙炔为无色无气味的气体,自电石制取的乙炔含有磷化氢、砷化氢、硫化氢等杂质而具有特殊的刺激性蒜臭和毒性;常压下不能液化,升华点为-83.8℃,在1.19×105Pa压强下,熔点为-81℃;易燃易爆,空气中爆炸极限很宽,为2.5%~80%;难溶于水,易溶于石油醚、乙醇、苯等溶剂,在丙酮中溶解度极大,在1.2MPa下,1体积丙酮可以溶解300体积乙炔,液态乙炔稍受震动就会爆炸,工业上在钢筒内盛满丙酮浸透的多孔物质(如石棉、硅藻土、软木等),在1~1.2MPa下将乙炔压入丙酮,安全贮运。
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,可以安全燃烧发出亮白光,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,乙炔是合成的重要原料,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。
乙炔具有弱酸性,将其通入硝酸银或氯化亚铜氨水溶液,立即生成白色乙炔银(AgC≡CAg)和红棕色乙炔亚铜(CuC≡CCu)沉淀,可用于乙炔的定性鉴定。这两种金属炔化物干燥时,受热或受到撞击容易发生爆炸,如:
反应完应用盐酸或硝酸处理,使之分解,以免发生危险。乙炔在使用贮运中要避免与铜接触。
工业上可以用碳化钙(电石)水解生产乙炔:CaC2+2H2O→HC≡CH↑+Ca(OH)2
乙炔也可由天然气热裂或部分氧化制备。
乙炔-注意事项
乙炔通常是溶解在丙酮等溶剂及多孔物中,装入钢瓶内,钢瓶应存放在阴凉通风干燥之处,库温不宜超过40℃。好要在室外单独隔离存放。要远离火种、热源,避免阳光直射,要与氧气、压缩空气、氧化剂、氟氯溴、铜银汞、铜盐、汞盐、银盐、炸药、毒物、放射性材料等隔离。
移动乙炔钢瓶时,应用专用钢瓶手推车,做到轻拿轻放,运输途中必须戴好钢瓶上的安全帽,以免损伤钢瓶附件而产生危险。
使用YQE-213等乙炔专用减压器减压后使用,并跟乙炔阻火器一起使用,严防回火。
乙炔钢瓶瓶颈有钢瓶检验时间,过期钢瓶应委托谱源气体等乙炔经销商到相关压力容器检验单位进行检验,严禁使用过期钢瓶。
乙炔管道设备管道应接地,要严格密封。乙炔气体管道使用前应进行氮气试压和肥皂水试漏,保证乙炔管道不泄露。
工业乙炔中常混有磷化氢、硫化氢等气体,故常伴有此类毒物的毒作用,工作场所应保持通风。