acetylén

Názov tejto látky je spojený so slovom "ocot". Dnes je to jediný plyn široko používaný v priemysle, ktorého spaľovanie a výbuch sú možné aj bez neho kyslík alebo iné oxidanty. Horením v kyseline vzniká veľmi horúci plameň – až 3100 °C.

Ako sa syntetizoval acetylén?

Prvýkrát prijatý acetylén v roku 1836 Edmund Davy, bratranec slávneho Humphryho Davyho. Pôsobil na karbid draselný vodou: K2C2 + 2H20 \u003d C2H2 + 2KOH a dostal nový plyn, ktorý nazval vodíkový dvojuhlík. Tento plyn zaujímal najmä chemikov z pohľadu teórie štruktúry organických zlúčenín. Jeden z tvorcov takzvanej radikálovej teórie Justus Liebig nazval skupinu atómov (t.j. radikál) C 2 H 3 acetyl.
V latinčine je acetum ocot; molekula kyseliny octovej (C 2 H 3 O + O + H, ako bol vtedy napísaný jej vzorec) bola považovaná za acetylový derivát. Keď sa francúzskemu chemikovi Marcelinovi Berthelotovi v roku 1855 podarilo niekoľkými spôsobmi získať „dvojuhlíkový vodík“, nazval ho acetylén . Berthelot považoval acetylén za derivát acetylu, z ktorého bol odobratý jeden atóm vodíka: C2H3 - H \u003d C2H2. Najprv Berthelot prijímal acetylén prechodom pár etylénu, metylu a etylalkoholu cez rozžeravenú trubicu. V roku 1862 sa mu podarilo syntetizovať acetylén z prvkov prechodom vodíka cez elektrický oblúk medzi dvoma uhlíkovými elektródami. Všetky spomenuté spôsoby syntézy mali len teoretický význam a acetylén bol vzácny a drahý plyn, kým sa nevyvinul lacný spôsob získavania karbidu vápnika kalcináciou zmesi uhlia a nehaseného vápna: CaO + 3C = CaC 2 + CO. Stalo sa tak koncom 19. storočia.
Potom na svietenie sa začal používať acetylén . V plameni pri vysokej teplote sa tento plyn obsahujúci 92,3 % uhlíka (toto je druh chemického záznamu) rozkladá za vzniku pevných uhlíkových častíc, ktoré môžu obsahovať niekoľko až milióny atómov uhlíka. Tieto častice, ktoré sú silne zahriate vo vnútornom kuželi plameňa, spôsobujú jasnú žiaru plameňa - od žltej po bielu, v závislosti od teploty (čím je plameň teplejší, tým je jeho farba bližšie k bielej).
Acetylénové horáky dávali 15-krát viac svetla ako bežné plynové lampy, ktoré osvetľovali ulice. Postupne ich nahradilo elektrické osvetlenie, no dlho sa používali v malých svetielkach na bicykloch, motorkách, konských povozoch.
Dlhý čas sa acetylén pre technické potreby (napríklad na staveniskách) získaval „hasením“ karbidu vodou. Acetylén získaný z technického karbidu vápnika má zlý zápach v dôsledku nečistôt amoniaku, sírovodíka, fosfínu, arzínu.

Acetylén dnes: spôsoby, ako ho získať

V priemysle sa acetylén často vyrába pôsobením vody na karbid vápnika.
Teraz široko používané metódy výroby acetylénu zo zemného plynu - metánu:
elektrokrakovanie (medzi elektródami prechádza prúd metánu pri teplote 1600 °C a rýchlo sa ochladí, aby sa zabránilo rozkladu acetylénu);
tepelné oxidačné krakovanie (čiastočná oxidácia), kde sa pri reakcii využíva teplo čiastočného spaľovania acetylénu.

Aplikácia

Acetylén sa používa:

• na zváranie a rezanie kovov,
• ako zdroj veľmi jasného bieleho svetla v samostatných svietidlách, kde sa získava reakciou karbidu vápnika a vody,
• pri výrobe výbušnín,
• na výrobu kyseliny octovej, etylalkoholu, rozpúšťadiel, plastov, gumy, aromatických uhľovodíkov.

Vlastnosti acetylénu

Vo svojej chemicky čistej forme má acetylén mierny éterický zápach. Technický acetylén má v dôsledku prítomnosti nečistôt, najmä fosforovodíka, ostrý špecifický zápach. Acetylén je ľahší ako vzduch. Plynný acetylén je bezfarebný plyn s molekulovou hmotnosťou 26,038.
Acetylén je schopný rozpustiť sa v mnohých kvapalinách. Jeho rozpustnosť závisí od teploty: čím nižšia je teplota kvapaliny, tým viac je schopná "naberať" acetylén. V praxi výroby rozpusteného acetylénu sa používa acetón, ktorý pri teplote 15 °C rozpustí až 23 objemov acetylénu.
Obsah fosforovodíka v acetyléne musí byť prísne obmedzený, pretože v čase tvorby acetylénu v prítomnosti vzduchu pri vysokej teplote môže dôjsť k samovznieteniu.
Acetylén je jediný plyn široko používaný v priemysle a je jednou z mála zlúčenín, ktorých horenie a výbuch sú možné v neprítomnosti kyslíka alebo iných oxidačných činidiel.
V roku 1895 A.L. Le Chatelier zistil, že acetylén, horiaci v kyseline, dáva veľmi horúci plameň (až 3150 ° C), preto sa široko používa na zváranie a rezanie žiaruvzdorných kovov. Využitie acetylénu na úpravu kovov plameňom dnes zažíva silnú konkurenciu cenovo dostupnejších horľavých plynov (zemný plyn, propán-bután a pod.). Výhoda acetylénu je však v najvyššej teplote spaľovania. V takomto plameni sa veľmi rýchlo roztavia aj hrubé kusy ocele. Ošetrenie kritických komponentov strojárskych konštrukcií plameňom sa preto vykonáva iba pomocou acetylénu, čo zaisťuje najvyššiu produktivitu a kvalitu procesu zvárania.
Okrem toho sa acetylén široko používa pri organickej syntéze rôznych látok - acetaldehydu a kyseliny octovej, syntetických kaučukov (izoprén a chloroprén), polyvinylchloridu a iných polymérov.

syntéza acetylénu , vlastnosti acetylénu , vznietenie acetylénu , aplikácia acetylénu

Názov tejto látky je spojený so slovom "ocot". Dnes je to jediný plyn široko používaný v priemysle, ktorý môže horieť a explodovať bez prítomnosti kyslíka alebo iných oxidačných činidiel. Horením v kyseline vytvára veľmi horúci plameň - až 3100 ° C.

Ako sa syntetizoval acetylén?

Acetylén prvýkrát získal v roku 1836 Edmund Davy, bratranec slávneho Humphryho Davyho. Pôsobil na karbid draselný s vodou: K2C2 + H2O \u003d C2H2 + 2KOH a dostal nový plyn, ktorý nazval vodíkový dvojuhlík. Tento plyn zaujímal najmä chemikov z pohľadu teórie štruktúry organických zlúčenín. Jeden z tvorcov takzvanej teórie radikálov Justus Liebig nazval skupinu atómov (t.j. radikál) C 2 H 3 acetyl.

V latinčine je acetum ocot; molekula kyseliny octovej (C 2 H 3 O + O + H, ako bol vtedy napísaný jej vzorec) bola považovaná za acetylový derivát. Keď sa francúzskemu chemikovi Marcelinovi Berthelotovi v roku 1855 podarilo niekoľkými spôsobmi získať „dvojuhlíkový vodík“, pomenoval ho acetylén. Berthelot považoval acetylén za derivát acetylu, z ktorého bol odobratý jeden atóm vodíka: C2H3 - H \u003d C2H2. Najprv Berthelot prijímal acetylén prechodom pár etylénu, metylu a etylalkoholu cez rozžeravenú trubicu. V roku 1862 sa mu podarilo syntetizovať acetylén z prvkov prechodom vodíka cez elektrický oblúk medzi dvoma uhlíkovými elektródami. Všetky spomenuté spôsoby syntézy mali len teoretický význam a acetylén bol vzácny a drahý plyn, kým sa nevyvinul lacný spôsob získavania karbidu vápnika kalcináciou zmesi uhlia a nehaseného vápna: CaO + 3C = CaC 2 + CO. Stalo sa tak koncom 19. storočia.

Potom sa na osvetlenie začal používať acetylén. V plameni pri vysokej teplote sa tento plyn obsahujúci 92,3 % uhlíka (toto je druh chemického záznamu) rozkladá za vzniku pevných uhlíkových častíc, ktoré môžu obsahovať niekoľko až milióny atómov uhlíka. Tieto častice, ktoré sú silne zahriate vo vnútornom kuželi plameňa, spôsobujú jasnú žiaru plameňa - od žltej po bielu, v závislosti od teploty (čím je plameň teplejší, tým je jeho farba bližšie k bielej).

Acetylénové horáky dávali 15-krát viac svetla ako bežné plynové lampy, ktoré osvetľovali ulice. Postupne ich nahradilo elektrické osvetlenie, no dlho sa používali v malých svetielkach na bicykloch, motorkách, konských povozoch.

Dlhý čas sa acetylén pre technické potreby (napríklad na staveniskách) získaval „hasením“ karbidu vodou. Acetylén získaný z technického karbidu vápnika má nepríjemný zápach v dôsledku nečistôt amoniaku, sírovodíka, fosfínu PH 3, arzínu AsH 3 .

Acetylén dnes: spôsoby, ako ho získať

Teraz široko používané metódy výroby acetylénu zo zemného plynu - metánu:

elektrokrakovanie(medzi elektródami prechádza prúd metánu pri teplote 1600 °C a rýchlo sa ochladí, aby sa zabránilo rozkladu acetylénu); tepelné oxidačné krakovanie(čiastočná oxidácia), kde sa pri reakcii využíva teplo čiastočného spaľovania acetylénu.

Vlastnosti acetylénu

Vo svojej chemicky čistej forme má acetylén mierny éterický zápach. Technický acetylén má v dôsledku prítomnosti nečistôt, najmä fosforovodíka, ostrý špecifický zápach. Acetylén je ľahší ako vzduch. Plynný acetylén je bezfarebný plyn s hustotou pri 0 °C a 101,3 kPa (760 m Hg) 1,173 kg/m3. Molekulová hmotnosť - 26,038.

Acetylén je schopný rozpustiť sa v mnohých kvapalinách. Jeho rozpustnosť závisí od teploty: čím nižšia je teplota kvapaliny, tým viac je schopná "naberať" acetylén. V praxi výroby rozpusteného acetylénu sa používa acetón, ktorý pri teplote 15 °C rozpustí až 23 objemov acetylénu.

Jediný plyn široko používaný v priemysle, jedna z mála zlúčenín, ktorých spaľovanie a explózia sú možné v neprítomnosti kyslíka alebo iných oxidačných činidiel.

V roku 1895 A.L. Le Chatelier zistil, že acetylén, horiaci v kyseline, dáva veľmi horúci plameň (až 3150 ° C), preto sa široko používa na zváranie a rezanie žiaruvzdorných kovov. Využitie acetylénu na úpravu kovov plameňom dnes zažíva silnú konkurenciu dostupnejších horľavých plynov (zemný plyn, propán-bután a pod.). Výhoda acetylénu je však v najvyššej teplote spaľovania. V takomto plameni sa veľmi rýchlo roztavia aj hrubé kusy ocele. Ošetrenie kritických komponentov strojárskych konštrukcií plameňom sa preto vykonáva iba pomocou acetylénu, čo zaisťuje najvyššiu produktivitu a kvalitu procesu zvárania.

Okrem toho sa acetylén široko používa pri organickej syntéze rôznych látok - acetaldehydu a kyseliny octovej, syntetických kaučukov (izoprén a chloroprén), polyvinylchloridu a iných polymérov.

Acetylén je chemická zlúčenina uhlíka a vodíka. ľahší ako vzduch, 1 m 3 acetylénu pri 20 °C a 760 mm Hg. čl. hustota acetylénu je 1,091 kg/m 3 . Hustota vzhľadom na vzduch 0,9. Kritická teplota je 35,9 °C a kritický tlak je 61,6 kgf/cm2. Pri spálení s ním dáva plameň s najviac vysoká teplota, ktorý dosahuje 3200 ° C, čo sa vysvetľuje jeho endotermickosťou (ostatné uhľovodíky sú exotermické, to znamená, že počas rozkladu absorbujú teplo). Chemický vzorec- C2H2, štruktúrny vzorec H-C=C-H.

Pri normálnom tlaku a teplotách od -82,4 °C (190,6 K) do -84,0 °C (189 K) acetylén prechádza do kvapalného stavu a pri teplote -85 °C (188 K) tuhne a vytvára kryštály s hustota 0,76 kg/m3. Kvapalný a pevný acetylén ľahko exploduje trením, mechanickým alebo hydraulickým nárazom a pôsobením rozbušky. Technický acetylén at normálny tlak a teploty, je to bezfarebný plyn s ostrým špecifickým cesnakovým zápachom v dôsledku nečistôt, ktoré obsahuje vo forme sírovodíka, amoniaku, fosforovodíku atď.

V roku 1836 v Bristole na stretnutí Britskej asociácie Edmund Davy(Edmund Davy), profesor chémie Kráľovskej spoločnosti Dublin a bratranec Humphrey Davy(Humphry Davy), povedal:

... Pri pokuse získať draslík silným zahrievaním zmesi kalcinovaného vínneho kameňa s dreveným uhlím vo veľkej železnej nádobe som získal čiernu látku, ktorá sa vodou ľahko rozložila a vytvorila plyn, čo sa ukázalo ako nová kombinácia uhlík a vodík. Tento plyn horí na vzduchu jasným plameňom, hustejším a žiarivejším dokonca ako plameň ropného plynu (etylénu). Ak je prívod vzduchu obmedzený, spaľovanie je sprevádzané bohatými usadeninami sadzí. Pri kontakte s chlórom plyn okamžite exploduje a výbuch je sprevádzaný veľkým červeným plameňom a výraznými usadeninami sadzí... Destilovaná voda pohltí asi jeden objem nového plynu, no pri zahriatí roztoku sa plyn uvoľní, zrejme nezmenené ... Na úplné spálenie nového plynu je potrebných 2,5 objemu kyslíka. V tomto prípade vznikajú dva objemy a voda, ktoré sú jedinými produktmi spaľovania ... Plyn obsahuje toľko uhlíka ako ropný plyn, ale o polovicu menej vodíka ... Je prekvapivo vhodný na účely umelého osvetlenia, len keby sa to dalo zohnať lacno.

Davy dostal karbid draselný K 2 C 2 a spracoval ho vodou.

V článku sme písali, že jeho „dvojuhlíkový“ prvý francúzsky chemik nazval acetylén Pierre Eugene Marcellin Berthelot(Marcellin Berthelot) v roku 1860. Len 60 rokov po Davyho objave bolo ním predpovedané použitie acetylénu na osvetlenie prvým impulzom pre jeho priemyselnú výrobu.

Na úplné spálenie 1 m 3 acetylénu podľa reakcie: C2H2 + 2,5O2 \u003d 2CO2 + H20 + Q1

teoreticky je potrebných 2,5 m 3 kyslíka alebo = 11,905 m 3 vzduchu. V tomto prípade sa uvoľňuje teplo Q 1 ≈ 312 kcal/mol. Vyšší 1 m3 acetylénu pri 0 °C a 760 mm Hg. Art., stanovené v plynovom kalorimetri, je Q B \u003d 14 000 kcal / m 3 (58 660 kJ / m 3), čo zodpovedá vypočítanému:

312 × 1,1709 × 1 000 / 26,036 \u003d 14 000 kcal / m 3

Čistá výhrevnosť za rovnakých podmienok sa môže odobrať Q H \u003d 13 500 kcal / m 3 (55 890 kJ / m 3).

V praxi sa pri horení - acetylénu v horákoch s redukčným plameňom nedodáva do horáka 2,5 m 3 kyslíka na 1 m 3 acetylénu, ale len od 1 do 1,2 m 3 y, čo približne zodpovedá nedokonalému spaľovaniu podľa reakcia:

C2H2 + O2 \u003d 2CO + H2 + Q2

kde Q2 ≈ 60 kcal/mol alebo 2300 kcal/kg acetylénu. Zvyšných 1,5-1,3 m 3 kyslíka vstupuje do plameňa z okolitého vzduchu, v dôsledku čoho vo vonkajšom plášti plameňa dochádza k nasledujúcej reakcii:

2CO + H2 + 1,502 \u003d 2CO2 + H20 + Q3

Reakcia nedokonalého spaľovania prebieha na vonkajšom plášti svetelného vnútorného kužeľa plameňa a pod vplyvom vysokej teploty na vnútornom povrchu kužeľa sa acetylén rozkladá na svoje zložky podľa reakcie:

C2H2 \u003d 2C + H2 + Q4

kde Q 4 ≈54 kcal/mol alebo 2070 kcal/kg acetylénu.

Celkový užitočný tepelný výkon plameňa acetylénu vo vzťahu k procesom zvárania je teda súčtom tepla uvoľneného pri rozklade acetylénu a tepla uvoľneného pri nedokonalom spaľovaní, čo je Q4 + Q2 = 2070 + 2300 = 4370 kcal / kg. alebo 4370 × 1,1709 ≈ 5120 kcal / m3.

Údaje o závislostiach rýchlosti vznietenia a teploty plameňa a od obsahu acetylénu v ňom sú uvedené v tabuľke nižšie.

Je potrebné chápať, že úplné spálenie zmesi acetylén-vzduch sa dosiahne, ak táto zmes neobsahuje viac ako 1 x 100/(1 + 11,905) = 7,75 % acetylénu (takzvaná stechiometrická zmes). V tomto prípade sú reakčnými produktmi iba (C02) a voda (H20). Pri obsahu acetylénu nad 17,37% sa uvoľňuje voľný uhlík vo forme sadzí.

So zvyšujúcim sa percentom acetylu sa zvyšuje aj emisia sadzí (dymový plameň) a pri 81 % acetylénu sa spaľovací proces zastaví alebo nenastane.

Acetylén sa vyrába ako rozpustený a plynný. Skladuje sa a prepravuje v rozpustenom stave v špeciálnych oceľových nádobách naplnených poréznou hmotou impregnovanou acetónom (pozri čl. Valce sú lakované sivou farbou a s nápisom červenými písmenami "ACETYLÉN" na hornej valcovej časti.

Maximálny tlak acetylénu pri plnení valca je 2,5 MPa (25 kgf / cm 2), keď sa valec usadí a ochladí na 20 ° C, klesne na 1,9 MPa (19 kgf / cm 2). Pri tomto tlaku obsahuje 40-litrový valec 5 až 5,8 kg hmotnosti acetylénu (4,6 až 5,3 m3 plynu pri 20 °C a 760 mm Hg).

Tlak acetylénu v plne naplnenom valci sa mení s teplotou nasledujúcim spôsobom.

DEFINÍCIA

acetylén (etín)- bezfarebný plyn bez zápachu, má slabý narkotický účinok (štruktúra molekuly je znázornená na obr. 1).

Mierne rozpustný vo vode a veľmi dobrý v acetóne. Vo forme acetónového roztoku sa skladuje v oceľových valcoch naplnených inertným poréznym materiálom. Zmesi acetylénu so vzduchom sú výbušné.

Ryža. 1. Štruktúra molekuly acetylénu.

Stôl 1. Fyzikálne vlastnosti acetylén.

Získanie acetylénu

Prideliť priemyselné a laboratórne metódy na výrobu acetylénu. Takže v priemysle sa acetylén získava vysokoteplotným krakovaním metánu:

2CH4 -> CH=CH +3H2.

V laboratóriu sa acetylén získava hydrolýzou karbidu vápnika:

CaC2 + 2H20 \u003d Ca (OH)2 + C2H2.

Okrem vyššie uvedených reakcií sa na získanie acetylénu používajú reakcie dehydrogenácie alkánov a alkénov:

CH3-CH3 -> CH=CH +2H2;

CH2 \u003d CH2 → CH≡CH + H2.

Chemické vlastnosti acetylénu

Acetylén vstupuje do adičných reakcií prebiehajúcich podľa nukleofilného mechanizmu, ako sú:

– hydrogenácia

СH=CH + H20 -» ​​CH3-CH=0 (H2S04 (18 %), t = 90 °C);

- halogenácia

CH=CH +Br2 ->CHBr=CHBr + Br2 ->CHBr2-CHBr2;

– hydrohalogenácia

СH≡CH + HСl → CH2 \u003d CHCl + HCl → CH3-CHCl2.

Okrem toho je acetylén schopný vytvárať soli pri interakcii s aktívnymi kovmi (1) a oxidom strieborným (2):

2CH=CH +2Na—>2CH=C-Na + H2 (1);

СH≡CH + Ag20 → Ag- С≡C-Ag↓ + H20 (2).

Je schopný trimerizovať:

3C2H2 -> C6H6 (t = 600 °C, kat = C aktívny).

Aplikácia acetylénu

Acetylén je počiatočný produkt pre mnohé významné chemické odvetvia. Napríklad z acetylénu sa získavajú rôzne halogénderiváty, ako je tetrachlóretán a trichlóretylén, ktoré sú dobrými rozpúšťadlami, ako aj vinylchlorid, ktorý slúži ako monomér na výrobu polyvinylchloridu. Okrem toho sa acetylén používa na výrobu syntetických kaučukov.

Príklady riešenia problémov

PRÍKLAD 1

Úloha	Ekvimolekulárna zmes acetylénu a formaldehydu úplne zreaguje s 69,6 g Ag20 rozpusteného v amoniaku. Určte zloženie počiatočnej zmesi.
Riešenie	Napíšme rovnice reakcií špecifikovaných v podmienke úlohy: HC=CH + Ag20 -> AgC=Cag + H20 (1); H-C(0)H + 2 Ag20 -> CO2 + H20 + 4Ag (2). Vypočítajte množstvo látky oxidu strieborného (I): n(Ag20) = m(Ag20)/M(Ag20); M(Ag20) = 232 g/mol; n (Ag20) \u003d 69,6 / 232 \u003d 0,3 mol. Podľa rovnice (2) sa množstvo formaldehydovej látky bude rovnať 0,1 mol. Podľa stavu problému je zmes ekvimolekulárna, takže acetylén bude tiež 0,1 mol. Nájdite hmotnosti látok, ktoré tvoria zmes: M(HC=CH) = 26 g/mol; M(H-C(0)H) = 30 g/mol; m(HC=CH) = 0,1 x 26 = 2,6 g; m(H-C(0)H) = 0,1 x 30 = 3 g.
Odpoveď	Hmotnosť acetylénu je 2,6 g, formaldehydu - 3 g.

PRÍKLAD 2

Úloha	Pri prechode zmesi propánu a acetylénu cez banku s brómovou vodou sa hmotnosť banky zvýšila o 1,3 g Pri úplnom spálení rovnakého množstva východiskovej zmesi uhľovodíkov sa 14 l (NO) oxidu uhoľnatého (IV. ) boli prepustení. Určte hmotnostný zlomok propánu v počiatočnej zmesi.
Riešenie	Keď zmes propánu a acetylénu prechádza cez fľašu s brómovou vodou, acetylén sa absorbuje. Napíšeme rovnicu chemická reakcia zodpovedajúce tomuto procesu: HC ≡ CH + 2Br 2 → NSVr 2 -SNVr 2. Hodnota, o ktorú sa hmotnosť fľaše (1,3 g) zvýšila, je teda hmotnosť acetylénu. Nájdite množstvo acetylénovej látky (mólová hmotnosť - 26 g / mol): n (C2H2) \u003d m (C2H2) / M (C2H2); n (C2H2) \u003d 1,3 / 26 \u003d 0,05 mol. Napíšeme reakčnú rovnicu pre spaľovanie acetylénu: 2C2H2 + 502 \u003d 4C02 + 2H20. Podľa reakčnej rovnice sa do nej dostali 2 mol acetylénu, je však známe, že 0,05 mol z tohto množstva absorbovala brómová voda. Tie. vystupoval: 2-0,05 \u003d 0,1 mol CO2. Nájdite celkové množstvo oxidu uhoľnatého (IV): n súčet (C02) \u003d V (C02) / V m; n súčet (CO 2) \u003d 14 / 22,4 \u003d 0,625 mol. Napíšeme rovnicu pre reakciu spaľovania propánu: C3H8 + 502 \u003d 3C02 + 4H20. Vzhľadom na to, že pri spaľovacej reakcii acetylénu sa uvoľnilo 0,1 mol oxidu uhoľnatého (IV), množstvo látky oxidu uhoľnatého (IV) uvoľnené pri spaľovaní propánu sa rovná: 0,625 - 0,1 \u003d 0,525 mol CO2. Nájdite množstvo propánovej látky, ktorá vstúpila do spaľovacej reakcie. Podľa reakčnej rovnice n(C02) : n(C3H8) = 3:1, t.j. n (C3H8) \u003d n(CO2) / 3 \u003d 0,525 / 3 \u003d 0,175 mol. Vypočítajte hmotnosť propánu (mólová hmotnosť 44 g/mol): m (C3H8) \u003d n (C3H8) x M (C3H8); m (C3H8) \u003d 0,175 x 44 \u003d 7,7 g. Potom bude celková hmotnosť zmesi uhľovodíkov: m zmes \u003d m (C2H2) + m (C3H8) \u003d 1,3 + 7,7 \u003d 9,0 g. Nájdite hmotnostný zlomok propánu v zmesi: co = m/m zmes x 100 %; co (C3H8) \u003d m (C3H8)/m zmes x 100 %; ω (C3H8) \u003d 7,7 / 9,0 × 100 % \u003d 0,856 × 100 % \u003d 85,6 %.
Odpoveď	Hmotnostný podiel propánu 85,6 %.

Čistý acetylén je v normálnom stave bezfarebný plyn, bez zápachu, vysoko rozpustný v acetóne, oveľa horšie vo vode. Zvyčajne sa používa technický acetylén, ktorý má kvôli obsahu určitých nečistôt v kompozícii štipľavý zápach. Vrie pri teplote 83,6°C, trojitý bod nastáva pri t=80,55°C (tlak - 1,265 atm), kritický bod pri t=35,18°C (tlak - 61,1 atm).

Acetylén je dosť nestabilný, čo si vyžaduje bezpečnostné opatrenia pri práci s ním. Pri zahriatí na 500 °C, pri stlačení na tlak 1,4 atm a pri náraze sa stáva výbušným. Ľahko sa vznieti na čerstvom vzduchu, preto sú v skladoch vylúčené zdroje otvoreného ohňa: najmenšia iskra, vrátane iskry zo statickej elektriny, vyvolá požiar. Skladuje sa vo valcoch so špeciálnym materiálom, ktorého póry sú napustené acetónom.

Keďže molekuly acetylénu majú trojitú väzbu atómov uhlíka, plyn uvoľňuje dostatok veľké množstvo energia spaľovania - 14000 kcal / m³ (50,4 MJ / kg). V kombinácii s vodou, v kombinácii so soľami katalyzátorov (napríklad ortuť), acetylén tvorí acetaldehyd podľa Kucherovovej reakcie. V prítomnosti grafitu a t=400°C polymerizuje na benzén, môže polymerizovať aj na iné organické látky.

Acetylén má niektoré vlastnosti charakteristické pre kyseliny v dôsledku skutočnosti, že atómy vodíka obsiahnuté v jeho molekulách sa môžu odštiepiť ako protóny. Acetylén teda môže so soľami striebra a medi vytvárať zrazeninu, ktorá sa nerozpustí a nevytlačí metán z metylmagnéziumbromidu.

Použitie acetylénu:

• práca s kovom (rezanie, zváranie);
• výroba výbušnín;
• atomizácia plazmy - v atómovej absorpčnej spektrofotometrii;
• pre jasné svetlo používané v lampách a získané ako výsledok reakcie vody s karbidom vápnika;
• v raketových motoroch spárovaných s amoniakom;
• tvorba sadzí;
• výroba plastov, gumy, etanolu, rozpúšťadiel, aromatických uhľovodíkov.

Bezpečnosť

Vzhľadom na to, že acetylén exploduje pri teplote 500°C / tlak 0,2 MPa, má CPV 2,3-80,7% a samovoľne sa vznieti pri t = 335°C, vyžaduje si počas prevádzky dodržanie určitých podmienok. Pravdepodobnosť výbuchu možno znížiť zriedením acetylénu inými plynmi.

1. Acetylén nie je možné použiť v plynomeroch

Je to spôsobené jeho vysokou výbušnosťou v kombinácii s kyslíkom a v rôznych koncentráciách, ako aj zlou rozpustnosťou vo vode.

2. Neskladujte vo fľašiach vyrobených z časti alebo úplne z medi.

Acetylény medi a striebra, vznikajúce z akéhokoľvek dlhšieho kontaktu acetylénu s meďou alebo striebrom, sú výbušné a nestabilné voči mechanickým nárazom a teplotným zmenám.

3. Norma MPC m.r. = MPC s.s. = 1,5 mg/m3

Takúto normu stanovuje hygienická norma GN „Maximálne prípustné koncentrácie (MPC) znečisťujúcich látok v atmosférický vzduch obývané oblasti“ kvôli určitej toxicite acetylénu. Zároveň MPC r.z. (pracovná plocha) nemá normalizovanú hodnotu vzhľadom na to, že koncentrácia rozloženia plameňa vo vzduchu sa príliš mení - 2,5-100%.

4. Skladovanie a preprava acetylénu sa vykonáva v bielych oceľových fľašiach označených červeným písmenom „A“ vo forme acetónového roztoku pod tlakom 1,5-2,5 MPa. Valce sú zvnútra vyložené poréznou látkou – napríklad dreveným uhlím.

Acetylén vzniká rozkladom karbidu vápnika vo vode na špeciálny prístroj nazývaný generátor acetylénu. Podľa GOST sú generátory acetylénu, ktoré vyrábajú acetylén na prácu s kovom, rozdelené do niekoľkých skupín.

Klasifikácia generátorov acetylénu

1. Podľa princípu konania:

• stacionárne (vyrobia 5-160 m3/h acetylénu),
• mobilné (vyrobia 0,5-3m3/h acetylénu).

2. Objemom vyrobenej látky v m3/h - 0,5; 0,75; 1,25; 2,5; 3; päť; 10; dvadsať; 40; 80.

3. Podľa tlaku, pod ktorým vyrobený acetylén vychádza:

• s nízkym tlakom do 0,1 kgf/cm2,
• so stredným tlakom - od 0,1 do 0,7 kgf / cm2,
• od vysoký tlak- od 0,7 do 1,5 kgf/cm2.

4. Spôsob, akým karbid vápnika reaguje s vodou:

• systém KV, alebo „karbid do vody“, kde sa do vody v špeciálnej rekreačnej nádobe dodáva potrebné množstvo karbidu vápnika, ktorý sa tam pri interakcii s vodou rozkladá;
• systém VC alebo "voda do karbidu", kde je naopak karbid vápnika umiestnený v špeciálnej rekreačnej komore a rozkladá sa, keď sa do komory dodáva potrebné množstvo vody;
• BB systém, alebo "vytesnenie vody", kde sa karbid vápnika pri kontakte s vodou v rekreačnej komore rozkladá a kontakt týchto látok závisí od hladiny vody v komore a od toho, koľko je vytlačený uvoľneným acetylénom. plynu.