Ацетилен: формула, свойства, получение, преимущества

Бесцветный газ, слаборастворимый в воде, несколько легче атмосферного воздуха, относящийся к классу алкинов и представляющий собой ненасыщенный углерод называют ацетиленом. В его структуре все атомы имеют между собой тройную связь. Это вещество закипает при температуре — 830 °С. Формула ацетилена говорит о том, что в его состав входят только углерод и водород.

Ацетилен в баллонах

Ацетилен – это опасное вещество, которое при неаккуратном обращении с ним может взорваться. Именно поэтому для хранения этого вещества используют специально оснащенные емкости. Газ при соединении с кислородом горит, и температура может достигать 3150 °С.

Получение ацетилена

Ацетилен можно получить в лабораторных и промышленных условиях. Для получения ацетилена в лаборатории достаточно на карбид кальция (это его формула — СаС2) капнуть небольшое количество воды. после этого начинается бурная реакция выделения ацетилена. Для ее замедления допустимо использовать поваренную соль (формула NaCl).

В промышленных условиях все несколько сложнее. Для производства ацетилена применяют пиролиз метана, а так же пропана, бутана. В последнем случае формула ацетилена будет содержать большое количество примесей.

Карбидный способ производства ацетилена обеспечивает производство чистого газа. Но, такой метод получения продукта должен быть обеспечен большим количеством электроэнергии.

Выделение ацетилена с чистой формулой во втором случае не самая простая задача и ее решение обходится довольно дорого. Существует несколько способов производства формулы ацетилена в промышленных условиях.

Электрический крекинг

Превращение метана в ацетилен происходит в электродуговой печи, при этом ее нагревают до температуры в 2000-3000 °С. При этом, напряжение на электродах достигает 1 кВ. Метан разогревают до 1600 °С. Для получения одной тонны ацетилена необходимо затратить 13 000 кВт×ч. Это существенный недостаток производства формулы ацетилена.

Технологическая схема крекинга

Пиролиз окислительный

Этот способ основан на перемешивании метана и кислорода. После производства смеси, часть ее отправляют на сжигание и полученное тепло отправляют на нагревание сырья до температуры в 16000 °С. Такой процесс отличается непрерывностью и довольно скромными затратами электрической энергии. На сегодня этот метод чаще всего можно встретить на предприятиях по производству ацетилена.

Технологическая схема процесса окислительного пиролиза

Кроме перечисленных технологий производства формулы ацетилена применяют такие как — гомогенный пиролиз, низкотемпературную плазму. Все они отличаются количеством энергетических затрат и в итоге разными характеристиками получаемого газа и его формулой.

Упоминание о газовой сварке моментально наводит на мысли об ацетилене. Действительно для этого процесса чаще всего применяют этот газ. Он в сочетании с кислородом обеспечивает самую высокую  температуру горения пламени.

Но в последние годы из-за развития различных видов сварки использование этого вида соединения металлов несколько снизилось. Более того, в некоторых отраслях произошел полный отказ от применения этих технологий.

Но для выполнения определенного вида ремонтных работ она до сих пор остается незаменима.

Применение ацетилена позволяет  получить следующие преимущества:

• максимальная температура пламени;
• существует возможность генерации ацетилена непосредственно на рабочем месте или приобретения его в специальных емкостях;
• довольно низкая стоимость, в сравнении с другими горючими газами.

Вместе с тем, у ацетилена есть и определенные недостатки, которые ограничивают его использование. Самый главный — это взрывоопасность. При работе с этим газом необходимо строго соблюдать меры безопасности. В частности, работы должны выполняться в хорошо проветриваемом помещении. При нарушении режимов работы возможно появление некоторых дефектов, например, пережогов.

Формула ацетилена

Строение молекулы ацетилена

Ацетилен имеет простую формулу — С2Н2. Относительно дешевый способ его получения путем перемешивания воды и карбида кальция сделал его самым применяемым газом для соединения металлов. Температура с которой горит смесь кислорода и ацетилена вынуждает выделяться твердые частицы углерода.

Ацетилен можно доставить к месту выполнения работ в специальных емкостях (газовых баллонах), а можно получить его непосредственно на рабочем месте используя для этого специально сконструированный реактор. Где происходит смешивание воды и карбида кальция.

Химические и физические свойства

Некоторые химические свойства

Свойства ацетилена во многом определены его формулой. То есть наличием атомов углерода и водорода связанных между собой.

https://www.youtube.com/watch?v=oiu2HL3Z0yo

Смешивание ацетилена с водой, при добавлении катализаторов типа солей ртути, приводит к получению уксусного альдегида. Тройная связь атомов, содержащихся в молекуле ацетилена приводит к тому, что при сгорании она выделяет 14 000 ккал/куб. м. В процессе сгорания температура поднимается до 3000 °C.

Этот газ, при соблюдении определенных условий, может превращаться в бензол. Для этого необходимо разогреть его до 4000 °С и добавить графит.

Водород, содержащийся в молекулах показывает кислотные свойства. То есть они довольно легко отрываются от молекулы в виде протонов. Ацетилен в состоянии обесцвечивает воду содержащую бром и раствор «марганцовки».

Молярная масса ацетилена составляет 26,04 г/моль. Плотность ацетилена 1,1 кг/м³.

Физические свойства

В стандартных условиях ацетилен представляет собой бесцветный газ, который практически не растворяется в воде. Он начинает кипеть в -830 °С. При сжимании он начинает разлагаться с выделением большого количества энергии. Поэтому для его хранения применяют стальные баллоны способные хранить газ под высоким давлением.

Этот газ недопустимо выпускать в атмосферу. Его формула может отрицательно сказываться на окружающей среде.

Технология и режимы сварки

Ацетилено — кислородные смеси применяют для соединения деталей из углеродистых и низколегированных сталей. Например, этот метод широко применяют для создания неразъемных соединений трубопроводов. Например, труб диаметром 159 мм с толщиной стенок не более 8 мм. Но существуют и некоторые ограничения, так соединение таким методом сталей марок 12×2M1, 12×2МФСР недопустимо.

Сварка при помощи ацетиленаПламя при ацетиленовой сварке

Выбор параметров режима

Для приготовления смеси необходимой для соединения металлов используют формулу 1/1,2. При обработке заготовок из легированных сталей сварщик должен отслеживать состояние пламени. В частности, нельзя допускать переизбытка ацетилена.

Расход смеси с формулой кислород/ацетилен составляет 100-130 дм3/час на 1 мм толщины. Мощность пламени регулируют с помощью горелки, которые подбирают в зависимости от используемого материала, его характеристик, толщины и пр

Для выполнения сварки при помощи ацетилена применяют сварочную проволоку. Ее марка должна соответствовать марке сталей свариваемых деталей. Диаметр проволоки определяют в зависимости от толщины свариваемого металла.

Для удобства технологов и непосредственно сварщиков существует множество таблиц, на основании которых можно довольно легко выбрать сварочный режим. Для этого необходимо знать следующие параметры:

• толщину стенки свариваемых заготовок;
• вид сварки — левый, правый;

На основании этого можно определить диаметр присадочной проволоки и подобрать расход ацетилена. К примеру, толщина составляет 5-6 мм, для выполнения работ будет использован наконечник № 4.

То есть на основании табличных данных диаметр проволоки будет составлять для левой сварки 3,5 мм, для правой 3.

Расход ацетилена в таком случае будет составлять при левом способе 60 -780 дм3/час, при правом 650-750 дм3/час.

По окончании формирования корня, можно продолжать сварку далее. Если толщина заготовок составляет 4 мм то сварку допустимо выполнять в один слой. Если толщина превышает указанную, то необходимо наложить второй.

Его укладывают только после того, как выполнен корень шва по всей заданной длине.

Для улучшения качества сварки допускается выполнение предварительного нагрева. То есть будущий сварной стык прогревают с помощью горелки. Если принят за основу такой способ, то прогрев надо выполнять после каждой остановки заново.

Выполнение швов газом может выполняться в любом пространственном положении. Например, при выполнении вертикального шва существуют свои особенности. Так, вертикальный шов должен исполняться снизу вверх.

При выполнении сварочных работ перерывы в работе недопустимы, по крайней мере до окончания всей разделки шва. При остановке в работе горелку необходимо отводить медленно, в противном случае, могут возникнуть дефекты шва — раковины и поры. Интересная особенность существует при сварке трубопроводов, в ней не допустим сквозняк и поэтому концы труб необходимо заглушать.

Виды ацетилена

Промышленность выпускает два вида ацетилена — твердый и в виде газа.

Ацетилен обладает резким запахом и это дает определённые преимущества при его утечке. По своей массе он близок к атмосферному воздуху.

Жидкий

Жидкий ацетилен не обладает ни каким цветом. У него есть одна особенность он преломляет цвет. Ацетилен и жидкий, и газообразный, представляет собой опасное вещество.

То есть при нарушении правил обращения с ним взрыв может произойти в любую секунду, даже при комнатной температуре. Для повышения безопасности при обращении с ним, применяют так называемую флегматизацией.

То есть в ёмкости, предназначенной для хранения ацетилена размещают пористое вещество. Которое снижает его опасность

Реакции ацетилена

Ацетилен вступает в реакцию с различными соединениями, например, солями меди и серебра. В результате таких взаимодействий получают вещества под названием ацетилениды. Их отличительная черта — взрывоопасность.

Получение ацетиленаГорение ацетиленаРеакция окисления ацетиленаРеакция полимеризацииРеакция замещения ацетилена

Использование ацетилена

Кроме сварки ацетилен применяют в следующих случаях:

• для получения яркого света в автономных источниках света (карбидная лампа);
• при изготовлении взрывчатых веществ, это уже упоминавшиеся ацетилениды;
• получения некоторых химических веществ, например, уксуса, спирта, полимеров и пр;
• кроме этого, ацетилен нашел свое применение и в ракетной технике, в качестве компонента топлива.Резка металла при помощи ацетиленаИспользование ацетилена в лампе

Стандарты

Производители ацетилена руководствуются при его получении требованиями ГОСТ 5457-75. В нем определены требования к газообразному и жидкому ацетилену.

Скачать ГОСТ 5457-75

Газ в баллоне

Для хранения и транспортировки ацетилена применяют газовые баллоны. Для изготовления этого устройства применяют бесшовную трубу, которую производят на основании ГОСТ 949-73.

В нижней части корпуса устанавливают специальную опору, которая позволяет его устанавливать в вертикальное положение. В верхней части баллона устанавливают вентиль, через который выполняют заправку/отдачу газа. Эти вентили выпускают под маркой ВБА-1 или BA-I.

Их применение допустимо только на баллонах предназначенном для хранения этого газа.

Ацетилен в баллонах

На поверхности баллона должны быть выбиты следующие данные:

Товарный знак производителя, дата производства, параметры давления и некоторые другие, которые характеризуют это изделие.

На поверхность баллонов наносят краску белого цвета. Кроме этого, в обязательном порядке должны быть нанесена надпись АЦЕТИЛЕН. При этом высота шрифта не должна быть менее 6 см.

Баллон заполняют пористым наполнителем. Его задача более равномерное распределение газа внутри баллон, другая задача заключается в предохранении газа от распада.

Источник: https://stankiexpert.ru/spravochnik/svarka/atsetilen.html

Урок-конспект "Ацетилен, его строение, свойства, получение, применение."

Урок « Ацетилен, его строение, свойства, поучение, применение. Гомологический ряд ацетилена. Изомерия.»

Цели урока:

• познакомиться с гомологическим рядом, номенклатурой, и изомерией непредельных углеводородов ряда ацетилена;
• рассмотреть физические и химические свойства на основе ранее полученных знаний о кратной связи и логической цепочки « состав – строение — свойства»;
• выяснить области применения представителей данного класса органических веществ;
• закрепить полученные знания.

Задачи урока:

1. Формирование представлений о химических свойствах ацетилена и его гомологов на основе строения.

2. Формирование информационно-коммуникативных компетенций учащихся при поиске информации, при работе с разными источниками информации.

3. Совершенствование умений и навыков учащихся в написании изомеров непредельных углеводородов, в составлении уравнений химических реакций для ацетилена и его гомологов.

Тип урока: комбинированный

Оборудование:

• Шаростержневая модель молекулы ацетилена
• Раздаточный материал по теме «Углеводороды»
• Интернет-ресурсы;
• презентация

Ход урока

I.Организационный момент: объявление темы, целей и задач урока. II. Изучение темы урока по плану:

1. Состав: общая формула, простейшие представители данного класса, номенклатура соединений.

2. Особенности строения: наличие тройной (кратной) связи, тип гибридизации.

3. Изомерия молекул и ее виды.

4. Свойства веществ: физические и химические.

5. Применение.

Подведение итогов урока, выставление оценок.

Домашнее задание.

II. Изучение новой темы.

1.  Алкины – это непредельные (ненасыщенные) углеводороды, с одной тройной углерод — углеродной связью С≡С в цепи и общей формулой СnH2n-2

2. Строение. Состав алкинов.

C2H6 C2H4 C2H2

На доске записаны формулы углеводородов. Чем они отличаются? Числом атомов водорода.

Первая формула принадлежит этану (предельному углеводороду), вторая этилену (непредельному углеводороду), а третья принадлежит еще более ненасыщенному соединению – ацетилену. Давайте составим структурные формулы этих углеводородов.

• Сn H2n+2
• CnH2n
•  CnH2n-2

Ацетилен еще более ненасыщенный угеводород, чем этан и этилен..

1. Ацетилен – первый член гомологического ряда ацетиленовых углеводородов, или алкинов.
2. Молекулярная формула ацетилена            C2H2
3. Структурная формула ацетилена          H–C≡C–H
4. Электронная формула                         H : С : : : С : Н

Углеродные атомы ацетилена, связанные тройной связью, находятся в состоянии sp-гибридизации. При образовании молекулы ацетилена у каждого атома С гибридизуются по одной s— и p-орбитали.

В результате этого каждый атом С приобретает по две гибридных орбитали, а две p-орбитали остаются негибридными. Две гибридных орбитали взаимно перекрываются, и между атомами С образуется σ-связь.

Остальные две гибридных орбитали перекрываются с s-орбиталями атомов H, и между ними и атомами С тоже образуются σ -связи.

Таким образом, в молекуле ацетилена имеются три σ -связи (одна связь C–C и две связи C–H) и две π -связи между двумя С атомами. Тройная связь в алкинах – не утроенная простая, а комбинированная, состоящая из трех связей: одной σ — и двух π -связей.

Молекула ацетилена имеет линейное строение. Появление третьей связи вызывает дальнейшее сближение атомов С: расстояние между их центрами составляет 0,120 нм.

Четыре негибридных p-орбитали размещены взаимно перпендикулярно и перпендикулярно направлениям σ-связей. В этих плоскостях p-орбитали взаимно перекрываются, и образуются две π -связи, которые относительно непрочные и в химических реакциях легко разрываются.

Таким образом, в молекуле ацетилена имеются три σ -связи (одна связь C–C и две связи C–H) и две π -связи между двумя С атомами. Тройная связь в алкинах – не утроенная простая, а комбинированная, состоящая из трех связей: одной σ — и двух π -связей.

Молекула ацетилена имеет линейное строение. Появление третьей связи вызывает дальнейшее сближение атомов С: расстояние между их центрами составляет 0,120 нм.

• Запомните!
• 1.        Длина связи 0,12 нм
• 2.        Угол 180
• 3.        Линейная молекула
• 4.        Связи – σ и 2π
• 5.        Sp- гибридизация

1. 3. Физические свойства
2. С2Н2 – Ацетилен – бесцветный газ, легче воздуха, с резким запахом, малорастворим в воде,
3. 4. Изомерия и номенклатура
4. Структурная изомерия
5. 1.     Изомерия положения тройной связи (начиная с С4Н6):

2.     Составить все возможные изомеры гексина.

• 3. Построить следующие структурные формулы алкенов:
• а) 3метил пентин-1, б) 4,4диметил пентин-2, в) 2,5диэтилгексин-3
• 5.Химические свойства алкинов 

1). Горение. Ацетилен горит светящимся пламенем и образует много копоти. Чем больше в горящем веществе углерода и чем меньше водорода, тем больше коптящего пламени получается. Часть углерода просто не успевает перевариться в углекислый газ и дает частицы сажи от которых пламя становиться светящимся.

1. 2 С2Н2 + 5 О2 = 4СО2 + 2 Н2О
2. Реакции присоединения
3. 2). Галогенирование
4. (как и алкены обесцвечивают бромную воду!) 
5. СH≡CH + Br2 → CHBr=CHBr (1,2-дибромэтен)
6. CHBr=CHBr + Br2 → CHBr2-CHBr2   (1,1,2,2-тетрабромэтан)
7. 3). Гидрогалогенирование
8.   *   CH3-C≡CH + HBr   AlBr3→ CH3-CBr=CH2
9.                                                    2-бромпропен     
10. * — используется пр. Морковникова 
11.   4). Полимеризация 

В определенных условиях ацетилен способен полимеризоваться в бензол. При пропускании ацетилена над активированным углем при 450–500 °С происходит тримеризация ацетилена с образованием бензола (Н.Д.Зелинский, 1927 г.):

• Получение ацетилена.
•  Ацетилен химически активен, поэтому в природе не встречается. Его получают:
• 1. Из метана, тo есть основного компонента природного газа: 2СН4 → С2Н2+ 3H2

2.Ацетилен в лаборатории получают карбидным способом. В карбид кальция наливают дистиллированную воду и опускают газоотводную трубку в перманганат калия. Раствор обесцвечивается. CaC2 + 2H2O → Ca(OH)2 + C2H2↑

Применение ацетилене.

1. Для сварки и резки металлов.

2. Из ацетилена поучают полихлорвинил из которого изготавливают новогодние искусственные елочки, искусственные кожи , клеенки, линолиум.

3. Ацетилен дешевое химическое сырье, из которого получают пластмассы, каучуки, резину, химические волокна.

4. Переработав ацетилен можно получить этиловый спирт, уксусную кислоту, растворители, ароматические углеводороды.

1. Обобщение и закрепление знаний: Закончите следующие фразы:
2. 1 Алкины — это…
3. 2. Общая формула алкинов…
4. 3 Простейший алкин…
5. 4. Связь в молекуле ацетилена между углеродными атомами…
6. 5. Физические свойства ацетилена…
7. 6. Характерные химические реакции алкинов…
8. 7. Ацетилен применяется для…
9. Осуществить превращения:
10. Метан → Ацетилен → Этилен → Этан → Хлорэтан
11. Задание на дом: § 16, Составить кроссворд по теме « Алкины», ацетилен.

Источник: https://infourok.ru/urokkonspekt-acetilen-ego-stroenie-svoystva-poluchenie-primenenie-808171.html

Ацетилен: химические свойства, получение, применение, меры предосторожности :

Ацетилен (или по международной номенклатуре — этин) — это непредельный углеводород, принадлежащий к классу алкинов. Химическая формула ацетилена — C2H2. Атомы углерода в молекуле соединены тройной связью. Он является первым в своем гомологическом ряду. Представляет собой бесцветный газ. Очень огнеопасен.

Получение

Все методы промышленного получения ацетилена сходятся к двум типам: гидролиз карбида кальция и пиролиз различных углеводородов. Последний требует меньших энергозатрат, но чистота продукта довольно низкая. У карбидного метода — наоборот.

Суть пиролиза заключается в том, что метан, этан или другой легкий углеводород при нагреве до высоких температур (от 1000 °C) превращается в ацетилен с выделением водорода.

Нагрев может осуществятся электрическим разрядом, плазмой или сжиганием части сырья.

Но проблема состоит в том, что в результате реакции пиролиза может образовываться не только ацетилен, но и еще множество разных продуктов, от которых необходимо впоследствии избавляться.

Карбидный метод основан на реакции взаимодействия карбида кальция с водой. Карбид кальция получают из его оксида, сплавляя с коксом в электропечах. Отсюда и такой высокий расход энергии. Зато чистота ацетилена, получаемого таким способом, крайне высока (99,9 %).

• CaC2 + H2O → C2H2 + Ca(OH)2
• В лаборатории ацетилен также можно получить дегидрогалогенированием дигалогенпроизводных алканов с помощью спиртового раствора щелочи.
• CH2Cl-CH2Cl + 2KOH → C2H2 + 2KCl + 2H2O

Физические свойства ацетилена

Ацетилен — это газ без цвета и запаха. Хотя примеси могут давать ему чесночный запах. Практически не растворим в воде, немного растворим в ацетоне. При температуре -83,8 °C сжижается.

Химические свойства ацетилена

Исходя из тройной связи ацетилена, для него будут характерны реакции присоединения и реакции полимеризации. Атомы водорода в молекуле ацетилена могут замещаться другими атомами или группами. Поэтому можно сказать, что ацетилен проявляет кислотные свойства. Разберем химические свойства ацетилена на конкретных реакциях.

Реакции присоединения:

• Гидрирование. Осуществляется при высокой температуре и в присутствии катализатора (Ni, Pt, Pd). На палладиевом катализаторе возможно неполное гидрирование.

• Галогенирование. Может быть как частичным, так и полным. Идет легко даже без катализаторов или нагревания. На свету хлорирование идет с взрывом. При этом ацетилен полностью распадается до углерода.

• Присоединение к уксусной кислоте и этиловому спирту. Реакции идут только в присутствии катализаторов.

• Присоединение синильной кислоты.

CH≡CH + HCN → CH2=CH-CN

Реакции замещения:

• Взаимодействие ацетилена с металл-органическими соединениями.

CH≡CH + 2C2H5MgBr → 2C2H6 + BrMgC≡CMgBr

• Взаимодействие с металлическим натрием. Необходима температура 150 °C или предварительное растворение натрия в аммиаке.

2CH≡CH + 2Na → 2CH≡CNa + H2

• Взаимодействие с комплексными солями меди и серебра.

• Взаимодействие с амидом натрия.

CH≡CH + 2NaNH2 → NaC≡CNa + 2NH3

Реакции полимеризации:

• Димеризация. При этой реакции две молекулы ацетилена объединяются в одну. Необходим катализатор — соль одновалентной меди.
• Тримеризация. В этой реакции три молекулы ацетилена образуют бензол. Необходим нагрев до 70 °C, давление и катализатор.
• Тетрамеризация. В результате реакции получается восьмичленный цикл — циклооктатетраен. Для этой реакции также требуется небольшой нагрев, давление и соответствующий катализатор. Обычно это комплексные соединения двухвалентного никеля.

Это далеко не все химические свойства ацетилена.

Применение

Структурная формула ацетилена указывает нам на довольно прочную связь между атомами углерода. При ее разрыве, например при горении, выделяется очень много энергии. По этой причине ацетиленовое пламя обладает рекордно высокой температурой — около 4000 °C. Его используют в горелках для сварки и резки металла, а также в ракетных двигателях.

Пламя горения ацетилена имеет также очень высокую яркость, поэтому его часто используют в осветительных приборах. Используется он и во взрывотехнике. Правда, там применяется не сам ацетилен, а его соли.

Как видно из разнообразных химический свойств, ацетилен может применяться как сырье для синтеза других важных веществ: растворителей, лаков, полимеров, синтетических волокон, пластмасс, органического стекла, взрывчатых веществ и уксусной кислоты.

Безопасность

Как уже говорилось, ацетилен — огнеопасное вещество. С кислородом или воздухом он способен образовывать крайне легковоспламеняющиеся смеси. Чтобы вызвать взрыв, достаточно одной искры от статического электричества, нагрева до 500 °C или небольшого давления. При температуре 335 °C чистый ацетилен самовоспламеняется.

Из-за этого ацетилен хранят в баллонах под давлением, которые наполнены пористым веществом (пемза, активированный уголь, асбест). Таким образом, ацетилен распределяется по порам, уменьшая риск взрыва. Часто эти поры пропитывают ацетоном, из-за чего образуется раствор ацетилена. Иногда ацетилен разбавляют другими, более инертными газами (азот, метан, пропан).

Этот газ обладает и токсичным действием. При его вдыхании начнется интоксикация организма. Признаками отравления являются тошнота, рвота, шум в ушах, головокружение. Большие концентрации могут приводить даже к потере сознания.

Источник: https://www.syl.ru/article/407005/atsetilen-himicheskie-svoystva-poluchenie-primenenie-meryi-predostorojnosti

Где применяется газ ацетилен?

Ацетилен – бесцветный газ, относящийся к классу алкинов. Он представляет собой химическое соединение углерода с кислородом, служащее сырьём для синтеза большого числа химических компонентов.

Он ценится за свою универсальность и недорогую стоимость. Впервые этот газ был получен Эдмундом Деви, который проводил лабораторные опыты с карбидом калия. Чуть позже опыты с получением ацетилена проводились Пьером Бертло. Физик получил чистый ацетилен, пропуская обыкновенный водород над электрической дугой. Именно Бертло назвал новое химическое соединение ацетиленом.

Основные свойства  ацетилена

Ацетилен является искусственным газом, так как он не имеет природного происхождения. Он горючий и весит легче воздуха. Газообразный углеводород добывается на специальных установках из карбида кальция, который в свою очередь подвергается разложению водой. В атмосферном воздухе ацетилен горит коптящим ярким пламенем.

При давлении свыше двух атмосфер он может быть взрывоопасным. В чисто химическом виде это соединение имеет слабовыраженный эфирный запах.

А технический продукт, наоборот, из-за имеющихся примесей насыщен резковатым ароматом. Ацетилен намного легче воздушных масс, в газообразном состоянии он бесцветен.

Описываемое соединение растворяется во многих жидких веществах при этом, чем ниже температура, тем лучше растворимость ацетилена.

Для этого газа характерны реакции полимеризации, димеризации, цикломеризации. Ацетилен может полимеризоваться в бензол или в другие химические органические соединения, такие как полиацетин. Атомы этого газа могут отщепляться в виде протонов. И за счет этого проявляются кислотные свойства ацетилена.

Ацетилен способен спровоцировать взрыв в отсутствие кислорода как природного окислителя. И особенности горючести этого газа были открыты еще в 1895 году А. Шателье. Именно он заметил, что ацетилен, сгорая в кислоте, дает яркое пламя, температура которого может достигать выше 3000 градусов Цельсия.

Применение ацетилена

Ацетилен имеет широкий ореол распространения. При помощи своих горючих свойств он активно применяет при сварке и резке металла. Также он применяется как источник ярчайшего и белого цвета. Ацетилен, образуемый путём взаимосвязи карбида кальция и H2O используемый для автономных светильников.

Он активно используется для изготовления взрывчатых веществ. Благодаря ацетилену на свет появились разнообразные растворители этилового происхождения.

Без этого газа не обходятся газосварочные работы, поэтому строительные фирмы всегда заказывают ацетилен в баллонах для производства сварочных а газорежущих работ.

ацетилен широко применяется в газосварочных работах

Строительство и промышленность это две основные отрасли, в которых ацетилен нашел свое широкое применение. В частности, сварочные и автогенные работы производятся только с ним. Кроме этого ацетилен используется в процессе органического синтеза разных химических веществ.

Например, на его основе производится синтез уксусной кислоты и уксусного альдегида, синтетического каучука, поливинилхлорида. Ну и естественно, ацетилен применяется в медицине для общей анестезии, которая предполагает использование алкинов в ингаляционном наркозе.

Транспортировка

Следует сказать и о транспортировке и хранении этого газа. Ацетилен вещество потенциально взрывоопасное.

И он хранится в специализированных баллонах при поддержании оптимального уровня температуры и атмосферного давления. Газ растворяют и наполняют им баллоны для транспортировки.

Подобный груз считается потенциально опасным  и перевозится в соответствии со специальными нормами обращения с взрывоопасными грузами.

Источник: http://kriogenservis.ru/articles/gde-primenyaetsya-gaz-atsetilen.html

23. Применение и получение ацетилена

Ацетилен
–
это один из наиболее значимых углеводородов
с тройной связью. Он является первым
представителем ряда ацетилена, а также
бесцветным газом, который практически
не растворим в воде. Молекула ацетилена
имеет на два атома водорода меньше, чем
в молекуле этилена, и при этом характерно
образование третьей связи между атомами
углерода.

• Применение
  ацетилена:
• 1) может
  применяться в качестве горючего
  при
  газовой сварке и резке металлов;
• 2) используется
  также для синтеза
  различных
  органических соединений;
• 3) в
  результате присоединения хлора к
  ацетилену получают растворитель –
  1,1,2,2-тетрахлорэтан. Путем дальнейшей
  переработки тетрахлорэтана получаются
  другие хлорпроизводные;
• 4) при
  отщеплении хлороводорода от
  1,1,2,2-тетрахлорэтана образуется трихлорэтен
  – растворитель высокого качества,
  который широко применяется при чистке
  одежды: СНСI = ССI2;
• 5) в
  больших количествах ацетилен идет на
  производство хлорэтена, или винилхлорида,
  с помощью полимеризации которого
  получается поливинилхлорид (используется
  для изоляции проводов, изготовления
  плащей, искусственной кожи, труб и других
  продуктов);
• 6) из
  ацетилена получаются и другие полимеры,
  которые необходимы в производстве
  пластмасс, каучуков и синтетических
  волокон.
• Получение
  ацетилена:

1) в
лабораториях и промышленности ацетилен
чаще всего получается карбидным способом.

Если кусочки карбида кальция поместить
в сосуд с водой или если воду добавлять
к карбиду кальция, начинается сильное
выделение ацетилена: СаС2
+ 2НОН → С2Н2
+ Са(ОН)2.

Со стороны промышленности полимерных
материалов карбидный способ является
малоэффективным. Он связан с большими
затратами электроэнергии на получение
карбида кальция.

1. Особенности
   карбида кальция:
2. а) карбид
   кальция получают в электропечах;
3. б) получается
   при взаимодействии извести с углеродом
   (коксом, антрацитом);
4. в) получается
   при температуре 2000 °C: СаО + 3С → СаС2
   + СО;
5. 2) применяется
   способ получения ацетилена из более
   доступного химического сырья – природного
   газа (метана).
6. Особенности
   получения ацетилена из метана: а)
   если метан нагревать до высокой
   температуры, то он разлагается на углерод
   и водород; б) одним из промежуточных
   продуктов этой реакции становится
   ацетилен: 2СН4
   → 2С + 4Н2;
7. в) одной
   из характерных черт получения ацетилена
   из метана являются две идеи:
8. – выделить
   его на промежуточной стадии;
9. – не
   дать ацетилену возможности разложиться
   на углерод и водород.
10. Для
    этого образующийся ацетилен необходимо
    быстро удалить из зоны высокой температуры
    и охладить.

24. Диеновые углеводороды

• Строение
  и номенклатура.
• Диеновые
  углеводороды –
  это углеводороды с двумя двойными
  связями.
• Общая
  формула диеновых углеводородов: СnН2n-2.
• Алкадиены,
  в молекулах которых две двойных связи
  разделены одной простой связью, называются
  соединениями с сопряженными
  двойными
  связями (дивинил и его гомологи).
• СН2=СН-СН
  =СН2
  бутадиен-1,3 (дивинил).
• Алкадиены,
  в молекулах которых две двойных связи
  примыкают к одному углеродному атому,
  называются углеводородами с кумулированными
  двойными
  связями (аллен и его гомологи):
• СН2=С=СН2
  пропадиен-1,2 (аллен);
• R-СН
  =С=СН2
  алкилаллены.
• Углеводороды,
  в молекулах которых две двойных связи
  разделены двумя и более простыми связями,
  называются алкадиенами с изолированными
  двойными
  связями.
• СН2=СН—СН2—СН=СН2
  пентадиен-1,4.
• Химические
  свойства диеновых углеводородов.
• Имея
  двойные связи в молекулах, диеновые
  углеводороды вступают в обычные реакции
  присоединения.
• Например:
  а) обесцвечивают бромную воду; б)
  присоединяют галогеноводороды.
• Характерной
  особенностью реакции присоединения
  является то, что наряду с обычным
  1,2-присоединением идет 1,4-присоединение,
  при этом между 2-м и 3-м углеродными
  атомами возникает двойная связь. При
  реакции бутадиена-1,3 с бромистым водородом
  получается два продукта:

Соотношение
продуктов реакции зависит от температуры
и природы галогена. Выход продукта
1,4-присоединения увеличивается с
повышением температуры и при переходе
от хлора к йоду.

При комнатной температуре
получают смесь продуктов 1,2– и
1,4-присоединения. При низких температурах
образуется больше того продукта, скорость
образования которого выше (кинетически
контролируемый продукт 1,2-присоединения).
При высоких температурах образуется
термодинамически более стабильный
продукт 1,4-присоединения (термодинамически
контролируемый продукт реакции).

При
наличии достаточного количества брома
молекула бутадиена может присоединить
по месту образующейся двойной связи
еще одну молекулу галогена. При наличии
двойных связей диеновые углеводороды
довольно легко полимеризуются.

Продуктом
полимеризации 2-метилбутадиена-1,3
(изопрена) является природный
каучук.

Источник: https://studfile.net/preview/4237890/page:12/

Ацетилен

Взрывоопасность ацетилена

При использовании ацетилена необходимо учитывать его взрывоопасные свойства. Это единственный широко применяемый в промышленности газ, горение и взрыв которого возможны даже при отсутствии кислорода или других окислителей.

Температура самовоспламенения ацетилена зависит от давления (таблица 5).

Таблица 5 — Зависимость температуры самовоспламенения ацетилена от давления

Абсолютное давление, кгс/см3 (МПа)	2 (0,2)	3 (0,3)	4 (0,4)	22 (2,2)
Температура самовоспламенения, °С (К)	630 (903)	530 (803)	475 (748)	350 (623)

Повышение давления существенно уменьшает температуру самовоспламенения ацетилена.

Частицы других веществ, присутствующие в ацетилене, увеличивают поверхность его контакта и тем самым снижают температуру самовоспламенения при атмосферном давлении до следующих значений, °С (К):  железная стружка – 520 (793);  латунная стружка – 500–520 (773–793);  карбид кальция – 500 (773);  оксид алюминия – 490 (763);  медная стружка – 460 (733);  активированный уголь – 400 (673);  гидрат оксида железа (ржавчина) – 280–300 (553–573);  оксид железа – 280 (553); 

оксид меди – 250 (523).

Если ацетилен медленно нагревать до температуры 700–800 °С (973–1073 К) при атмосферном давлении, то происходит его полимеризация, при которой молекулы уплотняются и образуют более сложные соединения: бензол C6H6, стирол C8H8, нафталин C10H8, толуол C7H8 и др. Полимеризация всегда сопровождается выделением теплоты и при быстром нагреве ацетилена может перейти в его самовоспламенение или взрывчатый распад.

Если при сжатии ацетилена в компрессоре до давления 29 кгс/м3 (2,9 МПа) те5мпература при завершении этого процесса не превышает 275 °С (548 К), то воспламенения не происходит, что позволяет наполнять баллоны ацетоном с целью его длительного хранения и транспортирования. С повышением давления температура, при которой начинается процесс полимеризации, понижается (рис.1).

Рис.1. Области полимеризации (I) и взрывчатого распада (II) ацетилена

При практическом использовании ацетилена допустим его нагрев до следующих значений температуры, °С (К):  300 (573) – при давлении 1 кгс/см2 (0,1 МПа);  150–180 (423–453) – при 2,5 кгс/см2 (0,25 МПа); 

100 (373) – при более высоких давлениях.

Одним из важных показателей взрывоопасности горючих газов и паров является энергия зажигания. Чем меньше эта величина, тем взрывоопаснее данной вещество. Значения энергии зажигания ацетилена (при нормальных условиях): с воздухом – 19 кДж; в кислородом – 0,3 кДж.

Водяной пар служит флегматизатором для ацетилена, т.е. его присутствие существенно снижает способность ацетилена к самовоспламенению при наличии случайных источников теплоты и взрывчатому распаду. Согласно действующим нормам для ацетиленовых генераторов, в которых ацетилен всегда насыщен парами воды, предельное избыточное давление составляет 150 кПа, а абсолютное – 250 кПа.

При атмосферном давлении смесь ацетилена с воздухом взрывоопасна, если в ней содержатся 2,2 % ацетилена и более, смесь с кислородом – 2,8 % ацетилена и более (верхних пределов концентрации ацетилена для его смесей с воздухом и кислородом не существует, так как при достаточной энергии зажигания способен взрываться и чистый ацетилен).

Источник: http://bst29.ru/info/articles/detail.php?ELEMENT_ID=12

Ацетилен — свойства и характеристики — "Криотех"

08.02.2015Ацетилен  

Ацетилен – бесцветный горючий газ C2H2 с атомной массой 26,04, немного легче воздуха. Обладает резким запахом.

• В промышленности ацетилен обычно получают из карбида кальция (CaC2) при разложении последнего водой.
• Ацетилен самовоспламеняется при температуре 335°С, смесь ацетилена с кислородом воспламеняется при температуре 297–306°С, смесь ацетилена с воздухом – при температуре 305–470°С.
• Ацетилен взрывоопасен при следующих условиях:

при увеличении температуры более 450–500°С и давления более 1,5–2 ат (около 150–200 кПа); при атмосферном давлении ацетилено-кислородная смесь с содержанием ацетилена от 2,3 до 93% взрывается от искры, пламени, сильного местного нагрева и др.

; при аналогичных условиях смесь ацетилена с воздухом взрывается при содержании в ней ацетилена от 2,2 до 80,7%; в результате длительного соприкосновении ацетилена с серебром или медью образуется взрывчатое ацетиленистое серебро или медь, взрывающиеся при повышении температуры или ударе.

Взрыв ацетилена способен вызвать значительные разрушения и тяжелые несчастные случаи: при взрыве 1 кг ацетилена выделяется примерно в два раза больше тепла, чем при взрыве 1 кг тротила и примерно в 1,5 раза больше, чем при взрыве 1 кг нитроглицерина.

Меры безопасности при работе с ацетиленом

содержание ацетилена в воздухе рабочей зоны необходимо непрерывно контролировать автоматическими приборами, сигнализирующими о превышении допустимой взрывобезопасной концентрации ацетилена в воздухе, равной 0,46%; при работе с ацетиленовыми баллонами поблизости не должно быть открытого пламени или отопительной системы; запрещается работать с баллонами, находящимися в горизонтальном положении, с незакрепленными баллонами, с неисправными баллонами; необходимо использовать неискрящийся инструмент, освещение и электрическое оборудование только во взрывобезопасном исполнении; в случае обнаружения утечки ацетилена из баллона (по запаху и звуку) необходимо по возможности быстро закрыть вентиль баллона специальным неискрящимся ключом; при нагреве баллон с ацетиленом может взорваться с крайне разрушительными последствиями; в случае пожара необходимо по возможности удалить из опасной зоны холодные баллоны с ацетиленом, оставшиеся баллоны постоянно охлаждать водой или специальными составами до полного остывания; при загорании ацетилена, выходящего из баллона, необходимо по возможности быстро закрыть вентиль баллона специальным неискрящимся ключом и поливать баллон водой до полного остывания; при сильном возгорании пожаротушение необходимо производить с безопасного расстояния; при пожаротушении рекомендуется применять огнетушители с содержанием флегматизирующей концентрации азота 70% по объему, диоксида углерода 57% по объему, водяные струи, песок, сжатый азот, асбестовое полотно, токораспыленную пену и воду; при тушении сильного пожара используются огнезащитные костюмы, противогазы и т.п.

Применение ацетилена при сварке

Ацетилен – основной горючий газ, используемый при газовой сварке, а также широко применяется для газовой резки (кислородной резки).

) обеспечивает более высокое качество и производительность сварки.

Снабжение постов ацетиленом для газовой сварки и резки может осуществляться

от баллонов с ацетиленом и от ацетиленового генератора.

Для хранения ацетилена обычно используются стандартные баллоны емкостью 40 л, окрашенные в белый цвет, с надписью «Ацетилен» красного цвета (ПБ 10-115-96, ГОСТ 949-73). Согласно ГОСТ 5457-75 для газопламенной обработки металлов применяется технический ацетилен растворенный марки Б и газообразный.

Таблица. Характеристики марок технического ацетилена (ГОСТ 5457-75), используемого при сварке и резке.

Параметр Ацетилен технический растворенный марки Б газообразный первого сорта второго сорта Объемная доля ацетилена C2H2, %, не менее 99,1 98,8 98,5 Объемная доля воздуха и других газов, малорастворимых в воде, %, не более 0,8 1,0 1,4 Объемная доля фосфористого водорода PH3, %, не более 0,02 0,05 0,08 Объемная доля сероводорода H2S, %, не более 0,005 0,05 0,05 Массовая концентрация водяных паров при давлении 101,3 кПа (760 мм рт. ст.) и температуре 20°С, г/м3, не более 0,5 0,6 не нормируется что соответствует температуре насыщения, не выше (°C) -24 -22  

Баллоны заполнены пористой массой, пропитанной ацетоном. Ацетилен хорошо растворяется а ацетоне: при нормальной температуре и давлении в 1 л ацетона растворяется 23 л ацетилена (в 1 л бензина растворяется 5,7 л ацетилена, в 1 л воды – 1,15 л ацетилена). Пористая масса выполняет следующие функции:

1. повышает безопасность при работе с баллоном – за счет пористой массы общий объем ацетилена разделен на отдельные ячейки; таким образом, вероятность распространения общего фронта горения и взрыва значительно уменьшается; позволяет повысить количество ацетилена в баллоне, ускорить процесс его растворения при заполнении баллона и выделении при отборе газа – поскольку при использовании пористой массы, пропитанной ацетоном, обеспечивается большая поверхность взаимного контакта между газом и ацетоном.
2. В качестве пористых масс могут применяться активированный уголь, пемза, волокнистый асбест.
3. Таблица. Допустимое давление газа в баллоне в зависимости от температуры (при номинальном давлении 1,9 МПа / +20°С) (ГОСТ 5457-75)
4. Таблица. Остаточное давление газа в баллоне, поступающем от потребителя (ГОСТ 5457-75)

Температура, °С -5 0 +5 +10 +15 +20 +25 +30 +35 +40 Давление вбаллоне,не более МПа 1,34 1,4 1,5 1,65 1,8 1,9 2,15 2,35 2,6 3 кгс/см2 13,4 14 15 16,5 18 19 21,5 23,5 26 30 Температура, °С до 0 от 0 до +15 от +15 до +25 от +25 до +35 Остаточноедавление в баллоне,не менее МПа 0,05 0,1 0,2 0,3 кгс/см2 0,5 1 2 3

40-литровые баллоны с максимальным давлением газа 1,9 МПа при температуре 20°С обычно заполняют 5–5,8 кг ацетилена (4,6–5,3 м3 газа при температуре 20°С и давлении 760 мм рт. ст.).

Масса ацетилена в баллоне определяется по разности масс баллона до и после наполнения газом. Объем ацетилена равен отношению его массы и плотности. Так, объем 5,5 кг ацетилена при температуре 20°С и давлении 760 мм рт.

ст. составляет 5,5/1,09 = 5,05 м3.

Таблица. Сравнительные характеристики ацетилена, пропана и метилацетилен-алленовой фракции (МАФ)

Параметр ацетилен пропан МАФ Чувствительность к удару, безопасность нестабилен стабилен стабилен Токсичность незначительная Предел взрываемости в воздухе (%) 2,2–81 2,0–9,5 3,4–10,8 Предел взрываемости в кислороде (%) 2,3–93 2,4–57 2,5–60 Температура пламени (°С) 3087 2526 2927 * Реакции с обычными металлами избегать сплавов, содержащих более 70% меди незначительные ограничения избегать сплавов, содержащих более 65–67% меди Склонность к обратному удару значительная незначительная незначительная Скорость сгорания в кислороде (м/с) 6,10 3,72 4,70 Плотность газа (кг/м3) 1,17 (при 0°С)1,09 (при 20°С) 2,02 (при 0°С) 1,70 (при 0°С) * Плотность в жидком состоянии при 15,6°С (кг/м3) – 513 575 Отношение расхода кислорода к горючему газу (м3/м3) при нормальном пламени 1–1,2 3,50 2,3–2,5

Источник: https://techgaz.zakupka.com/articles/34148-acetilen-svoystva-i-harakteristiki/