13乙炔

乙炔[yǐquē]更多图片(6张)乙炔，分子式C2H2，俗称风煤和电石气，是炔烃化合物系列中体积最小的一员，主要作工业用途，特别是烧焊金属方面。乙炔在室温下是一种无色、极易燃的气体。纯乙炔是无臭的，但工业用乙炔由于含有硫化氢、磷化氢等杂质，而有一股大蒜的气味。中文名：乙炔外文名：ethyne,WeldingGas别名：电石气CAS号：74-86-2分子量：26.04EINECS号：200-816-9键角：180°分子式：C2H2分享到...发现简史1836年，英国著名化学家戴维·汉弗莱（Davy，HumPhry1778－1829）的堂弟，爱尔兰港口城市科克（Cork）皇家学院化学教授戴维·爱德蒙德（Davy，Edmund1785－1857）在加热木炭和碳酸钾以制取金属钾过程中，将残渣（碳化钾）投进水中，产生一种气体，发生爆炸，分析确定这一气体的化学组成是C、H（当时采用碳的原子量等于6计算），称它为“一种新的氢的二碳化物”。这是因为早在1825年他的同国化学家法拉第（Faraday，MIChael1791－1867）从加压的蒸馏鲸鱼油获得的气体（供当时欧洲人照明用）中也获得一种碳和氢的化合物，分析测定它的化学组成是C、H，命名它为“氢的二碳化物”。实际上法拉第发现的是苯，戴维·爱德蒙德发现的是乙炔。1物理性质乙炔的结构简式纯乙炔为无色芳香气味的易燃气体。2而电石制的乙炔因混有硫化氢H2S、磷化氢PH3、砷化氢而有毒，并且带有特殊的臭味。熔点（118.656kPa）-80.8℃，沸点-84℃，相对密度0.6208（-82/4℃），折射率1.00051，折光率1.0005（0℃），闪点（开杯）-17.78℃，自燃点305℃。在空气中爆炸极限2.3%-72.3%（vol）。在液态和固态下或在气态和一定压力下有猛烈爆炸的危险，受热、震动、电火花等因素都可以引发爆炸，因此不能在加压液化后贮存或运输。微溶于水，溶于乙醇、苯、丙酮。在15℃和1.5MPa时，乙炔在丙酮中的溶解度为237g/L，溶液是稳定的。2因此，工业上是在装满石棉等多孔物质的钢瓶中，使多孔物质吸收丙酮后将乙炔压入，以便贮存和运输。为了与其它气体区别，乙炔钢瓶的颜色一般为乳白色，橡胶气管一般为黑色，乙炔管道的螺纹一般为左旋螺纹（螺母上有径向的间断沟）。乙炔分子模型分子构型：直线型杂化类型：sp杂化中心原子孤电子对数：0通常计量单位：m³；mm³；cm³；密度：标准气压下1.17Kg/m³；在25摄氏度状况下，密度1.12Kg/m³。包装方法：钢质气瓶附：乙炔在水中的溶解度表：在乙炔气体分压等于101.325kPa时，被一体积水所吸收的该气体体积（已折合成标准状况）温度(℃)溶解度温度(℃)溶解度温度(℃)溶解度01.73250.93700.2551.49300.84800.15101.31400.65900.05查看完整表格3化学性质乙炔（acetylene）最简单的炔烃，又称电石气。结构式H-C≡C-H，结构简式CH≡CH，最简式（又称实验式）CH，分子式C2H2，乙炔中心C原子采用sp杂化。电子式H：C┇┇C：H乙炔分子量26.4，气体比重0.91（Kg/m3），火焰温度3150℃，热值12800（千卡/m3）在氧气中燃烧速度7.5，纯乙炔在空气中燃烧2100度左右，在氧气中燃烧可达3600度。化学性质很活泼，能起加成、氧化、聚合及金属取代等反应。氧化反应乙炔的燃烧a．可燃性：2C₂H₂+5O₂→4CO₂+2H₂O（条件：点燃）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。C₂H₂+2KMnO₄+3H₂SO₄=2CO₂+K₂SO₄+2MnSO₄+4H₂O加成反应可以跟Br₂、H₂、HX等多种物质发生加成反应。如：与Br₂的加成现象：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“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。但苯的产量不高，副产物又多。如果利用钯等过渡金属的化合物作催化剂，乙炔和其他炔烃可以顺利地生成苯及其衍生物。在一定条件下，乙炔也能与烯烃一样，聚合成高聚物——聚乙炔。在Ni（CN）2，80~120℃，1.5MPa条件下，4分子乙炔聚合主要生成环辛四烯。金属取代反应（可用于乙炔的定性鉴定）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。乙炔具有弱酸性，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。（pKa=25)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）和棕红色乙炔亚铜（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。注意：乙炔在使用贮运中要避免与铜接触。酸碱反应炔烃中C≡C的C是sp杂化，使得Csp－H的σ键的电子云更靠近碳原子，增强了C-H键极性使氢原子容易解离，显示“酸性”。连接在C≡C碳原子上的氢原子相当活泼，易被金属取代，生成炔烃金属衍生物叫做炔化物。CH≡CH+Na→CH≡CNa+1/2H2（条件液氨）CH≡CH+2Na→CNa≡CNa+H2（条件液氨，190℃~220℃）CH≡CH+NaNH2→CH≡CNa+NH3CH≡CH+Cu2Cl2（2AgCl）+2NH4OH→CCu≡CCu(CAg≡CAg）↓+2NH4Cl+2H2O（注意：只有在三键上含有氢原子时才会发生，用于鉴定端基炔RH≡CH）。其他化学特性乙炔与铜、银、水银等金属或其盐类长期接触时，会生成乙炔铜（Cu2C2）和乙炔银（Ag2C2）等爆炸性混合物，当受到摩擦、冲击时会发生爆炸。因此，凡供乙炔使用的器材都不能用银和含铜量70%以上的铜合金制造。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。2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。2监测方法1、现场应急监测方法（1）气体检测管法。（2）气体速测管。2、实验室监测方法监测方法类别来源气相色谱法空气《工作场所有害物质监测方法》徐伯洪，闫慧芳主编气相色谱法空气《空气中有害物质的测定方法》（第二版）杭士平编乙炔亚铜比色法空气《化工企业空气中有害物质测定方法》化学工业出版社3、现场监测方法（1）2M004乙炔气体传感器检测微量传感器。（2）K204乙炔模块检测乙炔泄露。安全与防护应急处置吸入：迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难，给予输氧。如呼吸停止，立即进行人工呼吸，就医。呼吸系统防护：一般不需要特殊防护，但建议特殊情况下佩带合适的自吸过滤式防毒面具（氧气含量与空气中氧含量一致或接近时）。眼睛防护：一般不需要特殊防护，高浓度接触时可戴化学安全防护眼镜。身体防护：穿防静电工作服。手防护：戴一般作业防护手套。其他防护：工作现场严禁吸烟。避免长期反复接触。进入罐、限制性空间或其他高浓度区作业，必须有人监护。泄漏应急处理：迅速撤离泄漏污染区人员至上风处，并进行隔离，严格限制出入。切断火源。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器，穿防静电工作服。尽可能切断泄漏源。合理通风，加速扩散。喷雾状水稀释、溶解。构筑围堤或挖坑以收容产生的大量废水。如有可能，将漏出气用排风机送至空旷地方或装设适当喷头烧掉。漏气容器要妥善处理，修复、检验后再用。有害燃烧产物：一氧化碳、二氧化碳。灭火方法：切断气源。若不能切断气源，则不允许熄灭泄漏处的火焰。喷水冷却容器，可能的话将容器从火场移至空旷处。灭火剂：雾状水、泡沫、二氧化碳、干粉。应急医疗诊断要点：（1）吸入一定浓度后有轻度头痛、头昏。（2）吸入高浓度时先兴奋、多语、哭笑不安，继而头痛、眩晕、恶心、呕吐、步态不稳、嗜睡。（3）严重者昏迷。（4）乙炔急性毒性主要是因为高浓度时置换了空气中的氧，引起单纯性窒息作用，缺氧是主要致死原因。处理原则：可参考“丙烯中毒”。预防措施：停止吸入，症状迅速消失。实际上，乙炔中毒者的症状部分由于混入的磷化氢、硫化氢和其他气体所致。应注意有否混合气体中毒，尤其是磷化氢中毒的可能性，以便及时抢救。毒理学资料急性毒性：纯乙炔属微毒类，具有弱麻醉和阻止细胞氧化的作用。高浓度时排挤空气中的氧，引起单纯性窒息作用。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。人接触100mg/m3能耐受30～60min，20%引起明显缺氧，30%时共济失调，35%下5min引起意识丧失，含10%乙炔的空气中5h，有轻度中毒反应。亚急性和慢性毒性：动物长期吸入非致死性浓度该品，出现血红蛋白、网织细胞、淋巴细胞增加和中性粒细胞减少。尸检有支气管炎、肺炎、肺水肿、肝充血和脂肪浸润。国家标准1、中国职业接触限值（GBZ2—2002）2、环境标准美国车间卫生标准5300mg/m3，窒息性气体4注意事项操作密闭操作，全面通风。操作人员必须经过专门培训，严格遵守操作规程。建议操作人员穿防静电工作服。远离火种、热源，工作场所严禁吸烟。使用防爆型的通风系统和设备。防止气体泄漏到工作场所空气中。避免与氧化剂、酸类、卤素接触。在传送过程中，钢瓶和容器必须接地和跨接，防止产生静电。搬运时轻装轻卸，防止钢瓶及附件破损。配备相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备。储存乙炔的包装法通常是溶解