Работу с ацетиленом необходимо проводить в вытяжном шкафу, так как неочищенный ацетилен, полученный из карбида кальция, содержит вредные, неприятно пахнущие примеси.
В пробирку помещают маленький кусочек карбида кальция СаС2, добавляют 2 капли воды и закрывают пробирку пробкой с газоотводной трубкой, имеющей оттянутый конец. В пробирке бурно выделяется газообразный ацетилен.
Поджигают ацетилен у конца газоотводной трубки. Он горит светящимся, коптящим пламенем. Реакция взаимодействия карбида кальция с водой экзотермична.
Ацетилен, полученный из карбида кальция, содержит незначительные количества NH3, РН3, АsН3 и других примесей и поэтому имеет характерный запах. Примеси можно удалить промыванием ацетилена водным раствором дихромата калия, подкисленного серной кислотой.
Опыт 2. Присоединение к ацетилену брома.
Реактивы и материалы: ацетилен; бромная вода, насыщенный раствор. Оборудование: газоотводная трубка.
Добавляют в пробирку с карбидом кальция (см. опыт 1) еще 2 капли воды и закрывают ее пробкой с газоотводной трубкой, коней которой опускают в пробирку с 5 каплями бромной воды. Бромная вода обесцвечивается вследствие присоединения атомов брома по месту тройной связи.
Карбид кальция и ацетилен — что это такое?
Опыт 3. Отношение ацетилена к окислителям.
Реактивы и материалы: ацетилен; перманганат калия, 0,1 н. раствор. Оборудование: газоотводная трубка.
В пробирку помещают 1 каплю перманганата калия и 4 капли воды. В пробирку с кусочками карбида кальция добавляют еще 2 капли воды и закрывают пробкой с газоотводной трубкой, конец которой опускают в приготовленный раствор перманганата калия.
Розовый раствор быстро обесцвечивается: происходит окисление ацетилена по месту разрыва тройной связи с образованием промежуточного продукта окисления – щавелевой кислоты, которая окисляется дальше до диоксида углерода:
НС≡СН + 4[O] → HO – C – C – OH → 2CO2 + H2O
Обесцвечивание бромной воды и раствора перманганата калия доказывает непредельность ацетилена.
Опыт 4. Образование ацетиленида серебра.
Реактивы и материалы: ацетилен; нитрат серебра, 0,2 н. раствор; аммиак, концентрированный раствор.
В пробирку вносят 2 капли раствора нитрата серебра и прибавляют 1 каплю раствора аммиака – образуется осадок гидроксида серебра. При добавлении 1-2 капель раствора аммиака осадок AgOH легко растворяется с образованием аммиачного раствора оксида серебра ([Ag(NH3)2]OH).
Через аммиачный раствор оксида серебра пропускают ацетилен (см. опыт 1). В пробирке образуется светло-желтый осадок ацетиленида серебра, который затем становится серым.
Опыт 5. Образование ацетиленида меди.
Реактивы и материалы: карбид кальция; хлорид меди CuCl2, аммиачный раствор. Оборудование: фильтровальная бумага (полоски размером 5*40 мм).
В сухую пробирку помещают 1-2 кусочка карбида кальция и добавляют 2 капли воды. В отверстие пробирки вводят полоску фильтровальной бумаги, смоченной аммиачным раствором хлорида меди CuCl2, содержащим комплексный аммиакат состава [Cu(NH3)2]C12. Появляется красно-бурое окрашивание вследствие образования ацетиленида меди.
Получение ацетилена
В водных растворах ацетилениды серебра и меди устойчивы. В сухом состоянии при нагревании или при ударе они взрываются с большой силой.
1. Аверина А.В., Снегирева А.Я. Лабораторный практикум по органической химии. М.: Высшая школа, 1980. – С. 31-33.
Лабораторная работа №5
Ароматические углеводороды.
Цель: экспериментальное получение и изучение свойств ароматических углеводородов.
Последнее изменение этой страницы: 2019-04-19; Просмотров: 2316; Нарушение авторского права страницы
Лабораторная работа № 4. Получение и свойства ацетилена (Габриелян, 10 класс)
Лабораторный опыт №4: Получение и свойства ацетилена
Получение и свойства ацетилена В пробирку налейте около 1 мл воды и поместите в нее кусочек карбида кальция величиной со спичечную головку. Быстро закройте пробирку пробкой с газоотводной трубкой и выделяющийся газ пропустите в другую пробирку с раствором перманганата калия. Что наблюдаете? О чем свидетельствует изменение окраски раствора? Запишите уравнения проведенных реакций.
Ход выполнения лабораторной работы, ответы на вопросы: В первой части опыта происходит взаимодействие воды и карбида кальция, который имеет химическую формулу CaC2.
Уравнение:
Лабораторный опыт 19 Ацетилен, его получение и свойства Химия Рудзитис Г.Е., Фельдман Ф.Г. 9 класс
Поделитесь решением
Ацетилен, его получение и свойства
1. Поместите в пробирку несколько кусочков карбида кальция и налейте в нее 1—2 мл воды. Пробирку закройте пробкой с газоотводной трубкой.
Наблюдение. Происходит бурная реакция с выделением газа.
2. Газоотводную трубку опустите до дна в другую пробирку с 2—3 мл бромной
воды.
Наблюдение. Бромная вода постепенно обесцвечивается.
3. Затем получающийся газ пропустите через 2—3 мл сильно разбавленного раствора перманганата калия.
Наблюдение. Раствор постепенно обесцвечивается.
4. Когда эти опыты сделаны, выходящий из трубок газ подожгите.
Наблюдение. Газ горит сильно коптящим пламенем.
5. В пламя вдувайте воздух.
Наблюдение. Пламя становится более светящимся и не коптит.
Задания. 1. Почему ацетилен обесцвечивает бромную воду и перманганат калия? 2. Почему ацетилен горит сильно коптящим пламенем? 3. Почему в ацетиленовом пламени не образуется копоть, если через него продувать воздух? 4. Напишите уравнения соответствующих реакций.
Источник: al-shell.ru
Альдегиды и кетоны. Задача 10
Из карбида кальция массой 7,5 г, содержащего примеси (массовая доля примесей равна 4%), получили ацетилен который был превращен в альдегид по реакции Кучерова. Какая масса серебра выделится при взаимодействии всего полученного альдегида с аммиачным раствором оксида серебра?
1. Запишем уравнения реакций:
2. Найдем массу чистого карбида кальция:
m(примесей) = mтех(СаС2) ⋅ ώ(примесей) = 7,5⋅0,04=0,3 г
m(СаС2) = 7,5 — 0,3 = 7,2 г
3. Найдем количество вещества карбида кальция:
4. Согласно уравнению реакции (1) n(СаС2) = n(С2Н2) = 0,1125 моль
Согласно уравнению реакции (2) n(С2Н2) = n(СН3 — СНО) = 0,1125 моль
Согласно уравнению реакции (3) n(СН3-СНО) = 2n(Ag), отсюда
n(Ag) = 0,1125 ⋅ 2 = 0,225 моль
5. Масса серебра составит: m(Ag) = n(Ag) ⋅ М(Ag) = 0,225 ⋅ 108 = 24,3 г.
Эта запись была размещена в Альдегиды и кетоны.
Присоединиться к обсуждению.. Отменить ответ
Для отправки комментария вам необходимо авторизоваться.
Источник: chemtask.ru
Получение и применение ацетилена
Прежде чем приступить к объяснению, где применяется ацетилен, давайте рассмотрим, как его получить.
Получение ацетилена производят двумя основными способами:
- из карбида кальция в результате реакции гидролиза
- из углеводородных продуктов, содержащихся в природных газах, нефти, газах от переработки угля и торфосланцев.
На данный момент способ получения ацетилена из карбида кальция используется редко, поскольку он довольно громоздкий, дорогой и требующий затрат большого количества электроэнергии.
Поэтому на смену ему пришел способ получения ацетилена из природного газа (метана) термоокислительным пиролизом метана с кислородом (так называемый пиролизный ацетилен).
Получение ацетилена пиролизным способом
Пиролизный ацетилен получают путем сжигания метана в смеси с кислородом в реакторах при температуре 1300-1500°C. В результате чего получается смесь, которая содержит:
- ацетилен — до 8%;
- водород — 54%;
- окись углерода — 25%;
- примеси – до 13%.
При помощи растворителя (диметилформамида) из нее извлекается ацетилен концентрации 99,0-99,2%. Оставшаяся часть пиролизных газов используется для производства аммиака и других продуктов.
Также ацетилен получают путем разложения жидких горючих (нефть, керосин) действием электродугового разряда, который называется электропиролизом.
Пиролизный и электропиролизный ацетилена по своим свойствам является идентичным ацетилену, получаемому из карбида кальция, но дешевле на 30-40%.
Применение ацетилена
Ацетилен применяется при всех процессах газопламенной обработки металлов (газовой сварке и газовой резки), благодаря высокой температуре пламени, достигнуть которой при использовании других горючих не удается.
Для пайки, резки, наплавки, газопламенной закалки, металлизации, газопрессовой сварки, сварки цветных металлов и сплавов с успехом применяются газы-заменители ацетилена:
- пропано-бутановые смеси
- городской газ
- природные газы
- водород
- пары бензина
- пары керосина
- МАФ
- и др.
По химическому составу все они, за исключением водорода, представляют собой или соединения, или смеси различных углеводородов.
Правильный выбор и использование газов-заменителей позволяет добиться высокого качества сварки и резки, а при газовой резке металлов малых толщин дает более высокую чистоту резки.
Газовая сварка возможна при условии, что температура пламени в два раза превышает температуру плавления свариваемого металла. Поэтому газы-заменители температура пламени которых ниже, чем у ацетилена применяют для сварки металлов с температурой плавления ниже, чем у сталей
Для газовой резки выбор горючего газа основывается на его теплотворной способности, но необходимо учитывать, что газ при сгорании в смеси с кислородом должен образовывать пламя с температурой не ниже 2000°C.
Влияние примесей в ацетилене на качество сварного шва
Давайте остановимся еще на некоторых особенностях применения ацетилена при газовой сварке – влияние примесей на качество сварного шва. Вредное влияние имеют следующие примеси:
- сероводород
- фосфористый водород
Вышеуказанные примеси обязательно удаляются из ацетилена, не только из-за влияния на качество сварного шва, но также из-за пагубного влияния на органы дыхания и зрения сварщика (см. статью Взрывоопасность, ядовитость и самовоспламенение ацетилена).
Сероводород при сгорании образовывает серную кислоту, которая при переходе в металл сварного шва вызывает красноломкость. Установлено, что наличие сероводорода до 0,007% не оказывает вредного влияния на прочность сварного шва.
Определить наличие сероводорода в ацетилене довольно легко, необходимо поднести фильтровальную бумагу, смоченную в растворе хлористой ртути под струю ацетилена. При наличии сероводорода — бумага побелеет.
Процесс очистки от сероводорода тоже довольно простой – необходимо ацетилен пропустить через воду, в результате чего сероводород растворится в воде.
Фосфористый водород при сгорании образовывает фосфорную кислоту, которая при переходе в металл сварного шва вызывает хладноломкость. Установлено, что наличие фосфористого водорода до 0,027% не оказывает вредного влияния на прочность сварного шва.
Для определения наличия фосфористого водорода необходимо кусок фильтровальной бумаги, смоченный в десятипроцентном растворе азотнокислого серебра поднести под струю ацетилена. При содержании 0,01% фосфористого водорода бумага принимает отчетливую светло- желтую окраску, при содержании более 0,02% — бумага темнеет.
Химическим путем очистка ацетилена от фосфористого водорода производится путем пропускания через особую очистительную массу – гератоль. Гератоль представляет собой массу желтого цвета, которая в результате взаимодействия с фосфористым водородом приобретает зеленый цвет.
Применение ацетилена в химической отрасли
Помимо газопламенной обработки ацетилен используют в области химической промышленности в качестве основного исходного вещества для получения ряда важнейших продуктов органического синтеза: синтетического каучука, пластмасс, растворителей, уксусной кислоты и т. п. Далее мы рассмотрим, как ацетилен используется для получения тех или иных химических соединений.
Уксусный альдегид
Продуктом присоединения воды к ацетилену является уксусный альдегид. Впервые этот синтез был осуществлен М. Г. Кучеровым в 1881 г. Реакция протекает по уравнению:
Реакция проводится пропусканием ацетилена через сернокислый раствор соли окиси ртути при температуре 70-80°C.
Применение этой реакции явилось началом промышленного синтеза органических веществ с применением ацетилена в качестве исходного продукта.
Ацетон
При пропускании смеси ацетилена и паров воды в соотношении примерно 1:10 при температуре 430-450°C над цинк-ванадиевым катализатором происходит образование ацетона по уравнению:
Указанный процесс нашел применение в промышленных масштабах.
Хлористый винил
При взаимодействии ацетилена с хлористым водородом при 200°C над катализатором, представляющим собой двухлористую ртуть, нанесенную на активированный уголь, образуется хлористый винил по уравнению:
Винилацетат
C уксусной кислотой также в присутствии ртутных солей ацетилен образует винилацетат:
Хлористый винил и винилацетат широко применяются при производстве пластмасс.
Винилацетилен
При пропускании ацетилена через насыщенный раствор однохлористой меди и хлористого аммония при температуре 50°C образуется винилацетилен.
Реакция протекает по уравнению:
CH ? CH + CH ? CH ? CH ? C-CH ? CH2
В результате присоединения хлороводорода к винилацетилену образуется хлоропрен, который способен к быстрой и самопроизвольной полимеризации с образованием каучука высоких технических качеств.
Химия винилацетилена нашла широкое теоретическое обобщение, что позволило значительно расширить область применения этого продукта.
При взаимодействии ацетилена со спиртами в щелочном растворе образуются простые виниловые эфиры.
Так, например, реакция между ацетиленом и этиловым спиртом протекает по уравнению:
Эта реакция была открыта А. Е. Фаворским в 1887 г.
Подводя итог всему вышенаписанному, мы установили, что ацетилен получают не только из карбида кальция, но также путем сжигания метана. При этом выяснили, что ацетилен применяют не только для газовой сварки и газовой резки, но и в химической отрасли для получения пластмасс, растворителей и т. д.
Источник: weldering.com