khimie.ru

Ацетилен С₂Н₂ − бесцветный газ, обычно неприятно пахнущий из-за содержащихся в нем примесей; ядовит, зажженный (температура воспламенения 428 °С) горит сильно светящимся пламенен. Свет становится ослепительно белым, если использовать горелку, которая дает плоское пламя, в котором вследствие обильного притока воздуха происходит полное сгорание частиц углерода, образующихся в пламени в результате процессов разложения.  В других условиях  происходит сильное выделение сажи.

Ацетилен − сильно эндотермическое соединение. При детонирующем действии гремучей ртути он взрывает. Разложение можно вызвать и электрической искрой; оно протекает в соответствии с уравнением:

С₂Н₂ → 2С_сажа + Н₂ +54 ккал.

Ацетилен, находящийся под давлением, особенно сжиженный, иногда взрьвает под влиянием ничтожных причин. Но он безопасен, если находится под давлением в несколько атмосфер в смеси с другими газами или в растворе ацетона. Одна часть ацетона растворяет при 15 °С и давлении 1 атм. 25 об. ч.. а при давлении 12 атм. → 300 об. ч. ацетилена. Растворимость ацетилена в воде также весьма значительна (1:1 при комнатной температуре), еще больше растворимость в спирте.

Растворимость ацетилена в ацетоне используют для его транспортировки. Его выпускают в продажу в стальных баллонах, содержащих под давлением 15 атм. кизельгур, пропитанный раствором ацетилена в ацетоне.

Ацетилен обладает способностью реагировать с солями некоторых тяжелых металлов с образованием труднорастворимых соединений; например, из спиртового раствора АgNO₃ выпадает болый Аg₂С₂, из аммиачного раствора СuС1 − красно-коричневый Сu₂C₂. Эти соединения называют ацетилидами. Их можно рассматривать как соли ацетилена; хотя ацетилен и не обладает в заметной мере кислотным характером, и названных ацетилидах атомы водорода ацетилена замещены металлом. Ацетилиды тяжелых металлов в сухом состоянии крайне взрывчаты. Они детонируют уже при легком потирании. Не взрывчаты ацетилиды сильно электроположительных металлов. Однако их можно получать лишь сухим путем, так как вода их тотчас гидролизует. Способность ацетилидов тяжелых металлов выпадать в осадок из водных растворов обусловлена их чрезвычайно малой растворимостью. Аналогичным образом получается и ацетилид ртути (II) HgС₂.

Ацетилиды щелочных металлов можно получить при действии ацетилена на свободные металлы. При этом сначала образуются первичние или кислые ацетилиды, которые при нагревании, отщепляя ацетилен, превращаются в нормальпые или нейтральные ацетилиды, папример:

К + С₂Н₂ = КНС₂ + 1/2Н₂;    2КНС₂ = К₂С₂ + С₂Н₂.

Ацетилид кальция, обычно называемый карбидом кальция, получаемый при нагревании оксида кальция и угля в электрической печи, имеет важное значение для получения ацетилена. Обычный метод получения ацетилена основан на способности карбида кальция легко разлагаться под действием воды с образованием ацетилена, т. е. на процессе, подобном гидролизу солей других слабых кислот:

СаС₂ + 2НОН = С₂Н₂ + Са(ОН)₂ + 32 ккал.

Аналогично реагируют с водой и ацетилиды других щелочноземельных металлов. Разложение водой ацетилидов щелочных металлов, между тем, протекает со взрывом такой силы, что освоболтающийся ацетилен тотчас разлагается с выделением угля. Нормальный гидролиз можно все-таки провести, если медленно пропускать над ацетилидом водяной пар:

К₂С₂ + 2НОН = 2КОН + С₂Н₂.

Для получения ацетилена в небольших количествах к карбиду кальция добавляют по каплям воду. Скорость выделения газа при этом регулируется скоростью прикапывания воды. На больших предприятиях используются щелевые аппараты, в которых карбид порциями вносится в большое количество воды. Благодаря этому предотвращается опасное нагревание газообразного ацетилена, а также его излишнее последующее выделение. Иногда разложение осуществляется под действием мелких брызг воды, которые, испаряясь, поглощают тепло реакции. При этом выпадает Са(ОН)₂ в виде сухого порошка, который формуют прессом, обжигают и вновь направляют в карбидные печи. Сырой ацетилен загрязнен аммиаком, сероводородом и фосфористым водородом. Последний при известных обстоятельствах может способствовать самовоспламенению газа. Загрязнения удаляют промыванием газовой смеси раствором хлорида кальция, который поглощает аммиак, и последующей обработкой смесью оксида кальция и хлорной извести. Эта смесь окисляет сероводород и фосфористый водород до соответствующих кислородсодержащих кислот, которые затем связываются оксидом кальция.

В последнее время ацетилен получают в промышленности во все увеличивающемся масштабе термическим расщеплением насыщенных углеводородов, например СН₄. Углеводород, который следует расщепить, нагревают, например, в вольтовой дуге до температуры выше 5000 °С, а затем быстро охлаждают, подобно тому как в методе «сжигания воздуха».

В настоящее время большое количество ацетилена используют для синтеза органических соединений. Далее, его применяют при автогенной сварке, а также для целей освещения. Следует обратить внимание на уже упоминавшуюся чрезвычайно высокую взрывчатость смеси ацетилена с воздухом. Как следует из уравнения:

2С₂Н₂ + 5О₂ = 4СО₂ + 2Н₂О,

наиболее опасна смесь 1 об. ч. ацетилена с 2,5 об. ч. кислорода или 12,5 об. ч. воздуха.

Если пропусвать ацетилен через умеренно нагретую 15%-ную серную кислоту, содержащую сульфат ртути (II), то в соответствии с уравпенисм С₂П₂ + Н₂O = С₂Н₄О образуется ацетальдегид. Он и получающаяся при его окислении уксусная кислота представляют собой исходные вещества для многочисленных, в высший степени важных и производимых в большом количестве продуктов промышленности органического синтеза, среди которых наряду с красителями и лекарственными препаратами все большее значение приобретают лаки, пленки, волокнистые вещества, пластические массы и искусственные материалы. Каталитическим гидрированием ацетальдегида получают этиловый спирт. В настоящее время значительную часть последнего получают этил методом из карбида кальция (карбидный спирт). При взаимодействии С₂Н₂ с кислотами, спиртами, фенолами и аминами удастся получить виниловые соединения, т. е. производные радикала СН₂=СН−, которые также представляют собой исходные вещества для получения важных продуктов, например, разнообразнейших ценных искусственных материалов, которые в настоящее время находят обширное применение для получения водоотталкивающих тканей, для защиты от химически агрессивных сред, в качестве изоляции электроаппаратов, оболочки для кабелей и проводов, заменителей металла и дерева, в качестве лака, негорючих красок, прессмасес для изготовления пуговиц, коробок, чашек и т. д.