Acetylen

równanie: $\ rho = 2,4091 / 0,27223 ^ {{(1+ (1-T / 308,32) ^ {{0,28477}})}}$
Gęstość cieczy w kmol · m -3 i temperatura w kelwinach od 192,40 do 308,32 K.
Obliczone wartości:
0,37705 g · cm -3 przy 25 ° C.

T (K)	T (° C)	ρ (kmolm -3 )	ρ (gcm -3 )
192,40	-80,75	23,692	0.61689
200,13	−73.02	23,24205	0,60518
203,99	−69,16	23.01197	0.59919
207,86	-65,29	22,77808	0.5931
211,72	-61,43	22,54015	0,5869
215,58	-57,57	22,2979	0.58059
219,45	−53,7	22.05104	0.57417
223,31	-49,84	21,79925	0,56761
227,18	-45,97	21,54215	0.56091
231.04	−42.11	21.27933	0,55407
234,9	-38,25	21.01032	0,54707
238,77	-34,38	20,73458	0,53989
242,63	-30,52	20.4515	0,53252
246,5	−26,65	20.16036	0,52494
250,36	-22,79	19,86033	0,51712

T (K)	T (° C)	ρ (kmolm -3 )	ρ (gcm -3 )
254,22	-18,93	19,55043	0,50905
258.09	−15.06	19.22949	0,5007
261,95	−11.2	18,89609	0,49202
265,82	-7,33	18,54851	0,48297
269,68	-3,47	18.18458	0,47349
273,54	0.39	17.80156	0,46352
277,41	4.26	17.39586	0,45295
281,27	8.12	16.96266	0,44167
285,14	11,99	16,49521	0,4295
289	15.85	15,98362	0,41618
292,86	19,71	15.41229	0,40131
296,73	23,58	14,75417	0.38417
300,59	27.44	13,95425	0.36334
304,46	31,31	12,86108	0,33488
308,32	35.17	8.850	0,23044

Temperatura samozapłonu

305 ° C

Temperatura zapłonu

Palny gaz

Granice wybuchowości w powietrzu

2,3 - 100 % obj

Nasycenie prężności par

przy 20 ° C : 4460 kPa

równanie: $P _ {{vs}} = exp (172,06 + {\ frac {-5318,5} {T}} + (- 27,223) \ times ln (T) + (5,4619E-2) \ times T ^ {{1}} )$
Ciśnienie w paskalach i temperatura w Kelwinach, od 192,4 do 308,32 K.
Obliczone wartości:
4879 937,91 Pa przy 25 ° C.

T (K)	T (° C)	P (Pa)
192,4	-80,75	126,030
200,13	−73.02	191 336,46
203,99	−69,16	232 262,9
207,86	-65,29	279 432,22
211,72	-61,43	333,408,29
215,58	-57,57	394,770,66
219,45	−53,7	464 115,44
223,31	-49,84	542,056,61
227,18	-45,97	629,228,09
231.04	−42.11	726,286,24
234,9	-38,25	833 912,89
238,77	-34,38	952,818,95
242,63	-30,52	1.083.748,42
246,5	−26,65	1 227 482,89
250,36	-22,79	1 384 846,5

T (K)	T (° C)	P (Pa)
254,22	-18,93	1,556,711,31
258.09	−15.06	1 744 003,13
261,95	−11.2	1,947,707,74
265,82	-7,33	2.168.877,68
269,68	-3,47	2 408 639,34
273,54	0.39	2.668.200,76
277,41	4.26	2 948 859,78
281,27	8.12	3.252.012,92
285,14	11,99	3,579,164,81
289	15.85	3 931 938,36
292,86	19,71	4,312,085,65
296,73	23,58	4 721 499,76
300,59	27.44	5,162,227,34
304,46	31,31	5.636.482,44
308,32	35.17	6 146 700,

Punkt krytyczny

35,2 ° C
61,38 bar
0,1122 l / mol

Potrójny punkt

-80,8 ° C przy 1,2825 bara

Termochemia

Gaz S 0 , 1 bar

200,93 J mol −1 K −1 ( 1 bar )

Gaz Δ f H 0

226,73 kJ · mol -1

C p

44,04 J mol −1 K −1 w 25 ° C

równanie: $C _ {{P}} = (200110) + (- 1198,8) \ times T + (3,0027) \ times T ^ {{2}}$
Pojemność cieplna cieczy w J kmol -1 K -1 i temperatura w Kelwinach od 192,4 do 250 K.
Obliczone wartości:

T (K)	T (° C)	C p $(\ tfrac {J} {kmol \ razy K})$	C p $(\ tfrac {J} {kg \ razy K})$
192,4	-80,75	80 610,	3,096
196	-77,15	80,497	3 092,
198	-75,15	80,465	3,090
200	-73,15	80,458	3,090
202	−71,15	80,475	3 091,
203	-70,15	80,492	3 091,
205	−68,15	80 544,	3 093,
207	-66,15	80 621,	3,096
209	−64,15	80 722,	3,100
211	-62,15	80,846	3 105
213	-60,15	80,995	3 111,
215	-58,15	81,168	3 117,
217	−56,15	81,365	3 125,
219	-54,15	81,585	3 133
221	-52,15	81,830	3 143,

T (K)	T (° C)	C p $(\ tfrac {J} {kmol \ razy K})$	C p $(\ tfrac {J} {kg \ razy K})$
223	-50,15	82 099	3 153,
225	−48,15	82,392	3 164,
226	−47,15	82,547	3 170,
228	-45,15	82 876,	3 183,
230	-43,15	83 229,	3 196,
232	-41,15	83,606	3 211,
234	-39,15	84,007	3 226,
236	-37,15	84,432	3 243,
238	−35,15	84 881,	3,260
240	-33,15	85 354,	3 278,
242	−31,15	85 851,	3 297,
244	−29,15	86,372	3 317,
246	−27,15	86 917,	3,338
248	−25,15	87 486,	3 360,
250	-23,15	88,080	3 383,

równanie: $C _ {{P}} = (19,360) + (1,1519E-1) \ times T + (- 1,2374E-4) \ times T ^ {{2}} + (7,2370E-8) \ times T ^ { {3}} + (- 1,6590E-11) \ times T ^ {{4}}$
Pojemność cieplna gazu w J • mol -1 • K -1 i temperatura w Kelwinach od 200 do 1500 K.
Obliczone wartości:
44,491 J · mol -1 · K -1 przy 25 ° C.

T (K)	T (° C)	C p $(\ tfrac {J} {kmol \ razy K})$	C p $(\ tfrac {J} {kg \ razy K})$
200	-73,15	38,001	1,459
286	12,85	43 765,	1,681
330	56,85	46.301	1,778
373	99,85	48 545,	1,864
416	142,85	50,578	1,943
460	186,85	52,465	2015
503	229,85	54,141	2,079
546	272,85	55 670,	2 138
590	316,85	57 101	2 193,
633	359,85	58.386	2 242,
676	402,85	59,574	2 288,
720	446,85	60,704	2,331
763	489,85	61,736	2,371
806	532,85	62,709	2 408,
850	576,85	63 653,	2,445

T (K)	T (° C)	C p $(\ tfrac {J} {kmol \ razy K})$	C p $(\ tfrac {J} {kg \ razy K})$
893	619,85	64,535	2,479
936	662,85	65,381	2,511
980	706,85	66,218	2,543
1,023	749,85	67,011	2,574
1,066	792,85	67 783,	2 603,
1 110	836,85	68,552	2,633
1,153	879,85	69,282	2,661
1,196	922,85	69,992	2,688
1,240	966,85	70,693	2,715
1,283	1,009,85	71,350	2,740
1,326	1052,85	71,973	2,764
1370	1096,85	72,569	2,787
1,413	1 139,85	73 102	2 808,
1,456	1.182,85	73,577	2 826,
1500	1 226,85	73,992	2,842

SZT

1 301,1 kJ · mol -1 ( 25 ° C , gaz)

Właściwości elektroniczne

1 energia re jonizacji

11,400 ± 0,002 eV (gaz)

Krystalografia

Klasa kryształu lub grupa kosmiczna

Pa 3

Parametry siatki

a = 6,140 Å

b = 6,140 Å
c = 6,140 Å
α = 90,00 °
β = 90,00 °
γ = 90,00 °
Z = 1

Tom

231,48 A 3

Środki ostrożności

SGH

Niebezpieczeństwo H220, EUH006, H220 : Skrajnie łatwopalny gaz
EUH006 : Niebezpieczeństwo wybuchu w kontakcie lub bez kontaktu z powietrzem

WHMIS

A, B1, F, A :
Temperatura krytyczna gazu sprężonego = 36,3 ° C
B1 : Gaz palny
dolna granica palności = 2,5%
F : Materiał niebezpiecznie reaktywny
podlegający gwałtownej reakcji rozkładu

Ujawnienie przy 1,0% zgodnie z kryteriami klasyfikacyjnymi
Uwagi: Proszę również zapoznać się z klasyfikacją WHMIS rozpuszczonego acetylenu .

NFPA 704

4 0 3

Transport

239

1001

Kod Kemlera:
239 : gaz palny, który może spontanicznie wywołać gwałtowną reakcję
Numer UN :
1001 : ACETYLEN ROZPUSZCZONY
Klasa:
2.1
Kod klasyfikacyjny:
4F : Gaz rozpuszczony pod ciśnieniem, łatwopalny;
Etykieta: 2.1 : Gazy łatwopalne (odpowiada grupom oznaczonym dużą literą F);

3374

Kod Kemlera:
-
Numer UN :
3374 : ACETYLEN BEZ ROZPUSZCZALNIKA
Klasa:
2.1
Kod klasyfikacyjny:
2F : Gaz skroplony, łatwopalny;
Etykieta: 2.1 : Gazy łatwopalne (odpowiada grupom oznaczonym dużą literą F);

Ekotoksykologia

LogP

0.37

Próg zapachu

niska: 226 ppm
wysoka: 2584 ppm

Jednostki SI i STP, chyba że określono inaczej.

Acetylen (zwany acetylen w nomenklaturze IUPAC ) jest związkiem chemicznym węglowodór klasa alkinów o wzór empiryczny C 2 H 2. Został odkryty przez Edmunda Davy'ego w Anglii w 1836 roku . Jest to najprostszy alkin, składający się z dwóch atomów węgla i dwóch wodoru . Dwa atomy węgla są połączone potrójnym wiązaniem, które zawiera większość jego energii chemicznej.

Opis

Jego struktura jest liniowa:

Berthelot , w 1862 roku , był najpierw syntezować acetylenu w urządzeniu zwanym „Berthelot jajo”, przez wytworzenie łuku elektrycznego pomiędzy dwiema elektrodami z grafitu zanurzona w atmosferze wodoru : 2 C + H 2 → C 2 H 2

Acetylen jest bezbarwnym gazem , praktycznie bezwonnym, gdy jest czysty (ale zazwyczaj przypisuje się mu charakterystyczny zapach czosnku, który pochodzi z zanieczyszczeń, zwłaszcza fosfiny, gdy jest produkowany z węglika wapnia ).

Acetylen jest wyjątkowo łatwopalny w normalnej temperaturze i ciśnieniu . Jest endoenergetyczny w odniesieniu do węgla i wodoru i może rozkładać się samorzutnie, wybuchowo, gdy ciśnienie jest większe niż 100 kPa , i do kilku barów, gdy ten spontaniczny rozkład zachodzi nieuchronnie . Z tego powodu jest przechowywany w postaci rozpuszczonej w acetonie lub dimetyloformamidzie (DMF), zawartych w porowatym materiale stabilizującym.

posługiwać się

Zastosowania acetylenu:

Wysoka zawartość węgla daje bardzo rozświetlający płomień stosowany na przykład w lampach acetylenowych (kalabry) dla górników lub speleologów.
Wysokie ciepło spalania acetylenu osiąga wysokie temperatury ( 3200 ° C w czystym tlenie), co czyni go idealnym kandydatem jako paliwo do spawania. Jedną z osobliwości spalania acetylenu jest jego dwustopniowe spalanie: acetylen najpierw reaguje z tlenem, dając tlenek węgla i wodór , a następnie produkty te reagują w drugim etapie, tworząc dwutlenek węgla i wodę. Tlenek węgla i wodór są gazami redukującymi, co czyni je popularnymi odczynnikami w spawaniu stali do redukcji tlenków żelaza powstałych w wyniku reakcji żelaza z tlenem w wysokiej temperaturze, umożliwiając tym samym lepszą homogenizację spoiny, a tym samym lepszą jakość tego ostatniego. Spawanie acetylenem pozwala na łączenie różnych metali ( stali , stali nierdzewnej, stopów miedzi ), ale także w określonych warunkach aluminium z dodatkiem krzemu .
Acetylen jest również używany jako paliwo w urządzeniach analitycznych. Rzeczywiście, w atomowej spektrometrii absorpcyjnej (AAS), związanej z różnymi utleniaczami (powietrze, czysty tlen, podtlenek azotu), pozwala na jonizację pierwiastków typowo ziem alkalicznych i określenie ich stężenia dzięki prawu Beera-Lamberta .
Acetylen jest również używany w palnikach do cięcia tlenowego. Jednak propan jest preferowany, ponieważ jest tańszy. Ale w przypadku bardzo grubych cięć acetylen jest niezbędny, aby wystarczająco podgrzać stal i zainicjować cięcie płomieniowe na małej szerokości.
Reakcja acetylenu z kwasem solnym jest jednym ze sposobów wytwarzania chlorku winylu (monomer polichlorku winylu ).

Właściwości fizykochemiczne

Właściwości chemiczne acetylenu w dużej mierze tłumaczy się obecnością w jego cząsteczce wiązania potrójnego wynikającego z nałożenia się pojedynczego wiązania s (będącego wynikiem fuzji dwóch orbitali sp ) i dwóch wiązań p powstałych w wyniku połączenia dwóch orbitali 2p . To wiązanie o długości 0,124 nm i charakteryzujące się energią 811 kJ jest mniej stabilne niż wiązania pojedyncze (614 kJ ) i podwójne (347,3 kJ ), a przez to bardziej reaktywne.

Reakcje acetylenu

Acetylen i monoalkiloacetyleny to jedyne węglowodory, które mają wodór o charakterze kwasowym i które można wymienić na metal. ${\ mbox {HC}} \! \ equiv \! {\ mbox {CH}} + {\ mbox {Na}} \ quad {\ xrightarrow {N \! H_ {3}}} \ quad {\ mbox {HC }} \! \ equiv \! {\ mbox {CNa}} + {\ frac {1} {2}} {\ mbox {H}} _ {2}$
Niektóre, takie jak acetylenidy, wybuchają przy uderzeniu. ${\ mbox {Ag}} ^ {+} {} ^ {-} {\ mbox {C}} \! \ equiv \! {\ mbox {C}} ^ {-} {\ mbox {Ag}} ^ { +}$
Acetylen reaguje z kwasem cyjanowodorowym, tworząc akrylonitryl , monomer akrylonitrylo-butadieno-styrenu (ABS) i styren-akrylonitryl (SAN). ${\ mbox {HC}} \! \ equiv \! {\ mbox {CH}} + {\ mbox {HCN}} \ quad {\ xrightarrow {}} \ quad {\ mbox {H}} _ {2} { \ mbox {C}} \! = \! {\ begin {matrix} \\ {\ mbox {C}} \\ {\ mbox {H}} \ end {matrix}} \! - \! {\ mbox { CN}}$
Acetylen daje benzen przez polimeryzację pod działaniem ciepła.
W wyniku dimeryzacji w obecności katalizatorów uzyskuje się winyloacetylen, do którego dodaje się chlorowodór w celu uzyskania monomeru chloroprenu, polichloroprenu lub neoprenu .

Produkcja i synteza

Acetylen nie występuje naturalnie (w węglowodorach czasami występują inne alkiny). Główne przemysłowe metody produkcji acetylenu to:

Metoda karbochemiczna

Jako surowce używane są wapień i koks lub węgiel drzewny. W piecu wysokotemperaturowym ( minimum 1700 ° C ) ogrzewanym przez prąd elektryczny przepływający przez stopione medium reakcyjne , węglik wapnia jest wytwarzany zgodnie z reakcjami: CaCO 3 → CaO + CO 2, CaO + 3 C + 108,300 kalorii → CaC 2 + CO.

U użytkownika węglik reaguje z wodą tworząc acetylen, 1 kg węglika łączy się z 562,5 g wody w celu uwolnienia 350 l acetylenu: CaC 2 + 2 H 2 O → C 2 H 2 + Ca (OH) 2 + 31 000 kalorii.

Częściowe spalanie metanu

Częściowe spalanie metanu wytwarza również acetylen: 3 CH 4 + 3 O 2 → C 2 H 2 + CO + 5 H 2 O.

Odwodnienie alkanów

Najcięższe alkany w ropie naftowej i gazie ziemnym są krakowane na lżejsze cząsteczki, które są odwodorniane w wysokich temperaturach: C 2 H 6 → C 2 H 2 + 2 H 2.

Uwagi i odniesienia

ACETYLEN , arkusz (e) bezpieczeństwa międzynarodowego programu w sprawie bezpieczeństwa substancji chemicznych , konsultowany w dniu 9 maja 2009
obliczona masa cząsteczkowa od „ atomowych jednostek masy elementów 2007 ” na www.chem.qmul.ac.uk .
(en) David R. Lide , CRC Handbook of Chemistry and Physics, 89. wydanie , Boca Raton, CRC Press / Taylor and Francis,2009, „Stałe fizyczne związków organicznych”
Wpis „Acetylen” w chemicznej bazie danych GESTIS IFA (niemieckiego organu odpowiedzialnego za bezpieczeństwo i higienę pracy) ( niemiecki , angielski ), dostęp 14 kwietnia 2009 (wymagany JavaScript)
(en) Robert H. Perry i Donald W. Green , Perry's Chemical Engineers 'Handbook , USA, McGraw-Hill,1997, 7 th ed. , 2400 s. ( ISBN 0-07-049841-5 ) , str. 2-50
Clark, AM; Din, F., Równowagi między fazami stałymi, ciekłymi i gazowymi w układach dwuskładnikowych w niskiej temperaturze acetylen - dwutlenek węgla, acetylen - etylen i acetylen - etan, Trans. Faraday Soc., 1950, 46, 901.
Tsonopoulos, C.; Ambrose, D., Vapor-Liquid Critical Properties of Elements and Compounds. 6. Nienasycone węglowodory alifatyczne, J. Chem. Inż. Data, 1996, 41, 645-656.
„ Acetylene ” , pod adresem http://www.nist.gov (dostęp: 14 kwietnia 2009 r. )
(w) Carl L. Yaws, Podręcznik diagramów termodynamicznych , t. 1, 2 i 3, Huston, Texas, Gulf Pub. Współ.,1996( ISBN 0-88415-857-8 , 978-0-88415-858-5 i 978-0-88415-859-2 )
(w) David R. Lide , CRC Handbook of Chemistry and Physics , Boca Raton, CRC Press,18 czerwca 2002, 83 th ed. , 2664 s. ( ISBN 0849304830 , prezentacja online ) , str. 5-89
(w) David R. Lide, Podręcznik chemii i fizyki , CRC,2008, 89 th ed. , 2736 str. ( ISBN 978-1-4200-6679-1 ) , str. 10-205
" Acetylene " , na www.reciprocalnet.org (dostęp 12 grudnia 2009 )
Numer indeksu 601-015-00-0 w tabeli 3.1 załącznika VI rozporządzenia WE nr 1272/2008 (16 grudnia 2008)
„ acetylen ” w bazie produktów chemicznych Reptox z CSST (Quebec organizacji odpowiedzialnej za bezpieczeństwo i higienę pracy), dostęp 24 kwietnia 2009
„ Acetylene, ” na hazmap.nlm.nih.gov (dostęp 14 listopada 2009 )
Nowak Ph. (1999) - "L ' acétylène ", " Le P'tit Usania n o 7 " , w USAN (dostęp 5 stycznia 2021 ) ( ISSN 1292-5950 ) , USAN, Nancy, s. 1

Zobacz też

Powiązane artykuły

Linki zewnętrzne

Karta toksykologiczna INRS FT 212