Tính chất hóa học của alkyne | Tính chất vật lí, nhận biết, điều chế, ứng dụng

Bài viết về tính chất hóa học của alkane gồm đầy đủ thông tin về tính chất một số alkane thường gặp, đồng đẳng, đồng phân, danh pháp, cách điều chế, ứng dụng, .... Mời các bạn đón xem:

Tính chất hóa học của alkyne

Tính chất một số alkyne thường gặp

• Tính chất của acetylene C₂H₂
• Tính chất của Propin C₃H₄
• Tính chất của Butin C₄H₆
• Tính chất của Pentin C₅H₈

I. Định nghĩa, đồng đẳng, đồng phân, danh pháp

- Định nghĩa: alkyne là những hydrocarbon mạch hở có một liên kết ba trong phân tử.alkyne đơn giản nhất, C₂H₂ ( ), có tên thông thường là acetylene.

- Dãy đồng đẳng của acetylene có công thức chung là C₂H_2n-2 (n ≥ 2, với một liên kết ba)

- alkyne từ C₄ trở đi có đồng phân vị trí nhóm chức, từ C₅ trở đi có thêm mạch cacbon.

- Theo IUPAC, quy tắc gọi tên alkyne tương tự như gọi tên alkene, nhưng dùng đuôi in để chỉ liên kết ba.

II. Tính chất vật lí

- Ở điều kiện thường, alkyne từ C₂ đến C₄ là chất khí, từ C₅ đến C₁₆ là chất lỏng, từ C₁₇ trở đi là chất rắn.

- Hầu hết các alkyne đều ít tan trong nước, tan được trong một số dung môi hữu cơ. Ví dụ acetylene tan khá nhiều trong aketone.

III. Cấu trúc phân tử

- Trong phân tử alkyne, hai nguyên tử C liên kết ba ở trạng thái lai hóa sp (lai hóa đường thẳng). Liên kết ba gồm một liên kết xích ma và 2 liên kết pi. Hai nguyên tử C mang liên kết ba và hai nguyên tử liên kết trực tiếp với chúng nằm trên một đường thẳng.

IV. Tính chất hóa học

1. Phản ứng cộng

Cộng brom

- Giống như alkene, alkyne làm mất màu nước brom, phản ứng xảy ra qua hai giai đoạn. Muốn dừng lại ở giai đoạn thứ nhất thì cần phải thực hiện phản ứng ở giai đoạn thấp. Thí dụ:

   

Cộng hiđro

- Khi có xúc tác Ni, Pt, Pd ở nhiệt độ thích hợp , alkyne cộng với H₂ tạo thành alkane:

- Muốn dừng lại ở giai đoạn tạo ra alkene thì phải dùng xúc tác là hỗn hợp Pd với PbCO₃:

   

Cộng hiđro clorua

   

Cộng nước (hiđrat hóa)

- Khi có mặt chất xúc tác HgSO₄ trong môi trường axit, H₂O cộng vào liên kết ba tạo ra hợp chất trung gian không bền và chuyển hóa dần thành anđehit hoặc ketone. Thí dụ:

   

- Phản ứng cộng HX, H₂O vào các alkyne trong dãy đồng đẳng cảu acetylene cũng tuân theo quy tắc Mac-côp-nhi-côp như alkene.

2. Phản ứng đime hóa và trime hóa

- Hai phân tử acetylene có thể cộng hợp với nhau tạo thành vinylacetylene

   

- Ba phân tử acetylene cộng hợp với nhau thành benzene:

   

3. Phản ứng thế bằng ion kim loại

- Nguyên tử H đính vào cacbon mang liên kết ba linh động hơn rất nhiều so với H đính vào cacbon mang liên kết đôi và liên kết đơn, do đó nó có thể thay thế bằng nguyên tử kim loại.

- Thí dụ: Khi cho acetylene sục vào dung dịch AgNO₃ trong amonia thì xuất hiện kết tủa vàng nhạt sau chuyển sang màu xám.

   

- Phản ứng này không những dùng để nhận ra acetylene mà cả các alkyne có nhóm (các alkyne mà liên kết ba ở đầu mạch):

   

4. Phản ứng oxi hóa

- Các alkyne cháy trong không khí tạo ra CO₂, H₂O và tỏa nhiều nhiệt:

   

- Giống như alkene, alkyne làm mất màu dung dịch KMnO₄. Khi đó nó bị oxi hóa bởi liên kết ba tạo thành hỗn hợp các sản phẩm phức tạp, còn KMnO₄bị khử thành MnO₂ (kết tủa màu nâu đen).

V. Điều chế

- Phương pháp chính điều chế acetylene trog công nghiệp hiện nay là nhiệt phân methane ở 1500 độ C, phản ứng thu nhiệt mạnh:

   

- Nhiệt độ sôi của acetylene là -75 độ C nên dễ được tách ra khỏi hỗn hợp với hiđro.

- Ở những nơi dầu khí chưa phát triển, người ta điều chế acetylene theo sơ đồ sau:

   

- Canxi cacbua sản xuất trong công nghiệp (từ vôi sống và than đá) là chất rắn màu đen xám, trước kia được dùng tạo ra C₂H₂để thắp sáng vì vậy nó được gọi là “đất đèn”. Ngày nay, để điều chế một lượng nhỏ acetylene trong phòng thí nghiệm hoặc trong hàn xì, người ta vẫn thường dùng đất đèn. acetylene điều chế từ đất đèn thường có tạp chất (H₂S, NH₃, PH₃,... ) có mùi khó chịu được gọi là mùi đất đèn.

VI. Ứng dụng

- Khi acetylene cháy trong oxi, nhiệt độ ngọn lửa có thể lên tới 3000 độ C . Vì vậy, acetylene được dùng làm nhiên liệu trong đèn xì oxi – acetylene để hàn cắt kim loại.

- Trong công nghiệp, acetylene là nguyên liệu để sản xuất poly (vinyl chloride) (dùng để sản xuất nhựa PVC), cao su, acetic acid và nhiều hóa chất khác như vinyl chloride, vinyl acetate, vinylacetylene, aldehyde acetic,...

- Lưu ý, khi sử dụng acetylene phải rất cẩn trọng vì khi nồng độ acetylene trong không khí từ 2,5% trở nên có thể gây cháy nổ.

Xem thêm tính chất hóa học của các chất khác:

• Tính chất của Kim loại
• Tính chất của Kim loại kiềm
• Tính chất của Kim loại kiềm thổ
• Tính chất của Phi kim
• Tính chất của alkene
• Tính chất của alkyne

---