Asetilen

Asetilen (C₂H₂) — alkin sinfinə daxil olan olan doymamış karbohidrogendir. Molekulunda bir üçqat rabitəsi olan C_nH_2n-2 formuluna malik alifatik açıq zəncirli k/h-lər sırası Alkinlər və ya asetilen sırası karbohidrogenləri deyilir. Alkinlər də üçqat rabitə ilə birləşən karbon atomları sp hibridləşmə vəziyyətindədir və 180°С bucaq əmələ gətirirlər (yəni açıq bucaqlar). Alkinlər bir-birindən –CH₂ – qrupu ilə fərqlənirlər. Doymuş k/h-də olan “an” şəkilçisi “in” şəkilçisi ilə əlavə etməklə oxunur. H – C ≡ C – H H : C   C : H H – C C – H 0,12 nm təşkil edir Asetilen molekulunda 3 σ 2 π rabitə, 2 polyar və 3 q/polyar rabitə vardır. Mr (_alken) = 14n-2, iki qonşu alkinin molyar kütləsinin cəmi 28n+10. molekulda rabitələrinin ümumu sayı 3n-1, polyar rabitələrinin ümumi sayı 2n-2, molekulda atomlarının ümumi sayı 3n-2 düsturları ilə müəyyən olunur.

Asetilen
Ümumi
Kimyəvi formulu	C2H2
Molyar kütlə	26,038 q/mol
Fiziki xassələri
Sıxlıq	1,0896 q/l
Termik xüsusiyyətlər
Ərimə nöqtəsi	? °S
Qaynama nöqtəsi	−83,8 °S
Öz-özünə yanma temperaturu	305 °C
Buxarın təzyiqi	4.478.565 Pa
Kimyəvi xassələri
Turşunun dissosasiya sabiti $pK_{a}$	25
Təsnifatı
CAS-da qeyd. nöm.	74-86-2
PubChem	6326
RTECS	AO9600000
ChEBI	27518
BMT nömrəsi	1001
ChemSpider	6086

Adlandırılma (nomenklatura): Alkinləri adlandırılması üçün: 1. Tarixi (trivial və ya təsadüfi) 2. Səmərəli 3. Sistematik üsullardan istifadə olunur. Tarixi adlandırılmada eyni sayda olan doymuş karbohidrogenlərin adının sonuna “in” şəkilçisi əlavə edilir. Yalnız asetilendə bu ad saxlanılmışdır. Səmərəli adlandırılmada: sıraya asetilinin törəməsi kimi baxılır. Üçqat rabitəli karbonlara birləşən radikallar oxunur (kiçikdən böyük radikala keçməklə). Axırda asetilenin sözü əlavə edilir.

Alınma üsulu

Asetilen 1836-cı ildə E.Devi tərəfindən kəşf olunmuş, 1862-ci ildə M. Bertlo tərəfindən hidrogen və kömürdən sintez edilmişdir. F.Vyoler tərəfindən asetilen kalsium karbidi su ilə parçalamaqla alınmışdır. Bu alınma üsulu XIX əsrdən məlumdur, və aktuallığını bu günə kimi də itirməyib. İlk mərhələdə 2500—3000 °С temperaturda kalsium karbid alınır .

${\mathsf {CaO+3C\rightarrow CaC_{2}+CO}}$

${\mathsf {CaCO_{3}\rightarrow CaO+CO_{2}}}$

Daha sonra isə kalsium karbid su ilə reaksiyaya girdikdən sonra asetilen alınır.

${\mathsf {CaC_{2}+2H_{2}O\rightarrow C_{2}H_{2}+Ca(OH)_{2}}}$

Laboratoriyada alınma üsulu

Metanı 1500°С temperaturda parçalanmaya uğruyaraq asetilen alırıq:

${\mathsf {2CH_{4}\rightarrow C_{2}H_{2}+3H_{2}}}$

Asetilenin alınma üsullarının müqayisəsi

Asetilenin karbid üsulu ilə alınmasının çatışmayan cəhətləri onun çoxmərhələli olması, yüksək elektrik enerjisinin sərfinin və kapital xərclərinin tələb olunmasıdır. Üsulun üstün tərəfləri asetilenin yüksək təmizlik dərəcəsi və xammal ehtiyatlarının (daş kömürün) bol olmasıdır.

Asetilenin piroliz üsulu ilə alınması birmərhələlidir və daha az kapital xərcləri və enerji sərfi tələb edir (elektrokrekinqdən başqa), lakin onun son məhsulları tərkibində qatılığı az olduğundan, mürəkkəb ayrıcı sistemlər tələb olunur.

Asetilenin ayrılma üsulları

Asetilenin miqdarı piroliz qazlarının tərkibində, adətən oksidləşdirici və homogen pirolizi üçün 7-9% (həcm), elektrokrekinq və regenerativ prosesləri üçün isə 11-14% təşkil edir. Piroliz qazlarının tərkibi mürəkkəbdir, onların əsas komponentləri hidrogen (45-55%) və metan (5-25%), oksidləşdirici və homogen pirolizi üçün isə həm də CO (26-27%) və CO₂-dir (3-4%). Asetilenin törəmələrinin və homoloqların miqdarı isə 0,2-0,3%-dən oksidləşdirici piroliz prosesi üçün 1,0-1,5%-dək dəyişir.

Yüksək qatılıqlı asetilen almaq üçün onun piroliz qazlarının tərkibindən absorbsiya üsulu ilə yüksək selektivliyə malik həlledicilər vasitəsilə ayırırlar. Absorbsiya üsulu asetilenin digər komponentlərlə müqaisədə müxtəlif maye absorbentlərdə daha yaxşı həll olunmasına əsaslanır. Bu məqsədlə istifadə olunan həlledicilərdən birincisi sudur və onun nisbətən pis həllolma qabiliyyətinə baxmayaraq, hələ də əsas istifadə olunan həlledicidir.

Sudan başqa asetilenin həll edilməsi üçün N-metil-pirrolidon, dimetilformamid, metanol, aseton, ammonyak istifadə olunur.

Asetilenin bu maddələrdə həll olması yüksəkdir və temperatur azaldıqca artır. Proses normal və mənfi temperaturlarda aparıla bilər. Mənfi temperaturların aşağı həddi istifadə olunan həlledicinin ərimə temperaturu ilə məhdudlaşır. Normal temperaturlarda aparılan absorbsiya prosesləri üçün az uçuculuğa malik absorbentlər dimetilformamid və N-metil-pirrolidon, mənfi temperaturlarda isə yüksək uçuculuğa malik ammonyak, metanol, asetondan istifadə olunur. Ayrılan asetilenin təmizlik dərəcəsi 99% təşkil edir.

Fiziki xassələri

Alkinlərin ilk 3 nümayəndəsi C₂H₂, C₃H₄, C₄H₆ – qaz halında. Sonrakı nümayəndələri maye,ən çox karbonlu nümayəndələri isə bərk haldadır. Molyar kütlə artdıqca qaynama temperaturu və sıxlığı artır. Asetilen havadan yüngül, suda az həll olan, rəngsiz qaz olub, təmiz halda zəif efir iyinə malikdir. O, -83.8⁰ C-də qaynayır, 0.17mPa təzyiqdə - 80.8⁰C-də əriyir. Sıxlığı 1.09 kq / m³ təşkil edir.

Texniki kalsium-karbiddən alınan asetilenin iyli olması qarışıqda hidrogen sulfid H₂S və fosfin PH₃ qazlarının olması ilə əlaqədardır (bu səbəbdən texniki asetilen zəhərlidir).

Kimyəvi xassələri

500^oC-ə qədər qızdırdıqda cə 2^.10⁵ Pa təzyiqə qədər sıxdıqda asetilen hətta oksigen iştirakı olmadan partlayışla parçalanır. Parçalanma qığılcım və sürtünmə ilə inisiatorlaşır. Asetilen ilə asetilenid birləşmələri əmələ gətirə bilən metallarla kontakt (təmasda olmaq) belə təhlükəni yaradır. bu xüsusiyyət asetilen istifadə olunan aparatlar üçün materiallar seçərkən nəzərə alınmalıdır. Asetilendə ikinci π –rabitəsinin enerjisi (837kC- 607 kC/Mol=230 kC/Mol) birinci π-rabitəsinin enerjisindən (607 kC/Mol-350 kC/Mol= 257 kC/Mol) 27 kC/Mol azdır. Digər tərəfdən asetilendə karbon atomlarının elektromənfiliyi və C-H rabitələrinin enerjisi etilendəkindən yüksək olub uyğun olaraq 3,1; 502 kC/Mol ve 2,8; 435 kC/Mol təşkil edir. Odur ki, etilendən asetilenə keçdikdə yeni xassələr meydana çıxır. Məsələn, asetilendə C-H rabitəsi enerjisinin çox olmasına baxmayaraq etilenə nisbətən asetilen daha-güclü turşudur ve müvafiq şəraitdə asetilendə hidrogen atomları metalla əvəzlənir. Bu sp hibridləşmədə nüvəyə daha yaxın selektron orbitalları payının artması nəticəsində karbonun elektromənfiliyinin artması ilə izah olunur. Başqa sözlə proton ayrıldıqdan sonra onunla əlaqəli atomun elektron cütünü özündə saxlamaq qabiliyyəti artdıqca turşuluq da artır. Bu eyni dövr atomlarının hidrogenli birləşmələrinin turşuluğunun aşağıdakı sıra üzrə dəyişməsi ilə bir daha təsdiq olunur:

• CH₄< NH₃< H₂O< HF

Alkinlərdə ikinci π-rabitəsinin zəif olmasına baxmayaraq elektrofil birləşmə reaksiyalarında Alkinlər alkenlərə nisbətən az, nukleofil birləşmə reaksiyalarında isə əksinə çox aktivdir. Hidrogenləşdirici katalizatorların (Ni; Pt, Pd) iştirakında isə Alkinlər uyğun alkana qədər hidrogenləşır:

asetilenin reaksiyaları

Bundan əlavə olaraq asetilen hidratlaşma reaksiyalarına daxil olur ki, reaksiyadan aldehidlər alınır. Bu Kuçerov reaksiyası adlanır:

${\mathsf {C_{2}H_{2}+H_{2}O\rightarrow C_{2}H_{4}O}}$(ReaksiyaDA katalizator isə Hg⁺ ionudur)

Spektral analiz

Üçqat rabitəsi zəncirin sonunda yerləşən Alkenlər (RC≡CH) İQ spektrdə 3300sm^-1 -də C-H əlaqəsinin, 2100 sm^-1 -də isə С ≡ С əlaqəsinin valent rəqslərinə uyğun dəqiq və intensiv udulma zolaqları ilə xarakterizə olunur. İkiəvəzli Alkenlər 3300 sm^-1 -də zolaq vermir, əvəzləyicilər eyni olduqda 2100 sm^-1 sahədə də zolaq olmaya bilər. PMR spektrdə С = C - H fraqmentin protonu δ 2-3 m.h.-də udulma verir.

Tətbiq sahəsi

Alkenlərin ən çox istifadə olunan asetilendir. Belə ki, onun özündən və birləşmələrindən aqrar sahədə müxtəlif məqsədlərlə istifadə edirlər. Asetilendən doymamışlıq alkenlərə nisbətən daha çox olduğu üçün aqra sahədə ondan meyvələrin tez yetişdirilməsində istifadə edilir. Bu onunla izah olunur ki, asetilen etilenə nisbətən fermentativ prosesləri daha da çox aktivləşdirir. Alkenlərin polimerlərindən aqrar sahədə istixanalarda məhsulların qatılaşdırılmasınd,a bir çox sahələrdə metalların əvəz edilməsində istifadə olunur. Alkenlərdən aldehidlərin, spirtlərin, turşuların və s. birləşmələrin alınmasında geniş istifadə olunur.

Ədəbiyyat

1. Грандберг И.И. Органическая химия. Москва, «Высшая школа»,1980.
2. Баркан Я.Г. Органическая химия. Москва, «Высшая школа», 1980.
3. Шаваров Ю.С. Органическая химия. Москва, Издательствo химия, 2002.
4. Петров А.А., Трафимов А.Т. Органическая химия. Санкт-Петербург, 2002.
5. Qarayev Ş.F., İmaşev İ.B., Talıbov G.M.Üzvi kimya, Bakı, 2003.
6. Məhərrəmov A.M., Məhərrəmov M.M. Üzvi kimya, BDU, Bakı, 2007.
7. Abbasov V.M., Nağıyev T.M., İbrahimov H.C., Məmmədova T.A., Abbasov M.M., Ağamaliyev Z.Z., Əmirov F.Ə. Qaz kimyası, Bakı, 2015.

Mənbə

• http://unec.edu.az