Acetylen

Gleichung: $\ rho = 2.4091 / 0.27223 ^ {{(1+ (1-T / 308.32) ^ {{0.28477}})}}$
Dichte der Flüssigkeit in kmol · m -3 und die Temperatur in Kelvin, 192,40-308,32 K.
Berechnete Werte:
0,37705 g · cm -3 bei 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

Selbstentzündungstemperatur

305 ° C.

Flammpunkt

Brennbares Gas

Explosionsgrenzen in der Luft

2,3 - 100 % vol

Sättigender Dampfdruck

bei 20 ° C : 4.460 kPa

Gleichung: $P _ {{vs}} = exp (172,06 + {\ frac {-5318,5} {T}} + (- 27,223) \ mal ln (T) + (5,4619E-2) \ mal T ^ {{1}} )$
Druck in Pascal und Temperatur in Kelvin von 192,4 bis 308,32 K.
Berechnete Werte:
4 879 937,91 Pa bei 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

Kritischer Punkt

35,2 ° C
61,38 bar
0,1122 l / mol

Dreifacher Punkt

–80,8 ° C bei 1,2825 bar

Thermochemie

S 0 Gas, 1 bar

200,93 J mol –1 K –1 ( 1 bar )

Δ f H 0 Gas

226,73 kJ · mol -1

C p

44,04 J mol –1 K –1 bei 25 ° C.

Gleichung: $C _ {{P}} = (200110) + (- 1198,8) \ mal T + (3,0027) \ mal T ^ {{2}}$
Wärmekapazität der Flüssigkeit in J kmol -1 K -1 und Temperatur in Kelvin von 192,4 bis 250 K.
Berechnete Werte:

T (K)	T (° C)	C p $(\ tfrac {J} {kmol \ times K})$	C p $(\ tfrac {J} {kg \ mal K})$
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 $(\ tfrac {J} {kmol \ times K})$	C p $(\ tfrac {J} {kg \ mal K})$
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

Gleichung: $C _ {{P}} = (19.360) + (1.1519E-1) \ mal T + (- 1.2374E-4) \ mal T ^ {{2}} + (7.2370E-8) \ mal T ^ { {3}} + (- 1.6590E-11) \ times T ^ {{4}}$
Wärmekapazität des Gases in J • mol -1 • K -1 und Temperatur in Kelvin von 200 bis 1.500 K.
Berechnete Werte:
44,491 J · mol -1 · K -1 bei 25 ° C.

T (K)	T (° C)	C p $(\ tfrac {J} {kmol \ times K})$	C p $(\ tfrac {J} {kg \ mal K})$
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 $(\ tfrac {J} {kmol \ times K})$	C p $(\ tfrac {J} {kg \ mal K})$
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	1.052,85	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
1.500	1 226,85	73.992	2,842

Stck

1 301,1 kJ · mol -1 ( 25 ° C , Gas)

Elektronische Eigenschaften

1 re lonisierungsenergie

11.400 ± 0,002 eV (Gas)

Kristallographie

Kristallklasse oder Raumgruppe

Pa 3

Netzparameter

a = 6,140 Å

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

Volumen

231,48 Å 3

Vorsichtsmaßnahmen

SGH

Achtung H220, EUH006, H220 : Extrem brennbares Gas
EUH006 : Explosionsgefahr bei Kontakt oder ohne Kontakt mit Luft

WHMIS

A, B1, F, A :
Kritische Temperatur des Druckgases = 36,3 ° C
B1 :
Untere Entflammbarkeitsgrenze für brennbares Gas = 2,5%
F : Gefährlich reaktives Material, das
einer heftigen Zersetzungsreaktion ausgesetzt ist.

Angabe bei 1,0% gemäß Klassifizierungskriterien
Anmerkungen: Bitte beachten Sie auch die WHMIS-Klassifizierung von gelöstem Acetylen .

NFPA 704

4 0 3

Transport

239

1001

Kemler-Code:
239 : brennbares Gas, das spontan eine heftige Reaktion hervorrufen kann.
UN-Nummer :
1001 : Gelöstes Acetylen
Klasse:
2.1
Klassifizierungscode:
4F : Unter Druck gelöstes Gas, brennbar; Kennzeichnung
: 2.1 : Entzündbare Gase (entspricht den mit einem Großbuchstaben F bezeichneten Gruppen);

- -

3374

Kemler-Code:
-
UN-Nummer :
3374 : ACETYLEN OHNE LÖSUNGSMITTEL
Klasse:
2.1
Klassifizierungscode:
2F : Flüssiggas, brennbar; Kennzeichnung
: 2.1 : Entzündbare Gase (entspricht den mit einem Großbuchstaben F bezeichneten Gruppen);

Ökotoxikologie

LogP

0,37

Geruchsschwelle

niedrig: 226 ppm
hoch: 2.584 ppm

Einheiten von SI und STP, sofern nicht anders angegeben.

Das Acetylen ( von der Nomenklatur IUPAC Ethin genannt ) ist eine chemische Verbindung der Kohlenwasserstoffklasse von Alkinen der Summenformel C 2 H 2 . Es wurde von entdeckt Edmund Davy in England in 1836 . Es ist der einfachste Alkin, bestehend aus zwei Kohlenstoffatomen und zwei Wasserstoff . Die beiden Kohlenstoffatome sind durch eine Dreifachbindung verbunden, die den größten Teil ihrer chemischen Energie enthält.

Beschreibung

Seine Struktur ist linear:

Berthelot , in 1862 war, wobei die erste Acetylen zu synthetisieren, in einer Vorrichtung „Berthelot Ei“ genannt wird , durch einen Lichtbogen zwischen zwei Herstellung Elektroden von Graphit in einer Atmosphäre gebadet Wasserstoff : 2 C + H 2 → C 2 H 2

Acetylen ist ein farbloses Gas , das in reinem Zustand praktisch geruchlos ist (es wird jedoch im Allgemeinen ein charakteristischer Knoblauchgeruch zugeschrieben, der von Verunreinigungen herrührt, insbesondere von Phosphin, wenn es aus Calciumcarbid hergestellt wird ).

Acetylen ist bei normaler Temperatur und normalem Druck extrem entflammbar . Es ist endoenergetisch in Bezug auf Kohlenstoff und Wasserstoff und kann sich spontan, explosionsartig zersetzen, wenn der Druck größer als 100 kPa ist , und bis zu einigen bar, wo diese spontane Zersetzung unvermeidlich auftritt . Aus diesem Grund wird es gelöst in Aceton oder Dimethylformamid (DMF) gelagert , das selbst in einem porösen Stabilisierungsmaterial enthalten ist.

benutzen

Anwendungen von Acetylen:

Der hohe Kohlenstoffgehalt ergibt eine sehr leuchtende Flamme, die beispielsweise in Acetylenlampen (Calabomb) für Bergleute oder Höhlenforscher verwendet wird.
Die hohe Verbrennungswärme von Acetylen erreicht hohe Temperaturen ( 3200 ° C in reinem Sauerstoff) und ist daher ein idealer Kandidat als Brennstoff zum Schweißen. Eine der Besonderheiten der Verbrennung von Acetylen ist die zweistufige Verbrennung: Acetylen reagiert zuerst mit Sauerstoff unter Bildung von Kohlenmonoxid und Wasserstoff , dann reagieren diese Produkte in einer zweiten Stufe unter Bildung von Kohlendioxid und Wasser. Kohlenmonoxid und Wasserstoff sind reduzierende Gase, was sie zu beliebten Reagenzien beim Stahlschweißen macht, um Eisenoxide zu reduzieren, die aus der Reaktion zwischen Eisen und Sauerstoff bei hoher Temperatur resultieren, wodurch eine bessere Homogenisierung der Schweißnaht und damit eine bessere Qualität der Schweißnaht ermöglicht wird. Schweißen mit Acetylen ermöglicht die Montage von verschiedenen Metallen ( Stahl , Edelstahl, Kupfer - Legierungen ), aber auch unter bestimmten Bedingungen aus Aluminium mit legiertem Silicium .
Acetylen wird auch als Kraftstoff in Analysegeräten verwendet. In der Atomabsorptionsspektrometrie (AAS), die mit verschiedenen Oxidationsmitteln (Luft, reiner Sauerstoff, Lachgas) assoziiert ist, ermöglicht sie die Ionisierung typischer Erdalkalielemente und die Bestimmung ihrer Konzentration dank des Beer-Lambert-Gesetzes .
Acetylen wird auch in Autogenschneidbrennern verwendet. Propan wird jedoch bevorzugt, da es weniger teuer ist. Bei sehr dicken Schnitten ist Acetylen jedoch unerlässlich, um den Stahl ausreichend zu erwärmen und das Flammenschneiden über eine geringe Breite einzuleiten.
Die Reaktion von Acetylen mit Salzsäure ist eine Möglichkeit zur Herstellung von Vinylchlorid ( Polyvinylchloridmonomer ).

Physikochemischen Eigenschaften

Die chemischen Eigenschaften von Acetylen werden größtenteils durch das Vorhandensein einer Dreifachbindung in seinem Molekül erklärt, die aus der Überlagerung einer Einfach- s- Bindung (resultierend aus der Fusion zweier sp- Orbitale ) und zwei p- Bindungen infolge der Fusion zweier 2p- Orbitale resultiert . Diese 0,124 nm lange Bindung, die durch eine Energie von 811 kJ gekennzeichnet ist , ist weniger stabil als Einfachbindungen (614 kJ ) und Doppelbindungen (347,3 kJ ) und daher reaktiver.

Die Reaktionen von Acetylen

Acetylen und Monoalkylacetylene sind die einzigen Kohlenwasserstoffe, die Wasserstoff mit saurem Charakter aufweisen und gegen ein Metall ausgetauscht werden können. ${\ mbox {HC}} \! \ equiv \! {\ mbox {CH}} + {\ mbox {Na}} \ quad {\ xrightarrow {N \! H_ {3}}} \ quad {\ mbox {HC }} \! \ equiv \! {\ mbox {CNa}} + {\ frac {1} {2}} {\ mbox {H}} _ {2}$
Einige Acetylenide wie zünden beim Aufprall. ${\ mbox {Ag}} ^ {+} {} ^ {-} {\ mbox {C}} \! \ equiv \! {\ mbox {C}} ^ {-} {\ mbox {Ag}} ^ { +}$
Acetylen reagiert mit Blausäure unter Bildung von Acrylnitril , einem Monomer aus Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS) und Styrol-Acrylnitril (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 ergibt Benzol durch Polymerisation unter Einwirkung von Wärme.
Durch die Dimerisierung in Gegenwart von Katalysatoren werden Vinylacetylen erhalten , zu dem Chlorwasserstoff wird zugegeben Chloropren, eine zu erhalten , Polychloropren oder Neopren Monomer .

Produktion und Synthese

Acetylen existiert nicht auf natürliche Weise (andere Alkine kommen gelegentlich in Kohlenwasserstoffen vor). Die wichtigsten industriellen Verfahren zur Herstellung von Acetylen sind:

Carbochemische Methode

Als Rohstoffe werden Kalkstein und Koks oder Holzkohle verwendet . In einem Hochtemperaturofen ( mindestens 1700 ° C ), der durch elektrischen Strom erhitzt wird, der durch das geschmolzene Reaktionsmedium fließt , wird Calciumcarbid gemäß den folgenden Reaktionen hergestellt: CaCO 3 → CaO + CO 2, CaO + 3 C + 108.300 Kalorien → CaC 2 + CO.

Beim Benutzer reagiert das Carbid mit Wasser unter Bildung von Acetylen, wobei 1 kg Carbid mit 562,5 g Wasser kombiniert werden, um 350 l Acetylen freizusetzen: CaC 2 + 2 H 2 O → C 2 H 2 + Ca (OH) 2 + 31.000 Kalorien.

Teilverbrennung von Methan

Bei teilweiser Verbrennung von Methan entsteht auch Acetylen: 3 CH 4 + 3 O 2 → C 2 H 2 + CO + 5 H 2 O..

Dehydrierung von Alkanen

Die schwersten Alkane in Erdöl und Erdgas werden in leichtere Moleküle gespalten, die bei hohen Temperaturen dehydriert werden: C 2 H 6 → C 2 H 2 + 2 H 2.

Anmerkungen und Referenzen

ACETYLEN , Sicherheitsblatt (e) des Internationalen Programms zur Sicherheit chemischer Substanzen , konsultiert am 9. Mai 2009
berechnete Molekülmasse von „ Atomgewichte der Elemente 2007 “ auf www.chem.qmul.ac.uk .
(en) David R. Lide , CRC-Handbuch für Chemie und Physik, 89. Ausgabe , Boca Raton, CRC Press / Taylor und Francis,2009, "Physikalische Konstanten organischer Verbindungen"
Eintrag "Acetylen" in der Chemiedatenbank GESTIS der IFA (deutsch, für Arbeitssicherheit und Gesundheitsschutz zuständig) ( deutsch , englisch ), abgerufen am 14. April 2009 (JavaScript erforderlich)
(en) Robert H. Perry und Donald W. Green , Perry's Chemical Engineers 'Handbook , USA, McGraw-Hill,1997, 7 th ed. 2400 p. ( ISBN 0-07-049841-5 ) , p. 2-50
Clark, AM; Din, F., Gleichgewichte zwischen festen, flüssigen und gasförmigen Phasen bei binären Niedertemperatursystemen Acetylen-Kohlendioxid, Acetylen-Ethylen und Acetylen-Ethan, Trans. Faraday Soc., 1950, 46, 901.
Tsonopoulos, C.; Ambrose, D., Dampf-Flüssigkeits-kritische Eigenschaften von Elementen und Verbindungen. 6. Ungesättigte aliphatische Kohlenwasserstoffe, J. Chem. Eng. Data, 1996, 41, 645 & ndash; 656.
" Acetylen " unter http://www.nist.gov (abgerufen am 14. April 2009 )
(in) Carl L. Yaws, Handbuch der thermodynamischen Diagramme , Bd. 1, 2 und 3, Huston, Texas, Gulf Pub. Co.,1996( ISBN 0-88415-857-8 , 978-0-88415-858-5 und 978-0-88415-859-2 )
(in) David R. Lide , CRC-Handbuch für Chemie und Physik , Boca Raton, CRC Press,18. Juni 2002, 83 th ed. 2664 p. ( ISBN 0849304830 , Online-Präsentation ) , p. 5-89
(in) David R. Lide, Handbuch für Chemie und Physik , CRC,2008, 89 th ed. 2736 p. ( ISBN 978-1-4200-6679-1 ) , p. 10-205
" Acetylen " unter www.reciprocalnet.org (abgerufen am 12. Dezember 2009 )
Index Nummer 601-015-00-0 in Tabelle 3.1 des Anhangs VI der EG - Verordnung 1272/2008 (16. Dezember 2008)
" Acetylen " in der Datenbank der Chemikalien Reptox der CSST (Quebec Organisation, die für Sicherheit und Gesundheitsschutz am Arbeitsplatz zuständig ist), abgerufen am 24. April 2009
" Acetylen " unter hazmap.nlm.nih.gov (abgerufen am 14. November 2009 )
. Nowak Ph (1999) - "L‘ Azetylen ", " Le P'tit Usania n o 7 " , auf USAN (abgerufen 5. Januar 2021 ) ( ISSN 1292-5950 ) , USAN, Nancy, p. 1

Siehe auch

Zum Thema passende Artikel

Externe Links

Toxikologisches Blatt INRS FT 212