Кислотные свойства алкинов

Алкины с концевой тройной связью в которых атом водорода связан с углеродом, находящимся в sp-гибридном состоянии, способны отщеплять протон под действием сильных оснований, т.е. проявляют слабые кислотные свойства. Алкины в отличие от алканов и алкенов, способны образовывать соли, называемые ацетиленидами:

2R−C≡C−H + NaH 2R−C≡C−Na + H₂

Ацетилениды серебра и меди(1) легко образуются и выпадают в осадок при пропускании алкина через аммиачный раствор оксида серебра или хлорида меди(1). Эти реакции используются для обнаружения алкинов с тройной связью на конце цепи:

НС≡СН + 2 [Аg( NН₃) ₂] ОН АgС≡САg↓ + 2NН₃ + Н₂О

жёлто-серый осадок

или в упрощенной форме:

NH₃

НС≡СН + Аg₂O АgС≡СAg↓ + Н₂О

R−C≡CH + [ Cu(NH₃)₂]Cl R−C≡C-Cu ↓ + NH₄Cl + NH₃

красный осадок

Ацетилениды серебра и меди легко разлагаются под действием хлороводородной кислоты с выделением исходного алкина:

R−C≡C−Cu + HCl R−C≡СH + CuCl↓

Тем самым, используя реакции образования и разложения ацетиленидов, можно выделять такие алкины из их смесей с другими углеводородами.

7. Окисление

Алкины окисляются различными окислителями, например, перманганатом калия. В кислой среде происходит расщепление тройной связи и образо

вание карбоновых кислот:

5СН₃-С≡С-СН₃ +6 KMnO₄ +9 Н₂SO₄

10СН₃СООН +6 MnSO₄ +3K₂SO₄+4H₂O

Алкины с концевой тройной связью дают карбоновую кислоту и диоксид углерода:

5CH₃−C≡CH +8 KMnO₄ + 12 H₂SO₄

5CH₃COOH +5CO₂ +12H₂О+ 4K₂SO₄+8MnSO₄

Горение

t⁰

НС≡СН + 2,5 О₂ 2СО₂ + Н₂О

5.3.Примеры решения задач

Пример 16. Разделить смесь, состоящую из пропана, пропена и пропина и выделить компоненты в чистом виде.

Решение:

Все компоненты смеси газообразные, причем два из них относятся к непредельным соединениям. Пропускание смеси через раствор брома в ССI₄ приведет к образованию продуктов присоединения брома к обоим непредельным соединениям, поэтому смесь не удастся полностью разделить. Поэтому сначала смесь нужно пропустить через аммиачный раствор оксида серебра, при этом будет образовываться ацетиленид серебра, который выпадает в осадок:

CH≡CH +2[Ag(NH₃)₂]ОН AgC≡CAg↓ + 4NH₃ + 2Н₂О

Или в упрощенном виде:

HC≡CH + Ag₂O AgC≡CAg↓ + H₂O

Остальные компоненты смеси – пропан и этен – проходят через раствор. Затем пропустим смесь через раствор брома в ССl₄ , при этом этен перейдет в 1,2 – дибромэтан, который останется в растворе:

CH₂=CH₂ + Br₂ CH₂Br−CH₂Br

В результате остается пропан – он проходит через раствор. Чтобы выделить компоненты смеси в чистом виде, обработаем осадок ацетиленида серебра избытком раствора соляной кислоты и получим чистый ацетилен:

AgC≡AgC↓ + 2HCI CH≡CH + 2AgCI↓

Для выделения этена из 1,2 – дибромэтана обработаем последний цинковой пылью при нагревании:

CH₂Br−CH₂Br + Zn CH₂=CH₂ + ZnBr₂

Пример 17.

Смесь этана, этена и этина объёмом 15,68 л (н.у.) пропустили через избыток аммиачного раствора оксида серебра, в результате образовалось

36 г. Осадка. При пропускании такого же объёма смеси через раствор брома в четырёххлористом углероде объём смеси газов уменьшился на 5,6 л. (н.у.). Определить состав исходной газовой смеси ( в % по объёму).

Решение:

При пропускании исходной смеси через аммиачный раствор оксида серебра в реакцию взаимодействия будет вступать этин с образованием осадка ацетиленида серебра:

НС ≡ СН +Аg₂О АgС≡ САg↓ +Н₂О

1) Определим количество вещества и объём этина:

n (C₂H₂) = n (Ag₂C₂) =m (Ag₂C₂)/ M (Ag₂C₂) =36/240 = 0,15 (моль );

V (C2H₂) = 0,15x 22,4 = 3,36 (л)

При пропускании исходной смеси через раствор брома объём смеси газов уменьшается на 5,6 л взаимодействия этина и этена:

С₂Н₂ + 2Вr₂ СНВr₂ – СНВr₂

С₂Н₄ +Вr₂ СН₂Вr−СН₂Вr

2) Определяем объём этена и этана:

V(С₂Н₄) = 5,6 - V(С₂Н₂) = 5,6- 3,36 =2,24 (л.),

тогда V (С₂Н₂) = 15,68 – 5,6 = 10,08 (л.).

3) Находим состав исходной смеси:

φ(C₂H₂) = V(C₂H₂)/15,68 = 3,36/15,68=0,2143

φ(C₂H₄) = V(C₂H₄)/15,68 =2,24/15,68 =0,1429

φ(C₂H₆) = V(C₂H₆)/15,68 = 10,08/15,68=0,6428

Ответ: φ(C₂H₂) =0,2143; φ(C₂H₄) = 0,1429; φ(C₂H₆) =0,6428.

5.4.Задачи и упражнения для самостоятельного решения

127. Относительная плотность некоторого газообразного алкина по водороду равна 27. Определите формулу алкина.

128. Сколько σ -связей в молекуле четвертого члена гомологического ряда алкинов?

129. Напишите структурные формулы всех алкинов состава С₆Н₁₀,имеющих в своем составе только один третичный атом углерода и назовите их.

130. Напишите структурные формулы изомерных ацетиленовых углеводородов состава С₇Н₁₂, главная цепь которых состоит из пяти атомов и назовите их.

131. Какие из перечисленных углеводородов являются изомерами и какие гомологами: гексин-3, 3-метилпентин-1, гексин-2, пентин-2,

3-метилбутин-1?

132. Изобразите структурные формулы всех алкинов , изомерных пентину-1 и назовите их.

133. Среди перечисленных ниже веществ выберите пары изомеров: 3-метилпентин; пентен-2 ; 2-метилбутадиен-1,3; 1 –метилциклопентен.

134. Среди перечисленных ниже веществ выберите:

а) изомеры и б) гомологи: 3- метилбутин -1; пентен -2; пентин-3; циклопентен; 2- метилгексин-3; гексадиен-1,3; 3-метилбутен-1.

135. Напишите структурные формулы всех ацетиленовых углеводородов, которые при каталитическом гидрировании образуют 2-метилпентан. Назовите их по систематической номенклатуре.

136. Ацетилен в промышленности получают:

а) перегонкой сырой нефти;

б) термическим крекингом метана;

в) выделением из природного газа;

г) дегидрированием этана.

Выберите правильный ответ.

137. С бромной водой взаимодействуют оба соединения:

1) этан и этилен

2) бутадиен-1,3 и бутан

3) этин и пропан

4) бутадиен-1,3 и пропен

Выберите правильный ответ и напишите уравнения реакций.

138. При взаимодействии бутина-1 с избытком бромоводорода образуется

1) 1,1,2,2 - тетрабромбутан

2) 1,2 -дибромбутан

3) 1,1 - дибромбутан

4) 2,2 - дибромбутан

Выберите правильный ответ и напишите уравнения реакций.

139. При полном гидрировании смеси трёх изомеров, один из которых

бутин-1, был получен только один алкан. Предложите структурные формулы соединений, которые могут быть получены при обработке избытком НС1 этой смеси изомеров.

140. При полном гидрировании смеси трёх изомеров, один из которых

бутин-2, был получен только один алкан. Предложите структурные формулы соединений, которые могут быть получены при обработке избытком НВr этой смеси изомеров.

141. Как химическим путем выделить бутин-2 из его смеси с бутином-1?

142.Разделите газовую смесь, состоящую из бутина-1, бутина-2, бутана и углекислого газа. Выделите компоненты смеси в чистом виде.

143. Смесь этана и одного из бутинов пропустили через аммиачный раствор оксида серебра, а затем через раствор брома. Какой бутин должен быть в смеси, если она: а) не обесцвечивает бромную воду; б) обесцвечивает бромную воду? Ответ подтвердите уравнениями реакций.

144. Получите: а) ацетилен из этилена, б) бутин-2 из бутена-2. Напишите уравнения реакций.

145. Осуществите превращения:

а)карбонат кальция оксид кальция карбид кальция этин винилацетилен бутан метилпропан.

б) ацетилен винилацетилен бутадиен-1,3

2,3-дибромбутан.

146. Получите: а) 2,3-дибромбутан из ацетилена; б) бензол из метана;

в) 1-хлорэтен из этана; г) бутен-1-ин-3 из углерода.

147. Раствор алкина в н-гексане, в котором массовая доля алкина составляла 41,00%, подвергли гидрированию в присутствии никелевого катализатора. После завершения гидрирования массовая доля образовавшегося алкина составила 42,16%. Определите формулу исходного алкина и напишите структурные формулы его изомеров.

148. Плотность смеси этана и этина равна плотности азотa .Определите объемные и массовые доли газов в смеси.

149. Рассчитайте элементный состав (в%% по массе) изомерных ацетиленовых углеводородов, плотность паров которых по кислороду равна 1,69. Напишите структурные формулы возможных изомеров и назовите их..

150. Рассчитайте массу хлороводорода, который может прореагировать с 44,8л (н.у.) смеси пропина и бутена, имеющей плотность, равную плотности одного из алканов.

151. После пропускания 100 л (н.у.) смеси этана, пропена и пропина через аммиачный раствор оксида серебра её объем стал равным 80 л (н.у.). После пропускания точно такого же объема смеси через бромную воду её объём уменьшился на 40 л (н.у.). Определите состав исходной смеси (в %% по объёму)..

152. Смесь алкана, алкена и алкина, содержащих одинаковое число атомов углерода, объемом 2,8л (н.у.), может прореагировать с 17,4г оксида серебра (в аммиачном растворе) или обесцветить 875 г бромной воды с массовой долей брома 3,2%. Определите качественный и количественный состав ( в % по объему) исходной смеси углеводородов.

153. Смесь этана, этилена и ацетилена объемом 40,6 л (н.у.) пропустили через аммиачный раствор оксида серебра, взятый в избытке. В результате образовалась 96,0 г осадка. При пропускании такого же объема смеси газов через бромную воду объем смеси газов уменьшился на 18,2 л (н.у.). Определите состав газовой смеси ( в %% по объёму).

154. Рассчитайте, во сколько раз уменьшится объем смеси этана и этина после пропускания её через аммиачный раствор оксида серебра, если известно, что 11,2 л (н.у.) исходной смеси могут легко прореагировать в темноте с 38,2 мл брома (плотность 3,14 г/мл ).

155. Определите строение углеводорода ацетиленового ряда, если при присоединении 95,88 г брома, растворенного в хлороформе, образуются 112,08 г продукта реакции. Известно также, что углеводород не реагирует с аммиачным раствором оксида серебра.

156. Смесь ацетилена, этилена и водорода с плотностью по водороду 4,4 имеет массовую долю водорода как элемента 25%. Определите состав смеси (в процентах по объему) после ее пропускания над никелевым катализатором. Выход в реакциях гидрирования считать 100%.

157. Замкнутый сосуд наполнили находящимся в газообразном состоянии алкином. При полном термическом разложении углеводорода на элементы давление в сосуде увеличилось в 5 раз (при неизменной температуре). Укажите все углеводороды, которые могли бы дать подобный результат.

158. Какой объем воздуха необходим для сжигания

11,2 л (25^оС; 97,33 кПа) смеси пропена и ацетилена с плотностью равной при этих условиях плотности одного из алканов?

159. Смесь ацетилена и углекислого газа образует при пропускании через избыток известковой воды 20,0г осадка. При обработке такой же смеси избытком хлора образуется 21,9 г хлороводорода. Вычислите объем (н.у.) исходной смеси газов.

160. Теплота сгорания этина равна 1300 кДж/моль. Какой объем этина

(н.у.) сгорел, если теплота реакции составила 780 кДж.

161. При обработке водой пропина в присутствии солей ртути и серной кислоты было получено 23,2г ацетона с выходом 0,4. Какой объем пропина (н.у.) был взят?

162. Ацетиленовый углеводород, содержащий пять углеродных атомов в главной цепи, присоединяет 40г брома. При этом образуется 52 г продукта реакции. Определите строение углеводорода, если известно. Что он не вступает в реакцию с аммиачным раствором оксида серебра.

163. 7,84л (н.у.) смеси газообразных этиленового и ацетиленового углеводородов, содержащих одинаковое число атомов углерода, может присоединить 80 г брома. Образовавшаяся при этом смесь продуктов присоединения брома имеет массу94,4 г. Определите строение и состав

(в % по массе) исходной смеси углеводородов.

164. Определите массу гидроксида калия, находившегося в спиртовом растворе, прореагировавшего с 1,2-дибром-3,3-диметилпентаном, если при этом образовалось 24г алкина. Назовите алкин.

165. При полном гидрохлорировании алкина массой 2,16г образуется вещество, масса которого равна 5,08г. Установите строение алкина и с аммиачным раствором оксида серебра.

166. 1,2-дибромпропан массой 4,04г обработали 20,0г 20%-ного раствора гидроксида калия в этаноле. Вычислите массу остатка, который был получен после окончания реакции и выпаривании раствора .

167. Смесь карбида алюминия и карбида кальция общей массой 2,72г обработали избытком соляной кислоты. Выделившуюся смесь углеводородов сожгли, а продукты сгорания пропустили через избыток раствора гидроксида бария, при этом образовалось 13,8г осадка. Определите состав газовой смеси углеводородов (в %% по объему), образовавшейся при гидролизе карбидов.

168. Масса твердого вещества, образующегося при пропускании смеси ацетилена и бутина-1 через избыток аммиачного раствора оксида серебра, в 7,4 раза больше массы смеси углеводородов. Вычислите объемные доли веществ в исходной смеси углеводородов.

169. Раствор изопрена и пентина-2 в гексане общей массой 4,56г может прореагировать с 2,8г брома (без нагревания и катализаторов). Вычислите массовую долю гексана в исходной смеси.

170. Определите объем водорода, который потребуется для полного каталитического гидрирования 10л (объемы измерены при н.у.) смеси бутина и бутадиена-1,3. Плотность смеси равна 2,411 г/л.

⇐ Предыдущая 5 6 7 8 91011 12 13 14 Следующая ⇒