Ethin (C2H2), auch Acetylen genannt, ist ein leicht entzündlicher Kohlenwasserstoff mit der chemischen Formel C2H2. Aufgrund seiner hohen Flammentemperatur wird es häufig in Schweiß- und Schneidbrennern verwendet.
| IUPAC-Name | Ethine |
| Molekularformel | C2H2 |
| CAS-Nummer | 74-86-2 |
| Synonyme | Acetylen, Ethin, Vinylen, Ethengas, Dimethyl |
| InChI | InChI=1S/C2H2/c1-2/h1-2H |
Struktur von Ethin
Die Struktur von Ethin besteht aus zwei Kohlenstoffatomen und zwei Wasserstoffatomen, die linear angeordnet sind und eine Dreifachbindung zwischen den beiden Kohlenstoffatomen aufweisen. Die Dreifachbindung zwischen den Kohlenstoffatomen ist eine starke Bindung, was Ethin zu einer hochreaktiven Verbindung macht. Die Dreifachbindung verleiht Ethin außerdem einzigartige chemische Eigenschaften, beispielsweise seine Fähigkeit, als Ligand in Koordinationsverbindungen zu fungieren.
Ethin-Formel
Die chemische Formel für Ethin lautet C2H2, was darauf hinweist, dass es aus zwei Kohlenstoffatomen und zwei Wasserstoffatomen besteht. Die Ethinformel ist für verschiedene Berechnungen in der Chemie wichtig, beispielsweise zur Bestimmung der Stöchiometrie einer Reaktion oder zur Berechnung der Masse einer bestimmten Menge Ethin. Die Formel von Ethin weist auch auf seine einzigartige Dreifachbindung zwischen den beiden Kohlenstoffatomen hin, die ihm unterschiedliche chemische Eigenschaften und Reaktivität verleiht.
Molmasse von Ethin
Die Molmasse von Ethin, auch Acetylen genannt, beträgt 26,04 g/mol. Dieser Wert ergibt sich aus der Addition der Atommassen von zwei Kohlenstoffatomen (je 12,01 g/mol) und zwei Wasserstoffatomen (je 1,01 g/mol) in der chemischen Formel C2H2. Die Molmasse von Ethin ist für verschiedene Berechnungen wichtig, beispielsweise zur Bestimmung der Menge an Ethin, die für eine bestimmte Reaktion benötigt wird, oder zur Berechnung der Konzentration einer Lösung.
Siedepunkt von Ethin
Ethin hat bei Normaldruck einen Siedepunkt von -84 °C (-119 °F). Dieser niedrige Siedepunkt ist auf die schwachen intermolekularen Kräfte zwischen den Ethinmolekülen zurückzuführen, bei denen es sich hauptsächlich um Van-der-Waals-Kräfte handelt. Bei höheren Drücken steigt der Siedepunkt von Ethin, da die zwischenmolekularen Kräfte stärker werden. Ethin wird üblicherweise in Schweiß- und Schneidbrennern verwendet, wo es mit Sauerstoff vermischt und gezündet wird, um eine Hochtemperaturflamme zum Schmelzen und Schneiden von Metallen zu erzeugen.
Schmelzpunkt von Acetylen
Acetylen hat bei Normaldruck einen Schmelzpunkt von -80,8 °C (-113,4 °F). Der Schmelzpunkt von Acetylen ist ebenfalls niedrig, ähnlich wie sein Siedepunkt, was auf schwache intermolekulare Kräfte zwischen den Molekülen zurückzuführen ist. Acetylen ist bei Raumtemperatur und -druck ein Gas und wird in fester Form üblicherweise nicht verwendet.
Dichte von Acetylen g/ml
Die Dichte von Acetylengas beträgt 1,097 g/ml bei Standarddruck und -temperatur (STP), definiert als 0 °C (32 °F) und 1 atm (101,3 kPa). Diese Dichte ist größer als die von Luft, die bei STP eine Dichte von etwa 1,2 g/ml aufweist. Daher ist Acetylengas etwas schwerer als Luft und neigt dazu, sich in tiefer gelegenen Bereichen anzusammeln.
Molekulargewicht von Acetylen
Das Molekulargewicht von Acetylen, auch relative Molekularmasse genannt, beträgt 26,04 g/mol. Dieser Wert wird durch Addition der Atomgewichte der Elemente der chemischen Formel C2H2 berechnet. Das Molekulargewicht von Acetylen ist für verschiedene Berechnungen in der Chemie wichtig, beispielsweise zur Bestimmung der Molekülmasse einer Verbindung oder zur Berechnung der Anzahl der Mol in einer bestimmten Acetylenmasse.
| Aussehen | Farbloses Gas |
| Spezifisches Gewicht | 0,9005 (Luft=1) |
| Farbe | Farblos |
| Geruch | Knoblauchgeruch |
| Molmasse | 26,04 g/Mol |
| Dichte | 1.097 g/ml |
| Fusionspunkt | -80,8 °C (-113,4 °F) |
| Siedepunkt | -84°C (-119°F) |
| Blitzpunkt | -18°C (0°F) |
| Löslichkeit in Wasser | 0,115 g/100 ml bei 25 °C |
| Löslichkeit | Löslich in Aceton, Chloroform und Ethanol |
| Dampfdruck | 634,8 kPa bei 25 °C |
| Wasserdampfdichte | 0,91 (Luft=1) |
| PKa | 25 |
| PH | Nicht anwendbar (Gas) |
Sicherheit und Gefahren von Ethylen
Aufgrund seiner gefährlichen Eigenschaften ist es wichtig, mit Acetylen vorsichtig umzugehen. Acetylen ist ein leicht entzündliches Gas, das in Konzentrationen zwischen 2,5 und 82 Vol.-% mit Luft explosive Gemische bilden kann. Es kann auch heftig mit Oxidationsmitteln und Halogenen reagieren, dabei große Mengen Wärme freisetzen und möglicherweise Explosionen verursachen. Acetylengas ist außerdem ein einfaches Erstickungsmittel und kann in geschlossenen Räumen Sauerstoff verdrängen und zum Ersticken führen. Eine längere Exposition gegenüber hohen Acetylenkonzentrationen kann zu Schwindel, Kopfschmerzen, Übelkeit und Bewusstlosigkeit führen. Daher ist es wichtig, beim Umgang mit Acetylen ordnungsgemäße Sicherheitsverfahren einzuhalten, z. B. die Verwendung geeigneter Schutzausrüstung und das Arbeiten in gut belüfteten Bereichen.
| Gefahrensymbole | F+ (leicht entzündlich), T (giftig) |
| Sicherheitsbeschreibung | Leicht entzündliches Gas. Von Hitze/Funken/offener Flamme/heißen Oberflächen fernhalten. Nur in gut belüfteten Bereichen verwenden. Vermeiden Sie das Einatmen von Gas. |
| UN-Identifikationsnummern | Ein 1962 |
| HS-Code | 290110 |
| Gefahrenklasse | 2.1 (brennbares Gas), 6.1 (giftig) |
| Verpackungsgruppe | PG I |
| Toxizität | Einfaches und hochgiftiges Erstickungsmittel. Bei längerer Exposition kann es zu Schwindel, Kopfschmerzen, Übelkeit und Bewusstlosigkeit kommen. |
Methoden der Ethin-Synthese
Acetylen, auch Acetylen genannt, kann auf verschiedene Weise synthetisiert werden.
- Eine übliche Methode zur Synthese von Acetylen ist die Reaktion von Calciumcarbid mit Wasser. Bei diesem Verfahren entsteht Acetylengas als Nebenprodukt und es wird üblicherweise in einem Acetylengenerator durchgeführt, der einen Trichter für das Calciumcarbid und eine Kammer für das Wasser enthält. Bei der Reaktion entstehen hohe Temperaturen, die gefährlich sein können, wenn sie nicht richtig kontrolliert werden.
- Eine weitere Methode zur Synthese von Acetylen ist die Pyrolyse von Methan. Dieser Prozess zerlegt Methanmoleküle mithilfe von Wärme in kleinere Moleküle und wird normalerweise in einem Ofen oder Reaktor durchgeführt. Die resultierende Mischung enthält eine kleine Menge Acetylen, die mit verschiedenen Techniken abgetrennt und gereinigt werden kann.
- Acetylen kann auch durch Reaktion verschiedener organischer Verbindungen wie Alkine oder Alkohole mit starken Säuren oder Basen synthetisiert werden. Diese Reaktionen erfordern im Allgemeinen spezifische Bedingungen und können komplexer sein als andere Methoden.
Verwendung von Ethin
Ethylen, auch Acetylen genannt, hat vielfältige industrielle und kommerzielle Verwendungsmöglichkeiten.
- Acetylen dient als primäres Brenngas für Schweiß- und Schneidanwendungen, da es eine hohe Wärmeleistung erzeugen und mit Metallen wie Eisen und Kupfer reagieren kann.
- Acetylen spielt eine entscheidende Rolle bei der Herstellung verschiedener Chemikalien, darunter Vinylchlorid, das ein wesentlicher Bestandteil bei der Herstellung von PVC-Kunststoffen ist.
- Die Synthese von Acetylenruß, einem hochleitfähigen Material, das bei der Herstellung von Batterien, Halbleitern und anderen elektronischen Geräten verwendet wird, ist durch die Verwendung von Acetylen möglich.
- Acetylen fungiert auch als chemisches Zwischenprodukt bei der Synthese vieler organischer Verbindungen wie Kunststoffe, Pharmazeutika und Lösungsmittel.
- In der Vergangenheit wurde Acetylen traditionell in Acetylenlampen verwendet, um bei der Verbrennung mit Sauerstoff helles weißes Licht zu erzeugen. Heutzutage wird es in speziellen Beleuchtungsanwendungen eingesetzt, darunter in der Produktion von Leuchtreklamen und in der Unterwasserbeleuchtung.
Insgesamt sind die Verwendungsmöglichkeiten von Ethin vielfältig und für viele verschiedene Branchen wichtig. Seine einzigartigen Eigenschaften und die Fähigkeit, mit verschiedenen Metallen und Chemikalien zu reagieren, machen es zu einer wertvollen Ressource für viele verschiedene Anwendungen.
Fragen:
F: Wie lautet die Summenformel von Ethin?
A: Die Summenformel für Ethin lautet C2H2.
F: Was ist die oben gezeigte Hybridisierung von Kohlenstoffatomen in einem Ethinmolekül?
A: Die Kohlenstoffatome in einem Ethinmolekül sind sp-hybridisiert.
F: Wie können die folgenden Verbindungen mit Ethin als Ausgangsmaterial hergestellt werden? A: Zu den Verbindungen, die mit Ethin als Ausgangsmaterial hergestellt werden können, gehören:
- Acetylen reagiert mit Chlorgas zu 1,2-Dichlorethan, das dann einer Dehydrochlorierung unterzogen werden kann, um Vinylchlorid zu bilden.
- Bei der Acetylenpyrolyse entsteht Acetylenruß, ein hochleitfähiges Material, das bei der Herstellung elektronischer Geräte verwendet wird.
- Bei der Hydrierung von Acetylen entsteht Ethylen, ein wichtiges chemisches Zwischenprodukt, das bei verschiedenen Synthesen organischer Verbindungen verwendet wird.
F: Welche Hybridisierung würden Sie für c in Ethin (c2h2) erwarten?
A: Die Kohlenstoffatome von Acetylen (C2H2) sind sp-hybridisiert.