Ethyne (C2H2), ook bekend als acetyleen, is een licht ontvlambare koolwaterstof met de chemische formule C2H2. Het wordt vaak gebruikt in las- en snijbranders vanwege de hoge vlamtemperatuur.
| IUPAC-naam | Ethyn |
| Moleculaire formule | C2H2 |
| CAS-nummer | 74-86-2 |
| Synoniemen | Acetyleen, ethine, vinyleen, etheengas, dimethyl |
| InChi | InChI=1S/C2H2/c1-2/h1-2H |
Structuur van ethyn
De structuur van ethyn bestaat uit twee koolstofatomen en twee waterstofatomen, lineair gerangschikt met een drievoudige binding tussen de twee koolstofatomen. De drievoudige binding tussen de koolstofatomen is een sterke binding, waardoor ethyn een zeer reactieve verbinding is. De drievoudige binding geeft ethyn ook unieke chemische eigenschappen, zoals het vermogen om als ligand in coördinatieverbindingen te fungeren.
Ethyn-formule
De chemische formule voor ethyn is C2H2, wat aangeeft dat het bestaat uit twee koolstofatomen en twee waterstofatomen. De ethynformule is belangrijk voor verschillende berekeningen in de scheikunde, zoals het bepalen van de stoichiometrie van een reactie of het berekenen van de massa van een bepaalde hoeveelheid ethyn. De formule van Ethyne geeft ook de unieke drievoudige binding tussen de twee koolstofatomen aan, waardoor het onderscheidende chemische eigenschappen en reactiviteit heeft.
Molaire massa van Ethyne
De molaire massa van ethyn, ook wel acetyleen genoemd, is 26,04 g/mol. Deze waarde wordt verkregen door de atoommassa’s van twee koolstofatomen (elk 12,01 g/mol) en twee waterstofatomen (elk 1,01 g/mol) op te tellen in de chemische formule C2H2. De molaire massa van ethyn is belangrijk voor verschillende berekeningen, zoals het bepalen van de hoeveelheid ethyn die nodig is voor een bepaalde reactie of het berekenen van de concentratie van een oplossing.
Kookpunt van ethyn
Ethyne heeft een kookpunt van -84°C (-119°F) bij standaarddruk. Dit lage kookpunt is te wijten aan de zwakke intermoleculaire krachten tussen de ethynmoleculen, die voornamelijk Van der Waals-krachten zijn. Bij hogere drukken neemt het kookpunt van ethyn toe naarmate de intermoleculaire krachten sterker worden. Ethyne wordt vaak gebruikt in las- en snijbranders, waar het wordt gemengd met zuurstof en wordt ontstoken om een vlam op hoge temperatuur te produceren voor het smelten en snijden van metalen.
Smeltpunt van acetyleen
Acetyleen heeft een smeltpunt van -80,8°C (-113,4°F) bij standaarddruk. Het smeltpunt van acetyleen is ook laag, vergelijkbaar met het kookpunt, als gevolg van zwakke intermoleculaire krachten tussen moleculen. Acetyleen is een gas bij kamertemperatuur en druk en wordt in vaste vorm niet vaak gebruikt.
Dichtheid van acetyleen g/ml
De dichtheid van acetyleengas is 1,097 g/ml bij standaarddruk en temperatuur (STP), gedefinieerd als 0 °C (32 °F) en 1 atm (101,3 kPa). Deze dichtheid is groter dan die van lucht, die bij STP een dichtheid heeft van ongeveer 1,2 g/ml. Als gevolg hiervan is acetyleengas iets zwaarder dan lucht en heeft het de neiging zich op te hopen in lage gebieden.
Molecuulgewicht van acetyleen
Het molecuulgewicht van acetyleen, ook wel relatieve molecuulmassa genoemd, is 26,04 g/mol. Deze waarde wordt berekend door de atoomgewichten van de elementen met de chemische formule C2H2 op te tellen. Het molecuulgewicht van acetyleen is belangrijk voor verschillende berekeningen in de scheikunde, zoals het bepalen van de molecuulmassa van een verbinding of het berekenen van het aantal mol in een gegeven massa acetyleen.
| Verschijning | Kleurloos gas |
| Soortelijk gewicht | 0,9005 (lucht=1) |
| Kleur | Kleurloos |
| Geur | Knoflook geur |
| Molaire massa | 26,04 g/mol |
| Dikte | 1.097 g/ml |
| Fusie punt | -80,8°C (-113,4°F) |
| Kookpunt | -84°C (-119°F) |
| Flitspunt | -18°C (0°F) |
| oplosbaarheid in water | 0,115 g/100 ml bij 25°C |
| Oplosbaarheid | Oplosbaar in aceton, chloroform en ethanol |
| Dampdruk | 634,8 kPa bij 25°C |
| Dampdichtheid | 0,91 (lucht=1) |
| PKa | 25 |
| PH | Niet van toepassing (gas) |
Veiligheid en gevaren van ethyleen
Het is belangrijk om voorzichtig om te gaan met acetyleen vanwege de gevaarlijke eigenschappen ervan. Acetyleen is een licht ontvlambaar gas dat explosieve mengsels kan vormen met lucht in concentraties tussen 2,5% en 82% per volume. Het kan ook heftig reageren met oxidatiemiddelen en halogenen, waarbij grote hoeveelheden warmte vrijkomen en explosies kunnen ontstaan. Acetyleengas is ook een eenvoudig verstikkend middel en kan in besloten ruimtes zuurstof verdringen, waardoor verstikking ontstaat. Langdurige blootstelling aan hoge concentraties acetyleen kan duizeligheid, hoofdpijn, misselijkheid en bewustzijnsverlies veroorzaken. Daarom is het essentieel om de juiste veiligheidsprocedures te volgen, zoals het gebruik van geschikte beschermende uitrusting en het werken in goed geventileerde ruimtes bij het hanteren van acetyleen.
| Gevarensymbolen | F+ (licht ontvlambaar), T (giftig) |
| Beveiligingsbeschrijving | Licht ontvlambaar gas. Verwijderd houden van hitte/vonken/open vuur/hete oppervlakken. Alleen gebruiken in goed geventileerde ruimtes. Vermijd het inademen van gas. |
| VN-identificatienummers | Een 1962 |
| HS-code | 290110 |
| Gevarenklasse | 2.1 (ontvlambaar gas), 6.1 (giftig) |
| Verpakkingsgroep | PG ik |
| Toxiciteit | Eenvoudig en zeer giftig verstikkend middel. Langdurige blootstelling kan duizeligheid, hoofdpijn, misselijkheid en bewustzijnsverlies veroorzaken. |
Methoden voor ethynsynthese
Acetyleen, ook bekend als acetyleen, kan op verschillende manieren worden gesynthetiseerd.
- Een gebruikelijke methode voor het synthetiseren van acetyleen is het laten reageren van calciumcarbide met water. Deze methode produceert acetyleengas als bijproduct en wordt gewoonlijk uitgevoerd in een acetyleengenerator die een trechter voor het calciumcarbide en een kamer voor het water bevat. De reactie genereert hoge temperaturen, die gevaarlijk kunnen zijn als ze niet goed worden gecontroleerd.
- Een andere methode om acetyleen te synthetiseren omvat de pyrolyse van methaan. Dit proces breekt methaanmoleculen met behulp van warmte af in kleinere moleculen en wordt meestal uitgevoerd in een oven of reactor. Het resulterende mengsel bevat een kleine hoeveelheid acetyleen, dat met verschillende technieken kan worden gescheiden en gezuiverd.
- Acetyleen kan ook worden gesynthetiseerd door verschillende organische verbindingen, zoals alkynen of alcoholen, te laten reageren met sterke zuren of basen. Deze reacties vereisen doorgaans specifieke omstandigheden en kunnen complexer zijn dan andere methoden.
Gebruik van Ethyne
Ethyleen, ook bekend als acetyleen, heeft een verscheidenheid aan industriële en commerciële toepassingen.
- Acetyleen dient als het primaire brandstofgas voor las- en snijtoepassingen omdat het een hoog thermisch vermogen kan produceren en kan reageren met metalen zoals ijzer en koper.
- Acetyleen speelt een cruciale rol bij de productie van verschillende chemicaliën, waaronder vinylchloride, dat een essentieel onderdeel is bij de productie van PVC-kunststoffen.
- De synthese van acetyleenzwart, een zeer geleidend materiaal dat wordt gebruikt bij de productie van batterijen, halfgeleiders en andere elektronische apparaten, is mogelijk door het gebruik van acetyleen.
- Acetyleen fungeert ook als chemisch tussenproduct bij de synthese van veel organische verbindingen, zoals kunststoffen, farmaceutische producten en oplosmiddelen.
- In het verleden werd acetyleen traditioneel gebruikt in acetyleenlampen om bij verbranding met zuurstof helder wit licht te produceren. Tegenwoordig wordt het gebruikt in gespecialiseerde verlichtingstoepassingen, waaronder de productie van neonreclame en onderwaterverlichting.
Over het algemeen zijn de toepassingen van ethyn divers en belangrijk voor veel verschillende industrieën. De unieke eigenschappen en het vermogen om te reageren met verschillende metalen en chemicaliën maken het tot een waardevolle hulpbron in veel verschillende toepassingen.
Vragen:
Vraag: Wat is de molecuulformule van ethyn?
A: De molecuulformule voor ethyn is C2H2.
Vraag: Wat is de hybridisatie van koolstofatomen in een ethynmolecuul, hierboven weergegeven?
A: De koolstofatomen in een ethynmolecuul zijn sp-gehybridiseerd.
Vraag: Hoe kunnen de volgende verbindingen worden bereid met ethyn als uitgangsmateriaal? A: Verbindingen die kunnen worden bereid met ethyn als uitgangsmateriaal zijn onder meer:
- Acetyleen reageert met chloorgas om 1,2-dichloorethaan te produceren, dat vervolgens dehydrochlorering kan ondergaan om vinylchloride te vormen.
- Acetyleenpyrolyse resulteert in de productie van acetyleenzwart, een zeer geleidend materiaal dat wordt gebruikt bij de vervaardiging van elektronische apparaten.
- De hydrogenering van acetyleen produceert ethyleen, een cruciaal chemisch tussenproduct dat wordt gebruikt bij verschillende syntheses van organische verbindingen.
Vraag: Welke hybridisatie zou je verwachten voor c in ethyne (c2h2)?
A: De koolstofatomen van acetyleen (C2H2) zijn sp-gehybridiseerd.