乙炔

1836年，英國著名化學(xué)家戴維·漢弗萊（Davy，HumPhry1778－1829）的堂弟，愛爾蘭港口城市科克（Cork）皇家學(xué)院化學(xué)教授戴維·愛德蒙德（Davy，Edmund1785－1857）在加熱木炭和碳酸鉀以制取金屬鉀過程中，將殘?jiān)ㄌ蓟洠┩哆M(jìn)水中，產(chǎn)生一種氣體，發(fā)生爆炸，分析確定這一氣體的化學(xué)組成是C、H（當(dāng)時(shí)采用碳的原子量等于6計(jì)算），稱它為“一種新的氫的二碳化物”。這是因?yàn)樵缭?825年他的同國化學(xué)家法拉第（Faraday，MIChael1791－1867）從加壓的蒸餾鯨魚油獲得的氣體（供當(dāng)時(shí)歐洲人照明用）中也獲得一種碳和氫的化合物，分析測定它的化學(xué)組成是C、H，命名它為“氫的二碳化物”。實(shí)際上法拉第發(fā)現(xiàn)的是苯，戴維·愛德蒙德發(fā)現(xiàn)的是乙炔。

純乙炔為無色芳香氣味的易燃?xì)怏w。 而電石制的乙炔因混有硫化氫H₂S、磷化氫PH₃、砷化氫而有毒，并且?guī)в刑厥獾某粑丁Ｈ埸c(diǎn)（118.656kPa）-80.8℃，沸點(diǎn)-84℃，相對密度0.6208（-82/4℃），折射率1.00051，折光率1.0005（0℃），閃點(diǎn)（開杯）-17.78℃，自燃點(diǎn)305℃。在空氣中爆炸極限2.3%-72.3%（vol）。在液態(tài)和固態(tài)下或在氣態(tài)和一定壓力下有猛烈爆炸的危險(xiǎn)，受熱、震動(dòng)、電火花等因素都可以引發(fā)爆炸，因此不能在加壓液化后貯存或運(yùn)輸。微溶于水，溶于乙醇、苯、丙酮。在15℃和1.5MPa時(shí)，乙炔在丙酮中的溶解度為237g/L，溶液是穩(wěn)定的。

因此，工業(yè)上是在裝滿石棉等多孔物質(zhì)的鋼瓶中，使多孔物質(zhì)吸收丙酮后將乙炔壓入，以便貯存和運(yùn)輸。為了與其它氣體區(qū)別，乙炔鋼瓶的顏色一般為乳白色，橡膠氣管一般為黑色，乙炔管道的螺紋一般為左旋螺紋（螺母上有徑向的間斷溝）。

分子構(gòu)型：直線型

雜化類型：sp雜化中心原子孤電子對數(shù)：0通常計(jì)量單位：m3；mm3；cm3；

密度：標(biāo)準(zhǔn)氣壓下1.17 kg/m3；在25攝氏度狀況下，密度1.12 kg/m3。

包裝方法：鋼質(zhì)氣瓶

在乙炔氣體分壓等于101.325 kPa時(shí)，被一體積水所吸收的該氣體體積（已折合成標(biāo)準(zhǔn)狀況）

乙炔（acetylene）最簡單的炔烴，又稱電石氣。結(jié)構(gòu)式H-C≡C-H，結(jié)構(gòu)簡式CH≡CH，最簡式（又稱實(shí)驗(yàn)式）CH，分子式 C₂H₂，乙炔中心C原子采用sp雜化。電子式 H：C┇┇C：H乙炔分子量 26.4 ，氣體比重 0.91（kg/m³），火焰溫度3150 ℃，熱值12800（kcal/m³）在氧氣中燃燒速度 7.5 ，純乙炔在空氣中燃燒2100度左右，在氧氣中燃燒可達(dá)3600度?；瘜W(xué)性質(zhì)很活潑，能起加成、氧化、聚合及金屬取代等反應(yīng)。

氧化反應(yīng)

a．可燃性：

b．被KMnO4氧化：能使紫色酸性高錳酸鉀溶液褪色。

C?H? 2KMnO? 3H?SO?=2CO? K?SO? 2MnSO? 4H?O

加成反應(yīng)

可以跟Br?、H?、HX等多種物質(zhì)發(fā)生加成反應(yīng)。如：

與Br?的加成：

現(xiàn)象：溴水褪色或Br?的CCl?溶液褪色

所以可用酸性KMnO?溶液或溴水區(qū)別炔烴與烷烴。

與H₂的加成：

與HX的加成：

氯乙烯用于制聚氯乙烯

“聚合”反應(yīng)

三個(gè)乙炔分子結(jié)合成一個(gè)苯分子：

由于乙炔與乙烯都是不飽和烴，所以化學(xué)性質(zhì)基本相似。在適宜條件下，三分子乙炔能聚合成一分子苯。但苯的產(chǎn)量不高，副產(chǎn)物又多。如果利用鈀等過渡金屬的化合物作催化劑，乙炔和其他炔烴可以順利地生成苯及其衍生物。

在一定條件下，乙炔也能與烯烴一樣，聚合成高聚物——聚乙炔。

在Ni(CN)₂，80~120℃，1.5MPa條件下，4分子乙炔聚合主要生成環(huán)辛四烯。

金屬取代反應(yīng)（可用于乙炔的定性鑒定）

將乙炔通入溶有金屬鈉的液氨里有氫氣放出。乙炔與銀氨溶液反應(yīng)，產(chǎn)生白色乙炔銀沉淀。

乙炔具有弱酸性，因?yàn)橐胰卜肿永锾細(xì)滏I是以SP-S重疊而成的。碳?xì)淅锾荚訉﹄娮拥奈Ρ容^大些，使得碳?xì)渲g的電子云密度近碳的一邊大得多，而使碳?xì)滏I產(chǎn)生極性，給出H 而表現(xiàn)出一定的酸性。（pK_a=25)

將其通入硝酸銀或氯化亞銅氨水溶液，立即生成白色乙炔銀（AgC≡CAg）和棕紅色乙炔亞銅（CuC≡CCu）沉淀，可用于乙炔的定性鑒定。這兩種金屬炔化物干燥時(shí)，受熱或受到撞擊容易發(fā)生爆炸，如反應(yīng)完應(yīng)用鹽酸或硝酸處理，使之分解，以免發(fā)生危險(xiǎn)。注意：乙炔在使用貯運(yùn)中要避免與銅接觸。

酸堿反應(yīng)

炔烴中C≡C的C是sp雜化，使得Csp－H的σ鍵的電子云更靠近碳原子，增強(qiáng)了C-H鍵極性使氫原子容易解離，顯示“酸性”。連接在C≡C碳原子上的氫原子相當(dāng)活潑，易被金屬取代，生成炔烴金屬衍生物叫做炔化物。

CH≡CH Na → CH≡CNa 1/2H₂（條件液氨）

CH≡CH 2Na → CNa≡CNa H₂ （條件液氨，190℃~220℃）

CH≡CH NaNH₂ → CH≡CNa NH₃

CH≡CH Cu2Cl₂ (2AgCl) 2NH₄OH → CCu≡CCu(CAg≡CAg）↓ 2NH₄Cl 2H₂O（注意：只有在三鍵上含有氫原子時(shí)才會(huì)發(fā)生，用于鑒定端基炔RH≡CH）。

其他化學(xué)特性

乙炔與銅、銀、水銀等金屬或其鹽類長期接觸時(shí)，會(huì)生成乙炔銅（Cu₂C₂）和乙炔銀（Ag₂C₂）等爆炸性混合物，當(dāng)受到摩擦、沖擊時(shí)會(huì)發(fā)生爆炸。因此，凡供乙炔使用的器材都不能用銀和含銅量70%以上的銅合金制造。

乙炔電石法

由電石（碳化鈣）與水作用制得。

實(shí)驗(yàn)室中常用電石跟水反應(yīng)制取乙炔。與水的反應(yīng)是相當(dāng)激烈的，可用分液漏斗控制加水量以調(diào)節(jié)出氣速度。也可以用飽和食鹽水。

原理：電石發(fā)生水解反應(yīng)，生成乙炔。裝置：燒瓶和分液漏斗（不能使用啟普發(fā)生器）。燒瓶口要放棉花，以防止泡沫溢出。

試劑：電石（CaC?）和水。

反應(yīng)方程式：CaC? 2H－OH→Ca(OH)? CH≡CH↑

收集方法：排水集氣法 或向下排空氣集氣法（不常用）

尾氣處理：點(diǎn)燃

制備裝置與氫氣等氣體類同。

乙炔天然氣法

天然氣制乙炔法

預(yù)熱到600-650℃的原料天然氣和氧進(jìn)入多管式燒嘴板乙炔爐，在1500℃下，甲烷裂解制得8%左右的稀乙炔，再用N-甲基吡咯烷酮提濃制得99%的乙炔成品。

乙炔可用以照明、焊接及切斷金屬（氧炔焰），也是制造乙醛、醋酸、苯、合成橡膠、合成纖維等的基本原料。

乙炔燃燒時(shí)能產(chǎn)生高溫，氧炔焰的溫度可以達(dá)到3200℃左右，用于切割和焊接金屬。供給適量空氣，可以完全燃燒發(fā)出亮白光，在電燈未普及或沒有電力的地方可以用做照明光源。乙炔化學(xué)性質(zhì)活潑，能與許多試劑發(fā)生加成反應(yīng)。在20世紀(jì)60年代前，乙炔是有機(jī)合成的最重要原料，現(xiàn)仍為重要原料之一。如與氯化氫、氫氰酸、乙酸加成，均可生成生產(chǎn)高聚物的原料。

乙炔在不同條件下，能發(fā)生不同的聚合作用，分別生成乙烯基乙炔或二乙烯基乙炔，前者與氯化氫加成可以得到制氯丁橡膠的原料2-氯-1,3-丁二烯。乙炔在400～500℃高溫下，可以發(fā)生環(huán)狀三聚合生成苯；以氰化鎳Ni(CN)₂為催化劑，在50℃和1.2～2MPa下，可以生成環(huán)辛四烯。

乙炔在高溫下分解為碳和氫，由此可制備乙炔炭黑。一定條件下乙炔聚合生成苯，甲苯，二甲苯，,萘，蒽，苯乙烯，茚等芳烴。通過取代反應(yīng)和加成反應(yīng)，可生成一系列極有價(jià)值的產(chǎn)品。例如乙炔二聚生成乙烯基乙炔，進(jìn)而與氯化氫進(jìn)行加成反應(yīng)得到氯丁二烯；乙炔直接水合制取乙醛；乙炔與氯化氫進(jìn)行加成反應(yīng)而制取氯乙烯；乙炔與乙酸反應(yīng)制得乙酸乙烯；乙炔與氰化氫反應(yīng)制取丙烯腈；乙炔與氨反應(yīng)生成甲基吡啶和2-甲基-5-乙基吡啶；乙炔與甲苯反應(yīng)生成二甲苯基乙烯，進(jìn)一步催化劑裂化生成三種甲基苯乙烯的異構(gòu)體：乙炔與一分子甲醛縮合為丙炔醇，與二分子甲醛縮合為丁炔二醇；乙炔與丙酮進(jìn)行加成反應(yīng)可制取甲基炔醇，進(jìn)而反應(yīng)生成異戊二烯；乙炔和一氧化碳及其他化合物（如水，醇，硫醇）等反應(yīng)制取丙烯酸及其衍生物。

1、現(xiàn)場應(yīng)急監(jiān)測方法

（1）氣體檢測管法。

（2）氣體速測管。

2、實(shí)驗(yàn)室監(jiān)測方法

3、現(xiàn)場監(jiān)測方法

（1）2M004乙炔氣體傳感器檢測微量傳感器。

（2）K204乙炔模塊檢測乙炔泄露。

乙炔應(yīng)急處置

吸入：迅速脫離現(xiàn)場至空氣新鮮處。保持呼吸道通暢。如呼吸困難，給予輸氧。如呼吸停止，立即進(jìn)行人工呼吸，就醫(yī)。

呼吸系統(tǒng)防護(hù)：一般不需要特殊防護(hù)，但建議特殊情況下佩帶合適的自吸過濾式防毒面具（氧氣含量與空氣中氧含量一致或接近時(shí)）。

眼睛防護(hù)：一般不需要特殊防護(hù)，高濃度接觸時(shí)可戴化學(xué)安全防護(hù)眼鏡。

身體防護(hù)：穿防靜電工作服。

手防護(hù)：戴一般作業(yè)防護(hù)手套。

其他防護(hù)：工作現(xiàn)場嚴(yán)禁吸煙。避免長期反復(fù)接觸。進(jìn)入罐、限制性空間或其他高濃度區(qū)作業(yè)，必須有人監(jiān)護(hù)。

泄漏應(yīng)急處理：迅速撤離泄漏污染區(qū)人員至上風(fēng)處，并進(jìn)行隔離，嚴(yán)格限制出入。切斷火源。建議應(yīng)急處理人員戴自給正壓式呼吸器，穿防靜電工作服。盡可能切斷泄漏源。合理通風(fēng)，加速擴(kuò)散。噴霧狀水稀釋、溶解。構(gòu)筑圍堤或挖坑以收容產(chǎn)生的大量廢水。如有可能，將漏出氣用排風(fēng)機(jī)送至空曠地方或裝設(shè)適當(dāng)噴頭燒掉。漏氣容器要妥善處理，修復(fù)、檢驗(yàn)后再用。

有害燃燒產(chǎn)物：一氧化碳、二氧化碳。

滅火方法：切斷氣源。若不能切斷氣源，則不允許熄滅泄漏處的火焰。噴水冷卻容器，可能的話將容器從火場移至空曠處。

滅火劑：霧狀水、泡沫、二氧化碳、干粉。

乙炔應(yīng)急醫(yī)療

診斷要點(diǎn)：

（1）吸入一定濃度后有輕度頭痛、頭昏。

（2）吸入高濃度時(shí)先興奮、多語、哭笑不安，繼而頭痛、眩暈、惡心、嘔吐、步態(tài)不穩(wěn)、嗜睡。

（3）嚴(yán)重者昏迷。

（4）乙炔急性毒性主要是因?yàn)楦邼舛葧r(shí)置換了空氣中的氧，引起單純性窒息作用，缺氧是主要致死原因。

預(yù)防措施：

停止吸入，癥狀迅速消失。實(shí)際上，乙炔中毒者的癥狀部分由于混入的磷化氫、硫化氫和其他氣體所致。應(yīng)注意有否混合氣體中毒，尤其是磷化氫中毒的可能性，以便及時(shí)搶救。

乙炔毒理學(xué)資料

急性毒性：

純乙炔屬微毒類，具有弱麻醉和阻止細(xì)胞氧化的作用。高濃度時(shí)排擠空氣中的氧，引起單純性窒息作用。乙炔中常混有磷化氫、硫化氫等氣體，故常伴有此類毒物的毒作用。人接觸100 mg/m³能耐受30～60 min，20%引起明顯缺氧，30%時(shí)共濟(jì)失調(diào)，35%下5 min引起意識喪失，含10%乙炔的空氣中5 h，有輕度中毒反應(yīng)。

亞急性和慢性毒性：

動(dòng)物長期吸入非致死性濃度該品，出現(xiàn)血紅蛋白、網(wǎng)織細(xì)胞、淋巴細(xì)胞增加和中性粒細(xì)胞減少。尸檢有支氣管炎、肺炎、肺水腫、肝充血和脂肪浸潤。

操作

密閉操作，全面通風(fēng)。操作人員必須經(jīng)過專門培訓(xùn)，嚴(yán)格遵守操作規(guī)程。建議操作人員穿防靜電工作服。遠(yuǎn)離火種、熱源，工作場所嚴(yán)禁吸煙。使用防爆型的通風(fēng)系統(tǒng)和設(shè)備。防止氣體泄漏到工作場所空氣中。避免與氧化劑、酸類、鹵素接觸。在傳送過程中，鋼瓶和容器必須接地和跨接，防止產(chǎn)生靜電。搬運(yùn)時(shí)輕裝輕卸，防止鋼瓶及附件破損。配備相應(yīng)品種和數(shù)量的消防器材及泄漏應(yīng)急處理設(shè)備。

儲(chǔ)存

乙炔的包裝法通常是溶解在溶劑及多孔物中，裝入鋼瓶內(nèi)。儲(chǔ)存于陰涼、通風(fēng)的庫房。遠(yuǎn)離火種、熱源。庫溫不宜超過30℃。應(yīng)與氧化劑、酸類、鹵素分開存放，切忌混儲(chǔ)。采用防爆型照明、通風(fēng)設(shè)施。禁止使用易產(chǎn)生火花的機(jī)械設(shè)備和工具。儲(chǔ)區(qū)應(yīng)備有泄漏應(yīng)急處理設(shè)備。

運(yùn)輸

采用鋼瓶運(yùn)輸時(shí)必須戴好鋼瓶上的安全帽。鋼瓶一般平放，并應(yīng)將瓶口朝同一方向，不可交叉；高度不得超過車輛的防護(hù)欄板，并用三角木墊卡牢，防止?jié)L動(dòng)。運(yùn)輸時(shí)運(yùn)輸車輛應(yīng)配備相應(yīng)品種和數(shù)量的消防器材。裝運(yùn)該物品的車輛排氣管必須配備阻火裝置，禁止使用易產(chǎn)生火花的機(jī)械設(shè)備和工具裝卸。嚴(yán)禁與氧化劑、酸類、鹵素等混裝、混運(yùn)。夏季應(yīng)早晚運(yùn)輸，防止日光曝曬。中途停留時(shí)應(yīng)遠(yuǎn)離火種、熱源。公路運(yùn)輸時(shí)要按規(guī)定路線行駛，勿在居民區(qū)和人口稠密區(qū)停留。鐵路運(yùn)輸時(shí)要禁止溜放。

廢棄處理

處置前應(yīng)參閱國家和地方有關(guān)法規(guī)。建議用焚燒法處置和填埋。

英文名稱:Acetylene black

中文名稱:　乙炔炭黑

又稱：乙炔黑，簡稱ACET。