एथिलीन पानी में घुलनशील है या नहीं। अणु की इलेक्ट्रॉनिक और स्थानिक संरचना

परिभाषा

एथिलीन (एथीन)- अल्कीन की समजातीय श्रृंखला का पहला प्रतिनिधि (एक दोहरे बंधन के साथ असंतृप्त हाइड्रोकार्बन)।

संरचनात्मक सूत्र:

सकल सूत्र: सी 2 एच 4। दाढ़ द्रव्यमान - 28 ग्राम/मोल।

एथिलीन एक रंगहीन गैस है जिसमें हल्की गंध होती है। घनत्व 1.178 किग्रा/मी 3 (हवा से हल्का)। ज्वलनशील। पानी में थोड़ा घुलनशील, लेकिन डायथाइल ईथर और हाइड्रोकार्बन में अच्छा है।

एथिलीन अणु की इलेक्ट्रॉनिक संरचना

एक एल्कीन अणु में कार्बन परमाणु दोहरे बंधन से जुड़े होते हैं। ये परमाणु sp 2 संकरण की अवस्था में होते हैं। उनके बीच दोहरा बंधन साझा इलेक्ट्रॉनों के दो जोड़े से बनता है, अर्थात। यह एक चार-इलेक्ट्रॉन बंधन है। यह सहसंयोजक -बंध और -बंधों का एक संयोजन है। बॉन्ड sp2 हाइब्रिड ऑर्बिटल्स के अक्षीय ओवरलैप के कारण बनता है, और π बॉन्ड दो कार्बन परमाणुओं के अनहाइब्रिडाइज़्ड p ऑर्बिटल्स के लेटरल ओवरलैप के कारण होता है (चित्र 1)।

चावल। 1. एथिलीन अणु की संरचना।

दो sp2-संकरित कार्बन परमाणुओं के पांच -बंध 120 o के कोण पर एक ही तल में स्थित होते हैं और अणु का -कंकाल बनाते हैं। इस तल के ऊपर और नीचे, -बंध का इलेक्ट्रॉन घनत्व सममित रूप से स्थित होता है, जिसे -कंकाल के लंबवत समतल के रूप में भी दर्शाया जा सकता है।

जब एक -आबंध बनता है, तो कार्बन परमाणु एक-दूसरे के पास पहुंचते हैं, क्योंकि दोहरे बंधन में आंतरिक स्थान -बंध की तुलना में इलेक्ट्रॉनों से अधिक संतृप्त होता है। यह परमाणु नाभिक को संकुचित करता है और इसलिए दोहरे बंधन (0.133 एनएम) की लंबाई एकल बंधन (0.154 एनएम) से कम है।

समस्या समाधान के उदाहरण

उदाहरण 1

व्यायाम एथिलीन में आयोडीन मिलाने से 98.7 ग्राम आयोडो व्युत्पन्न प्राप्त हुआ। प्रतिक्रिया के लिए लिए गए एथिलीन पदार्थ के द्रव्यमान और मात्रा की गणना करें।
समाधान हम एथिलीन में आयोडीन मिलाने के लिए अभिक्रिया समीकरण लिखते हैं:

एच 2 सी \u003d सीएच 2 + आई 2 → आईएच 2 सी - सीएच 2 आई।

प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप, एक आयोडो व्युत्पन्न, डायोडोएथेन, का गठन किया गया था। पदार्थ की मात्रा की गणना करें (दाढ़ द्रव्यमान - 282 ग्राम / मोल है):

n(सी 2 एच 4 आई 2) \u003d एम (सी 2 एच 4 आई 2) / एम (सी 2 एच 4 आई 2);

एन (सी 2 एच 4 आई 2) \u003d 98.7 / 282 \u003d 0.35 मोल।

प्रतिक्रिया समीकरण n(C 2 H 4 I 2) के अनुसार: n(C 2 H 4) = 1:1, अर्थात। n (सी 2 एच 4 आई 2) \u003d n (सी 2 एच 4) \u003d 0.35 मोल। तब एथिलीन का द्रव्यमान बराबर होगा (दाढ़ द्रव्यमान - 28 ग्राम / मोल):

एम (सी 2 एच 4) = एन (सी 2 एच 4) × एम (सी 2 एच 4);

मी(सी 2 एच 4) \u003d 0.35 × 28 \u003d 9.8 ग्राम।

उत्तर एथिलीन का द्रव्यमान 9.8 ग्राम है, एथिलीन पदार्थ की मात्रा 0.35 mol है।

उदाहरण 2

व्यायाम एथिलीन की मात्रा की गणना करें, जो सामान्य परिस्थितियों में कम हो जाती है, जिसे तकनीकी एथिल अल्कोहल सी 2 एच 5 ओएच वजन 300 ग्राम से प्राप्त किया जा सकता है। ध्यान दें कि तकनीकी अल्कोहल में अशुद्धियां होती हैं, जिसका द्रव्यमान अंश 8% होता है।
समाधान हम एथिल अल्कोहल से एथिलीन के उत्पादन के लिए प्रतिक्रिया समीकरण लिखते हैं:

सी 2 एच 5 ओएच (एच 2 एसओ 4) → सी 2 एच 4 + एच 2 ओ।

शुद्ध (अशुद्धियों के बिना) एथिल अल्कोहल का द्रव्यमान ज्ञात कीजिए। ऐसा करने के लिए, हम पहले इसके द्रव्यमान अंश की गणना करते हैं:

ω शुद्ध (सी 2 एच 5 ओएच) \u003d अशुद्ध (सी 2 एच 5 ओएच) - अशुद्धता;

ω शुद्ध (सी 2 एच 5 ओएच) = 100% - 8% = 92%।

मी शुद्ध (C 2 H 5 OH) \u003d m अशुद्ध (C 2 H 5 OH) ×ω शुद्ध (C 2 H 5 OH) / 100%;

मी शुद्ध (सी 2 एच 5 ओएच) = 300 × 92 / 100% = 276 ग्राम।

आइए एथिल अल्कोहल पदार्थ (दाढ़ द्रव्यमान - 46 ग्राम / मोल) की मात्रा निर्धारित करें:

n(सी 2 एच 5 ओएच) \u003d एम (सी 2 एच 5 ओएच) / एम (सी 2 एच 5 ओएच);

एन (सी 2 एच 5 ओएच) = 276/46 = 3.83 मोल।

प्रतिक्रिया समीकरण n(C 2 H 5 OH) के अनुसार: n(C 2 H 4) = 1:1, अर्थात। एन (सी 2 एच 5 ओएच) \u003d एन (सी 2 एच 4) \u003d 3.83 मोल। तब एथिलीन का आयतन बराबर होगा:

वी (सी 2 एच 4) = एन (सी 2 एच 4) × वी एम;

वी (सी 2 एच 4) \u003d 3.83 × 22.4 \u003d 85.792 लीटर।

उत्तर एथिलीन की मात्रा 85.792 लीटर है।

एथिलीन के भौतिक गुण:
एथिलीन एक रंगहीन गैस है जिसमें हल्की गंध होती है, पानी में थोड़ा घुलनशील, अल्कोहल में घुलनशील और डायथाइल ईथर में आसानी से घुलनशील होता है। वायु के साथ मिश्रित होने पर विस्फोटक मिश्रण बनाता है।
एथिलीन के रासायनिक गुण:
एथिलीन को इलेक्ट्रोफिलिक, जोड़, कट्टरपंथी प्रतिस्थापन प्रतिक्रियाओं, ऑक्सीकरण, कमी, पोलीमराइजेशन के तंत्र द्वारा आगे बढ़ने वाली प्रतिक्रियाओं की विशेषता है।

हैलोजनीकरण(इलेक्ट्रोफिलिक जोड़) - एथिलीन की हैलोजन के साथ बातचीत, उदाहरण के लिए, ब्रोमीन के साथ, जिसमें ब्रोमीन का पानी विवर्णित हो जाता है:

CH2 = CH2 + Br2 = Br-CH2-CH2Br।

गर्म (300C) होने पर एथिलीन हैलोजनेशन भी संभव है, इस मामले में, डबल बॉन्ड नहीं टूटता है - रेडिकल प्रतिस्थापन तंत्र के अनुसार प्रतिक्रिया आगे बढ़ती है:

CH2 = CH2 + Cl2 → CH2 = CH-Cl + HCl।

Hydrohalogenation - हाइड्रोजन हैलाइड्स (HCl, HBr) के साथ एथिलीन की परस्पर क्रिया हैलोजनयुक्त अल्केन्स बनाने के लिए:

CH2 = CH2 + HCl → CH3-CH2-Cl।

हाइड्रेशन - एक सीमित मोनोहाइड्रिक अल्कोहल - इथेनॉल के निर्माण के साथ खनिज एसिड (सल्फ्यूरिक, फॉस्फोरिक) की उपस्थिति में पानी के साथ एथिलीन की बातचीत:

CH2 \u003d CH2 + H2O → CH3-CH2-OH।

इलेक्ट्रोफिलिक जोड़ की प्रतिक्रियाओं में, जोड़ प्रतिष्ठित है हाइपोक्लोरस तेजाब(1) हाइड्रॉक्सी- और एल्कोक्सीमरक्यूरेशन (2, 3) (ऑर्गोमेक्यूरी यौगिकों को प्राप्त करना) और हाइड्रोबोरेशन (4) की प्रतिक्रियाएं:

CH2 = CH2 + HClO → CH2 (OH)-CH2-Cl (1);

CH2 = CH2 + (CH3COO)2Hg + H2O → CH2 (OH)-CH2-Hg-OCOCH3 + CH3COOH (2);

CH2 = CH2 + (CH3COO)2Hg + R-OH → R-CH2(OCH3)-CH2-Hg-OCOCH3 + CH3COOH (3);

CH2 = CH2 + BH3 → CH3-CH2-BH2 (4)।

न्यूक्लियोफिलिक जोड़ प्रतिक्रियाएं एथिलीन डेरिवेटिव की विशेषता होती हैं जिनमें इलेक्ट्रॉन-निकासी वाले पदार्थ होते हैं। न्यूक्लियोफिलिक जोड़ प्रतिक्रियाओं में, एक विशेष स्थान पर हाइड्रोसायनिक एसिड, अमोनिया और इथेनॉल की अतिरिक्त प्रतिक्रियाओं का कब्जा है। उदाहरण के लिए,

2ON-CH = CH2 + HCN → 2ON-CH2-CH2-CN।

एथिलीन ऑक्सीकरण प्रतिक्रियाओं के दौरान, विभिन्न उत्पादों का निर्माण संभव है, और संरचना ऑक्सीकरण की स्थितियों से निर्धारित होती है। इस प्रकार, हल्की परिस्थितियों में एथिलीन के ऑक्सीकरण के दौरान (ऑक्सीकरण एजेंट पोटेशियम परमैंगनेट है), -बंध टूट जाता है और डायहाइड्रिक अल्कोहल का निर्माण होता है - एथिलीन ग्लाइकॉल:

3CH2 = CH2 + 2KMnO4 + 4H2O = 3CH2 (OH)-CH2 (OH) + 2MnO2 + 2KOH।

एक अम्लीय माध्यम में पोटेशियम परमैंगनेट के उबलते समाधान के साथ एथिलीन के कठोर ऑक्सीकरण के दौरान, फॉर्मिक एसिड और कार्बन डाइऑक्साइड के गठन के साथ बंधन (σ-बॉन्ड) पूरी तरह से टूट जाता है:

CuCl2 और PdCl2 की उपस्थिति में 200C पर ऑक्सीजन के साथ एथिलीन का ऑक्सीकरण एसीटैल्डिहाइड के गठन की ओर जाता है:

CH2 \u003d CH2 + 1/2O2 \u003d CH3-CH \u003d O.

जब एथिलीन को कम किया जाता है, तो एथेन, एल्केन वर्ग का प्रतिनिधि बनता है। एथिलीन की कमी प्रतिक्रिया (हाइड्रोजनीकरण प्रतिक्रिया) एक कट्टरपंथी तंत्र द्वारा आगे बढ़ती है। प्रतिक्रिया के आगे बढ़ने की शर्त उत्प्रेरक (नी, पीडी, पीटी) की उपस्थिति के साथ-साथ प्रतिक्रिया मिश्रण को गर्म करना है:

CH2 = CH2 + H2 = CH3-CH3।

एथिलीन पोलीमराइजेशन रिएक्शन में प्रवेश करती है। पॉलिमराइजेशन - एक उच्च आणविक भार यौगिक के गठन की प्रक्रिया - एक बहुलक - मूल कम आणविक भार पदार्थ के अणुओं की मुख्य संयोजकता का उपयोग करके एक दूसरे के साथ संयोजन करके - एक मोनोमर। एथिलीन पोलीमराइजेशन एसिड (cationic मैकेनिज्म) या रेडिकल्स (रेडिकल मैकेनिज्म) की क्रिया के तहत होता है।

प्रश्न के लिए, लेखक द्वारा दिए गए एथीन और एथिलीन का सूत्र बताएं ऐलेना दिमित्रीवासबसे अच्छा उत्तर है एथिलीन - 2Н4
आप इसे इस तरह ग्लूकोज से प्राप्त कर सकते हैं।
1. ग्लूकोज के किण्वन से एथिल अल्कोहल बनता है।
2. एथिल अल्कोहल के निर्जलीकरण द्वारा एथिलीन प्राप्त किया जाता है।
एथिलीन (दूसरा नाम एथीन है) एक रासायनिक यौगिक है जिसे सूत्र C2H4 द्वारा वर्णित किया गया है। एथिलीन व्यावहारिक रूप से प्रकृति में नहीं पाया जाता है। यह एक रंगहीन ज्वलनशील गैस है जिसमें हल्की गंध होती है। पानी में आंशिक रूप से घुलनशील (25.6 मिली पानी में 100 मिली 0 डिग्री सेल्सियस पर), इथेनॉल (समान परिस्थितियों में 359 मिली)। यह डायथाइल ईथर और हाइड्रोकार्बन में अच्छी तरह से घुल जाता है।
एथिलीन सबसे सरल एल्कीन (ओलेफिन) है। इसमें एक दोहरा बंधन होता है और इसलिए यह असंतृप्त यौगिकों के अंतर्गत आता है। यह उद्योग में एक अत्यंत महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है, और यह एक फाइटोहोर्मोन भी है।
पॉलीथीन और अधिक के लिए कच्चा माल
एथिलीन दुनिया में सबसे अधिक उत्पादित कार्बनिक यौगिक है; 2005 में एथिलीन का कुल विश्व उत्पादन 107 मिलियन टन था और प्रति वर्ष 4-6% की वृद्धि जारी है। एथिलीन के औद्योगिक उत्पादन का स्रोत विभिन्न हाइड्रोकार्बन कच्चे माल का पायरोलिसिस है, उदाहरण के लिए, तेल उत्पादन की संबंधित गैसों में निहित ईथेन, प्रोपेन, ब्यूटेन; तरल हाइड्रोकार्बन से - तेल के प्रत्यक्ष आसवन के कम-ऑक्टेन अंश। एथिलीन की उपज लगभग 30% है। साथ ही, प्रोपलीन और कई तरल उत्पाद (सुगंधित हाइड्रोकार्बन सहित) बनते हैं।
एथिलीन क्लोरीनीकरण से 1,2-डाइक्लोरोइथेन का उत्पादन होता है, जलयोजन से एथिल अल्कोहल होता है, एचसीएल के साथ संपर्क से एथिल क्लोराइड होता है। जब एथिलीन को उत्प्रेरक की उपस्थिति में वायुमंडलीय ऑक्सीजन के साथ ऑक्सीकृत किया जाता है, तो एथिलीन ऑक्साइड बनता है। ऑक्सीजन के साथ तरल-चरण उत्प्रेरक ऑक्सीकरण में, एसिटालडिहाइड प्राप्त होता है, एसिटिक एसिड की उपस्थिति में समान परिस्थितियों में, विनाइल एसीटेट प्राप्त होता है। एथिलीन एक अल्काइलेटिंग एजेंट है, उदाहरण के लिए, फ्रीडेल-क्राफ्ट्स प्रतिक्रिया स्थितियों के तहत, यह बेंजीन और अन्य सुगंधित यौगिकों को अल्काइलेट करने में सक्षम है। एथिलीन स्वतंत्र रूप से उत्प्रेरक की उपस्थिति में पोलीमराइज़ करने में सक्षम है और एक कॉमोनोमर के रूप में कार्य करता है, जिससे विभिन्न गुणों वाले पॉलिमर की एक विस्तृत श्रृंखला बनती है।
आवेदन पत्र
एथिलीन औद्योगिक रसायन विज्ञान के बुनियादी उत्पादों में से एक है और कई संश्लेषण श्रृंखलाओं के आधार पर है। एथिलीन का मुख्य उपयोग पॉलीथीन (विश्व उत्पादन में सबसे बड़ा बहुलक) के उत्पादन में एक मोनोमर के रूप में होता है। पोलीमराइजेशन की स्थिति के आधार पर, कम दबाव वाली पॉलीथीन और उच्च दबाव वाली पॉलीथीन प्राप्त की जाती है।
पॉलीइथिलीन का उपयोग कई कॉपोलिमर के उत्पादन के लिए भी किया जाता है, जिसमें प्रोपलीन, स्टाइरीन, विनाइल एसीटेट और अन्य शामिल हैं। एथिलीन एथिलीन ऑक्साइड के उत्पादन के लिए कच्चा माल है; एक अल्काइलेटिंग एजेंट के रूप में - एथिलबेन्जीन, डायथाइलबेंजीन, ट्राइएथिलबेंजीन के उत्पादन में।
एथिलीन का उपयोग एसीटैल्डिहाइड और सिंथेटिक एथिल अल्कोहल के उत्पादन के लिए एक प्रारंभिक सामग्री के रूप में किया जाता है। इसका उपयोग एथिल एसीटेट, स्टाइरीन, विनाइल एसीटेट, विनाइल क्लोराइड के संश्लेषण के लिए भी किया जाता है; 1,2-डाइक्लोरोइथेन, एथिल क्लोराइड के उत्पादन में।
एथिलीन का उपयोग फलों के पकने में तेजी लाने के लिए किया जाता है - उदाहरण के लिए, टमाटर, खरबूजे, संतरा, कीनू, नींबू, केला; पौधों की मलिनकिरण, फलों के पूर्व-कटाई को कम करना, मातृ पौधों के लिए फलों के लगाव की ताकत को कम करना, जो मशीनीकृत कटाई की सुविधा प्रदान करता है।
उच्च सांद्रता में, एथिलीन का मनुष्यों और जानवरों पर एक मादक प्रभाव पड़ता है।

एक दोस्त के साथ डबल बॉन्ड।


1. भौतिक गुण

एथिलीन एक रंगहीन गैस है जिसमें हल्की सुखद गंध होती है। यह हवा से थोड़ा हल्का होता है। पानी में थोड़ा घुलनशील, लेकिन शराब और अन्य कार्बनिक सॉल्वैंट्स में घुलनशील।

2. संरचना

आण्विक सूत्र सी 2 एच 4. संरचनात्मक और इलेक्ट्रॉनिक सूत्र:


3. रासायनिक गुण

मीथेन के विपरीत, एथिलीन रासायनिक रूप से काफी सक्रिय है। यह एक दोहरे बंधन, पोलीमराइजेशन प्रतिक्रियाओं और ऑक्सीकरण प्रतिक्रियाओं की साइट पर अतिरिक्त प्रतिक्रियाओं की विशेषता है। इस मामले में, डबल बॉन्ड में से एक टूट जाता है और एक साधारण सिंगल बॉन्ड अपनी जगह पर रहता है, और खारिज किए गए वैलेंस के कारण, अन्य परमाणु या परमाणु समूह संलग्न होते हैं। आइए प्रतिक्रियाओं के कुछ उदाहरण देखें। जब एथिलीन को ब्रोमीन के पानी (ब्रोमीन का एक जलीय घोल) में प्रवाहित किया जाता है, तो ब्रोमीन के साथ एथिलीन की बातचीत के परिणामस्वरूप डाइब्रोमोइथेन (एथिलीन ब्रोमाइड) C 2 H 4 Br 2 बनाने के लिए बाद वाला रंगहीन हो जाता है:

जैसा कि इस प्रतिक्रिया की योजना से देखा जा सकता है, यह हैलोजन परमाणुओं द्वारा हाइड्रोजन परमाणुओं का प्रतिस्थापन नहीं है, जैसा कि संतृप्त हाइड्रोकार्बन में होता है, बल्कि दोहरे बंधन के स्थल पर ब्रोमीन परमाणुओं का योग होता है। इथाइलीन सामान्य तापमान पर भी पोटेशियम मैंगनेट KMnO4 के साथ जलीय घोल के बैंगनी रंग को आसानी से फीका कर देता है। उसी समय, एथिलीन स्वयं एथिलीन ग्लाइकॉल सी 2 एच 4 (ओएच) 2 में ऑक्सीकृत हो जाती है। इस प्रक्रिया को निम्नलिखित समीकरण द्वारा दर्शाया जा सकता है:

  • 2केएमएनओ 4 -> के 2 एमएनओ 4 + एमएनओ 2 + 2ओ

एथिलीन और ब्रोमीन और पोटेशियम मैंगनेट के बीच प्रतिक्रियाएं असंतृप्त हाइड्रोकार्बन की खोज का काम करती हैं। मीथेन और अन्य संतृप्त हाइड्रोकार्बन, जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है, पोटेशियम मैंगनेट के साथ बातचीत नहीं करते हैं।

एथिलीन हाइड्रोजन के साथ प्रतिक्रिया करता है। इसलिए, जब एथिलीन और हाइड्रोजन के मिश्रण को उत्प्रेरक (निकल, प्लेटिनम या पैलेडियम पाउडर) की उपस्थिति में गर्म किया जाता है, तो वे इथेन बनाने के लिए संयोजित होते हैं:

वे अभिक्रियाएँ जिनमें किसी पदार्थ में हाइड्रोजन मिलाया जाता है, हाइड्रोजनीकरण या हाइड्रोजनीकरण अभिक्रियाएँ कहलाती हैं। हाइड्रोजनीकरण प्रतिक्रियाओं का बहुत व्यावहारिक महत्व है। वे अक्सर उद्योग में उपयोग किए जाते हैं। मीथेन के विपरीत, एथिलीन हवा में जलती हुई लौ के साथ जलती है, क्योंकि इसमें मीथेन की तुलना में अधिक कार्बन होता है। इसलिए, सभी कार्बन तुरंत नहीं जलते हैं और इसके कण बहुत गर्म और चमकते हैं। इन कार्बन कणों को लौ के बाहरी भाग में जला दिया जाता है:

  • सी 2 एच 4 + 3ओ 2 = 2सीओ 2 + 2 एच 2 ओ

मीथेन की तरह एथिलीन हवा के साथ विस्फोटक मिश्रण बनाती है।


4. रसीद

प्राकृतिक गैस में मामूली अशुद्धियों को छोड़कर, एथिलीन स्वाभाविक रूप से नहीं होती है। प्रयोगशाला स्थितियों के तहत, एथिलीन आमतौर पर गर्म होने पर एथिल अल्कोहल पर केंद्रित सल्फ्यूरिक एसिड की क्रिया द्वारा प्राप्त किया जाता है। इस प्रक्रिया को निम्नलिखित सारांश समीकरण द्वारा दर्शाया जा सकता है:

प्रतिक्रिया के दौरान, अल्कोहल अणु से पानी के तत्वों को घटाया जाता है, और दो वैलेंस कार्बन परमाणुओं के बीच एक दोहरे बंधन के निर्माण के साथ एक दूसरे को संतृप्त करते हैं। औद्योगिक उद्देश्यों के लिए, पेट्रोलियम क्रैकिंग गैसों से बड़ी मात्रा में एथिलीन प्राप्त किया जाता है।


5. आवेदन

आधुनिक उद्योग में, एथिल अल्कोहल के संश्लेषण और महत्वपूर्ण बहुलक सामग्री (पॉलीइथाइलीन, आदि) के उत्पादन के साथ-साथ अन्य कार्बनिक पदार्थों के संश्लेषण के लिए एथिलीन का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। एथिलीन की एक बहुत ही रोचक संपत्ति कई बगीचे और बगीचे के फल (टमाटर, खरबूजे, नाशपाती, नींबू, आदि) के पकने में तेजी लाने के लिए है। इसका उपयोग करते हुए, फलों को अभी भी हरे रंग में ले जाया जा सकता है, और फिर खपत के स्थान पर पहले से ही पके हुए राज्य में लाया जा सकता है, जिससे भंडारण कक्षों की हवा में एथिलीन की थोड़ी मात्रा में प्रवेश होता है।

एथिलीन का उपयोग विनाइल क्लोराइड और पॉलीविनाइल क्लोराइड, ब्यूटाडीन और सिंथेटिक रबर, एथिलीन ऑक्साइड और उस पर आधारित पॉलिमर, एथिलीन ग्लाइकॉल आदि के उत्पादन के लिए किया जाता है।


टिप्पणियाँ

सूत्रों का कहना है

  • F. A. Derkach "रसायन विज्ञान" L. 1968
? में ? फाइटोहोर्मोन
? में ? हाइड्रोकार्बन

अणुओं में दोहरे रासायनिक बंधन वाले असंतृप्त हाइड्रोकार्बन अल्कीन के समूह से संबंधित हैं। समजातीय श्रेणी का पहला प्रतिनिधि एथीन या एथिलीन है, जिसका सूत्र है: C 2 H 4 । अल्केन्स को अक्सर ओलेफिन के रूप में जाना जाता है। नाम ऐतिहासिक है और 18 वीं शताब्दी में क्लोरीन - एथिल क्लोराइड के साथ एथिलीन की बातचीत के उत्पाद को प्राप्त करने के बाद उत्पन्न हुआ, जो एक तैलीय तरल जैसा दिखता है। तब एथीन को तेल उत्पादक गैस कहा जाता था। हमारे लेख में, हम इसके रासायनिक गुणों के साथ-साथ उद्योग में इसके उत्पादन और अनुप्रयोग का अध्ययन करेंगे।

अणु की संरचना और पदार्थ के गुणों के बीच संबंध

एम। बटलरोव द्वारा प्रस्तावित कार्बनिक पदार्थों की संरचना के सिद्धांत के अनुसार, एक यौगिक की विशेषताएं पूरी तरह से संरचनात्मक सूत्र और उसके अणु के बंधनों के प्रकार पर निर्भर करती हैं। एथिलीन के रासायनिक गुण परमाणुओं के स्थानिक विन्यास, इलेक्ट्रॉन बादलों के संकरण और इसके अणु में पाई बांड की उपस्थिति से भी निर्धारित होते हैं। कार्बन परमाणुओं के दो असंकरित p-इलेक्ट्रॉन अणु के तल के लंबवत तल में अतिव्यापन करते हैं। एक दोहरा बंधन बनता है, जिसके टूटने से एल्केन्स की जोड़ और पोलीमराइजेशन प्रतिक्रियाओं से गुजरने की क्षमता निर्धारित होती है।

भौतिक गुण

एथीन एक गैसीय पदार्थ है जिसमें सूक्ष्म विशिष्ट गंध होती है। यह पानी में खराब घुलनशील है, लेकिन बेंजीन, कार्बन टेट्राक्लोराइड, गैसोलीन और अन्य कार्बनिक सॉल्वैंट्स में आसानी से घुलनशील है। एथिलीन सी 2 एच 4 के सूत्र के आधार पर, इसका आणविक भार 28 है, अर्थात एथीन हवा से थोड़ा हल्का है। एल्केन्स की सजातीय श्रृंखला में, उनके द्रव्यमान में वृद्धि के साथ, पदार्थों के एकत्रीकरण की स्थिति योजना के अनुसार बदलती है: गैस - तरल - ठोस यौगिक।

प्रयोगशाला और उद्योग में गैस उत्पादन

एथिल अल्कोहल को सांद्र सल्फ्यूरिक एसिड की उपस्थिति में 140 डिग्री सेल्सियस तक गर्म करके प्रयोगशाला में एथिलीन प्राप्त किया जा सकता है। दूसरा तरीका है एल्केन अणुओं से हाइड्रोजन परमाणुओं का अलग होना। कास्टिक सोडियम या पोटेशियम के साथ संतृप्त हाइड्रोकार्बन के हलोजन-प्रतिस्थापित यौगिकों पर कार्य करके, उदाहरण के लिए, क्लोरोइथेन पर, एथिलीन का उत्पादन होता है। उद्योग में, इसे प्राप्त करने का सबसे आशाजनक तरीका प्राकृतिक गैस का प्रसंस्करण है, साथ ही पायरोलिसिस और तेल का टूटना भी है। एथिलीन के सभी रासायनिक गुण - जलयोजन, पोलीमराइज़ेशन, जोड़, ऑक्सीकरण की प्रतिक्रियाएं - इसके अणु में एक दोहरे बंधन की उपस्थिति द्वारा समझाया गया है।

सातवें समूह के मुख्य उपसमूह के तत्वों के साथ ओलेफिन की बातचीत

एथीन समरूप श्रेणी के सभी सदस्य अपने अणु में पाई-बंध के टूटने के स्थान पर हलोजन परमाणु संलग्न करते हैं। तो, लाल-भूरे रंग के ब्रोमीन का एक जलीय घोल रंगहीन हो जाता है, जिसके परिणामस्वरूप समीकरण एथिलीन - डाइब्रोमोइथेन बनता है:

सी 2 एच 4 + बीआर 2 \u003d सी 2 एच 4 बीआर 2

क्लोरीन और आयोडीन के साथ प्रतिक्रिया समान रूप से होती है, जिसमें हैलोजन परमाणुओं का जोड़ भी दोहरे बंधन के विनाश के स्थल पर होता है। सभी यौगिक - ओलेफिन हाइड्रोजन हैलाइड के साथ परस्पर क्रिया कर सकते हैं: हाइड्रोजन क्लोराइड, हाइड्रोजन फ्लोराइड, आदि। आयनिक तंत्र के अनुसार आगे बढ़ने वाली प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप, पदार्थ बनते हैं - संतृप्त हाइड्रोकार्बन के हलोजन डेरिवेटिव: क्लोरोइथेन, फ्लोरोएथेन।

इथेनॉल का औद्योगिक उत्पादन

एथिलीन के रासायनिक गुणों का उपयोग अक्सर उद्योग और रोजमर्रा की जिंदगी में व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले महत्वपूर्ण पदार्थों को प्राप्त करने के लिए किया जाता है। उदाहरण के लिए, फॉस्फोरिक या सल्फ्यूरिक एसिड की उपस्थिति में एथीन को पानी के साथ गर्म करने से उत्प्रेरक की क्रिया के तहत जलयोजन प्रक्रिया होती है। यह एथिल अल्कोहल के निर्माण के साथ जाता है - कार्बनिक संश्लेषण के रासायनिक उद्यमों में प्राप्त एक बड़े टन भार वाला उत्पाद। जलयोजन प्रतिक्रिया का तंत्र अन्य अतिरिक्त प्रतिक्रियाओं के साथ सादृश्य द्वारा आगे बढ़ता है। इसके अलावा, पानी के साथ एथिलीन की परस्पर क्रिया भी पाई बंधन के टूटने के परिणामस्वरूप होती है। हाइड्रोजन परमाणु और एक हाइड्रोक्सो समूह, जो पानी के अणु का हिस्सा हैं, एथीन के कार्बन परमाणुओं की मुक्त संयोजकता में जुड़ जाते हैं।

एथिलीन का हाइड्रोजनीकरण और दहन

उपरोक्त सभी के बावजूद, हाइड्रोजन यौगिक प्रतिक्रिया का व्यावहारिक महत्व बहुत कम है। हालांकि, यह कार्बनिक यौगिकों के विभिन्न वर्गों के बीच एक आनुवंशिक लिंक दिखाता है, इस मामले में अल्केन्स और ओलेफिन। हाइड्रोजन जोड़ने पर, एथीन को ईथेन में बदल दिया जाता है। विपरीत प्रक्रिया - संतृप्त हाइड्रोकार्बन से हाइड्रोजन परमाणुओं के अलग होने से एल्केन्स - एथीन के प्रतिनिधि का निर्माण होता है। ओलेफिन का कठोर ऑक्सीकरण, जिसे दहन कहा जाता है, बड़ी मात्रा में गर्मी की रिहाई के साथ होता है, प्रतिक्रिया एक्ज़ोथिर्मिक होती है। दहन उत्पाद हाइड्रोकार्बन के सभी वर्गों के पदार्थों के लिए समान हैं: अल्केन्स, एथिलीन और एसिटिलीन श्रृंखला के असंतृप्त यौगिक, सुगंधित पदार्थ। इनमें कार्बन डाइऑक्साइड और पानी शामिल हैं। वायु एथिलीन के साथ क्रिया करके विस्फोटक मिश्रण बनाती है।

ऑक्सीकरण प्रतिक्रियाएं

एथीन को पोटेशियम परमैंगनेट के घोल से ऑक्सीकृत किया जा सकता है। यह गुणात्मक प्रतिक्रियाओं में से एक है, जिसकी मदद से वे विश्लेषण की संरचना में एक दोहरे बंधन की उपस्थिति साबित करते हैं। दोहरे बंधन के टूटने और डाइहाइड्रिक संतृप्त अल्कोहल - एथिलीन ग्लाइकॉल के बनने के कारण घोल का बैंगनी रंग गायब हो जाता है। प्रतिक्रिया उत्पाद में सिंथेटिक फाइबर के उत्पादन के लिए कच्चे माल के रूप में उद्योग में अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला है, जैसे कि लैवसन, विस्फोटक और एंटीफ्ीज़। जैसा कि आप देख सकते हैं, एथिलीन के रासायनिक गुणों का उपयोग मूल्यवान यौगिकों और सामग्रियों को प्राप्त करने के लिए किया जाता है।

ओलेफिन पोलीमराइजेशन

तापमान में वृद्धि, दबाव में वृद्धि और उत्प्रेरक का उपयोग पोलीमराइजेशन प्रक्रिया को पूरा करने के लिए आवश्यक शर्तें हैं। इसकी क्रियाविधि योग या ऑक्सीकरण अभिक्रियाओं से भिन्न होती है। यह दोहरे बंधन के टूटने के स्थलों पर कई एथिलीन अणुओं के अनुक्रमिक बंधन का प्रतिनिधित्व करता है। प्रतिक्रिया उत्पाद पॉलीइथाइलीन है, जिसकी भौतिक विशेषताएं n के मूल्य पर निर्भर करती हैं - पोलीमराइजेशन की डिग्री। यदि यह छोटा है, तो पदार्थ एकत्रीकरण की तरल अवस्था में है। यदि संकेतक 1000 लिंक तक पहुंचता है, तो ऐसे बहुलक से पॉलीथीन फिल्म और लचीली नली बनाई जाती है। यदि पोलीमराइजेशन की डिग्री श्रृंखला में 1500 लिंक से अधिक है, तो सामग्री एक सफेद ठोस, स्पर्श करने के लिए तैलीय है।

यह ठोस उत्पादों और प्लास्टिक पाइप के निर्माण के लिए जाता है। टेफ्लॉन, एथिलीन के एक हैलोजनयुक्त यौगिक में नॉन-स्टिक गुण होते हैं और यह एक व्यापक रूप से उपयोग किया जाने वाला बहुलक है जो मल्टीकुकर, फ्राइंग पैन और ब्रेज़ियर के निर्माण में मांग में है। घर्षण का विरोध करने की इसकी उच्च क्षमता का उपयोग ऑटोमोबाइल इंजनों के लिए स्नेहक के उत्पादन में किया जाता है, और इसकी कम विषाक्तता और मानव ऊतकों के प्रति सहनशीलता ने सर्जरी में टेफ्लॉन कृत्रिम अंग का उपयोग करना संभव बना दिया है।

हमारे लेख में, हमने ओलेफिन के ऐसे रासायनिक गुणों को एथिलीन दहन, जोड़ प्रतिक्रियाओं, ऑक्सीकरण और पोलीमराइजेशन के रूप में माना।