Получение ацетилена

Наверняка очень многие знают, что само слово – ацетилен - связано с понятием «уксус». А вот то, что ацетилен на сегодняшний день - это единственное вещество, способное гореть при отсутствии доступа воздуха, и которое широко применяется в промышленности, знает далеко не каждый. Ацетилен опасен, это подчеркивается еще и таким фактом, что, например, его горение в кислоте создает пламя температурой до 3100°С.

Впервые получение ацетилена было осуществлено Эдмундом Дэви в далеком 1836 году. Деви воздействовал на карбид калия обычным водным раствором, произошла реакция, уравнение которой можно записать как: К2С2 + 2Н2О = С2Н2 + 2КОН. В результате был получен газ, формула которого С2Н2 и которому ученый дал название двууглеродистый водород.

С открытием учения о радикалах Юстус Либих одну из групп атомов (радикалов) и назвал ацетилом, правда, он рассматривал соединение с формулой С2Н3. Вещество же, которое получил Деви, стало рассматриваться химиками как производное от ацетила. Затем, когда получение ацетилена было осуществлено французом Марселеном Бертло несколькими способами, вещество получило свое название, которое используется в химии и по сей день. Бертло рассматривал полученное соединение как молекулу ацетила, от которой забрали атом водорода. Технологически, получение ацетилена Бертло представляло собой следующий процесс. Он пропускал пары разогретых спиртов - метилового и этилового - сквозь также разогретую до высокой температуры трубку.

Несколько позднее, в 1862, ацетилен был синтезирован путем электрохимической реакции, в ходе которой водород пропускался между электродами, изготовленными из углерода. Эти технологии на то время были очень дорогими и малопроизводительными, а потому могли рассматриваться только как теоретическое решение вопроса. Только в самом конце позапрошлого века был придуман метод, который позволил наладить более экономичное получение ацетилена. Этот метод основан на прокаливании смеси, состоящей из негашеной извести и угля. Это позволило наладить использование соединения в качестве газа для уличного освещения. Дело в том, что газ, который содержал в своем составе примерно 92,3% углерода, при высокой температуре выделял огромное количество этого вещества в твердом виде. Именно они и дают достаточно яркий свет. При этом температура горения определяет не только яркость горения, но его цвет. Чем выше температура – тем более былым является цвет свечения частичек углерода. Появившиеся грелки, заполненные ацетиленом, могли дать света примерно в пятнадцать раз больше, чем распространенные тогда газовые фонари. Даже тогда, когда их вытеснило электроосвещение, использовать ацетилен для освещения продолжали в велосипедных фонарях и на омнибусах.

По мере развития промышленности, требовались все большие количества такого соединения как ацетилен. Получение его в промышленных объемах началось только в прошлом веке. В результате такого «прорыва» соединение стали применять и для технических нужд. Для строительных нужд ацетилен получали путем гашения карбида водой. Этот продукт многим известен своим очень неприятным запахом из-за содержащихся в нем примесей аммиака и сероводорода. На самом деле, химически чистое вещество имеет слабо выраженный эфирный запах. Оно легче воздуха, молекулярная масса ацетилена равна 26,038. Газ не имеет цвета, хорошо растворим во многих жидкостных растворах, причем растворимость определяется температурой самого раствора.

Современные технологии предусматривают получение ацетилена из метана путем электрокрекинга – процесса, при котором между электродами сначала пропускают газ метан при температуре не ниже 1600°С. Затем, чтобы не допустить разложения ацетилена, газ подвергают быстрому охлаждению. Такой способ эффективен тем, что часть теплоэнергии, получаемой при сгорании вещества, может быть направлена на подогрев следующего цикла реакции, обеспечивая непрерывный характер ее протекания.

Ацетилен широко используется при сварке и резке металлов, для получения очень яркого света белого цвета, для производства взрывчатых материалов.