乙炔是由两个碳原子和两个氢原子组成,分子式为C2H2,其电子式、结构式、简写式如下:
H:C┇C:H H-C≡C-H CH≡CH 乙炔的电子式 乙炔的结构式 乙炔的简写式
从乙炔的结构式中可以看出,碳、氢原子间以单键相连,此键称为δ键,而碳与碳原子间是以三键相连的,其中一个是δ键,另外两个是Л键,一般来说Л键能量比δ键高,键能越高越不稳定,因此,Л键比δ键活泼得多,即两个Л键是不稳定的,容易断裂,并与其他原子或原子团相结合,其化学活性极强。
常温常压下,纯乙炔是无色无臭的可燃性气体,但用电石制成的工业乙炔具有一种难闻的臭味,这是因为其中含有硫化氢和磷化氢之故。
乙炔比空气略轻,临界压力6.25Mpa,临界温度309.5k临界体积113cm3/mol;在0℃、1atm下以空气重量为1时,其比重为 0.906;乙炔在低温时变为固体,液体乙炔的正常沸点为-82.5℃;乙炔容易溶解在水中和其他溶剂(如丙酮、二甲基甲酰胺)中;乙炔与空气混合会形成爆炸混合物,其爆炸范围为2.3%-81%(体积百分比),尤其乙炔含量在7%—13%浓度范围内爆炸威力最强。乙炔与氧的混合物爆炸范围为 2.5%-93%。
乙炔是具有三键结合的不饱和碳氢化合物,是非常容易反应的物质,化学性质极为活泼。很容易进行加成、聚合、氧化、取代反应。
乙炔与空气或氧混合形成爆炸性气体,遇有明火或静电,会发生氧化爆炸反应。
乙炔燃烧、爆炸的产生遵循一定的内在规律,有其一定的条件:
1 环境中有可燃物乙炔的存在,且乙炔与空气(或氧气)在一定浓度范围,爆炸上限为81%,下限为2.3%(V01);
2 有助燃物质存在(起氧化作用的物质,通常是空气或氧气);
3 有点火源(1)明火;(2)高温表面;(3)电火花;(4)撞击与摩擦火花;(5)聚集的日光;(6)自然发热;(7)爆炸性的乙炔金属化合物;(8)静电引起火花等。
以上三个条件缺少任何一个条件,爆炸不会发生。
在乙炔生产中,环境中的空气(或氧气)的存在和微量乙炔(泄漏引起)的存在是不可避免的,要解决引爆源问题就成了乙炔安全生产的关键,由于乙炔的最低引爆能量很小,只有0.019(mJ),在氧气中为0.0003mJ。
乙炔的最小点火能为0.019mJ,从下式中算出:
E=1/2CV2
E:人体带电能量(焦耳);
C:人对地电容(法拉);
V:人体静电电压(伏特)。
静电是可以造成乙炔燃烧、爆炸的引爆源之一,是乙炔生产中可能酿成事故的一个重要因素。
静电是什么?
静电是不同物体摩擦造成电子迁移而产生的静止于物体电荷,它聚集于物体表面上,不容易流动,俗称摩擦带电。如在干燥空气中用塑料梳子理头发、毛料衣服脱下时的闪火花等现象,就是静电存在的例子。