Transportul unei substanțe periculoase - acetilenă

1. ACETILENA

Acetilena este o hidrocarbură alifatică nesaturată, cu o triplă legătură, descoperită de H. Davy în 1836 şi sintetizată din elemente de M. Berthelot în 1862. Este un compus de mare importanţă, constituind baza pentru obtinerea unui număr foarte mare de compuşi în industria chimică. Din acetilenă se prepară aldehidă acetică, acetonă, clorura de vinil, acetatul de vinil, vinilacetilena, nitrilul acrilic. Se foloseşte de asemenea la sudura oxiacetilenică şi la iluminat.

Acetilena, C2H2 este cel mai simplu reprezentant al clasei alchinelor şi este formată din doi atomi de carbon hibridizaţi sp uniţi între ei printr-o legătură triplă (σ+ 2π) şi cu câte un atom de hidrogen fiecare printr-o legătură σsp-s.

Cei patru atomi ai acetilenei sunt coliniari. Unghiul între valenţe este de 180o. Lungimea legăturii triple este de 1,20 Å şi a legăturii C-H de 1,08 Å. Scurtarea legăturilor în acetilenă faţă de cele în etan (1,33 Å, respectiv 1,1 Å) se datorează procentului mai mare de componentă s in orbitalii de legatură (50% componentă s in orbitalii sp si 33% componentă s in orbitalii sp2).

Energia de disociere a legăturii triple este de 198 kcal·mol-1, iar a legăturii C-H de 121 kcal·mol-1.

Legătura triplă din acetilenă şi din alchinele marginale este polară, având polul pozitiv la atomul de hidrogen şi polul negativ la atomul de carbon (momentul electric al alchilacetilenelor este de 0,8 D). Drept consecinţă atomul de carbon din acetilenă are caracter acid.

1.1 Metode industriale pentru obţinerea acetilenei

Acetilena se obţine în cantităţi mari industriale pe următoarele căi:

A. Din carbură de calciu şi apă

Carbura de calciu (obţinută din cărbune şi CaO, la 2500o C) reacţionează energic cu apa, degajând acetilenă.

Carbura de calciu are o reţea cristalină, asemănătoare cu a clorurii de sodiu, punctele reţelei fiind ocupate de ioni Ca2+ şi ioni de acetilură C22-. Ionul de acetilură este instabil în prezenţa apei, din care extrage protoni formând acetilenă şi ioni hidroxil.

Acetilena obţinută din carbid este impurificata cu cantităţi mici de NH3, PH3, vinilacetilena, diacetilena, etc., care se îndepărtează, de obicei, prin barbotarea gazului prin soluţii oxidante.

B. Formarea acetilenei din metan şi alte hidrocarburi

Formarea acetilenei din metan este o reacţie endotermă. Ea are loc la temperaturi de peste 1500o C. Pentru a se evita descompunerea acetilenei în elemente sau recombinarea reversibilă cu hidrogenul, gazele trebuie răcite brusc sub 100o C. În metodele industriale răcirea se face cu o ploaie de apă. Acetilena se izolează prin dizolvare, sub presiune, în apă sau în dizolvanţi.

În procedeele industriale, metanul este încălzit un timp de contact foarte scurt, fie în zona unui arc electric între electrozi metalici, fie într-o flacără cu cantitate insuficientă de oxigen pentru ardere completă.

C. Formarea acetilenei din elemente

La temperaturi de 3000o C, la trecerea unui arc electric între electrozi de cărbune, în atmosferă de hidrogen, se formează acetilenă cu randament mic. Sub această formă reacţia nu are aplicaţii practice. Acetilena formată se descompune în carbon şi hidrogen.