乙炔物理性质.doc

物理性质
　　纯乙炔为无色无味的易燃、有毒气体。而电石制的乙炔因混有硫化氢H2S、磷化氢PH3、砷化氢，而带 有特殊的臭味。熔点（118.656kPa）-84℃，沸点-80.8℃，相对密度0.6208(-82/4℃)，折射率1.00051，折光率1.0005（0℃），闪点（开杯）-17.78℃，自燃点305℃。在空气中爆炸极限2.3%-72.3%（vol）。在液态和固态下或在气态和一定压力下有猛烈爆炸的危险，受热、震动、电火花等因素都可以引发爆炸，因此不能在加压液化后贮存或运输。微溶于水，易溶于乙醇、苯、丙酮等有机溶剂。在15℃和1.5MPa时，乙炔在丙酮中的溶解度为237g/L，溶液是稳定的。因此，工业上是在装满石棉等多孔物质的钢瓶中，使多孔物质吸收丙酮后将乙炔压入，以便贮存和运输。为了与其它气体区别，乙炔钢瓶的颜色一般为白色，橡胶气管一般为黑色，乙炔管道的螺纹一般为左旋螺纹（螺母上有径向的间断沟）。
化学性质
　　乙炔（acetylene）最简单的炔烃，又称电石气。分子式CH≡CH，化学式C2H2。乙炔分子量 26．4 ，气体比重 0．91（ Kg/m3）， 火焰温度3150 ℃， 热值12800 （千卡/m3） 在氧气中燃烧速度 7．5 ，纯乙炔在空气中燃烧2100度左右，在氧气中燃烧可达3600度。 　　化学性质很活泼，能起加成、氧化、聚合及金属取代等反应。
（1）氧化反应：
　　a．可燃性：2CH≡CH+5O2 →4CO2+2H2O　（条件点燃）　　现象：火焰明亮、带浓烟 ， 燃烧时火焰温度很高（>3000℃），用于气焊和气割。其火焰称为氧炔焰。
b．被KMnO4氧化：能使紫色酸性高锰酸钾溶液褪色。C2H2 + 2KMnO4 + 3H2SO4→2CO2+ K2SO4 + 2MnSO4+4H2O
（2）加成反应
　　可以跟Br2、H2、HX等多种物质发生加成反应。
如：
现象：溴水褪色或Br2的CCl4溶液褪色
所以可用酸性KMnO4溶液或溴水区别炔烃与烷烃。
与H2的加成
CH≡CH+H2 → CH2=CH2
与HX的加成
如：CH≡CH+HCl →CH2=CHCl　氯乙烯用于制聚氯乙烯
（3）“聚合”反应：
　　三个乙炔分子结合成一个苯分子：
由于乙炔与乙烯都是不饱和烃，所以化学性质基本相似。在适宜条件下，三分子乙炔能聚合成一分子苯。
金属取代反应：将乙炔通入溶有金属钠的液氨里有氢气放出。乙炔与银氨溶液反应，产生白色乙炔银沉淀。
乙炔具有弱酸性，将其通入硝酸银或氯化亚铜氨水溶液，立即生成白色乙炔银（AgC≡CAg）和红棕色乙炔亚铜（CuC≡CCu）沉淀，可用于乙炔的定性鉴定。这两种金属炔化物干燥时，受热或受到撞击容易发生爆炸，如：
反应完应用盐酸或硝酸处理，使之分解，以免发生危险：
乙炔在使用贮运中要避免与铜接触。
因为乙炔分子里碳氢键是以SP-S重叠而成的。碳氢里碳原子对电子的吸引力比较大些，使得碳氢之间的电子云密度近碳的一边大得多，而使碳氢键产生极性，给出H+而表现出一定的酸性。
（4）酸碱（取代）反应：
　　炔烃中C≡C的C是sp杂化，使得Csp－H的σ键的电子云更靠近碳原子，增强了C-H键极性使氢原子容易解离，显示“酸性”。连接在C≡C碳原子上的氢原子相当活泼，易被金属取代，生成炔烃金属衍生物叫做炔化物．
CH≡CH + Na → CH≡CNa + 1/2H2↑（条件NH3)
CH≡CH + 2Na → CNa≡CNa + 1/2 H2↑ (条件NH3，190℃~220℃）
CH≡CH + NaNH2 → CH≡CNa + NH3 ↑
CH≡CH + Cu2Cl2 （2AgCl） → CCu≡CCu( CAg≡CAg )↓ + 2NH4Cl +2NH3 （ 注意：只有在三键上含有氢原子时才会发生，用于鉴定端基炔RH≡CH）。
其外，乙炔与铜、银、水银等金属或其盐类长期接触时，会生成乙炔铜（Cu2C2）和乙炔银（Ag2C2）等爆炸性混合物，当受到摩擦、冲击时会发生爆炸。因此，凡供乙炔使用的器材都不能用银和含铜量70%以上的铜合金制造。
电子式：H:C:::C:H
C-C键中间是六个点，分两列，每列三个 ——H:C:::C:H
制备方法
　　实验室中常用电石跟水反应制取乙炔。电石中因含有少量钙的硫化物和磷化物，致使生成的乙炔中因 混有硫化氢、磷化氢等而呈难闻的气味。水的反应是相当激烈的，可用分液漏斗控制加水量以调节出气速度。也可以用饱和食盐水
原理：电石发生水解反应，生成乙炔。装置：烧瓶和分液漏斗（不能使用启普发生器）。烧瓶口要放棉花，以防止泡沫溢出。
试剂：电石（CaC2)和水。
反应方程式：CaC2+2H－OH→Ca(OH)2+CH≡CH↑
收集方法：排水集气法
尾气处理：点燃
制备装置与氢气等气体类同。
用途
　　乙炔可用以照明、焊接及切断金属（氧炔焰），也是制造乙醛、醋酸、苯、合成橡胶、合成纤维等的基本原料。
纯品乙炔为无色无气味的气体，自电石制取的乙炔含有磷化氢、砷化氢、硫化氢等杂质而具有特殊的刺激性蒜臭和毒性；常压下不能液化，升华点为-83.8℃，在1.19×105Pa压强下，熔点为-81℃；易燃易爆，空气中爆炸极限很宽，为2.5%～80%；难溶于水，易溶于石油醚、乙醇、苯等有机溶剂，在丙酮中溶解度极大，在1.2MPa下，1体积丙酮可以溶解300体积乙炔，液态乙炔稍受震动就会爆炸，工业上在钢筒内盛满丙酮浸透的多孔物质（如石棉、硅藻土、软木等），在1～1.2MPa下将乙炔压入丙酮，安全贮运。
乙炔燃烧时能产生高温，氧炔焰的温度可以达到3200℃左右，用于切割和焊接金属。供给适量空气，可以安全燃烧发出亮白光，在电灯未普及或没有电力的地方可以用做照明光源。乙炔化学性质活泼，能与许多试剂发生加成反应。在20世纪60年代前，乙炔是有机合成的最重要原料，现仍为重要原料之一。如与氯化氢、氢氰酸、乙酸加成，均可生成生产高聚物的原料；
乙炔在不同条件下，能发生不同的聚合作用，分别生成乙烯基乙炔或二乙烯基乙炔，前者与氯化氢加成可以得到制氯丁橡胶的原料2-氯-1，3-丁二烯。乙炔在400～500℃高温下，可以发生环状三聚合生成苯；以氰化镍Ni(CN)2为催化剂，在50℃和1.2～2MPa下，可以生成环辛四烯。
乙炔具有弱酸性，将其通入硝酸银或氯化亚铜氨水溶液，立即生成白色乙炔银（AgC≡CAg）和红棕色乙炔亚铜（CuC≡CCu）沉淀，可用于乙炔的定性鉴定。这两种金属炔化物干燥时，受热或受到撞击容易发生爆炸，如：
反应完应用盐酸或硝酸处理，使之分解，以免发生危险。乙炔在使用贮运中要避免与铜接触。
工业上可以用碳化钙（电石）水解生产乙炔：CaC2+2H2O→HC≡CH↑+ Ca(OH)2
可由天然气热裂或部分氧化制备。
另外，由于其可以发生强烈的爆炸，于是出现了一种“乙炔炸弹”，利用乙炔气体作为毁伤元素，毁伤坦克或其他装甲车辆 。由引信、弹体和装填物等组成。弹体内装填物主要是水和二碳化钙，平时二者隔离分装在两个单元内。当二者接触后可产生大量的乙炔气体，与空气混合形成爆炸混合物，在压力超过0.15兆帕时易发生爆炸，在氧气中燃烧可产生3 500℃以上的高温及强光。利用运载工具将其发射至坦克或其他装甲车辆附近，在引信的作用下，装填物混合产生大量乙炔气体，并与空气混合形成云团。一旦被坦克或装甲车辆吸入发动机内，乙炔在高压下点火会产生强烈爆轰，就能彻底摧毁坦克或装甲车辆的发动机。据美国军方的一项试验，一枚500克的乙炔弹就可使坦克“罢工”。
应急处置
　　吸入：迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难，给予输氧。如呼吸停止，立即进行人工呼吸。就医。
呼吸系统防护：一般不需要特殊防护，但建议特殊情况下佩带自吸过滤式防毒面具(半面罩)。
眼睛防护：一般不需要特殊防护，高浓度接触时可戴化学安全防护眼镜。
身体防护：穿防静电工作服。
手防护：戴一般作业防护手套。
其他防护：工作现场严禁吸烟。避免长期反复接触。进入罐、限制性空间或其他高浓度区作业，须有人监护。
泄漏应急处理：迅速撤离泄漏污染区人员至上风处，并进行隔离，严格限制出入。切断火源。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器，穿防静电工作服。尽可能切断泄漏源。合理通风，加速扩散。喷雾状水稀释、溶解。构筑围堤或挖坑以收容产生的大量废水。如有可能，将漏出气用排风机送至空旷地方或装设适当喷头烧掉。漏气容器要妥善处理，修复、检验后再用。
有害燃烧产物：一氧化碳、二氧化碳。
灭火方法：切断气源。若不能切断气源，则不允许熄灭泄漏处的火焰。喷水冷却容器，可能的话将容器从火场移至空旷处。灭火剂：雾状水、泡沫、二氧化碳、干粉。
管理信息
　　操作的管理：密闭操作，全面通风。操作人员必须经过专门培训，严格遵守操作规程。建议操作人员穿防静电工作服。远离火种、热源，工作场所严禁吸烟。使用防爆型的通风系统和设备。防止气体泄漏到工作场所空气中。避免与氧化剂、酸类、卤素接触。在传送过程中，钢瓶和容器必须接地和跨接，防止产生静电。搬运时轻装轻卸，防止钢瓶及附件破损。配备相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备。 储存的管理：乙炔的包装法通常是溶解在溶剂及多孔物中， 装入钢瓶内。储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。库温不宜超过30℃。应与氧化剂、酸类、卤素分开存放，切忌混储。采用防爆型照明、通风设施。禁止使用易产生火花的机械设备和工具。储区应备有泄漏应急处理设备。
运输的管理：采用钢瓶运输时必须戴好钢瓶上的安全帽。钢瓶一般平放，并应将瓶口朝同一方向，不可交叉；高度不得超过车辆的防护栏板，并用三角木垫卡牢，防止滚动。运输时运输车辆应配备相应品种和数量的消防器材。装运该物品的车辆排气管必须配备阻火装置，禁止使用易产生火花的机械设备和工具装卸。严禁与氧化剂、酸类、卤素等混装、混运。夏季应早晚运输，防止日光曝晒。中途停留时应远离火种、热源。公路运输时要按规定路线行驶，勿在居民区和人口稠密区停留。铁路运输时要禁止溜放。
废弃的管理：处置前应参阅国家和地方有关法规。建议用焚烧法处置。
毒理学资料
　　急性毒性：纯乙炔属微毒类，具有弱麻醉和阻止细胞氧化的作用。高浓度时排挤空气中的氧，引起单纯性窒息作用。乙炔中常混有磷化氢、硫化氢等气体，故常伴有此类毒物的毒作用。人接触100 mg/m3能耐受30～60 min，20%引起明显缺氧，30%时共济失调，35%下5 min引起意识丧失，含10%乙炔的空气中5 h，有轻度中毒反应。
亚急性和慢性毒性：动物长期吸入非致死性浓度本品，出现血红蛋白、网织细胞、淋巴细胞增加和中性粒细胞减少。尸检有支气管炎、肺炎、肺水肿、肝充血和脂肪浸润。
应急医疗
　　诊断要点：
（1）吸入一定浓度后有轻度头痛、头昏。
（2）吸入高浓度时先兴奋、多语、哭笑不安，继而头痛、眩晕、恶心、呕吐、步态不稳、嗜睡。
（3）严重者昏迷。
（4）乙炔急性毒性主要是因为高浓度时置换了空气中的氧，引起单纯性窒息作用，缺氧是主要致死原因。
处理原则：可参考“丙烯中毒”。
（1）患者移离现场至空气新鲜处，吸氧、保温、静卧，避免过多体力活动和情绪激动。
（2）保持呼吸道通畅，出现呼吸抑制时给予中枢兴奋药，必要时建立人工气道以进行机械辅助呼吸。
（3）护肝，维持水电解质平衡，及时发现和处理其他并发症等支持治疗。
（4）严重中毒时慎用儿茶酚胺类药物，防止引起严重心律失常，警惕和处理其他并发症等支持治疗。
预防措施：
停止吸入，症状迅速消失。实际上，乙炔中毒者的症状部分由于混入的磷化氢、硫化氢和其他气体所致。应注意有否混合气体中毒，尤其是磷化氢中毒的可能性，以便及时抢救。
监测方法
　　1.现场应急监测方法
（1）气体检测管法。
（2）气体速测管（北京劳保所产品）。
2.实验室监测方法
监测方法
类 别
来 源
气相色谱法
空气
徐伯洪，闫慧芳主编：《工作场所有害物质监测方法》
气相色谱法
空气
杭士平编：《空气中有害物质的测定方法》（第二版）
乙炔亚铜比色法
空气
《化工企业空气中有害物质测定方法》（化学工业出版社）
3.现场监测方法
（1）2M004乙炔气体传感器检测微量传感器。
（2）K204乙炔模块检测乙炔泄露。（北京国泰恒安产品）
国家标准
　　1.中国职业接触限值(GBZ 2—2002)
2.环境标准