Bakar(I) acetilenid: priprema i svojstva

2024 Autor: Angel Austin | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-02 17:42

Bakar acetilid je organometalno binarno jedinjenje. Ova formula je poznata nauci najmanje od 1856. godine. U kristalima, formira monohidrat sa formulom Cu₂C₂×H_{2O. Termički nestabilan, eksplodira kada se zagrije.}

Zgrada

Bakar acetilenid je binarno jedinjenje. U njemu je moguće uslovno razlikovati negativno nabijeni dio - anion C²⁻₂ i pozitivno nabijeni dio - katjone bakra Cu +. U stvari, takva podjela je uslovna: u spoju postoji samo djelić jonske veze, iako je veća u odnosu na H-C≡ vezu. Ali ova veza takođe ima veoma jak polaritet (kao za kovalentnu) zbog činjenice da je atom ugljenika sa trostrukom vezom u sp hibridizaciji - njegova relativna elektronegativnost je veća nego u sp^{3 3} hibridizacije (jednostruka veza) ili sp² (dvostruka veza). To je ono što olakšava ugljeniku u acetilenu da odvoji atom vodika od sebe i zameni ga atomom metala, odnosno da pokaže svojstva svojstvena kiselinama.

Primi

Najčešći način da se dobije bakar acetilenid u laboratoriji je propuštanje gasovitog acetilena kroz rastvor amonijaka bakar(I) hlorida. Kao rezultat, formira se nerastvorljivi talog crvenkastog acetilenida.

Umjesto bakar(I) hlorida, možete koristiti i njegov hidroksid Cu_{2O. U oba slučaja, važno je da je stvarna reakcija sa kompleksom bakra amonijaka.}

Fizička svojstva

Bakar acetilenid u svom čistom obliku - tamni crveno-smeđi kristali. U stvari, ovo je monohidrat - u sedimentu svaki molekul acetilenida odgovara jednom molekulu vode (zapisano kao Cu₂C₂×H _{2 O). Suvi bakar acetilenid je eksplozivan: može detonirati kada se zagrije (manje je termički stabilan od acetilenida srebra), kao i pod mehaničkim stresom, kao što je udar.}

Ovom prilikom postoji pretpostavka da su bakarne cijevi u hemijskoj industriji od velike opasnosti, jer se tokom dugotrajnog rada unutra stvara acetilenid, koji onda može dovesti do jake eksplozije. Ovo posebno važi za petrohemijsku industriju, gde se bakar, kao i njegovi acetilenidi, takođe koriste kao katalizatori, što povećava nivo rizika.

Hemijska svojstva

Već smo rekli da je ugljenik sa trostrukom vezom u acetilenu mnogo elektronegativniji od, na primer, ugljenika sa dvostrukom vezom (kao u etilenu) ili jednostrukom vezom (u etanu). Sposobnost acetilena da reaguje saneki metali, doniranjem vodikovog jona i zamjenom iona metala (na primjer, reakcija stvaranja natrijum acetilenida tokom interakcije acetilena sa metalnim natrijumom) to potvrđuje. Ovu sposobnost acetilena nazivamo jednim od kiselinskih svojstava u skladu s teorijom Bronsted-Lowryja: prema njoj, kiselost supstance je određena njenom sposobnošću da odvoji proton od sebe. Kiselost acetilena (također u bakar acetilenidu) može se smatrati u odnosu na amonijak i vodu: kada amid metala reaguje sa acetilenom, nastaje acetilenid i amonijak. Odnosno, acetilen donira proton, što ga karakterizira jačom kiselinom od amonijaka. U slučaju vode, bakreni acetilenid se raspada da bi formirao acetilen - on prihvata proton vode, pokazujući se kao manje jaka kiselina od vode. Dakle, u relativnoj seriji kiselosti (prema Brönstedu - Lowryju), acetilen je slaba kiselina, negdje između vode i amonijaka.

Bakar(I) acetilenid je nestabilan: u vodi (kao što već znamo) i u kiselim rastvorima, razlaže se oslobađanjem gasovitog acetilena i crveno-smeđeg taloga - bakrovog(I) oksida ili belog taloga bakar(I) hlorida kada se razblaži sa hlorovodoničnom kiselinom.

Da bi se izbjegla eksplozija, razgradnja acetilenida se vrši blagim zagrijavanjem dok je mokar u prisustvu jake mineralne kiseline, kao što je razrijeđena dušična kiselina.

Koristite

Reakcija stvaranja bakar(I) acetilenida može biti kvalitativna za detekciju terminalnih (sa trostrukom vezom na kraju) alkina. Indikator je taloženje nerastvorljivog crvenog-smeđi talog acetilenida.

U proizvodnji velikih kapaciteta - na primjer, u petrohemiji - bakar(I) acetilenid se ne koristi, jer je eksplozivan i nestabilan u vodi. Međutim, nekoliko specifičnih reakcija je povezano s njim u takozvanoj finoj sintezi.

Bakar(I) acetilenid se takođe može koristiti kao nukleofilni reagens u organskoj sintezi. Konkretno, igra važnu ulogu u sintezi poliina - spojeva s nekoliko naizmjeničnih trostrukih i jednostrukih veza. Bakar(I) acetilenidi u alkoholnoj otopini oksidiraju se atmosferskim kisikom, kondenzirajući dajući diine. Ovo je Glaser-Ellingtonova reakcija, otkrivena 1870. godine i kasnije poboljšana. Bakar(I) ovde igra ulogu katalizatora, pošto se sam ne troši u procesu.

Kasnije je umesto kiseonika predložen kalijum heksacijanoferat(III) kao oksidaciono sredstvo.

Ellington je poboljšao metodu za dobijanje poliina. Umjesto alkina i soli bakra (I), poput klorida, koji su prvobitno uvedeni u otopinu, na primjer, predložio je uzimanje bakar (II) acetata, koji bi oksidirao alkin u mediju drugog organskog rastvarača - piridina - na temperatura od 60-70°C.

Ova modifikacija je omogućila da se od diina dobiju mnogo veći i stabilniji molekuli - makrocikli.