炔烃是一类碳氢化合物,其中含有碳-碳三键(-C≡C-)。炔烃的通式为CnH2n-2,表示分子中所含有的氢原子数比烯烃更为缺少。
乙炔,俗称电石气,是炔烃化合物系列中体积最小的一员,主要用于工业和烧焊金属。与氧气组成切割套装时,俗称风煤,风指压缩氧气,煤指乙炔。
乙炔于1836年由英国科学家艾德蒙·戴维(Edmund Davy)发现,化学式为C2H2,具有直线型结构。
H - C ≡ C - H
乙炔是无色、极易燃的气体。纯乙炔无臭,但工业用乙炔含有杂质,故有一股大蒜气味。乙炔的化学能主要贮存于其三键中。
在摄氏400度以上,乙炔会聚合生成乙烯基乙炔(C4H4)和苯(C6H6)。在摄氏900度以上则会形成炭黑。
碳酸钙和煤炭是生产乙炔的主要原料。首先,碳酸钙转化为氧化钙,煤炭转化为焦炭。然后氧化钙和焦炭反应形成碳化钙和一氧化碳:
CaO + 3C → CaC2 + CO
碳化钙加水会形成乙炔和氢氧化钙:
CaC2 + 2H2O → C2H2↑ + Ca(OH)2
乙炔主要用于制造其他化学品和乙炔焊接。在氧气中燃烧乙炔可以形成高温火焰,释放大量能量。
乙炔还被用于碳化物灯,用于照明和铁的渗碳过程。此外,乙炔具有硝化、反硝化抑制作用。
由于乙炔三键中的化学能,压力超过100 kPa时会发生分解反应,可能引发剧烈爆炸。液态或固态乙炔也会发生相同的分解反应,因此高压乙炔必须溶解在丙酮中,并储存于含有多孔性材质的钢瓶中。