Номер 187, страница 53 - гдз по химии 10-11 класс задачник Еремин, Дроздов

2.187. Назовите основные области применения ацетилена.

Ацетилен (этин, $C_2H_2$) — это ненасыщенный углеводород с тройной связью, обладающий высокой реакционной способностью и выделяющий большое количество теплоты при сгорании. Благодаря этим свойствам он находит применение в различных областях.

Автогенная сварка и резка металлов

Это одна из самых известных и широко распространенных областей применения ацетилена. При сжигании ацетилена в чистом кислороде (кислородно-ацетиленовая сварка) образуется пламя с очень высокой температурой, достигающей $3150–3500$ °C.
Уравнение реакции полного сгорания ацетилена:
$2C_2H_2 + 5O_2 \rightarrow 4CO_2 + 2H_2O + Q$
Такая высокая температура позволяет эффективно плавить и сваривать большинство конструкционных металлов (сталь, чугун) и сплавов, а также производить их резку. Ацетиленовые горелки и резаки до сих пор активно используются в строительстве, машиностроении, ремонте и металлообработке.

Химический синтез

Ацетилен является ценным исходным сырьем в органическом синтезе для получения множества важных продуктов. Хотя в настоящее время многие производства переориентированы на более дешевое сырье (например, этилен), химия ацетилена по-прежнему играет значительную роль.
На основе ацетилена получают:

• Винилхлорид — мономер для производства поливинилхлорида (ПВХ), одного из самых массовых пластиков. Реакция с хлороводородом: $C_2H_2 + HCl \rightarrow CH_2=CHCl$.
• Акрилонитрил — используется для производства синтетических волокон (нитрон), каучуков и пластиков (АБС-пластик). Получают реакцией с синильной кислотой: $C_2H_2 + HCN \rightarrow CH_2=CH-CN$.
• Винилацетат — мономер для поливинилацетата (клей ПВА) и поливинилового спирта. Реакция с уксусной кислотой: $C_2H_2 + CH_3COOH \rightarrow CH_3COOCH=CH_2$.
• Ацетальдегид — промежуточный продукт для получения уксусной кислоты, бутанола и других веществ. Получают гидратацией ацетилена (реакция Кучерова): $C_2H_2 + H_2O \xrightarrow{Hg^{2+}} [CH_2=CHOH] \rightarrow CH_3CHO$.
• Хлоропрен — мономер для синтетического хлоропренового каучука (неопрен), который обладает высокой стойкостью к маслам, бензину и атмосферным воздействиям.
• Тетрахлорэтан и трихлорэтилен — используются как растворители.
• Бензол — путем тримеризации ацетилена над активированным углем при высокой температуре (реакция Зелинского-Казанского): $3C_2H_2 \xrightarrow{C_{\text{акт.}},~600-650^\circ\text{C}} C_6H_6$.

Производство технического углерода (сажи)

При термическом разложении ацетилена без доступа воздуха образуется очень чистый мелкодисперсный углерод (сажа) и водород.
$C_2H_2 \xrightarrow{t} 2C + H_2$
Такой технический углерод используется в производстве шин, резинотехнических изделий, печатных красок, а также в электротехнической промышленности (например, для изготовления сухих гальванических элементов).

Освещение (историческое применение)

Раньше ацетилен широко использовался для освещения в карбидных лампах. В этих лампах ацетилен получался в результате реакции карбида кальция ($CaC_2$) с водой:
$CaC_2 + 2H_2O \rightarrow Ca(OH)_2 + C_2H_2$
Сгорая, ацетилен давал очень яркое, белое пламя. Такие лампы применялись шахтерами, на маяках, в фарах первых автомобилей и велосипедов до широкого распространения электричества.

Другие области применения

Ацетилен также используется в атомно-абсорбционной спектрометрии в качестве горючего газа в пламенных атомизаторах для определения концентрации металлов в пробах. Велись исследования по его применению в качестве компонента ракетного топлива.

Ответ: Основными областями применения ацетилена являются: кислородно-ацетиленовая сварка и резка металлов; химический синтез широкого круга органических соединений (винилхлорида, акрилонитрила, ацетальдегида и др.); производство технического углерода (сажи). Исторически важным было его применение для освещения в карбидных лампах.