1.乙炔的氣味
純凈的乙炔是無色、無臭的氣體。但用電石在一般情況下制取的乙炔,常帶有一種令人極不愉快的惡臭,這是由于在電石中含有少量硫化鈣、砷化鈣、磷化鈣等雜質的緣故。當這些雜質與水作用時,生成了帶有特殊臭味的硫化氫、砷化氫和磷化氫氣體。
CaS+2H2O→Ca(OH)2+H2S
Ca3AS2+6H2O→3Ca(OH)2+2AsH
Ca3P2+6H2O→3Ca(OH)2+2PH3
將用電石制取的乙炔氣體通入盛有重鉻酸鉀的濃硫酸溶液,或氯化汞的稀鹽酸溶液,或堿溶液的洗氣瓶,都可以除去這些帶有臭味的氣體,得到較純凈的乙炔。
2.乙炔的爆炸
乙炔與空氣能形成爆炸性的混合物。乙炔在空氣中的爆炸極限是3%~81%(體積分數)。從乙炔的爆炸極限中可以看出,乙炔構成的爆炸混合物的組成范圍比其他烴類要大得多。乙炔不僅能與空氣形成爆炸混合物,在受到外界的壓力時也不穩定。液態乙炔受到震動時就會分解,發生爆炸,并放出大量的熱。
CH≡CH→2C+H2 ΔH=-214.4 kJ/mol
乙炔在燃燒時發出明亮的火焰,這是由于在燃燒時有一部分碳氫化合物裂化成細微分散的碳顆粒,這些微小的碳粒受到灼熱而發出光。所以,乙炔曾作為照明氣使用。
3.乙炔與高錳酸鉀溶液的反應
乙炔與乙烯一樣,都能被高錳酸鉀等氧化劑所氧化,氧化的最終產物是二氧化碳。
3CH≡CH+10KMnO4+2H2O→6CO2↑+10KOH+10MnO2↓
4.乙炔的加成反應
乙炔在結構上的特點是具有C≡C三鍵,它跟烯烴一樣,能與鹵素、鹵化氫、H2SO4等發生加成反應,反應歷程也相似,都屬于親電加成反應。但是,乙炔與上述親電試劑的加成反應要比乙烯困難一些,反應的速率也要慢一些。例如,乙炔與溴水反應比乙烯與溴水的反應要慢。將乙烯通入溴水,很快就會使溴水褪色,這方面的實驗事實往往會使人們感到不易理解。從表面上看,乙炔分子中有兩個π鍵,而乙烯分子中只含有一個π鍵。因此,人們常常會錯誤地認為:由于乙炔比乙烯的不飽和程度高,乙炔應該比乙烯更活潑,更容易發生加成反應。從數量上看,乙炔分子確實比乙烯分子多一個π鍵,但要從π鍵的強度來看,乙炔分子中的π鍵的強度要比乙烯分子中π鍵的強度大。因此,乙炔分子中的π鍵在發生加成反應時不易斷裂,反應速率也就顯得較慢。這樣的結果是由于乙烯分子和乙炔分子中碳原子的雜化軌道的不同而引起的。雖然在乙烯和乙炔的分子中都具有π鍵,但在乙炔分子中,碳原子是以sp雜化軌道成鍵的。由于sp雜化軌道中的s電子成分比sp2雜化軌道中的s電子成分多,使得碳碳鍵的鍵長變短(在乙烯分子中,C=C的鍵長為0.134 nm;在乙炔分子中,C≡C的鍵長為0.120 nm),這就意味著乙炔分子中的兩個p軌道側面重疊較多。我們知道,鍵的強度與電子云重疊的程度有關。重疊程度越大,鍵的強度也越大。因此,乙炔分子中π鍵的強度要比乙烯分子中π鍵的強度大。
5.乙炔的弱酸性
在有機化學中,通常研究到一類物質的酸性。雖然它們并不能使酸堿指示劑變色,也不能中和堿溶液,但它們有失去H+的趨勢。乙炔和其他炔烴就是這樣一類物質。
例如,將乙炔通入銀氨溶液或亞銅氨溶液中,會分別析出白色的乙炔銀和紅棕色的乙炔亞銅沉淀。
在這兩個反應中,乙炔中的氫原子脫離乙炔分子而成為氫離子,氫離子與NH3結合生成NH+4。乙炔銀和乙炔亞銅都是炔化物,碳化鈣也是一種炔化物。乙炔之所以具有這樣的性質,一般都認為是因為乙炔分子中的碳原子是sp雜化,雜化中含有1/2 s電子和1/2 p電子。sp雜化時碳的電負性大于sp2雜化和sp3雜化。所以,與三鍵碳原子結合的氫原子比較容易脫去而顯一定的弱酸性。