مركب الأسيتيلين

ما هو مركب الأسيتيلين؟

الأسيتيلين، المعروف أيضًا باسم الألكين، هو العضو الأبسط والأكثر شهرة في سلسلة الهيدروكربون الذي يحتوي على زوج واحد أو أكثر من ذراتالكربون المرتبطة بروابط ثلاثية، تسمى سلسلة الأسيتيلين، أو الألكينات.

إنّه غاز عديم اللون وقابل للاشتعال يُستخدم على نطاق واسع كوقود في لحام أوكسي أسيتيلين وقطع المعادن وكمواد خام في تخليق العديد من المواد الكيميائية العضوية والبلاستيك؛ صيغته الكيميائية هي C2H2. الأسيتيلين مادة تفاعلية تشكل خطر الحريق والانفجار. تبلغ حدوده المتفجرة الدنيا والعليا في الهواء 2.5٪ و93٪ على التوالي.

يتفاعل الأسيتيلين مع المعادن النشطة (مثل النحاس والفضة والزئبق) لتكوين مركبات أسيتيل متفجرة، ويمكن أن يحتوي الأسيتيلين المصنوع من كربيد الكالسيوم على شوائب مثل الفوسفين والأرسين المسؤولة عن الرائحة الأثيرية الشبيهة بالثوم للأسيتيلين التجاري، وتشكل خطرًا على صحة الإنسان أكبر من الأسيتيلين وحده. يمكن أن يقلل الحفاظ على مستويات الأسيتيلين أقل من 3000 جزء في المليون من هذه التأثيرات السامة الثانوية.

ما هو الأسيتيلين النقي؟

الأسيتيلين النقي غاز عديم اللون ذو رائحة طيبة، كما يتم تحضيره من كربيد الكالسيوم، فإنّه يحتوي عادة على آثار من الفوسفين التي تسبب رائحة كريهة تشبه رائحة الثوم. يمكن أن يتحلل الأسيتيلين إلى عناصره مع تحرير الحرارة. قد يؤدي التحلل أو لا يؤدي إلى حدوث انفجار، حسب الظروف. ينفجر الأسيتيلين النقي تحت ضغط يزيد عن حوالي 15 رطلاً لكل بوصة مربعة أو في صورة سائلة أو صلبة بعنف شديد.

تعتبر مخاليط الهواء والأسيتيلين قابلة للانفجار على نطاق واسع، من حوالي 2.5 بالمائة هواء في الأسيتيلين إلى حوالي 12.5 بالمائة أسيتيلين في الهواء. عند حرقه بالكمية الصحيحة من الهواء، يعطي الأسيتيلين ضوءً أبيض نقيًا، ولهذا السبب كان يُستخدم في وقت ما للإضاءة في الأماكن التي لا تتوفر فيها الطاقة الكهربائية، مثل العوامات ومصابيح عمال المناجم وإشارات الطريق. ينتج عن احتراق الأسيتيلين كمية كبيرة من الحرارة، وفي شعلة مصممة بشكل صحيح، يصل لهب أوكسي أسيتيلين إلى أعلى درجة حرارة لهب (حوالي 6000 درجة فهرنهايت، أو 3300 درجة مئوية) لأي خليط معروف من الغازات القابلة للاحتراق.

هل يمكن استبدال ذرات الهيدروجين في الأسيتيلين بعناصر أخرى؟

يمكن استبدال ذرات الهيدروجين في الأسيتيلين بعناصر معدنية لتشكيل أسيتيلات – على سبيل المثال: أسيتيلات الفضة أو النحاس أو الصوديوم. يتم تفجير أسيتيلات الفضة والنحاس والزئبق والذهب بالحرارة أو الاحتكاك أو الصدمة. بالإضافة إلى ذرة الهيدروجين التفاعلية، يمكن للرابطة الثلاثية للكربون أن تضيف بسهولة الهالوجينات وأحماض الهالوجين وسيانيد الهيدروجين والكحول والأمينات والأميدات.

يمكن أن يضيف الأسيتيلين أيضًا إلى نفسه أو إلى الألدهيدات والكيتونات. تُستخدم العديد من التفاعلات المذكورة هنا في التصنيع التجاري للعديد من المنتجات الصناعية والاستهلاكية، مثل الأسيتالديهيد والنيوبرين المطاطي الصناعي ودهانات القاعدة المائية وأقمشة الفينيل وأغطية الأرضيات ومذيبات التنظيف الجاف وبخاخات المبيدات الحشرية. يتم إنتاج الأسيتيلين بأي من الطرق الثلاث: تفاعل الماء مع كربيد الكالسيوم، أو بمرور الهيدروكربون عبر قوس كهربائي، أو عن طريق الاحتراق الجزئي للميثان مع الهواء أو الأكسجين.

كيف يتم إطلاق الأسيتيلين في البيئة؟

يتم إطلاق الأسيتيلين في البيئة من خلال تيارات النفايات الصناعية المختلفة للصناعات. بسبب ضغط بخار الأسيتيلين (4.04× 104 مم زئبق عند 25 درجة مئوية)، فهو موجود في البيئة حصريًا على شكل غاز. تتحلل المرحلة الغازية للأسيتيلين في البيئة بجذور الهيدروكسيل المستحثة ضوئيًا؛ يبلغ عمر النصف لهذا التحلل الكيميائي الضوئي حوالي 20 يومًا. يقدر (Koc) من الأسيتيلين بـ 38، وبناءً على قيمة (Koc) فإنه من المتوقع أن يمتلك الأسيتيلين قابلية عالية للتنقل، إذا تم إطلاقه في التربة.

استنادًا إلى ثابت قانون هنري البالغ (0.022 atm-m3mol − 1)، المشتق من ضغط البخار 4.04 × 104 ملم زئبق وقابلية الذوبان في الماء 1200 مجم لتر، فإنّ التطاير من التربة الرطبة هو عملية المصير الرئيسية للأسيتيلين. وفي التربة، ليس من المتوقع أن يكون التحلل البيولوجي عملية مصير مهمة للأسيتيلين، كما هو مقترح بنسبة 0 ٪ من الطلب على الأكسجين الكيميائي الحيوي (BOD) في 28 يومًا.

كما أنه لا يُتوقع امتصاص الأسيتيلين بواسطة المواد الصلبة العالقة والرواسب إذا تمّ إطلاقه في الماء بسبب قيمة (Koc). ومن المتوقع أن تتم إزالة الأسيتيلين من الماء من خلال عملية التطاير. يشير معامل التركيز الأحيائي المقدر (BCF) البالغ 3 للأسيتيلين إلى أنّ إمكانية التراكم الأحيائي للأسيتيلين في الكائنات المائية منخفضة.