Етилен (C2H4) — це найпростіший представник алкенів, ненасичений вуглеводень з одним подвійним зв’язком C=C. За нормальних умов — безбарвний газ зі слабким солодкуватим запахом, широко застосовується в хімічній промисловості та відіграє важливу роль у біологічних процесах.
1. Хімічна будова
- Молекулярна формула:
C2H4
- Структурна формула:
H2C = CH2
- Тип гібридизації атомів вуглецю:
sp2
- Геометрія молекули:
плоска, кут ~120 градусів
2. Фізичні властивості
| Властивість | Значення |
|---|---|
| Молярна маса | 28,05 г/моль |
| Агрегатний стан | Газ |
| Температура кипіння | −103,7 °C |
| Температура плавлення | −169,2 °C |
| Густина (0 °C, 1 атм) | ~1,25 кг/м^3 |
| Розчинність у воді | Дуже мала |
| Полярність | Неполярна |
3. Хімічні властивості
Етилен є хімічно активним через наявність подвійного зв’язку.
3.1. Реакції приєднання
- Гідрування:
C2H4 + H2 → C2H6
- Галогенування:
C2H4 + Br2 → C2H4Br2
- Гідрогалогенування:
C2H4 + HCl → C2H5Cl
- Гідратація:
C2H4 + H2O → C2H5OH
3.2. Полімеризація
n C2H4 → (–CH2–CH2–)n
Продукт:
поліетилен
3.3. Окиснення
- Повне згоряння:
C2H4 + 3 O2 → 2 CO2 + 2 H2O
- Часткове окиснення:
C2H4 + 1/2 O2 → C2H4O (оксид етилену)
4. Отримання етилену
Промислові методи
- Паровий крекінг етану, пропану, нафтових фракцій
- Дегідратація етанолу:
C2H5OH → C2H4 + H2O
5. Біологічна роль
- Етилен — фітогормон
- Регулює:
- дозрівання плодів
- старіння рослин
- опадання листя
6. Застосування
- Сировина для виробництва:
- поліетилену
- етиленоксиду
- етиленгліколю
- ПВХ (через вінілхлорид)
- Регуляція дозрівання фруктів
- Хімічна промисловість
7. Небезпека і безпека
- Легкозаймистий газ
- Межі вибуховості в повітрі:
2,7 – 36 об. %
- У великих концентраціях витісняє кисень → ризик задухи
- Потребує вентиляції та контролю
Етилен — ключовий продукт органічної хімії, що поєднує високу реакційну здатність з величезним промисловим значенням. Він є основою сучасної нафтохімії та відіграє важливу роль у біологічних системах.