В отличие от многих других углеводородов ацетилен проявляет слабые кислотные свойства (рКа = 25). Атомы водорода в молекуле ацетилена способны замещаться на металл. Например, ацетилен взаимодействует со щелочными и щелочноземельными металлами, а также металлоорганическими соединениями. При реакции ацетилена с аммиачными растворами солей серебра и меди (I) образуются малорастворимые ацетилениды этих металлов. В сухом состоянии ацетилениды серебра и меди неустойчивы и взрываются при нагревании. Ацетиленид серебра также чувствителен к механическим воздействиям.
Ниже описан эксперимент по получению ацетиленида меди (I).
Растворите в воде 0.5-1.0 г сульфата меди, добавляйте при перемешивании раствор аммиака. Сначала выпадет голубой осадок гидроксида меди, который растворится в избытке аммиака с образованием синего раствора аммиаката меди (II).
CuSO4 + 2NH3 + 2H2O = (NH4)2SO4 + Cu(OH)2
Cu(OH)2 + 4NH3 = [Cu(NH3)4](OH)2
К синему раствору добавьте 1.5-3.0 г солянокислого гидроксиламина. Выделится азот, раствор обесцветится в результате восстановления двухвалентной меди до одновалентной.
При легком встряхивании этот раствор приобретает синеватую окраску, поскольку аммиакат одновалентной меди легко окисляется кислородом воздуха, однако избыток гидроксиламина восстанавливает медь (II) до меди (I), и раствор снова обесцвечивается.
Теперь пропустите через полученный раствор ацетилен. Жидкость сразу же окрасится в красно-коричневый цвет в результате образования осадка ацетиленида меди Cu2C2 . Когда поток газа прекратится, осадок соберется на дне сосуда, над ним будет прозрачный и бесцветный раствор. В нашем эксперименте ацетилен был получен реакцией кусочка карбида кальция (размером с половину ореха) с водой. Этого вполне хватило.
Отфильтруйте и хорошо промойте осадок, после чего оставьте его сушиться на фильтровальной бумаге. Для ускорения сушки полезно несколько раз аккуратно отжать осадок между листами фильтровальной бумаги. Когда осадок почти высохнет, аккуратно измельчите его в порошок (пластмассовым шпателем на мягкой бумаге) и разместите тонким слоем на листе белой бумаги.
Для восстановления аммиачного комплекса меди (II) до комплекса меди (I) кроме гидроксиламина подходит также аскорбиновая кислота и гидразин, однако, использовать эти вещества при синтезе ацетиленида меди (I) автор не пробовал. Восстановить комплекс [Cu(NH3)4](OH)2 до [Cu(NH3)2](OH) можно также при длительном контакте его раствора с металлической медью (стружка или проволока) в закрытом сосуде. Об окончании реакции можно судить по обесцвечиванию раствора. Однако при контакте с воздухом такой раствор начинает быстро окисляться, поэтому после открытия сосуда необходимо сразу же начать пропускание ацетилена.
Оттенок ацетиленида меди (I), полученного в разных опытах, немного отличался. Возможно, это объясняется различием в размере частиц или некоторой разницей химического состава.
