Få alkaner og deres egenskaper

2024 Forfatter: Angel Austin | [email protected]. Sist endret: 2023-12-17 05:37

De enkleste forbindelsene som er studert i kurs i organisk kjemi er mettede hydrokarboner eller parafiner, også k alt alkaner. Deres kvalitative sammensetning er representert av atomer av bare to elementer: karbon og hydrogen. Molekyler av forbindelser inneholder bare én type kjemisk binding - enkelt eller enkelt. I vår artikkel skal vi studere strukturen, samt metoder for å oppnå og egenskaper til alkaner.

Representanter for serien og deres navn

Den første forbindelsen i parafinklassen er metan. Dens molekylære formel er CH₄, den tilsvarer den generelle formelen for stoffer, som er som følger: C H₂ +2_{. De fire første alkanene har individuelle navn, for eksempel metan, etan. Med utgangspunkt i den femte forbindelsen er nomenklaturen bygget med greske tall. For eksempel kalles et stoff med fem karbonatomer i molekylet C}5_H12 _{pentan (fra det greske ordet "penta" - fem). I følge den rasjonelle nomenklaturen, alkaner,de kjemiske egenskapene og produksjonen som vi studerer kan representeres i form av stoffer - derivater av metan. I molekylet er ett eller flere hydrogenatomer erstattet av hydrokarbonradikaler. I følge den systematiske nomenklaturen bør du velge den lengste kjeden av karbonatomer, som er nummerert fra den enden som radikalene er nærmere. Deretter bestemmes antallet av karbonatomet som er bundet med en sigmabinding til radikalpartikkelen, og radikalet raffineres ved å legge til navnet på selve alkanen, for eksempel 3-metylbutan.}

Produksjon av alkaner

Den viktigste og vanligste kilden til parafinproduksjon er mineraler: naturgass og olje. Spor av metan sammen med hydrogen og nitrogen kan finnes i sumpgass. Faste alkaner som inneholder et stort antall karbonatomer i molekylet er tilstede i ozoceritt. Dette er en fjellvoks med en hel rekke unike egenskaper, hvis forekomster utvikles, for eksempel i Vest-Ukraina. Det finnes også en rekke syntetiske metoder for ekstraksjon av mettede hydrokarboner, spesielt ved reduksjonsreaksjonen. I industrien kan man skille flere metoder for fremstilling av alkaner ved bruk av redoksreaksjoner, for eksempel mellom haloalkyler og hydrogenjodid eller natriumamalgam. Enklere er reduksjonen av alkener, alkyner eller alkadiener med hydrogen i nærvær av en nikkelkatalysator. Reaksjonsproduktet vil være den tilsvarende parafinen. Prosessen kan uttrykkes ved følgende ligningreaksjoner:

CH₂ =CH₂ + H₂=H ₃C-CH₃ (etan)

Alkalisk smelting av s alter av karboksylsyrer

Hvis du varmer natriums alt CH₃COONa eller andre stoffer av denne klassen, som inkluderer aktive metallatomer, med natriumhydroksid eller sodakalk, kan du få mettede hydrokarboner. Den første typen reaksjon brukes oftere i laboratoriet, den andre brukes til å nøyaktig analysere strukturen til karboksylsyren som er en del av s altet. Denne metoden for å oppnå alkaner lar deg observere sp altningen av karbonkjeden til reagenset og reduksjonen i antall karbonatomer i den.

Wurtz-reaksjon

Stoffer som er derivater av parafiner, hvor hydrogenatomer er erstattet med partikler av klor, brom eller jod, kan interagere med fint dispergert metallisk natrium. Den generelle reaksjonsligningen vil være:

2RHal + 2Na → R-R + 2NaHal, Denne prosessen ble oppdaget i 1870 av den franske kjemikeren F. Würz. Senere klargjorde P. P. Sharygin sin mekanisme som førte til produksjon av en alkan. Det viste seg at halogenatomet først erstattes av et metall. Deretter interagerer det resulterende natriumorganiske stoffet med et annet haloalkanmolekyl. Denne reaksjonen har funnet anvendelse i teknologien for syntese av høyere parafiner.

Egenskaper til mettede hydrokarboner

De fysiske egenskapene til hver klasse av organiske forbindelser bestemmesegenskaper som endrer seg naturlig og avhenger av strukturen til molekylene til stoffer. Så de fire første homologene av alkaner, hvis reaksjoner vi vurderte tidligere, er gasser. Parafiner som inneholder fra 5 til 14 karbonatomer finnes i væskefasen, mens de resterende alkanene er faste forbindelser. Gassformige og faste stoffer er luktfrie, flytende parafiner lukter parafin eller bensin. De viktigste kjemiske egenskapene til stoffer inkluderer for eksempel hard oksidasjon - forbrenning, som et resultat av at det frigjøres en stor mengde varme:

CH₄ + 2O₂=CO₂ + 2H ₂O

Husk at metan er hovedkomponenten i hoveddrivstoffet – naturgass.

erstatningsreaksjoner

Halogenering ved hjelp av frie radikalmekanismen er en annen egenskap ved alkaner. Det refererer til substitusjonsreaksjoner og fører til dannelse av forbindelser - halogenderivater av parafiner:

C₅H₁₂+Cl₂=HCl + C₅ H₁₁Cl (klorpentan).

Nitrering er interaksjonen mellom alkaner og fortynnet nitratsyre i nærvær av en katalysator og under trykk, oppdaget i 1889 av N. M. Konovalov. Parafinnitroforbindelser har et bredt spekter av bruksområder som råmateriale for produksjon av rakettdrivstoff, eksplosiver, samt for utvinning av karboksylsyrer og aminer.

Oksidasjon av høyere medlemmer av den homologe serien av alkaner i nærvær av en katalysator fører til produksjon av alkoholer og karboksylsyresyrer som brukes til å syntetisere myknere som brukes til fremstilling av plast og vaskemidler.

I artikkelen vår undersøkte vi egenskapene til mettede hydrokarboner og studerte hvordan man kan få dem.