A fizikai tulajdonságai szénhidrogének
Szokásos körülmények között (T = 298 K, P = 1 atm) szerkezetétől függően, és molekulatömegű szénhidrogének lehet gáz, folyadék vagy szilárd anyagokat. Minden szénhidrogének lánchosszúságú C1 - C4 gáz halmazállapotú, C5 - C16 folyadékok. Szénhidrogének a C19 és a magasabb - szilárd anyagok. Típus szénlánc befolyásolja a forráspont (t 0 k) és olvadáspontja (T 0 pl). Így, a normális szénhidrogén eltérően elágazó izomerjei magasabb k t 0 és t 0 PL. például:
n-pentán, izopentán (2-metil-bután)
Között a szénhidrogén molekulák a szilárd és folyékony állapotok Van der Waals-erő. Között aromás molekulák erők ébrednek - - elektron kölcsönhatás. Így közötti kohéziós erők molekulák több normál szénláncok folyékony szénhidrogének, és elkülönítése a molekula a folyadék felszíne nehezebb n - láncok, mint az izomer elágazó. A szilárd szénhidrogének, szilárd fázisátalakulás folyékony határoztuk tömörítési sűrűsége a molekulák. Ez a kompakt csomagot nem elágazó szénhidrogének. Ezért, az N - szénhidrogének olvad magasabb hőmérsékleten, mint elágazó. Lazasága csomagolására elágazó szénhidrogén-molekulák a szilárd fázisban eredményeket gyengébb intermolekuláris erők, kisebb rácsenergiája.
A bevezetése egy kettős kötés csökkenti a t 0 K (5-7 0) képest alkánok. Függése t 0 pl bonyolultabb.
Konjugált alkadiének t 0 k hasonlítanak alkánok, t. E. konjugálása nem befolyásolja a forráspontja. Így még a benzol aromás pár (t 0 k = +80 0 C) nem változik 0 t k (t k 0 ciklohexán 81 0 C-on). Mivel egyre több - kapcsolatok és különösen a konjugálása esetén szénhidrogének olvadási hőmérséklete jelentősen növeli.
1-butén, 1,3-butadién, 1,3-butadiin
Olvadáspont = t 0 -185 0 C PL = t 0 -109 0 C PL = t 0 -36 0 C-on
Arena van, attól függően, hogy milyen típusú bonyolultabb függőségek t 0 t 0 és K op. Közül diszubsztituált benzol para - izomer mindig van egy magasabb olvadáspontú t 0 (könnyebb fagyasztható). Bevezetés egy alkil-csoport a benzol-jelentősen javítja a T 0 K (csökkenti a volatilitás) és nagyban csökkenti az olvadáspont t 0.
Szín, szag, hatása van a bőrre.
Szinte minden szénhidrogén színtelen, kivéve a hosszú láncú konjugált poliének. például:
H2 C = CH- (CH = CH-CH = CH) n-CH = CH 2 csoport. ha n = 2 vagy több színező megjelenik (karotint vagy likopin paradicsom). Egygyűrűs aromás szénhidrogénekből színtelen vegyületet.
Szag szerves vegyület határozza meg illékonysága és a receptor kölcsönhatása szaglási szervek. A gáz-halmazállapotú szénhidrogének (a metán, etán, propán, bután) szagtalanok. Minden gázhalmazállapotú telítetlen szénhidrogének kezdve nagyon gyengén szagú etilén, van egy szaga, egyre a számának növekedése a - kommunikációs és azok konjugáció. Az acetilén enyhe éteri szag. Minden folyékony szénhidrogének van szaga kerozin vagy gázolaj. Szilárd szénhidrogének nem szaga normál hőmérsékleten, ha nem illékony.
A folyékony szénhidrogének irritálja a bőrt.
Sűrűség, strukturált folyékony állapotban.
A legtöbb szénhidrogének sűrűsége (térfogatsűrűség) kisebb, mint 1. A sűrűsége a szénhidrogének növekszik a molekulatömeg növekedésével. Így többek között az alkánok C1-C30 sűrűség növekszik 0,415-0,810 között alkének C3-C6 0,610-0,674 között alkinek C3-C10 0,690-0,766. Ez annak köszönhető, hogy a növekedés a intermolekuláris kölcsönhatás erők megjelenése miatt - kommunikáció.
Ennek eredményeként a - -mezhmolekulyarnogo kölcsönhatás arénában láthatóan strukturált, ellentétben alkánok, alkének és alkinek. Ezért, a sűrűségük lényegesen magasabb, mint a többi szénhidrogének (benzol 20 D4 = 0,879), és csak kismértékben függ a alkilezés.
Megjegyzés: a kijelölési d4T azt jelenti, hogy a folyadék sűrűségét mérve sűrűsége a vízhez képest a 4 0 C-on
Oldhatóság vízben és a nem-vizes oldószerek.
Amikor oldunk szénhidrogén oldószerben meghatározó szolvatáció a molekulák, azaz. K. strukturált folyékony és szilárd szénhidrogének alacsony. A szolvatációs ez úgy értendő, a teljes energia mennyisége és a strukturális változásait a rendszerben az átmenet során a gáznemű molekulák, ionok, gyökök vagy atomok a folyékony fázisban az oldószer, hogy homogén oldatot, amelynek specifikus kémiai összetétel és szerkezet. Szolvatációs kis polaritású szerves molekulák révén hajtják végre, egy dipól - dipól kölcsönhatások és diszperziós. Szénhidrogének jól szolvatált apoláros folyadékok, ezek halogénszármazékai, de rosszul szolvatált poláris folyadékok (víz, alkoholok, karbonsavak). A nagyobb polaritású oldószerként, annál kisebb a oldhatósága szénhidrogének. Ezért minden szénhidrogén végtelenül oldódik egymásban, és egy halogénezett (diklór-etán, kloroform, szén-tetraklorid, metilén-klorid és hasonlók. D. Ugyanakkor ezek gyengén oldhatók alkoholok, ketonok, észterek és vízben gyakorlatilag nem oldódik.
Gyúlékonyság, robbanásveszélyes, mérgező.
A legtöbb mérgező szénhidrogének krónikus a gőzök belélegzését. Különösen veszélyes a benzol hosszan tartó munka velük valamint kondenzált aréneknek több száma benzolgyűrűkből 4. Újabb hozzájárulnak a rák kialakulása (karcinogén anyagok), hogy azok behatolását a légkör és a víz elfogadhatatlan
Minden gyúlékony szénhidrogéneket. Amikor melegítjük 400-6000S szenesedés bekövetkezik oxigén nélkül, oxigénnel - égő.
Fizikai - kémiai tulajdonságok és tűz veszélye mutatók kapcsolódnak. Így, az alacsony forráspontú anyagot jelez alacsony lobbanáspontú az anyag, és a magas reaktivitás, különösen felé oxidánsok, - az alacsony gyulladási hőmérséklete.
Így egy sor alkánok szénláncának a növekedésével növeli a forráspontja, és így a lobbanáspont. Növeli a entalpiája égés, és csökkenti az öngyulladási hőmérséklet.
A földgáz égetése esetén elérte a hőmérséklet 1000 0 C vagy ennél magasabb, és az égés acetilén keverve oxigénnel termel egy láng hőmérsékleten maximum 2800 0 C. Ezt használják a vágás és hegesztés fémek.
Of gyakorlati haszna van a számítás a standard égéshőjének szénhidrogének. Nézzük meg ezt a példát alkánok.
Az általános képletű alkánok égési reakció az egyenlet felírható a következőképpen:
Szabványos s N298 fűtőértéke kiszámítható a különbség a standard futamok képződési reakció termékek és reagensek:
Kiszámításához értékek is használhatók obr N298. Látható, például a "Chemical Handbook", T. 1 1966 pp 774 -. 837, 854 - 875. A következőkben a futamok képződési C (TV), O2 (gáz), H2 (gáz) gáz alakú CO 2. folyékony víz (kJ / mól).
A égéshőjének képződése szerves vegyületek jó közelítéssel számítható segítségével az úgynevezett lépésekben. Így azon a feltételezésen alapul, hogy az egyes szerkezeti egység hozzájárul a kialakulásához a hő mindig ugyanazt a bemeneti, függetlenül a vegyület, amelyben ez az egység (additivitás elve). Az alábbi 2. táblázat mutatja, a strukturális lépésekben elegendő számítási égéshőjének képződését alkánok.
A nagysága a strukturális lépésekben
Az összeg a futamok képződésének termékek:
3 (-393,3) + 4 (-285,8) = -2323,1 kJ / mol
A összege melegíti képződésének a reagensek:
(-42,34) 2 + (-20,63) = -105,31 kJ / mol
(A hő képződésének O2 (gáz) O2 (g) természetesen nulla.
A különbség adja standard égéshőjével propán:
A szénbányák gyakran megjelent a metán. képző levegővel robbanó keveréket. A robbanás metán-levegő keverékek fejlődik nyomást 706 kPa. Ezért, ha a földgáz lehet szabadítani, fontos, hogy figyelemmel kíséri a készítmény a levegő. Robbanásveszély elkerülése érdekében, amikor sürgősségi szétválasztása metán és a lángkioltó CO2 vagy nitrogén zárt térfogat. A minimális koncentráció szén-dioxid, mint egy oltóanyag 26% (vol.), 39% nitrogén (térf.). Mivel a klór-metán elegy képződik, amikor robbanó fellépés napfény vagy más erős fényforrás. Robbanás metán és klór is fordulhat elő, ha azt át 150 0 C-on Ezért elfogadhatatlan közös tároló tartályok klórral és a metán.
Acetilén nyomás instabil. Nyomáson több mint 196 kPa acetilén képes robbanásszerűen bomlanak szén és hidrogén. robbanás hőmérséklete 3000 0 C, a nyomást növeljük körülbelül 11-szer. Ezért az acetilén tárolható összenyomott állapotban, mint a többi gáz acélhengerek hagyományos típusú. A tárolás és szállítás a használt töltött palackokat aktív szén, impregnált acetonnal, ahol acetilén oldjuk, és nyomás alatt áll. Egy ilyen tárolási módszer acetilén nem felrobbanhat akár nyomás alatt 2940 kPa. Acetilén levegő robbanó keverékeket képez. gyulladási határértékek: NIP - 2%. ERW - 81%. öngyulladási hőmérséklete 335 0 C. A acetilén-levegő keverék robbant nagy erővel. robbanási nyomás eléri 931 kPa. Ahhoz, hogy megakadályozza a véletlen robbanás során izolálás és acetilén lángkioltó zárt terekben szükséges 57% CO2 (térf.) És a nitrogén 70% (térf.).
A gáz-halmazállapotú frakciót tartalmaz alkánok C1 - C4. A földgáz - túlnyomórészt metán ( 98%), palackos gáz - elsősorban propán, bután.
Benzin frakció (t k = 0 40-180 0 C) tartalmaz szénhidrogének C5 - C12. összesen 100 vagy még több egyedi vegyületek, beleértve az alkánok, cikloalkánok, alkil-benzolokat.
Petróleum frakció (t 0 k = 180 - 300 0 C) tartalmaz, főként szénhidrogének C9 - C16. Ez a kerozin és nyersanyag repedés.
Solyarovoe desztillátumot (t 0 k = 300 - 400 0 C) főként szénhidrogén C15 - C25. Ez az alapanyag előállításához gázolaj.
Fűtőolaj (t 0 k = 300 0 C-on vákuumban) közelítő összetétele C20 - C30. Üzemanyagként felhasznált égésű kazán kemencék. Frakcionált desztillációval vákuumban, a kenőolaj, a petrolátum, paraffin
Az aromás szénhidrogénként benzolt - tűzveszélyes folyadék, amely elégeti sok füstös lánggal. A robbanás gőz keverékek kialakuló nyomás 784 kPa. Aromás szénhidrogének oltja a vízpermet és a habot.