10 osztály
Az alsó (gáz halmazállapotú) homológok - metán, etán, propán, bután - gyúlékony és robbanásveszélyes keverékek levegővel, amelyet figyelembe kell venni, amikor használja őket. Molekulatömeg növekedésével alkánok fény nehéz.
Kémiai tulajdonságait alkánok
Alkánok szénhidrogének, amelyekben nincsenek többszörös kötéseket. Az egyik címe a sorozat szénhidrogének - paraffin, azt jelzi, hogy a kémiai inaktivitás. Ezért a kémiai tulajdonságai alkánok a következőképpen határozzuk meg:
1. az extrém alkánok kívül reakciók őket nem jellemző.
2. Mivel az erős kötések C-C és a C-H (rövid és lényegében nem-poláros) kell lennie a kis reaktivitás (nem reagál savakkal, lúgokkal, KMnO4, stb)
3. A nem poláris kötések azt jelzi, hogy a reakció végbemehet egy szabad gyökös mechanizmussal.
A fő tipusa a reakciók - cseréje a radikális (gyökeres helyettesítés) SR.
Unlink lehetséges melegítéssel vagy UV-sugárzás. Jellemzően, alkán reakciók mennek végbe magasabb hőmérsékleten vagy napfény.
A kölcsönhatás a alkánok halogénekkel (csoportbeli elem VII-A) a közös neve -reaction halogénezés. A reakció sebessége függ a tevékenység a halogének, amely csökkenti a növekvő sugarú az atom.
A fluor kémiailag nagyon aktív, és a reakciót az alkánok az ő részvételével soprovozhdayutsyavzryvom és oxidáció CF4.
alkánok kölcsönhatás jóddal gyakorlatilag nem szivárog.
Klórozási vagy brómozási reakciót hajtjuk végre 300-400oC vagy a besugárzás UV lámpával.
Mechanizmus például szubsztitúciós reakció metán klórozással
A klórozást H atom metánmolekulával helyébe egy atom Cl. A klór feleslegét egy további szubsztitúciója:
CH4 + Cl2 CH3CI + HCI;
CH3CI + Cl2 CH2CI2 + HCI;
CH2Cl2 + Cl2 CHCI3 + HCI;
CHCI3 + Cl2 CCI4 + HCI.
A mechanizmus a reakció - menete, amelyen keresztül a kémiai reakció.
1. lépés - lánc nukleációs (iniciációs)
Amikor a molekula klór fűtött vagy besugárzott gyenge kötés között a klór atomok szakadt, ahol az atomok törésnél kapcsolat megy egy elektron.
Ennek eredményeként a töltés nélküli részecskék képződnek, amelyek páratlan elektront - gyökök. Atom a gyökök tartalmaznak külsőleg páratlan számú elektronok. Ezért gyökök - nagyon instabil és reaktív részecskék.
Cl: Cl · Cl 2.
2. lépés - A fejlesztési (növekedés) a lánc
klóratom egy ütközés egy molekula egy alkán elválasztja egy hidrogénatom, és a képződött molekula HCI. Van egy új szabad gyök · CH3. Ő tovább reagál egy másik molekula klórt tartalmaz. Az ilyen kölcsönhatások lehet ismételni többször alkotnak egy hosszabb láncú.
Cl · + CH4¾® HCI + · CH3;
· CH 3 Cl + + + Sl2¾® CH3Sl ...
3. lépés - nyitott áramkör (rekombináció)
Két csoport mindegyike lehet találkozott, és az áramkör megszakad:
CH3 Cl · + · ¾® CH3Sl;
Cl 2 · ¾® 2Cl;
2 · SN3¾® CH3-CH3.
Megjegyezzük, hogy az utóbbi esetben, egy anyag a molekulát, amely több szénatomot, mint a kiindulási alkán. Ezért, egy keveréke alkán gyökös reakciók termékek mindig tartalmaz kis mennyiségű anyagok hosszabb szénláncú.
Jellemzők radikális helyettesítési
A radikális szubsztitúció legkönnyebben adja meg a hidrogénatomok a tercier szénatom, akkor a másodlagos, és a legnehezebb megtörni C-H kötés a primer szénatom. Ezért, a brómozása 2-metil-bután képződik túlnyomórészt 2-bróm-2-metil-bután:
Mechanizmus szerint a radikális szubsztitúciós reakció nitrálásával alkánok a gázfázisban (Konovalov reakció). Feltételek - magas hőmérséklet és nyomás.
A elpárologtatott salétromsav elbontjuk:
2HNO3 2NO2 + ½ O2 + H2O.
A nitrogén-monoxid (IV) egy gyökös · NO2. Megtámadja az alkán molekula.
CH4 + HNO3 = SN3NO2 + H2O.
Ábra. 1. metán elégetése
Égési alkánok (. 1. ábra) is egy szabad gyökös láncreakció, hanem - elágazó. folyamatok játszódnak lépésben láncban terjedési, ami a tenyésztési gyökök (elágazási). Fragment metán égés mechanizmus:
RH + O2 = R · + · HO2 (stb)
• Egy lánc:
R · + O2 = · RO2
· RO2 + RH = ROOH + R ·
ROOH = RO · + · OH
ROOH + RH = RO · + R · + H2O
2ROOH = · RO2 + RO · + H2O
A metán és oxigén (egy volumetrikus arány 1: 2) vagy levegővel (1:10), amikor lángra elégetik robbanásszerűen. Ezért, a keverék metán, propán, etán, bután és a levegő nagyon veszélyes. Ezek esetenként kialakított bányákban, műhelyekben, egy lakónegyedben. Ezekkel gázok óvatosnak kell lennie, ha alkalmazása.
A előállítását és alkalmazását alkánok
1. Mivel a földgáz és a kapcsolódó olajat
A legfontosabb forrása alkánok a természetben földgáz, ásványi szénhidrogén nyersanyagot - a kőolaj és a kísérő gázok. Földgáz áll 95 százalék metánt. Ez ugyanolyan összetételű mocsárgáz feldolgozásából származó baktériumok (rothadás) szénhidrát.
Metán is nevezik és a mocsári; sújtólég.
Átadás ásványolaj gázok lényegében etán, propán, bután és pentán részlegesen. Ők vannak elválasztva az olaj speciális létesítményekben előállítására olaj. Hiányában kondenzátum elhaladó állomások kőolajgázok égett egy fáklyát, amely rendkívül irracionális és romos gyakorlatban az olajiparban. Ezzel párhuzamosan a gázolaj tisztítják a víz, sár és a homok, és belép a csőbe a szállításhoz. Az olaj alatt desztillációval (desztillációval, desztillációval) kiválasztunk egymás után egyre több és több magas forráspontú frakciót kapunk:
benzin - bp .. 40-180 ° C, (tartalmazó C5-C10 szénhidrogének) több, mint 100 egyedi vegyületek, mind normál, mind elágazó láncú alkánok, cikloalkánok, alkének és aromás szénhidrogének;
könnyű gázolaj (dízel üzemanyag), 230-305 C (C13-C17);
nehéz gázolaj és könnyű olaj distillyatsmazochnogo 305-405 C (C18-C25);
A maradékot desztillálás után nevezett aszfalt vagy bitumen.
2. szintézise víz gáz:
n CO + (2n + 1) H2 - t, Kat → CnH2n + 2 + n H2O
CO + 3H2 - t, Kat → CH4 + H2O
3. lépés: egyszerű anyagok:
1. Telített szénhidrogének széles körben használják a különböző területeken az élet és az emberi tevékenység.
2. üzemanyagként - a kazán növények, benzin, gázolaj, kerozin, hengerek propán-bután keverék kályhák
3. vazelin használnak a gyógyászatban, parfümök, kozmetikumok, magasabb alkánok része a kenőolaj, alkán vegyületeket alkalmazunk hűtőközegek a háztartási hűtőszekrények
4. Az az izomer pentánokat és hexánokat úgynevezett petroléter és oldószerként használjuk. Ciklohexán is széles körben használják oldószerként szintéziséhez polimerek.
5. A metán előállításához használt gumiabroncsok és a festék
6. Az érték a alkánok a modern világban óriási. A petrolkémiai ipar korlátozó ulevodorody az alapja a termelő különböző szerves vegyületek, fontos nyersanyag a folyamatok termelő intermedierek a műanyagok, gumi, szintetikus szálak, detergensek és sok más anyaggal. Nagy értékű orvosi, illatszerek és kozmetikumok.
Használata alkánok üzemanyagként
Használata paraffin vízálló papír
A gyógyászatban a alkánok (a petrolátum, paraffin viasz, stb).
A használata halogénezett alkánok
Alkánok: szerkezete, nómenklatúra, fizikai tulajdonságai, és így
Alkánok: szerkezete, nómenklatúra, fizikai tulajdonságok, és megszerzésére (tervezési probléma)