Alkena ialah bahan "peralihan" yang berharga. Dengan bantuan mereka, anda boleh mendapatkan alkana, alkuna, derivatif halogen, alkohol, polimer dan lain-lain. Masalah utama hidrokarbon tak tepu adalah ketiadaannya yang hampir lengkap dalam alam semula jadi; untuk sebahagian besar, bahan siri tertentu ini dilombong di makmal melalui sintesis kimia. Untuk memahami ciri-ciri tindak balas untuk mendapatkan alkena, anda perlu memahami strukturnya.
Apakah alkena?
Alkena ialah bahan organik yang terdiri daripada atom karbon dan hidrogen. Ciri siri ini ialah ikatan kovalen berganda: sigma dan pi. Mereka menentukan sifat kimia dan fizikal bahan. Takat leburnya lebih rendah daripada alkana yang sepadan. Juga, alkena berbeza daripada siri hidrokarbon "asas" ini dengan kehadiran tindak balas penambahan, yang berlaku dengan memecahkan ikatan pi. Ia dicirikan oleh empat jenis isomerisme:
- mengikut kedudukan ikatan berganda;
- untuk perubahan dalam rangka karbon;
- interclass (dengan sikloalkana);
- geometrik (cis- dan trans-).
Nama lain untuk inibeberapa bahan - olefin. Ini disebabkan oleh persamaannya dengan asid karboksilik polihidrat, yang mempunyai ikatan berganda dalam komposisinya. Nomenklatur alkena berbeza kerana atom pertama dalam rantai karbon ditentukan oleh penempatan ikatan berganda, yang kedudukannya juga ditunjukkan dalam nama bahan.
Retak ialah cara utama untuk mengekstrak alkena
Retak ialah sejenis penapisan minyak pada suhu tinggi. Matlamat utama proses ini ialah pengekstrakan bahan dengan berat molekul yang lebih rendah. Keretakan untuk menghasilkan alkena berlaku semasa pemecahan alkana, yang merupakan sebahagian daripada produk petroleum. Ini berlaku pada suhu dari 400 hingga 700 °C. Dalam perjalanan tindak balas ini untuk mendapatkan alkena, sebagai tambahan kepada bahan yang menjadi tujuan pelaksanaannya, alkana terbentuk. Jumlah bilangan atom karbon sebelum dan selepas tindak balas adalah sama.
Kaedah industri lain untuk mendapatkan alkena
Anda tidak boleh terus bercakap tentang alkena tanpa menyebut tindak balas penyahhidrogenan. Untuk pelaksanaannya, alkana diambil, di mana ikatan berganda boleh terbentuk selepas penyingkiran dua atom hidrogen. Iaitu, metana tidak akan memasuki tindak balas ini. Oleh itu, beberapa alkena bermula daripada etilena. Keadaan khas untuk tindak balas ialah suhu tinggi dan mangkin. Nikel atau kromium (III) oksida boleh bertindak sebagai yang terakhir. Hasil tindak balas akan menjadi alkena dengan bilangan atom karbon yang sesuai dan gas tidak berwarna (hidrogen).
Kaedah perindustrian lain untuk mendapatkan bahan siri ini ialah penghidrogenan alkuna. Tindak balas untuk mendapatkan alkena ini berlaku pada suhu tinggi dan dengan penyertaan mangkin (nikel atau platinum). Mekanisme penghidrogenan adalah berdasarkan pemecahan salah satu daripada dua ikatan pi alkuna yang disediakan, selepas itu atom hidrogen ditambah di tapak pemusnahan.
Kaedah makmal menggunakan alkohol
Salah satu cara yang paling mudah dan paling murah ialah dehidrasi intramolekul, iaitu, penyingkiran air. Apabila menulis persamaan tindak balas, perlu diingat bahawa ia akan dijalankan mengikut peraturan Zaitsev: hidrogen akan berpecah daripada atom karbon terhidrogenasi yang paling sedikit. Suhu mestilah melebihi 150°C. Sebagai pemangkin, anda perlu menggunakan bahan dengan sifat higroskopik (mampu menarik kelembapan), contohnya, asid sulfurik. Ikatan berganda akan terbentuk di tapak pemisahan kumpulan hidroksil dan hidrogen. Hasil tindak balas ialah alkena dan satu molekul air yang sepadan.
Derivatif halo berasaskan makmal
Terdapat dua lagi kaedah makmal. Yang pertama ialah tindakan larutan alkali pada derivatif alkana, yang mempunyai satu atom halogen dalam komposisinya. Kaedah ini dipanggil dehydrohalogenation, iaitu, penghapusan sebatian hidrogen dengan unsur bukan logam kumpulan ketujuh (fluorin, bromin, klorin, iodin). Pelaksanaan mekanisme tindak balas, seperti dalam kes sebelumnya, diteruskan mengikut peraturanZaitsev. Keadaan pemangkin ialah larutan alkohol dan suhu tinggi. Selepas tindak balas, alkena, garam unsur logam alkali dan halogen, air terbentuk.
Kaedah kedua sangat serupa dengan yang sebelumnya. Ia dijalankan menggunakan alkana, yang mempunyai dua halogen dalam komposisinya. Bahan sedemikian dipengaruhi oleh logam aktif (zink atau magnesium) dengan kehadiran larutan alkohol dan suhu tinggi. Tindak balas akan berlaku hanya jika hidrogen digantikan oleh halogen pada dua atom karbon yang bersebelahan, jika keadaan tidak dipenuhi, maka ikatan berganda tidak terbentuk.
Mengapa perlu mengambil zink dan magnesium? Semasa tindak balas, logam teroksida, yang boleh menderma dua elektron, dan dua halogen dihapuskan. Jika anda mengambil unsur alkali, ia akan bertindak balas dengan air, yang merupakan sebahagian daripada larutan alkohol. Bagi logam yang selepas magnesium dan zink dalam siri Beketov, ia akan menjadi terlalu lemah.
