Mendapatkan alkana dan sifatnya

2024 Pengarang: Angel Austin | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2023-12-17 05:36

Sebatian paling ringkas yang dikaji dalam kursus kimia organik ialah hidrokarbon tepu atau parafin, juga dipanggil alkana. Komposisi kualitatif mereka diwakili oleh atom hanya dua unsur: karbon dan hidrogen. Molekul sebatian mengandungi hanya satu jenis ikatan kimia - tunggal, atau ringkas. Dalam artikel kami, kami akan mengkaji struktur, serta kaedah untuk mendapatkan dan sifat alkana.

Wakil siri dan nama mereka

Kompaun pertama kelas parafin ialah metana. Formula molekulnya ialah CH₄, ia sepadan dengan formula am bahan, iaitu seperti berikut: C H₂ +2_{. Empat alkana pertama mempunyai nama individu, seperti metana, etana. Bermula dari kompaun kelima, tatanama dibina menggunakan angka Yunani. Contohnya, bahan dengan lima atom karbon dalam molekul C}5_H12 _{dipanggil pentana (daripada perkataan Yunani "penta" - lima). Menurut tatanama rasional, alkana,sifat kimia dan pengeluaran yang sedang kita kaji boleh diwakili dalam bentuk bahan - terbitan metana. Dalam molekulnya, satu atau lebih atom hidrogen digantikan oleh radikal hidrokarbon. Menurut tatanama sistematik, anda harus memilih rantai atom karbon terpanjang, yang bernombor dari hujung yang mana radikalnya lebih dekat. Kemudian bilangan atom karbon yang dipautkan oleh ikatan sigma kepada zarah radikal ditentukan, dan radikal itu ditapis dengan menambahkan nama alkana itu sendiri kepadanya, contohnya, 3-metilbutana.}

Penghasilan alkana

Sumber utama dan paling biasa penghasilan parafin ialah mineral: gas asli dan minyak. Kesan metana bersama hidrogen dan nitrogen boleh didapati dalam gas paya. Alkana pepejal yang mengandungi sejumlah besar atom karbon dalam molekul terdapat dalam ozocerite. Ini adalah lilin gunung dengan pelbagai jenis sifat unik, yang depositnya sedang dibangunkan, contohnya, di Barat Ukraine. Terdapat juga beberapa kaedah sintetik untuk pengekstrakan hidrokarbon tepu, khususnya, melalui tindak balas pengurangan. Dalam industri, beberapa kaedah boleh dibezakan untuk penghasilan alkana menggunakan tindak balas redoks, contohnya, antara haloalkil dan hidrogen iodida atau natrium amalgam. Lebih mudah ialah pengurangan alkena, alkuna atau alkadiena dengan hidrogen dengan kehadiran mangkin nikel. Hasil tindak balas akan menjadi parafin yang sepadan. Proses tersebut boleh dinyatakan dengan persamaan berikutreaksi:

CH₂ =CH₂ + H₂=H ₃C-CH₃ (etana)

Pencairan alkali garam asid karboksilik

Jika anda memanaskan garam natrium CH₃COONa atau bahan lain dalam kelas ini, yang termasuk atom logam aktif, dengan natrium hidroksida atau kapur soda, anda boleh mendapatkan hidrokarbon tepu. Jenis tindak balas pertama lebih kerap digunakan di makmal, yang kedua digunakan untuk menganalisis dengan tepat struktur asid karboksilik yang merupakan sebahagian daripada garam. Kaedah mendapatkan alkana ini membolehkan anda memerhatikan pemisahan rantai karbon reagen dan pengurangan bilangan atom karbon di dalamnya.

Reaksi Wurtz

Bahan yang merupakan terbitan parafin, di mana atom hidrogen telah digantikan oleh zarah klorin, bromin atau iodin, boleh berinteraksi dengan natrium logam yang tersebar halus. Persamaan tindak balas am ialah:

2RHal + 2Na → R-R + 2NaHal, Proses ini ditemui pada tahun 1870 oleh ahli kimia Perancis F. Würz. Kemudian, P. P. Sharygin menjelaskan mekanismenya yang membawa kepada penghasilan alkana. Ternyata atom halogen pertama kali digantikan oleh logam. Kemudian bahan organosodium yang terhasil berinteraksi dengan molekul haloalkana yang lain. Tindak balas ini telah menemui aplikasi dalam teknologi sintesis parafin yang lebih tinggi.

Sifat hidrokarbon tepu

Ciri fizikal setiap kelas sebatian organik ditentukansifat yang berubah secara semula jadi dan bergantung kepada struktur molekul bahan. Jadi, empat homolog pertama alkana, tindak balas yang kita pertimbangkan sebelum ini, adalah gas. Parafin yang mengandungi dalam komposisinya daripada 5 hingga 14 atom karbon wujud dalam fasa cecair, manakala alkana yang tinggal adalah sebatian pepejal. Bahan gas dan pepejal tidak berbau, parafin cecair berbau seperti minyak tanah atau petrol. Sifat kimia bahan yang paling penting termasuk, sebagai contoh, pengoksidaan keras - pembakaran, akibatnya sejumlah besar haba dibebaskan:

CH₄ + 2O₂=CO₂ + 2H ₂O

Ingat bahawa metana ialah komponen utama bahan api utama - gas asli.

Reaksi penggantian

Prosiding halogenasi oleh mekanisme radikal bebas ialah satu lagi ciri alkana. Ia merujuk kepada tindak balas penggantian dan membawa kepada pembentukan sebatian - terbitan halogen parafin:

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

Nitrasi ialah interaksi alkana dengan asid nitrat cair dengan kehadiran mangkin dan di bawah tekanan, ditemui pada tahun 1889 oleh N. M. Konovalov. Sebatian nitro parafin mempunyai pelbagai aplikasi sebagai bahan mentah untuk pengeluaran bahan api roket, bahan letupan, serta untuk pengekstrakan asid karboksilik dan amina.

Pengoksidaan anggota yang lebih tinggi daripada siri homolog alkana dengan kehadiran mangkin membawa kepada penghasilan alkohol dan karboksilikasid yang digunakan untuk mensintesis pemplastik yang digunakan dalam pembuatan plastik dan detergen.

Dalam artikel kami, kami telah mengkaji sifat hidrokarbon tepu dan mengkaji cara mendapatkannya.