Chemia Liceum Gimnazjum Testy Matura

Powrót

Alkany - właściwości, otrzymywanie, reakcje

Właściwości fizyczne 

Stan skupienia zależy od długości łańcucha węglowego (prostego):
1 - 4  gazy, 5 - 17 ciecze,  więcej - ciała stałe.

Parafina  - mieszanina węglowodorów (16-48 atomów C) wydzielana z ropy naftowej.

Wraz z długością łańcucha węglowego wzrasta temperatura topnienia i temperatura wrzenia. Wzrost temperatury wrzenia jest spowodowany tym, że "powierzchnia" cząsteczki jest coraz większa i potrzeba coraz większej energii do pokonania sił van der Waalsa, które utrzymują razem cząsteczki.

Wraz z długością łańcucha węglowodoru zwiększa się jego masa cząsteczkowa - wzrasta więc temperatura wrzenia.

Im większe rozgałęzienie łańcucha, ty niższa jest temperatura wrzenia. Cząsteczki rozgałęzionych węglowodorów mają mniejszą powierzchnię styku, więc słabiej się przyciągają siłami van der Waalsa. Czasteczki n-węglowodorów o nierozgałęzionych łańcuchach układają się obok siebie i przez to mają większą powierzchnię styku - przyciągają się silniej.

Nie rozpuszczają się w wodzie, rozpuszczają się w różnych rozpuszczalnikach niepolarnych (np.benzen, eter). Jest to spowodowane tym, że alkany mają budowę niepolarną (zasada: podobne rozpuszcza się w podobnym).

 


Otrzymywanie alkanów

Addycja wodoru do alkenów - najważniejsza metoda (uwodornienie)
np. R1–CH=CH-R2 + H2  —(kat.)→R1–CH2–CH2–R2   

Piroliza (kraking). Węglowodory mające długie łańcuchy mogą pękać i powstają węglowodory o krótszych łańcuchach. Reakcja zachodzi w wysokich temperaturach i ciśnieniach w obecności katalizatorów.

np. C17H36 → C9H20 + C8H18 
 


Reakcje alkanów

Alkany to związki mało reaktywne.

 1. Reakcje spalania

Spalanie całkowite - prowadzi do otrzymania tlenku węgla(IV) i wody
CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O
2C2H6 + 7O2 → 4CO2 + 6H2O

Przy ograniczonym dopływie tlenu powstaje tlenek węgla(II) lub węgiel i woda
2CH4 + 3O2 → 2CO + 4H2O    (półspalanie)
CH4 + O2 → C + 2H2O (spalanie niecałkowite)

Reakcja substytucji (podstawiania)

Metan reaguje z fluorem, chlorem i bromem (reaktywność: F2>Cl2>Br2). Reakcja z jodem nie zachodzi.

Substytucja  to reakcja łańcuchowa, przebiega w kilku etapach - atomy wodoru są kolejno podstawiane przez atomy fluorowca.
Reakcja z chlorem lub bromem nie zachodzi w normalnych warunkach -  wymaga zainicjowania przez podwyższenie temperatury lub naświetlanie promieniowaniem UV.

Reakcja chlorowania metanu:
CH4 + Cl2  —temp. lub UV→ CH3Cl + HCl
CH3Cl + Cl2  —temp. lub UV→ CH2Cl2 + HCl
CH2Cl2 + Cl2  —temp. lub UV→ CHCl3 + HCl
CHCl3 + Cl2  —temp. lub UV→ CCl4 + HCl

W wyniku takiego ciągu reakcji powstaje mieszanina wszystkich produktów. Gdy użyje się dużego nadmiaru metanu w wyniku reakcji powstaje głównie chloroetan.


(N) Treści uzupłniające dla zainteresowanych poza podstawą programową

Otrzymywanie metanu w laboratorium
CH3COONa(s) + NaOH(s)temp.→ CH4 + Na2CO3
Al4C3 + 12H2O → 3CH4 + 4Al(OH)3

Otrzymywanie alkanów w reakcji Wurtza
Węglowodory o dłuższych łańcuchach można otrzymać  w reakcji Wurtza.
Schemat: R−Cl + R−Cl + 2Me → R-R + 2MeCl    (Me= Li, Na, K)
Np. CH3CH2Cl + CH3CH2CH2Cl + 2Na  → CH3CH2CH2CH2CH3 + 2 NaCl

Przekaż darowiznę
Załóż konto | Zaloguj się

Copyright 2011-2019Chem24.pl Ta strona internetowa wykorzystuje pliki cookies. Możesz określić metody zapisywania oraz dostępu do cookies w swojej przeglądarce internetowej lub w konfiguracji usługi.