Долните (газообразни) хомолози - метан, етан, пропан, бутан - запалим и образуват експлозивни смеси с въздуха, който трябва да се вземе предвид при използването им. С увеличаване на алкани молекулно тегло светлина трудно.
Химичните свойства на алкани
Алкани са въглеводороди, в които не съществуват множество връзки. Едно от заглавията от тази поредица въглеводороди - парафини, показва химическата им бездействие. Следователно, химичните свойства на алкани определят, както следва:
1. поради екстремни алкани присъединителни реакции към тях не са типични.
2. Поради силните връзки С-С и C-H (кратко и по същество не-полярен) трябва да бъде ниска реактивност (не реагира с киселини, основи, KMnO4, и т.н.)
3. неполярни връзки показва, че реакцията може да се проведе чрез свободен радикален механизъм.
Основният вид реакции - заместване на остатък (радикал заместване) SR.
Прекратяване на връзката е възможно чрез нагряване или UV радиация. Обикновено, алканови реакции възникват при повишени температури, или слънчева светлина.
Взаимодействието на алкани с халогени (елементи на Група VII-A) е общо наименование -reaction халогенирането. Скоростта на реакцията зависи от активността на халогена, която намалява с увеличаване на радиус на атома.
Флуорът е химически много активен, и реакцията на алкани с си soprovozhdayutsyavzryvom участие и окисление на CF4.
алкани взаимодействие с йод практически не тече.
Хлориране и реакционната бромиране се провежда при 300-400oC или при облъчване с UV лампа.
Механизъм например, реакция на заместване метан хлориране
Хлориране Н атом в метан молекула е заместен с атом хлор. Излишният хлора е допълнително заместване на:
CH4 + Cl2 CH3Cl + HCl;
CH3Cl + Cl2 CH2Cl2 + HCl;
CH2Cl2 + Cl2 CHCI 3 + HCl;
CHCI 3 + Cl2 CCl4 + HCI.
Механизмът на реакцията - последователност от стъпки, чрез които химичната реакция.
Стъпка 1 - верига центрове (иницииране)
Когато молекулата на хлор се нагрява или облъчени слаба връзка между хлорни атоми разкъсан, където всеки от атомите при скъсване връзка отива един електрон.
В резултат на незаредени частици, образувани с несдвоен електрон - радикали. Атомите в радикалите съдържат външно нечетен брой електрони. Затова радикали - много нестабилни и реактивни частици.
Cl: Cl · Cl 2.
Етап 2 - развитието (растеж) на веригата
хлорен атом в сблъсък с молекула на алкан го разделя от Н атом, и се образува молекула HCI. Налице е нова свободните радикали · CH3. Освен това той реагира с друга молекула на хлор. Тези взаимодействия могат да бъдат повторени няколко пъти, за да образуват вече верига.
Cl · + CH4¾® HCl + · СН3;
· СН3 Cl + + + Sl2¾® CH3Sl ...
Стъпка 3 - отворена верига (рекомбинация)
Две радикали могат да се срещнат, и веригата се прекъсва:
СН3 Cl · + · ¾® CH3Sl;
Cl 2 · ¾® Cl2;
2 · SN3¾® СН3-СН3.
Отбележете, че в последния случай, вещество в молекулата, които повече въглеродни атоми в изходния алкан. Следователно, в смес от алкан радикални реакции продукти винаги съдържа малки количества вещества с по-дълъг въглеродна верига.
Характеристики на радикална смяна
заместване радикал е най-лесно влиза водородните атоми при третичния С атом, тогава вторични и най-трудното да пробие С-Н връзка при първичния въглероден атом. Поради това, в бромиране на 2-метилбутан е оформен предимно от 2-бромо-2-метилбутан:
Съгласно механизма на радикал реакция заместване протича нитриране на алкани в газова фаза (реакцията Konovalov) на. Условия - високи температури и налягания.
В изпарява азотна киселина се разлага:
2HNO3 2NO2 + Уг O2 + H2O.
Азотният оксид (IV) е радикал · NO2. Той атакува молекула алкановият.
CH4 + HNO3 = SN3NO2 + H2O.
Фиг. 1. Изгаряне на Метан
(. фигура 1) горене алкани е също свободни радикали верижна реакция, но също - разклонени. процеси настъпват в размножаване стъпка верига, което води до разплод радикали (разклонения). Фрагмент механизъм метан горене:
RH + O2 = R · + · HO2 (и т.н.)
• Разработване на верига:
R · + O2 = · RO2
· RO2 + RH = ROOH + R ·
ROOH = RO · + · ОН
ROOH + RH = RO · + R · + Н 2О
2ROOH = · RO2 + RO · + Н 2О
Смес от метан и кислород (в обемно съотношение от 1: 2) или с въздух (1:10) при запалване се изгаря експлозивно. Следователно, смес от метан, пропан, етан, бутан и въздух са много опасни. Те понякога може да се формира в мините, в работилници, в жилищен район. С тези газове трябва да бъдат внимателни, когато се прилага.
Получаването и използването на алкани
1. Тъй като природният газ и свързан маслото
Най-важният източник на алкани в природата е природен газ, минерално въглеводородна суровина - суров нефт и придружаващите го газове. Природният газ се състои от 95% метан. Същият състав има блатен газ в резултат от обработката на бактерии (гниене) въглехидрат.
Метанът се нарича още и блатен; гризу.
Предаване нефтени газове се състоят основно от етан, пропан, бутан и пентан частично. Те са отделени от маслото в специални съоръжения за приготвяне на масло. При липса на кондензат преминава станции бутан се изгарят в изравняване, което е изключително ирационално и пагубен практика в петролната индустрия. Едновременно с газьол се почиства с вода, кал и пясък, и след това влиза в тръбата за транспорт. От маслото по време на дестилация (дестилация, дестилация) избиране последователно по-висока точка на кипене фракция, получена:
бензин - т.к. .. 40-180 ° С, (съдържащ С5-С10 въглеводороди) е над 100 отделни съединения, както нормални и разклонени алкани, циклоалкани, алкени и ароматни въглеводороди;
светлина газьол (дизелово гориво), 230-305 ° С (С13-С17);
тежък газьол и лек петрол distillyatsmazochnogo 305-405 С (С18-С25);
Остатъкът след дестилацията наречен асфалт или битум.
2. Синтез на воден газ:
п CO + (2n + 1) Н2 - т, кът → СпН2п + 2 + п H2O
CO + 3H2 - т, кът → CH4 + H2O
3. Синтез на прости вещества:
1. наситени въглеводороди са широко използвани в различни сфери на живота и човешката дейност.
2. Използване като гориво - в котелни, бензин, дизелово гориво, реактивно гориво, цилиндри с пропан-бутан смес за пещи
3. вазелин се използва в медицината, парфюм, козметика, висши алкани са част от смазочното масло, алканови съединения са използвани като хладилни агенти в домашни хладилници
4. смес от изомерни пентани и хексани наречен петролев етер и се използва като разтворител. Циклохексан също е широко използван като разтворител за синтеза на полимери.
5. метан се използва за производството на гуми и боя
6. Стойността на алканите в съвременния свят е огромно. В нефтохимическата промишленост ограничаване ulevodorody са основата за производство на различни органични съединения, важна суровина в процесите на производство на междинни съединения за производството на пластмаси, каучук, синтетични влакна, детергенти и много други вещества. Голяма стойност в медицината, парфюми и козметика.
Използването на алкани като гориво
Използването на парафин за водоустойчива хартия
Използването в медицината от алкани (вазелин, парафин и т.н.).
Използването на халогенирани алкани
Алкани: структура, номенклатура, физични свойства, и за да се получи
Алкани: структура, номенклатура, физични свойства, и получаване (дизайн проблем)
Свързани статии