Përftimi i alkaneve dhe vetitë e tyre

2024 Autor: Angel Austin | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2023-12-17 05:41

Përbërjet më të thjeshta të studiuara në kurset e kimisë organike janë hidrokarburet ose parafinat e ngopura, të quajtura gjithashtu alkane. Përbërja e tyre cilësore përfaqësohet nga atomet e vetëm dy elementeve: karbonit dhe hidrogjenit. Molekulat e komponimeve përmbajnë vetëm një lloj lidhjeje kimike - të vetme ose të thjeshtë. Në artikullin tonë, ne do të studiojmë strukturën, si dhe metodat për marrjen dhe vetitë e alkaneve.

Përfaqësuesit e serialit dhe emrat e tyre

Përbërja e parë e klasës së parafinës është metani. Formula e tij molekulare është CH₄, ajo korrespondon me formulën e përgjithshme të substancave, e cila është si më poshtë: C H₂ +2_{. Katër alkanet e para kanë emra individualë, si metani, etani. Duke u nisur nga përbërja e pestë, nomenklatura ndërtohet duke përdorur numra grekë. Për shembull, një substancë me pesë atome karboni në molekulën C}5_H12 _{quhet pentan (nga fjala greke "penta" - pesë). Sipas nomenklaturës racionale, alkanet,vetitë kimike dhe prodhimi i të cilave po studiojmë mund të paraqiten në formën e substancave - derivateve të metanit. Në molekulën e tij, një ose më shumë atome hidrogjeni zëvendësohen nga radikalet e hidrokarbureve. Sipas nomenklaturës sistematike, duhet të zgjidhni zinxhirin më të gjatë të atomeve të karbonit, të cilët numërohen nga fundi me të cilin radikalët janë më afër. Më pas përcaktohet numri i atomit të karbonit të lidhur nga një lidhje sigma me grimcën radikale dhe radikali rafinohet duke shtuar emrin e vetë alkanit në të, për shembull, 3-metilbutan.}

Prodhimi i alkaneve

Burimi kryesor dhe më i zakonshëm i prodhimit të parafinës janë mineralet: gazi natyror dhe nafta. Gjurmët e metanit së bashku me hidrogjenin dhe azotin mund të gjenden në gazin e kënetës. Alkanet e ngurta që përmbajnë një numër të madh atomesh karboni në molekulë janë të pranishëm në ozocerit. Ky është një dylli malor me një gamë të tërë të pronave unike, depozitat e të cilave po zhvillohen, për shembull, në Ukrainën Perëndimore. Ekzistojnë gjithashtu një sërë metodash sintetike për nxjerrjen e hidrokarbureve të ngopura, në veçanti, nga reaksioni i reduktimit. Në industri, mund të dallohen disa metoda për prodhimin e alkaneve duke përdorur reaksione redoks, për shembull, midis haloalkileve dhe jodidit të hidrogjenit ose amalgamës së natriumit. Më e thjeshtë është reduktimi i alkeneve, alkineve ose alkadieneve me hidrogjen në prani të një katalizatori nikeli. Produkti i reagimit do të jetë parafina përkatëse. Procesi mund të shprehet me ekuacionin e mëposhtëmreagimet:

CH₂ =CH₂ + H₂=H ₃C-CH₃ (etan)

Shkrirja alkaline e kripërave të acideve karboksilike

Nëse ngrohni kripë natriumi CH₃COONa ose substanca të tjera të kësaj klase, të cilat përfshijnë atome metalike aktive, me hidroksid natriumi ose gëlqere sode, mund të merrni hidrokarbure të ngopura. Lloji i parë i reagimit përdoret më shpesh në laborator, i dyti përdoret për të analizuar me saktësi strukturën e acidit karboksilik që është pjesë e kripës. Kjo metodë e marrjes së alkaneve ju lejon të vëzhgoni ndarjen e zinxhirit të karbonit të reagentit dhe uljen e numrit të atomeve të karbonit në të.

Reagimi Wurtz

Substancat që janë derivate të parafinave, në të cilat atomet e hidrogjenit janë zëvendësuar nga grimcat e klorit, bromit ose jodit, mund të ndërveprojnë me natriumin metalik të shpërndarë imët. Ekuacioni i përgjithshëm i reagimit do të jetë:

2RHal + 2Na → R-R + 2NaHal, Ky proces u zbulua në vitin 1870 nga kimisti francez F. Würz. Më vonë, P. P. Sharygin sqaroi mekanizmin e tij që çon në prodhimin e një alkani. Doli se atomi halogjen fillimisht zëvendësohet nga një metal. Pastaj substanca organosatriumi që rezulton ndërvepron me një molekulë tjetër haloalkani. Ky reagim ka gjetur aplikim në teknologjinë e sintezës së parafinave më të larta.

Vetitë e hidrokarbureve të ngopura

Përcaktohet karakteristika fizike e secilës klasë të përbërjeve organikevetitë që ndryshojnë natyrshëm dhe varen nga struktura e molekulave të substancave. Pra, katër homologët e parë të alkaneve, reagimet e të cilave i shqyrtuam më herët, janë gaze. Parafinat që përmbajnë në përbërjen e tyre nga 5 deri në 14 atome karboni ekzistojnë në fazën e lëngshme, ndërsa alkanet e mbetura janë komponime të ngurta. Substancat e gazta dhe të ngurta janë pa erë, parafinat e lëngshme kanë erë si vajguri ose benzinë. Vetitë kimike më të rëndësishme të substancave përfshijnë, për shembull, oksidimin e fortë - djegien, si rezultat i së cilës lirohet një sasi e madhe nxehtësie:

CH₄ + 2O₂=CO₂ + 2H ₂O

Kujtojmë se metani është përbërësi kryesor i karburantit kryesor - gazit natyror.

Reaksionet e zëvendësimit

Halogjenizimi që vazhdon nga mekanizmi i radikaleve të lira është një tjetër veçori e alkaneve. I referohet reaksioneve të zëvendësimit dhe çon në formimin e komponimeve - derivatet halogjene të parafinave:

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

Nitrimi është ndërveprimi i alkaneve me acidin nitrat të holluar në prani të një katalizatori dhe nën presion, i zbuluar në 1889 nga N. M. Konovalov. Përbërjet nitro parafine kanë një gamë të gjerë aplikimesh si lëndë të para për prodhimin e karburantit të raketave, eksplozivëve, si dhe për nxjerrjen e acideve karboksilike dhe aminave.

Oksidimi i anëtarëve më të lartë të serisë homologe të alkaneve në prani të një katalizatori çon në prodhimin e alkooleve dhe karboksilitacidet e përdorura për sintetizimin e plastifikuesve të përdorur në prodhimin e plastikës dhe detergjenteve.

Në artikullin tonë, ne shqyrtuam vetitë e hidrokarbureve të ngopura dhe studiuam se si t'i përftojmë ato.