Loading...
 

Alkany


... to nasycone węglowodory; są najprostszym rodzajem węglowodorów. Ich szkielet składa się wyłącznie z atomów węgla połączonych ze sobą i wysyconych atomami wodoru. Ogólny wzór niecyklicznych alkanów można przedstawić za pomocą wzoru \( \ce{C}{_n}\ce{H}{_2}{_n}{_+}{_2} \).

Alkany są niepolarne i przyciągają się do siebie bardzo słabymi siłami van der Waalsa. Są nierozpuszczalne w wodzie i rozpuszczalne w eterach, benzenie i innych rozpuszczalnikach organicznych. Mieszają się ze sobą bez ograniczeń. Ich temperatura wrzenia wzrasta wraz ze wzrostem długości łańcucha węglowego. Najwyższe temperatury topnienia i wrzenia mają alkany o łańcuchu liniowym. Temperatury wrzenia i temperatury topnienia maleją dla alkanów o łańcuchach rozgałęzionych. W temperaturze pokojowej, w fazie gazowej występują cztery pierwsze alkany (metan, etan, propan i butan). Alkany zawierające od 5 do 16 atomów węgla w strukturze są cieczami. Wyższe alkany są ciałami stałymi.

Alkany są chemicznie pasywne. Nie odbarwiają wody bromowej (nasycony roztwór wodny bromu o stężeniu około 3,6 g/100 g) i nie ulegają utlenieniu pod wpływem roztworu manganianu(VII) potasu \( (\ce{KMnO}{_4} \)). Niższe parafiny nie ulegają reakcji nitrowania, podczas gdy wyższe alkany podczas tej reakcji ulegają degradacji. Są łatwopalne. W obecności tlenu molekularnego \( (\ce{O}{_2} \) ) alkany ulegają spaleniu wytwarzając parę wodną, tlenek węgla(IV) \( (\ce{CO}{_2} \)) i ciepło \( (\text{Q} \)). Tak więc, spalanie alkanów jest przykładem egzotermicznej reakcji chemicznej. W zależności od ilości dostępnego \( \ce{O}{_2} \) alkany ulegają całkowitemu (reakcja ( 1 ) ), połowicznemu ( 2 ) lub niekompletnemu ( 3 ) spalaniu:

\( \ce{{CH}{_4}{+2O}{_2}{ \rightarrow 2H}{_2}{O+CO}{_2}{+Q}} \)
 
\( \ce{{2CH}{_4}{+O}{_2}{ \rightarrow 2CO}{+4H}{_2}} \)
 
\( \ce{{CH}{_4}{+O}{_2}{ \rightarrow C}{+2H}{_2}{O}} \)


Alkany reagują z halogenkami ( 4 ) (reakcja substytucji). Reakcja ta odbywa się przy udziale energii świetlnej ( \( {h} \) \( \nu \) ). Jest to reakcja substytucji wolnorodnikowej:

\( \ce{{Cl}{_2}{ \rightarrow }{^h}{^v}{Cl}{^•}{+Cl}{^•}} \)
 
\( \ce{{CH}{_4}{+Cl}{^•}{ \rightarrow CH}{_3}{^•}{+HCl}} \)
 
\( \ce{{CH}{_3}{^•}{+Cl}{_2}{\rightarrow Cl}{^•}{+CH}{_3}{Cl}} \) (substrat: rodnik metylowy; produkt: chlorometan)
 
\( \ce{{CH}{_3}{Cl}{+Cl}{^•}{ \rightarrow HCl}{+CH}{_2}{Cl}{_2}} \) (produkt: dichlorometan)


Alkany ulegają reakcjom odwodornienia ( 5 ), sulfonowania ( 6 ) i chlorosulfonowania ( 7 ):

\( \ce{{R}}{-}\ce{{CH}{_2}{CH}{_2}}{-}\ce{{R \rightarrow R}}{-}\ce{{CH}{=}{CH}}{-}\ce{{R+H}{_2}} \)
(gdzie: R− oznacza łańcuch węglowodorowy)

\( \ce{{R}}{-}\ce{{H+H}{_2}{SO}{_4} { \rightarrow R}}{-}\ce{{SO}{_3}{+H}{_2}{O}} \)
 
\( \ce{{R}}{-}\ce{{H+SO}{_2}{Cl}{_2} { \rightarrow R}}{-}\ce{{SO}{_2}{Cl}{+HCl}} \)


Ostatnio zmieniona Piątek 27 z Maj, 2022 10:19:26 UTC Autor: Edyta Proniewicz
Zaloguj się/Zarejestruj w OPEN AGH e-podręczniki
Czy masz już hasło?

Hasło powinno mieć przynajmniej 8 znaków, litery i cyfry oraz co najmniej jeden znak specjalny.

Przypominanie hasła

Wprowadź swój adres e-mail, abyśmy mogli przesłać Ci informację o nowym haśle.
Dziękujemy za rejestrację!
Na wskazany w rejestracji adres został wysłany e-mail z linkiem aktywacyjnym.
Wprowadzone hasło/login są błędne.