Kupata alkanes na mali zao

2024 Mwandishi: Angel Austin | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2023-12-17 05:42

Michanganyiko rahisi zaidi iliyosomwa katika kozi za kemia hai ni hidrokaboni zilizojaa au parafini, pia huitwa alkanes. Muundo wao wa ubora unawakilishwa na atomi za vitu viwili tu: kaboni na hidrojeni. Molekuli za misombo zina aina moja tu ya dhamana ya kemikali - moja, au rahisi. Katika makala yetu, tutajifunza muundo, pamoja na mbinu za kupata na mali ya alkanes.

Wawakilishi wa mfululizo na majina yao

Kiwango cha kwanza cha darasa la parafini ni methane. Fomula yake ya molekuli ni CH₄, inalingana na fomula ya jumla ya dutu, ambayo ni kama ifuatavyo: C H₂ +2_{. Alkane nne za kwanza zina majina ya kibinafsi, kama vile methane, ethane. Kuanzia kiwanja cha tano, nomenclature hujengwa kwa kutumia nambari za Kigiriki. Kwa mfano, dutu iliyo na atomi tano za kaboni kwenye molekuli C}5_H12 _{inaitwa pentane (kutoka neno la Kigiriki "penta" - tano). Kulingana na neno la busara, alkanes,mali ya kemikali na uzalishaji ambao tunasoma unaweza kuwakilishwa kwa namna ya vitu - derivatives ya methane. Katika molekuli yake, atomi moja au zaidi ya hidrojeni hubadilishwa na radicals hidrokaboni. Kulingana na utaratibu wa utaratibu wa majina, unapaswa kuchagua mlolongo mrefu zaidi wa atomi za kaboni, ambazo zimehesabiwa kutoka mwisho ambao radicals ni karibu. Kisha nambari ya atomi ya kaboni iliyounganishwa na kifungo cha sigma kwa chembe kali imedhamiriwa, na radical inasafishwa kwa kuongeza jina la alkane yenyewe, kwa mfano, 3-methylbutane.}

Utengenezaji wa alkanes

Chanzo kikuu na cha kawaida cha uzalishaji wa mafuta ya taa ni madini: gesi asilia na mafuta. Mabaki ya methane pamoja na hidrojeni na nitrojeni yanaweza kupatikana katika gesi ya kinamasi. Alkanes imara zilizo na idadi kubwa ya atomi za kaboni katika molekuli ziko kwenye ozocerite. Hii ni nta ya mlima yenye mali nyingi za kipekee, amana ambazo zinatengenezwa, kwa mfano, Magharibi mwa Ukraine. Pia kuna idadi ya mbinu za synthetic za uchimbaji wa hidrokaboni zilizojaa, hasa, na mmenyuko wa kupunguza. Katika tasnia, njia kadhaa zinaweza kutofautishwa kwa utengenezaji wa alkanes kwa kutumia athari za redox, kwa mfano, kati ya haloalkyls na iodidi ya hidrojeni au amalgam ya sodiamu. Rahisi zaidi ni kupunguzwa kwa alkenes, alkynes au alkadienes na hidrojeni mbele ya kichocheo cha nickel. Bidhaa ya mmenyuko itakuwa parafini inayolingana. Mchakato unaweza kuonyeshwa kwa equation ifuatayomajibu:

CH₂ =CH₂ + H₂=H ₃C-CH₃ (ethane)

Kuyeyushwa kwa chumvi kwa alkali ya asidi ya kaboksili

Ukipasha joto chumvi ya sodiamu CH₃COONa au vitu vingine vya darasa hili, vinavyojumuisha atomi za metali amilifu, pamoja na hidroksidi ya sodiamu au chokaa ya soda, unaweza kupata hidrokaboni iliyoshiba. Aina ya kwanza ya mmenyuko hutumiwa mara nyingi zaidi katika maabara, ya pili hutumiwa kuchambua kwa usahihi muundo wa asidi ya carboxylic ambayo ni sehemu ya chumvi. Njia hii ya kupata alkanes hukuruhusu kuona mgawanyiko wa mnyororo wa kaboni wa kitendanishi na kupungua kwa idadi ya atomi za kaboni ndani yake.

Majibu ya Wurtz

Dutu ambazo ni derivatives za parafini, ambapo atomi za hidrojeni zimebadilishwa na chembe za klorini, bromini au iodini, zinaweza kuingiliana na sodiamu ya metali iliyotawanywa vizuri. Mlinganyo wa jumla wa majibu utakuwa:

2RHal + 2Na → R-R + 2NaHal, Mchakato huu uligunduliwa mwaka wa 1870 na mwanakemia Mfaransa F. Würz. Baadaye, P. P. Sharygin alifafanua utaratibu wake unaoongoza kwa uzalishaji wa alkane. Ilibadilika kuwa atomi ya halogen inabadilishwa kwanza na chuma. Kisha dutu ya organosodium inayotokana inaingiliana na molekuli nyingine ya haloalkane. Mwitikio huu umepata matumizi katika teknolojia ya usanisi wa parafini ya juu zaidi.

Sifa za hidrokaboni iliyojaa

Sifa halisi ya kila darasa la misombo ya kikaboni imebainishwamali zinazobadilika kwa kawaida na hutegemea muundo wa molekuli za vitu. Kwa hivyo, homologues nne za kwanza za alkanes, athari ambazo tulizingatia hapo awali, ni gesi. Parafini zilizo na muundo wao kutoka kwa atomi 5 hadi 14 za kaboni zipo katika awamu ya kioevu, wakati alkanes iliyobaki ni misombo imara. Dutu za gesi na ngumu hazina harufu, mafuta ya taa ya kioevu yananuka kama mafuta ya taa au petroli. Sifa muhimu zaidi za kemikali za vitu ni pamoja na, kwa mfano, oxidation ngumu - mwako, kama matokeo ambayo kiasi kikubwa cha joto hutolewa:

CH₄ + 2O₂=CO₂ + 2H ₂O

Kumbuka kwamba methane ni sehemu kuu ya mafuta - gesi asilia.

Maitikio mengine

Halojeni kuendelea kwa utaratibu huru wa radical ni kipengele kingine cha alkanes. Inarejelea athari za uingizwaji na husababisha uundaji wa misombo - derivatives ya halojeni ya parafini:

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

Nitration ni mwingiliano wa alkanes na asidi ya nitrati ya dilute mbele ya kichocheo na chini ya shinikizo, iliyogunduliwa mwaka wa 1889 na N. M. Konovalov. Michanganyiko ya nitro ya mafuta ya taa ina matumizi mbalimbali kama malighafi ya kutengenezea mafuta ya roketi, vilipuzi, na pia uchimbaji wa asidi ya kaboksili na amini.

Uoksidishaji wa washiriki wa juu wa safu ya usawa ya alkanes mbele ya kichocheo husababisha utengenezaji wa alkoholi na kaboksili.asidi zinazotumika kusanifisha plastiki zinazotumika kutengenezea plastiki na sabuni.

Katika makala yetu, tulichunguza sifa za hidrokaboni zilizojaa na kujifunza jinsi ya kuzipata.