Презентація на тему: "Фізичні та хімічні властивості алканів. Одержання та використання алканів."

Фізичні та хімічні властивості алканів. Одержання та використання алканів.

Фізичні властивості насичених вуглеводнів закономірно змінюються з ростом числа атомів Карбону у їх складі. Зі збільшенням молекулярних мас сполук поступово зростають:температури кипіння;температури плавлення;густина.Ізомери з більш розгалуженим карбоновим ланцюгом, як правило, мають трохи меншу густину у рідкому та твердому стані, у порівнянні з ізомерами з нерозгалуженим ланцюгом. Усі алкани практично не розчиняютьсяу воді, але добре розчиняються у багатьох органічних розчинниках. CH4−C4 H10 — безбарвні гази. C5 H12−C16 H34 — безбарвні рідини з характерним (бензиновим) запахом. C17 H36 та наступні алкани — білі тверді легкоплавкі речовини без запаху.

Хімічні властивості алканів Алкани є хімічно неактивними речовинами, завдяки чому їх у XIX столітті називали «хімічними мерцями». До початку XX століття для них не було відомо жодної хімічної реакції, окрім горіння, тому алкани отримали назву парафіни (від латин. parum — мало, незначно та affinis — споріднений). Алкани — насичені вуглеводні, тому вступають у реакції заміщення та розкладання. За нормальних умов насичені вуглеводні — малоактивні речовини. Вони є досить стійкими до дії кислот, лугів, та окисників (не реагують з водними розчинами калій перманганату, гідроген пероксиду, брому).

1. Реакція горіння (повного окиснення). Усі алкани горять. При цьому утворюються вуглекислий газ і вода, та виділяється велика кількість тепла:2 C2 H6 + 7 O2→ 4 CO2↑ + 6 H2 O;C7 H16 + 11 O2→ 7 CO2↑ + 8 H2 O2. Реакції неповного окиснення. Якщо кисню недостатньо, під час горіння утворюється карбон(II) оксид (чадний газ) або вуглець: 2 CH4 + 3 O2 → 2 CO↑ + 4 H2 O;CH4 + O2 → C + 2 H2 O

3. Реакції галогенування. З фтором насичені вуглеводні реагують з вибухом, з хлором і бромом — при освітленні, або нагріванні, з йодом — не взаємодіють. Під час взаємодії з хлором і бромом відбувається заміщення атомів Гідрогену в молекулі алкана на атоми галогену: hνC2 H6+Cl2 → C2 H5 Cl + HCl; хлороетан hνC2 H5 Cl + Cl2 → C2 H4 Cl2 + HCl; дихлороетан hνC2 H4 Cl2 + Cl2 → C2 H3 Cl3 + HCl; тощо. трихлороетан4. Реакції розкладу (дегідрування). При сильному нагріванні без доступу кисню алкани розкладаються на вуглець і водень (або ненасичені вуглеводні і водень): CH4 → C + 2 H2 ↑;2 CH4 → C2 H2 + 3 H2↑;C2 H6 → C2 H4 + H2↑

6. Реакція ізомеризації. Якщо у молекулах насичених вуглеводнів міститься від 4 і більше атомів Карбону, може відбуватися реакція ізомеризації: t°,Al. Cl3 CH3−CH2−CH2−CH3 → CH3−CH−CH3 | CH3н−бутан 2−метилпропан 5. Реакції крекінгу. При високих температурах відбувається розщеплення молекул алканів з розривом зв'язків між атомами Карбону. Цей процес називають крекінгом. Під час крекінгу алканів утворюються ненасичені сполуки і алкани з меншою кількістю атомів Карбону у ланцюгу: C5 H12 → CH4 + C4 H8;C5 H12 → C2 H6 + C3 H6;C5 H12 → C3 H8 + C2 H4

Одержання алканів. Газоподібні алкани (метан — бутан) входять до складу природного газу. Рідкі і тверді алкани містяться у нафті;Алкани можна отримати гідруванням ненасичених вуглеводнів (алкенів та алкінів): CH2=CH−CH3 + H2 → CH3−CH2−CH3;CH≡CH + 2 H2 → CH3−CH3;метан та інші алкани отримують реакцією між воднем і вугіллям за наявності каталізатора (Ni, 500°С): Ni,t°C + 2 H2 → CH4. Ця реакція має промислове значення. При високих температурі та тиску, наявності каталізатору у надлишку водню утворюється суміш вуглеводнів (синтетичний бензин).

Застосування алканів:завдяки великій теплоті, що виділяється внаслідок згоряння алканів, вони використовуються як паливо у побуті та промисловості;гомологи метану є складниками бензину та гасу;з алканів отримують різні хімічні речовини: водень, ацетилен, формальдегід, спирти, кислоти, мила, мийні засоби, лаки, емалі, різноманітні синтетичні продукти;хлорометан використовують у холодильних установках, оскільки випаровуючись, він вбирає багато теплоти;хлоропохідні алканів використовують як розчинники, у медицині, при виробництві лаків і фарб, тощо.

Скласти рівняння реакцій:1.горіння пентану2. хлорування пропану3. дегідрування етану4. крекінгу гептану5. ізомеризації пентану

2. Закінчити рівняння реакцій: 1. С3 Н8 + Cl2 → 2. С5 Н12 + О2→ 3. С4 Н8 + Н2→ 4. СН3-СН2-СН2-СН2-СН3→

3. Складіть формулу алканів за назвою:3-етил-2-хлоргексан;б) 4-етил-2,2-дихлор гептан;