Сайт преподавателя химии и биологии Коноваловой Лидии

Меню сайта
Статистика
Поделиться
Возраст сайта
Наш опрос
Как вы относитесь к вегетарианству?
Всего ответов: 2569
Главная » Файлы » Студентам » Лекции по химии

Лекция №3 (II семестр) "Алканы"
03.02.2014, 21:27

Лекция

1.     Алканы

Алканы - предельные ациклические углеводороды в молекулах которых все атомы углерода связаны одинарными связями  и имеют общую формулу: CnH2n+2 

2.     Гомологический ряд алканов

CH4  –  метан

CH3-CH3 – 2-й гомолог – этан (2 атома С);

CH3-CH2-CH3  – 3-й гомолог – пропан (3 атома С);

CH3-CH2-CH2-CH3  – бутан (4 атома С)

Суффикс -ан является характерным для названия всех алканов. Начиная с пятого гомолога, название алкана образуется из греческого числительного, указывающего число атомов углерода в молекуле, и суффикса –ан: пентан С5Н12, гексан С6Н14, гептан С7Н16, октан С8Н18, нонан С9Н20, декан С10Н22 и т.д.

     3.    Виды изомерии алканов:

   В ряду алканов структурная изомерия углеродного скелета начиная с бутана С4Н10

4.    Физические свойства

Гомологи отличаются молекулярной массой и, следовательно, физическими характеристиками. С увеличением числа углеродных атомов в молекуле алкана (с ростом молекулярной массы) в гомологическом ряду наблюдается закономерное изменение физических свойств гомологов (переход количества в качество): повышаются температуры кипения и плавления, увеличивается плотность. Алканы от СН4 до С4Н10 – газы, от С5Н12 до С17Н36 – жидкости, далее – твердые вещества.

С увеличением относительных молекулярных масс предельных углеводородов закономерно повышаются их температуры кипения и плавления.     

     5.    Получение (видеоопыт) 

Алканы выделяют из природных источников (природный и попутный газы,нефть, каменный уголь).

Используются также синтетические методы.

1. Крекинг нефти (промышленный способ)

CnH2n+2  ®  CmH2m+2   +   Cn-mH2(n-m)

алкан                                         алкен

При крекинге алканы получаются вместе с непредельными соединениями

(алкенами). Этот способ важен тем, что при разрыве молекул высших алканов получается очень ценное сырье для органического синтеза: пропан, бутан, изобутан, изопентан и др.

2. Гидpиpование непpедельных углеводоpодов:

            H2                2H2

CnH2n ® CnH2n+2 ¬ CnH2n-2

алкены                  алканы           алкины

3. Газификация твердого топлива (при повышенной температуре и давлении, катализатор Ni):         С + 2Н2  ®  СН4 

4. Из синтез-газа (СО + Н2) получают смесь алканов:

nCO + (2n+1)H2  ®  CnH2n+2   +   nH2O

5. Синтез более сложных алканов из галогенопpоизводных с меньшим числом атомов углеpода:

2CH3Cl   +   2Na     ®    CH3-CH3   +   2NaCl       (синтез Вюpца)

хлорметан                              этан

6. Из солей карбоновых кислот:

 сплавление со щелочью (реакция Дюма)

                                                  t°

CH3COONa    +    NaOH        ®     CH4   +   Na2CO3

ацетат натрия

 

7. Разложение карбидов металлов  водой:

Al4C3   +   12H2O     ®    4Al(OH)3     +     3CH4  

     6.    Химические свойства 

Для алканов характерны следующие типы химических реакций: замещение атомов водорода; дегидрирование; крекинг; окисление.    

1) Замещение атомов водорода:

А) Реакция галогенирования:

CH4 +Cl2 ® CH3Cl + HCl

Б) Реакция нитрования (Коновалова):

CH4 + HNO3®CH3-NO2 + H2O + Q

В) Реакция сульфирования:

CH4 + H2SO4 ® CH3-SO3 H + H2

2) Реакция изомеризации:

бутан ®изобутан 

3) Реакция с водяным паром:

CH+ H2®CO + 3H2

4) Реакция дегидрирования:

2СН® НС=СН + 3Н2 

5) Реакция окисления:

CH4 + 2O2 ® Н-C=O + 2H2O

6) Горение метана:

Видеоопыт

CH4 + 2O2 ®CO2 + 2H2 

О применении в медицине здесь

Задания для самостоятельного решения:

1. Назовите по правилам номенклатуры ИЮПАК следующие соединения:
а) CH3-CH(C2H5)-CH3
б) (CH3)2CН-CH2-CH(C2H5)2

2. Напишите структурные формулы следующих веществ:
а) 3-этилпентан, б) 2,2-диметилгексан, в) 2,2,3-триметилбутан
г) 2,2,4-триметилпентан, д ) 3,3-диметил-4-этилгептан, е) 2,3,4,5,6-пентаметилгексан

3. Найдите ошибки, допущенные в следующих названиях, напишите структурные формулы веществ и правильно назовите их по номенклатуре ИЮПАК:
а) 3-метилбутан, б) 2-этилпентан, в) 3-этилпропан, г) 3-этилпентан, д ) 2,2-диметилгексан,
е) 2,2,3-триметилбутан

4. Запишите формулы возможных изомеров гексана и назовите их по систематической номенклатуре.

5. Напишите формулы возможных продуктов крекинга октана.

6. Определите устно массовые доли углерода и водорода в молекуле метана.

7. Вычислите какой объем занимает кислород необходимый для сжигания 2г метана?

8. Вычислите массу и объем  хлора кот потребуется для получения 202г хлорметана.

 

9. Определите молекулярную формулу алкана, если его относительная молекулярная масса  равна 142.

 

 

Категория: Лекции по химии | Добавил: Lida | Теги: алканы
Просмотров: 7261 | Загрузок: 0 | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0
Имя *:
Email *:
Код *:
Поиск
Календарь
Разделы каталога
Алгоритмы и тренажёры [20]
Лекции по химии [27]
Рекомендации и памятки [8]
Самостоятельная работа [17]
Лекции по биологии [16]
Видеоуроки [16]
Объявление
Репетитор по химии. Решаю задачи по химии и биологии. Обращайтесь через электронную почту lidijav09@rambler.ru
Кнопка сайта
Обменяемся кнопками?

Copyright MyCorp © 2024
Бесплатный хостинг uCoz