Kémia | Középiskola » Az alkánok

Az alkánok Szénhidrogének csoportosítása: a kőaljban található ill. a belőle előállított termékek csoportjában különféle hosszúságú szénhidrogének találhatók Kémiai szempontból ezek az alábbiak szerint csoportosíthatók: nyíltláncú, telített szénhidrogének (CH), alkánok általános képletük: C n H 2n+2 jellemző kémiai reakciójuk a szublimáció kőolaj nyíltláncú telítetlen szénhidrogének kétszeres kötésű szénhidrogé- háromszoros kötésű szénhidnek, alkének rogének, alkinek általános képletük: C n H 2n általános képletük: C n H 2n-2 jellemző kémiai reakciójuk az jellemző kémiai reakciójuk az addíció, polimerizáció addíció, polimerizáció Kimutatásuk: brómos vizet az alkánok nem színezik el, az alkének elszíntelenítik, az alkínek gyorsan elszíntelenítik. A kőolajok feldolgozásánál nyert termékcsoportok forráspontjának lapján sok vegyületre szétszedhetők. Mindegyikre jellemző, hogy a

szénatomokat egyszeres kovalens kötés köti össze, a szénatom többi elektronját minden szinten kovalens kötéssel hidrogén telíti. A szénláncok nem kapcsolódnak össze gyűrűvé, ezért nyíltláncúak és telítettek. Szénatom számuk növekvő sorrendjében sorba rendezhetők úgy, hogy egymást követő vegyületek között a különbség mindig –CH 2 – csoport és az ilyen sorozatokat homológ sornak nevezzük = alkánok. A homológ azt jelenti, hogy a tagok közötti különbség azonos Az alkánok: C n H 2n+2 ; ennek alapján a homológ sor a következő: CH 4 CH 3 – CH 3 CH 3 – CH 2 – CH 3 CH 3 – CH 2 –CH 2 – CH 3 ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ metán etán propán bután pentán hexán heptán oktán nonán dekán Az alkánok nevét görög vagy latin számnevekkel jelöljük, végződésük –an, ami azt jelenti, hogy nyíltláncú. A homológ sor halmazállapota: metán keveréke a földgáz etán propán bután keveréke a PB gáz A homológ

sor első négy tagja gáz halmazállapotú, C 5 – C 17 -ig cseppfolyós, C 18 – C 50 -ig szilárd. Gáz halmazállapotú szénhidrogének: az alkán sor (metánsornak is szokták nevezni) földgázban fordul elő, ezt a kutaktól vezetéken vezetik el a fogyasztókhoz, pl. a városokba Színtelen, szagtalan gáz, levegővel robbanó elegyet alkot, amely szikra hatására robban. A gázszivárgás észlelésére a földgázt szagosítják. A levegőnél könnyebb, ezért gázömlésnél a helységek levegőjéből kiszellőztethető A BP gáz ugyancsak a metánsor gáz halmazállapotú vegyülete. Már kis nyomáson cseppfolyósítható, így gázpalackban forgalmazható Igen veszélyes gáz, mert a levegőnél nehezebb, és csak akkor vehető észre, ha már orrmagasságig megtelt a helység. Lakások felrobbanásának elsőszámú okozója Mindkét gáz éghető. CH 4 +2O 2 =CO 2 +2H 2 O Széndioxiddá és vízzé ég el, égési reakció. CH 3 –CH 2 –CH 2 –CH 3 +6½O 2

=4CO 2 +5H 2 O (A vizsgán a feladatok 50-60%-a égetés. Amikor az égetéshez felírjuk a képletet, akkor nem tudjuk felírni, hogy hány oxigénmolekula vesz részt az égésben, ezért az O 2 előtt mindig hagyjunk helyet a számnak.) Kémiai tulajdonságok: 1., Éghető anyagok, széntartalmú széndioxiddá (CO 2 ) és vízzé (H2O) égnek el 2., Addíciós reakciópróba negatív, vagyis a brómos vizet nem színtelenítik el Jellegzetes reakciójuk a helyettesítés, ami egyenlő a szubsztitúcióval Alkánoknál ez azt jelenti, hogy a hidrogén más atomra kicserélhető. Ezzel a módszerrel sok új vegyület állítható elő, melyeknek a tulajdonságai nagyon eltérnek a kiinduló anyag tulajdonságaitól Ilyen pl: klórozott szénhidrogén Ha a metán és a klórgáz keverékeit meggyújtjuk, a reakció robbanásszerűen játszódik le, miközben egy szénatom klóratomra cserélődik. Fokozatosan minden hidrogénatom kicserélhető ilyen módon 3., CH 4 + Cl2

meggyujtju  k CH 3 − Cl (a melléktermék sósavgáz) a vegyület neve metilklorid. CH 4 + 2Cl2 meggyujtju  k CH 2 − Cl2 + HCl a vegyület neve diklórmetán. CH 4 + 3Cl2 meggyujtju  k CH − Cl3 + 3HCl a vegyület neve kloroform. CH 4 + 4Cl2 meggyujtju  k C − Cl4 + 4 HCl a vegyület neve széntetraklorid. Egyik vegyület sem tűzveszélyes, kicsit mérgezők. Gyökök: ha CH molekulákból egy H atomot elveszünk, akkor egy szabad kötéssel rendelkező CH gyök keletkezik. Ezeket alkángyököknek nevezzük Jele: R CH 4 – H = CH 3 metil-gyök CH 3 – CH 3 – H = CH 3 – CH 2 - etil-gyök Az egy szabad gyököket az alapvegyületek nevével nevezzük meg, de az –al végződést –il végződésre cseréljük. Ezek a szabad gyökök a szubsztitúció reakcióban keletkeznek, rendkívül reakcióképesek és csak a reakció pillanatában léteznek Alkánok hőbomlása:  C ( oxigén jelenléte melett ) CH 4

1000    2 H 2O + C – ezt a szenet festékanyaghoz ill. a nyomdaiparba használják.  C ( katalizátor jelenlétében ) CH 4 1000        CO2 + 3H 2 (1:3 arányban) – szintézis gáz, az olefin ipar kiinduló alapja