Alkanların və onların xassələrinin alınması

2024 Müəllif: Angel Austin | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2023-12-17 05:16

Üzvi kimya kurslarında öyrənilən ən sadə birləşmələr doymuş karbohidrogenlər və ya alkanlar adlanan parafinlərdir. Onların keyfiyyət tərkibi yalnız iki elementin atomları ilə təmsil olunur: karbon və hidrogen. Birləşmələrin molekullarında yalnız bir növ kimyəvi bağ var - tək və ya sadə. Məqaləmizdə alkanların quruluşunu, həmçinin alınma üsullarını və xassələrini öyrənəcəyik.

Serialın nümayəndələri və onların adları

Parafin sinfinin ilk birləşməsi metandır. Onun molekulyar formulu CH₄-dir, maddələrin ümumi düsturuna uyğundur, bu aşağıdakı kimidir: C H₂ +2_{. İlk dörd alkanın fərdi adları var, məsələn, metan, etan. Beşinci birləşmədən başlayaraq nomenklatura yunan rəqəmlərindən istifadə etməklə qurulur. Məsələn, C}5_H12 _{molekulunda beş karbon atomu olan maddə pentan (yunanca "penta" - beş sözündən) adlanır. Rasional nomenklaturaya görə, alkanlar,tədqiq etdiyimiz kimyəvi xassələri və istehsalını maddələr şəklində - metanın törəmələri şəklində təqdim etmək olar. Onun molekulunda bir və ya bir neçə hidrogen atomu karbohidrogen radikalları ilə əvəz olunur. Sistematik nomenklaturaya görə, radikalların daha yaxın olduğu ucdan nömrələnmiş karbon atomlarının ən uzun zəncirini seçməlisiniz. Sonra radikal hissəciklə siqma bağı ilə bağlanan karbon atomunun sayı müəyyən edilir və ona alkanın özünün adını əlavə etməklə radikal təmizlənir, məsələn, 3-metilbutan.}

Alkanların istehsalı

Parafin istehsalının əsas və ən çox yayılmış mənbəyi minerallardır: təbii qaz və neft. Hidrogen və azotla birlikdə metan izlərinə bataqlıq qazında rast gəlmək olar. Ozokeritdə molekulda çoxlu sayda karbon atomu olan bərk alkanlar mövcuddur. Bu, məsələn, Qərbi Ukraynada yataqları işlənən bir sıra unikal xüsusiyyətlərə malik bir dağ mumudur. Doymuş karbohidrogenlərin, xüsusən də reduksiya reaksiyası ilə çıxarılmasının bir sıra sintetik üsulları da mövcuddur. Sənayedə redoks reaksiyalarından istifadə edərək alkanların istehsalı üçün bir neçə üsul fərqləndirilə bilər, məsələn, haloalkillər və hidrogen yodid və ya natrium amalgam arasında. Daha sadə bir nikel katalizatorunun iştirakı ilə alkenlərin, alkinlərin və ya alkadienlərin hidrogenlə reduksiyasıdır. Reaksiya məhsulu müvafiq parafin olacaqdır. Prosesi aşağıdakı tənliklə ifadə etmək olarreaksiyalar:

CH₂ =CH₂ + H₂=H ₃C-CH₃ (etan)

Karboksilik turşuların duzlarının qələvi əriməsi

Natrium duzunu CH₃COONa və ya aktiv metal atomları olan bu sinifin digər maddələrini natrium hidroksid və ya soda əhənglə qızdırsanız, doymuş karbohidrogenlər əldə edə bilərsiniz. Birinci növ reaksiya daha tez-tez laboratoriyada istifadə olunur, ikincisi duzun bir hissəsi olan karboksilik turşunun strukturunu dəqiq təhlil etmək üçün istifadə olunur. Alkanların alınmasının bu üsulu reagentin karbon zəncirinin parçalanmasını və onun tərkibindəki karbon atomlarının sayının azalmasını müşahidə etməyə imkan verir.

Wurtz reaksiyası

Hidrogen atomlarının xlor, brom və ya yod hissəcikləri ilə əvəz olunduğu parafin törəmələri olan maddələr incə dispers metal natrium ilə qarşılıqlı təsir göstərə bilər. Ümumi reaksiya tənliyi belə olacaq:

2RHal + 2Na → R-R + 2NaHal, Bu prosesi 1870-ci ildə fransız kimyaçısı F. Vürz kəşf etmişdir. Daha sonra P. P. Sharygin onun alkan istehsalına aparan mexanizmini aydınlaşdırdı. Məlum oldu ki, halogen atomu əvvəlcə metalla əvəz olunur. Sonra əmələ gələn natrium-orqanik maddə başqa bir haloalkan molekulu ilə qarşılıqlı əlaqəyə girir. Bu reaksiya yüksək parafinlərin sintezi texnologiyasında tətbiq tapmışdır.

Doymuş karbohidrogenlərin xassələri

Üzvi birləşmələrin hər bir sinfinin fiziki xarakteristikaları müəyyən edilirtəbii olaraq dəyişən və maddələrin molekullarının quruluşundan asılı olan xassələr. Beləliklə, reaksiyalarını əvvəllər nəzərdən keçirdiyimiz alkanların ilk dörd homoloqu qazlardır. Tərkibində 5-14 karbon atomu olan parafinlər maye fazada, qalan alkanlar isə bərk birləşmələrdir. Qazlı və bərk maddələr qoxusuzdur, maye parafinlər kerosin və ya benzin kimi iyi gəlir. Maddələrin ən vacib kimyəvi xüsusiyyətlərinə, məsələn, sərt oksidləşmə - yanma daxildir, bunun nəticəsində çox miqdarda istilik ayrılır:

CH₄ + 2O₂=CO₂ + 2H ₂O

Xatırladaq ki, metan əsas yanacağın - təbii qazın əsas komponentidir.

Əvəzetmə reaksiyaları

Sərbəst radikal mexanizmlə gedən halogenləşmə alkanların başqa bir xüsusiyyətidir. Bu, əvəzetmə reaksiyalarına aiddir və parafinlərin halogen törəmələri olan birləşmələrin əmələ gəlməsinə səbəb olur:

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

Nitrasiya 1889-cu ildə N. M. Konovalov tərəfindən kəşf edilmiş, katalizatorun iştirakı ilə və təzyiq altında alkanların seyreltilmiş nitrat turşusu ilə qarşılıqlı təsiridir. Parafin nitro birləşmələri raket yanacağının, partlayıcı maddələrin istehsalı, həmçinin karboksilik turşuların və aminlərin çıxarılması üçün xammal kimi geniş tətbiq sahəsinə malikdir.

Homoloji alkanların daha yüksək üzvlərinin katalizatorun iştirakı ilə oksidləşməsi spirtlərin və karboksiliklərin əmələ gəlməsinə səbəb olur.plastik və yuyucu vasitələrin istehsalında istifadə olunan plastifikatorları sintez etmək üçün istifadə edilən turşular.

Məqaləmizdə doymuş karbohidrogenlərin xassələrini araşdırdıq və onları necə əldə etməyi öyrəndik.