Alkanlar va ularning xossalarini olish

2024 Muallif: Angel Austin | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2023-12-17 05:45

Organik kimyo kurslarida oʻrganiladigan eng oddiy birikmalar toʻyingan uglevodorodlar yoki alkanlar deb ham ataladigan parafinlardir. Ularning sifat tarkibi faqat ikkita elementning atomlari bilan ifodalanadi: uglerod va vodorod. Aralashmalarning molekulalari faqat bitta turdagi kimyoviy bog'lanishni o'z ichiga oladi - bitta yoki oddiy. Maqolamizda biz alkanlarning tuzilishi, shuningdek olish usullari va xossalarini o'rganamiz.

Serial vakillari va ularning ismlari

Parafin sinfining birinchi birikmasi metandir. Uning molekulyar formulasi CH₄, u moddalarning umumiy formulasiga mos keladi, bu quyidagicha: C H₂ +2_{. Birinchi to'rtta alkan metan, etan kabi individual nomlarga ega. Beshinchi birikmadan boshlab nomenklatura yunon raqamlari yordamida tuzilgan. Masalan, C}5_H12 _{molekulasida beshta uglerod atomiga ega bo'lgan modda pentan deb ataladi (yunoncha "penta" - besh so'zidan). Ratsional nomenklaturaga ko'ra, alkanlar,biz o'rganayotgan kimyoviy xossalari va ishlab chiqarilishi moddalar shaklida ifodalanishi mumkin - metan hosilalari. Uning molekulasida bir yoki bir nechta vodorod atomlari uglevodorod radikallari bilan almashtiriladi. Tizimli nomenklaturaga ko'ra, siz radikallar yaqinroq bo'lgan oxiridan raqamlangan uglerod atomlarining eng uzun zanjirini tanlashingiz kerak. Keyin radikal zarrachaga sigma bog'i bilan bog'langan uglerod atomining soni aniqlanadi va radikal unga alkanning o'zi nomini qo'shish orqali tozalanadi, masalan, 3-metilbutan.}

Alkanlar ishlab chiqarish

Kerosin ishlab chiqarishning asosiy va eng keng tarqalgan manbai minerallar: tabiiy gaz va neft. Botqoq gazida vodorod va azot bilan birga metan izlarini topish mumkin. Molekulasida ko'p miqdordagi uglerod atomlarini o'z ichiga olgan qattiq alkanlar ozokeritda mavjud. Bu, masalan, G'arbiy Ukrainada konlari o'zlashtirilayotgan noyob xususiyatlarga ega bo'lgan tog 'mumi. Toʻyingan uglevodorodlarni, xususan, qaytarilish reaksiyasi bilan olishning bir qancha sintetik usullari ham mavjud. Sanoatda, masalan, haloalkillar va vodorod yodidi yoki natriy amalgam o'rtasida oksidlanish-qaytarilish reaktsiyalari yordamida alkanlarni ishlab chiqarishning bir necha usullarini ajratish mumkin. Alkenlar, alkinlar yoki alkadienlarning nikel katalizatori ishtirokida vodorod bilan qaytarilishi oddiyroq. Reaksiya mahsuloti mos kerosin bo'ladi. Jarayonni quyidagi tenglama bilan ifodalash mumkinreaktsiyalar:

CH₂ =CH₂ + H₂=H ₃C-CH₃ (etan)

Karboksilik kislotalar tuzlarining ishqoriy erishi

Natriy tuzi CH₃COONa yoki shu sinfdagi boshqa moddalarni, jumladan, faol metall atomlarini natriy gidroksidi yoki sodali ohak bilan qizdirsangiz, to'yingan uglevodorodlarni olishingiz mumkin. Birinchi turdagi reaktsiya laboratoriyada ko'proq qo'llaniladi, ikkinchisi tuz tarkibiga kiruvchi karboksilik kislotaning tuzilishini aniq tahlil qilish uchun ishlatiladi. Alkanlarni olishning bu usuli reaktivning uglerod zanjirining boʻlinishini va undagi uglerod atomlari sonining kamayishini kuzatish imkonini beradi.

Vurts reaktsiyasi

Vodorod atomlari xlor, brom yoki yod zarralari bilan almashtirilgan parafinlarning hosilalari bo'lgan moddalar nozik dispers metall natriy bilan o'zaro ta'sir qilishi mumkin. Umumiy reaksiya tenglamasi:

2RHal + 2Na → R-R + 2NaHal, Bu jarayonni 1870-yilda fransuz kimyogari F. Vyurts kashf etgan. Keyinchalik P. P. Sharygin uning alkan hosil bo'lishiga olib keladigan mexanizmini aniqlab berdi. Ma'lum bo'lishicha, galogen atomi birinchi navbatda metall bilan almashtiriladi. Keyin hosil bo'lgan organosodiy moddasi boshqa haloalkan molekulasi bilan o'zaro ta'sir qiladi. Bu reaksiya yuqori parafinlarni sintez qilish texnologiyasida qo'llanilishini topdi.

Toʻyingan uglevodorodlarning xossalari

Organik birikmalarning har bir sinfining fizik xarakteristikasi aniqlanaditabiiy ravishda o'zgaruvchan va moddalar molekulalarining tuzilishiga bog'liq bo'lgan xususiyatlar. Shunday qilib, biz ilgari ko'rib chiqqan alkanlarning dastlabki to'rt gomologi gazlardir. Tarkibida 5 dan 14 gacha uglerod atomlarini o'z ichiga olgan parafinlar suyuq fazada, qolgan alkanlar esa qattiq birikmalardir. Gazsimon va qattiq moddalar hidsiz, suyuq parafinlar kerosin yoki benzin kabi hidlanadi. Moddalarning eng muhim kimyoviy xossalariga, masalan, qattiq oksidlanish - yonish kiradi, buning natijasida katta miqdorda issiqlik chiqariladi:

CH₄ + 2O₂=CO₂ + 2H ₂O

Eslatib o'tamiz, metan asosiy yoqilg'i - tabiiy gazning asosiy komponentidir.

Almashtirish reaktsiyalari

Erkin radikal mexanizm bilan kechadigan galogenlanish alkanlarning yana bir xususiyatidir. Bu almashtirish reaktsiyalariga ishora qiladi va birikmalar - parafinlarning halogen hosilalari hosil bo'lishiga olib keladi:

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

Nitratlanish - alkanlarning suyultirilgan nitrat kislota bilan katalizator ishtirokida va bosim ostida oʻzaro taʼsiri, 1889 yilda N. M. Konovalov tomonidan kashf etilgan. Parafin nitro birikmalari raketa yoqilg'isi, portlovchi moddalar ishlab chiqarish, shuningdek, karboksilik kislotalar va aminlarni olish uchun xom ashyo sifatida keng qo'llaniladi.

Alkanlarning gomologik qatorining yuqori a'zolarining katalizator ishtirokida oksidlanishi spirtlar va karboksiliklarning hosil bo'lishiga olib keladi.plastmassa va yuvish vositalarini ishlab chiqarishda ishlatiladigan plastifikatorlarni sintez qilish uchun ishlatiladigan kislotalar.

Maqolamizda toʻyingan uglevodorodlarning xossalarini koʻrib chiqdik va ularni qanday olish mumkinligini oʻrgandik.