Węglowodory to związki węgla z wodorem powstałe w wyniku syntezy bądź elektrolizy soli kwasów karboksylowych. Węglowodory są składnikiem ropy naftowej, produktami jej destylacji (benzyna, oleje napędowe, oleje smarowe, parafiny).
Ze względu na ilość atomów węgla węglowodory mogą mieć właściwości gazu (1-4 atomów C), cieczy (5-17 atomów C), ciała stałego ( 18 i więcej atomów C)
Ze wględu na ilość wiązań mogą być nasycone (wiązania pojedyncze) lub nienasycone (podwójne i potrójne wiązania).
Węglowodory nasycone
Alkany
Alkany to związki chemiczne o wzorze ogólnym CnH2n+2.
Wzory sumaryczne i półstrukturalne alkanów
CH4 - metan
C2H6 - etan CH3-CH3
C3H8 - propan CH3-CH2-CH3
C4H10 - butan CH3-(CH2)2-CH3
C5H12 - pentan CH3-(CH2)3-CH3
C6H14 - heksan CH3-(CH2)4-CH3
C7H16 - heptan CH3-(CH2)5-CH3
C8H18 - oktan CH3-(CH2)6-CH3
C9H20 - nonan CH3-(CH2)7-CH3
C10H22 - dekan CH3-(CH2)8-CH3
C11H24 - undekan CH3-(CH2)9-CH3
C12H26 - dodekan CH3-(CH2)10-CH3
C13H28 - tridekan CH3-(CH2)11-CH3
C14H30 - tetradekan CH3-(CH2)12-CH3
C15H32 - pentadekan CH3-(CH)13-CH3
C16H34 - hektadekan CH3-(CH2)14-CH3
C17H36 - heptadekan CH3-(CH2)15-CH3
C18H38 - oktadekan CH3-(CH2)16-CH3
Alkany tworzą tzw. szereg homologiczny. Jest to zbiór związków o zbliżonej budowie, które można zapisać ogólnym wzorem. Grupą wspólną jest grupa CH2.
Właściwości :
mało reaktywne,
bezbarwne i bezwonne gazy,
bezbarwne ciecze,
białe ciała stałe,
słabo rozpuszczają się w wodzie i etanolu,
tworzą halogenki w wyniku reakcji z fluorowcami,
odwodorniane pod wpływem wysokiej temperatury zamieniają się w alkeny i alkiny (od etanu wzwyż)
nie reagują z wodą bromową ani z roztworem KMnO4
Reakcje chemiczne z alkanami
CH3COONa + NaOH --> CH4 + Na2CO3
C4H9COOH + H2 --> C5H12 + O2
Otrzymywanie węglowodorów z kwasów karboksylowych
2CH3COOH --> C2H6 + CO2 + 2 H+ +2 e-
Elektroliza kwasu octowego
C2H5COOH --temp--> C2H6 + CO2
C3H8COOCH3 --temp--> C4H10 +CO2 + H2
Ogrzewanie kwasów i estrów
CH4+2O2 --> CO2 + 2 H2O
2C2H6+7O2 --> 4CO2 + 6H2O
Spalanie całkowite
2CH4+3O2 --> 2CO + 4H2O
2C2H6+5O2 --> 4CO + 6H2O
CH4+O2 --> C + 2 H2O
2C2H6+3O2 --> 4C +6H2O
Spalanie niecałkowite
CH4 + Cl2 --> CH3Cl + HCl
C2H6 + Cl2 --> C2H5Cl + HCl
C3H8 + Cl2 --> C3H7Cl + HCl
C4H10 + Cl2 --> C4H9Cl + HCl
Chlorowanie alkanów
C2H4 + H2 --> C2H6
C3H6 + H2 --> C3H8
C4H8 + H2 --> C4H10
Uwodornianie alkenów
C2H2 + 2H2 --> C2H6
C3H4 + 2H2 --> C3H8
C4H6 + 2H2 --> C4H10
Uwodornianie alkinów
Al4C3 + 12H2O --> 3CH4 + 4 Al(OH)3
Hydroliza węgliku glinu
ZASTOSOWANIE
składniki ropy naftowej w przemyśle petrochemicznym
surowce do produkcji substancji organicznych
paliwa rakietowe
składniki gazu ziemnego (metan, propan, butan)
prace drogowe
przemysł metalurgiczny
produkcja chłodnic w lodówkach i zamrażarkach (butan)
gazy do pakowania w przemyśle spożywczym (propan, butan, izobutan)
produkcja freonów
rozpuszczalniki organiczne (ciecze)
Comments