Alkanes: chemické vlastnosti

Omezující uhlovodíky nebo parafíny jsou ty bio-sloučeniny, ve kterých jsou atomy uhlíku spojené jednoduchou vazbou a všechny ostatní jednotky valence jsou nasyceny atomy vodíku.

Alkanes: fyzikální vlastnosti

První zástupci homologní série Metan - plyny od C5H12 do C15H32 - kapaliny, počínaje C16H34 - pevnými látkami. Jak se zvyšuje počet atomů uhlíku v molekule alkanů, body tání a teploty varu se přirozeně zvyšují.

Teplota varu rozvětvených uhlovodíků je mnohem nižší než v bod varu jejich isomery. Metan a ethan jsou bez zápachu, těkavé kapalné uhlovodíky mají zápach benzinu (pentan a hexan) a petrolej, vyšší homology methanu nejsou. Omezující uhlovodíky jsou lehčí než voda a prakticky se v nich nerozpouštějí. Nasycené uhlovodíky jsou vysoce rozpustné v organických rozpouštědlech a samotné kapalné alkány jsou vynikajícími rozpouštědly.

Alkanes: chemické vlastnosti

Tyto bio-sloučeniny jsou charakterizovány nízkou reaktivitou. Jsou inertní, co je v jejich názvu zobrazeno - parafíny. To je vysvětleno skutečností, že ve struktuře molekul jsou atomy C a H spojeny dohromady sigma vazbami. Chemická inertnost těchto látek je způsobena strukturními vlastnostmi jejich molekul. Aby bylo možné přerušit spojení sigma, je nutné věnovat spoustu energie. Základní chemikálie. vlastnosti alkanů, tj. reakce, do kterých vstupují, jsou reakce nitrace, halogenace, sulfonace, sulfochlorace, krakování. Radikální reakce alkánů iniciují radikály, UV nebo gama záření, peroxidy, zahřívání. V tomto ohledu se vyznačují dvěma typy Reakce: Substituce vodíkem s rozpadem vazby "uhlík-vodík" a štěpením molekuly s přerušením vazeb C-C nebo C-H.

Alkanes: chemické vlastnosti. Radikální halogenační reakce

Tato reakce je někdy nazývána metaleptickým. Může být iniciováno slunečním zářením. V temnotě při 250 až 400 ° C nebo v přítomnosti katalyzátorů (chlorid měďnatý, chlorid cín) atomy halogenů postupně nahrazují atomy vodíku v molekulách alkanů.

Alkanes: chemické vlastnosti. Nitridační reakce

Nitroskupina snadno nahrazuje vodík v terciárním, těžší v sekundárním a velmi těžkém na primárních atomech uhlíku. Nyní se v průmyslovém měřítku provádí nitridování alkanů v plynné fázi při teplotě 150 až 440 ° C s parou kyseliny dusičné nebo kyseliny dusičné.

Alkanes: chemické vlastnosti. Sulfochlorační reakce

Omezené uhlovodíky se zpracují směsí oxid siřičitý a chlor. Katalyzátory jsou nejčastěji peroxidy nebo UV záření. Tato reakce se používá k přípravě syntetických pracích prostředků (detergenty). Alkylsulfochloridy působí na alkálie, což vede k tvorbě alkalických solí sulfonových kyselin, strukturních složek detergentů (past, prášků).

Nasycené uhlovodíky jsou suroviny pro syntézu různých organických látek. Předpokladem pro syntézu mnoha z nich je příprava alkenů z alkanů nebo nenasycených uhlovodíků.

Odštěpení vodíku z molekuly alkanů nebo dehydrogenace v přítomnosti katalyzátorů a zahříváním (až do 460 ° C) umožňuje získat potřebné alkény. Byly vyvinuty metody pro oxidaci alkanů při nízkých teplotách v přítomnosti katalyzátorů (horečnaté soli). To umožňuje ovlivnit průběh reakce přímým způsobem a získat potřebné oxidační produkty v průběhu chemické syntézy. Například oxidace vyšších alkanů produkuje řadu vyšších alkoholů nebo vyšších mastných kyselin.

Štěpení alkanů se vyskytuje iv jiných podmínkách (spalování, popraskání). Nasycené uhlovodíky hoří modrým plamenem s uvolněním obrovského množství tepla. Tyto vlastnosti umožňují jejich použití jako vysoce kalorické palivo jak v každodenním životě, tak v průmyslu.