Alkany

Chcąc wyjaśnić czym tak naprawdę są alkany musimy uświadomić sobie, że są one węglowodorami , czyli związkami węgla i wodoru. Należy pamiętać,że węgiel w związkach organicznych ma zawsze wartościowość  równą IV 

W węglowodorach  atomy węgla łączą się bezpośrednio ze sobą tworząc łańcuchy proste lub rozgałęzione. Poza tym węglowodory mają zdolność do tworzenia szeregów homologicznych.

Szereg homologiczny jest szeregiem związków organicznych o podobnej budowie i o właściwościach w którym następny związek różni się od wcześniejszego grupą CH_2.

Alkany - są to węglowodory łańcuchowe nasycone , gdzie cząsteczka zawiera wiązania 

pojedyncze pomiędzy atomami węgla  :

                                                                  

 Ogólny wzór alkanów :

C_nH_2n+2    gdzie  n jest kolejną liczbą naturalną (n≠0), określającą liczbę atomów węgla w cząsteczce alkanu.

Przykładowo gdy:

*n=4 to wzór węglowodoru będzie wyglądać  C₄H_2*4+2,  czyli C₄H10

_*n=16 to wzór węglowodoru będzie wyglądać C₁₆H_2*16+2, czyli C₁₆H₃₄

Nazwy alkanów pierwszych trzech są zwyczajowe , nazwy pozostałych tworzymy od liczebników łacińskich lub greckich z dodatkiem końcówki  "-an" 

Tabela .

źródło: http://www.chemia-gimnazjum.info/index.php?podstrona=klasa3&dzial=1&temat=2

Właściwości fizyczne alkanów:

-pierwsze cztery są gazami( metan, etan, propan, butan)

-od od C₅ do C₁₆ to ciecze

-powyżej C₁₆ to ciała stałe

ZAPAMIĘTAJ!
Wraz ze wzrostem łańcucha węglowego maleje lotność i palność alkanów.
Wszystkie alkany są lżejsze od wody i w niej nie rozpuszczalne.
Jako,że alkany są łatwo palne stosuje się je jako paliwa np. w zapalniczkach czy butlach 
turystycznych znajduje się mieszanką propanu z butanem 

Wszystkie alkany są chemicznie bierne , ulegają tylko trzem typom spalania ( na przykładzie metanu):

-spalanie całkowite CO₂+H₂O

CH₄+2O₂→CO₂+2H₂O

-półspalanie CO+H₂O( czad)

CH₄+ 3/2O₂→CO+2H₂O/*2

2CH₄+3O₂→2CO+4H₂O

-spalanie niecałkowite C+H₂O(sadza)

CH₄+O₂→C+2H₂O

Teraz co nieco o metanie i benzynie:

Metan CH₄  

_- jest pierwszym węglowodorem w szeregu homologicznym alkanów

-główny składnik gazu ziemnego

-zwany inaczej gazem błotnym , bo powstaje na bagnach

-z powietrzem tworzy mieszaninę wybuchową stąd wybuchy w kopalniach

-gaz bezwonny , bezbarwny i nierozpuszczalny w wodzie

- do gazu ziemnego w instalacjach dodawane są substancje o intensywnym zapachu dzięki którym mamy możliwość wyczucia go w powietrzu

-jest lżejszy od powietrza i mało aktywny chemicznie

-w powietrzu spala się niebieskim płomieniem

Benzyna:
-paliwo samolotowe i samochodowe
-mieszana ciekłych węglowodorów , które zawierają w cząsteczce od 5 do 10 atomów węgla
-bezbarwna, lotna , łatwopalna , o charakterystycznym zapachu
-nie rozpuszcza się w wodzie pływa po jej powierzchni(mieniąc się różnymi kolorami)
-gęstość benzyny jest różna bo gęstość benzyny uniwersalnej wynosi 0,8 _g/cm³  ,a silnikowej w granicach od 0,68 _g/cm³  do 0,76 _g/cm³
- rozpuszcza się w alkoholu i innych rozpuszczalnikach organicznych
- sama benzyna dobrze rozpuszcza tłuszcze i oleje
- benzynę syntetyczną otrzymuje się w procesie krakingu.

 Co to jest kraking?
Jest to sposób otrzymywania benzyny syntetycznej który polega na tym, że pękają długie łańcuchy węglowe w węglowodorach i powstają cząsteczki o krótszych łańcuchach węglowych

C₁₅H₃₂ → C₈H₁₈+C₇H₁₄

źródło:"Wędrówki w krainę chemii" WSiP

ZADANKA

1. Podaj wzór sumaryczny i nazwę alkanu, którego masa cząsteczkowa wynosi:

a) 72u

Wiemy z układu okresowego że masa atomowa węgla wynosi 12u

Ogólny wzor alkanu to jak wiemy C_nH_2n+2     a więc wyliczamy "n"

 Zapisujemy równanie:

n*12=72

n=72/12

n=6             podstawiam n do wzoru C₆H₂*₆₊₂  i otrzymuję  C₆H₁₄ czyli heksan

2.Oblicz zawartość procentową (% masowy) pierwiastków w :

a) pentanie

Liczę masę atomową pentanu wiedzą że masa węgla to 12u , a wodoru 1 u:

mC5H12=12u*5+12*1u=72u

C%=60/72 *100%

C%=83,3%

Teraz liczę zawartość  % wodoru

H%=100-83,3%=16,6%

3.Przeprowadzić spalanie całkowite, półspalanie i spalanie niecałkowite pentanu:

Całkowite:

C₆H₁₄ +  19/2O₂ →6CO₂ +7H₂O/*2

2C₆H₁₄+19O₂→12CO₂+14H₂O

Półspalanie :

C₆H₁₄+ 13/2O₂→6CO +7H₂O/*2

2C₆H₁₄+13O₂→12CO+14H₂O

Niecałkowite:

C₆H₁₄+7/2 O₂→6C +7H₂O/*2

2C₆H₁₄+7O₂→12C+14H₂O

4. Produktami spalania niecałkowitego 1 cząsteczki pewnego węglowodoru są 3 atomy węgla i 4 cząsteczki wody. Jaki węglowodór poddano spaleniu ? Napisz równanie tej reakcji.

 A więc schemat spalania niecałkowitego wygląda tak:

C_nH_2n+2→C+H₂O i mamy podane, że produktami  (cząsteczki za strzałką) są   3 atomy węgla i 4 cząsteczki wody, a więc umieszczam te wartości na moim schemacie:

C_nH_2n+2→3C+4H₂O  Popatrzmy na to równanie,  a więc po prawej stronie mam 3 atomy węgla, wiec po lewej także muszę mieć 3 atomy węgla by liczba produktów i substratów zgadzałasię a więc n=3. teraz mogę łatwo obliczyć i podać nazwę alkanu . A więc C₃H_2*3+2 . 

Otrzymałam C₃H₈ czyli propan

A reakcja spalania owego alkanu będzie wyglądać                                                                              C₃H₈ +2O₂→3C + 4H₂O

Po lewo mam 3 atomy węgla i po prawo też , to samo z wodorem po lewo 8 atomów, a po prawo 4*2= 8 Poza tym po prawo mam w cząsteczce wody 4 atomy tlenu,  a po lewo tylko 2 . Żeby liczba atomów tlenu po prawo i po lewo była taka sama stawiam przed tlenem po lewej stronie  2    bo( 2*2=4)

ZGADZA SIĘ!