“Alkanlar” konulu sunum. Hidrojenasyon reaksiyonunda alkanların kimyasal özellikleri

Öğrencilerim ve ben çeşitli hidrokarbon sınıfları hakkında sunumlar hazırladık. “Alkanlar” konulu bir sunumu dikkatinize sunuyoruz. Tek şey sunumdaki videoların gösterilmemesidir.

İndirmek:

Ön izleme:

https://accounts.google.com

Slayt başlıkları:

ALKANLARIN YAPISI, İZOMERİTESİ, FİZİKSEL VE ​​KİMYASAL ÖZELLİKLERİ. ALKAN ÜRETİM YÖNTEMLERİ UYGULAMA. Çalışmayı tamamlayanlar: Kotova Nastya 10 V Aidynova Suzan 10 V Baisheva Nastya 10 V Filimonov Denis 10 V

Soru Alkanlar Genel formül Homolog seriler Yapı İzomerizm türleri Fiziksel özellikler Kimyasal özellikler I. İkame 1.Halojenasyon 2.Nitrasyon II.Oksidasyon III. Eliminasyon 1.Dehidrojenasyon IV. Çatlayan V. İzomerizasyon Hazırlığı Metan üretimi 1. Alüminyum karbürün hidrolizi Alkanların üretimi için genel yöntemler 1. Alkenlerin ve alkinlerin hidrojenasyonu 2. Wurtz reaksiyonu 3. Dekarboksilasyon Uygulaması

Homolog alkan serisi C n H 2n+2

Alkanların yapısı Alkanların en basit temsilcisi metandır. Molekülünün yapısını ele alalım. CH4 polar bir kovalent bağdır. 109 ° 28’ – bağlar arasındaki açı C-H 0 bağının uzunluğu. 109 nm C-C 0,154 nm VİDEO VİDEO

Alkanların izomerizm türleri Alkanlar, karbon iskeletinin izomerizmi ile karakterize edilir VİDEO

Fiziksel özellikler Alkanların moleküler kristal kafesi vardır C 1 -C 4 - renksiz gazlar C 5 -C 17 - benzin gibi kokan renksiz sıvılar C 18 - katılar

Kimyasal özellikler Alkanlar aşağıdaki reaksiyonlarla karakterize edilir: I. Sübstitüsyon -Halojenasyon hafif CH4 + Cl2 → CH3Cl + HCl -Nitrasyon t CH4 + HONO2 → CH3NO2 +H2O II. Oksidasyon - Yanma CH 4 +2O 2 →CO2 + 2H2O -CH3OH CH4 + [O] → NSON HCOOH'nin katalitik oksidasyonu

Kimyasal özellikler III Eliminasyonlar 1. Dehidrojenasyon t,Ni C3H8 → C3H6 + H2 1500 0 C2CH4 → C2H2 + 3H2 2. Piroliz 1000 0 c CH4 → C+ 2H2 IV . Çatlama 600 0 s C 8 H 18 → C 4 H 10 + C 4 H 8 IV. İzomerizasyon t,AlCl3 CH3 - CH2 - CH2 - CH3 → CH3 - CH - CH3 / CH3

Metan üretme yöntemleri 1. Alüminyum karbürün su veya asitle ayrışması. Al 4 C 3 +12H 2 O → 4Al(OH) 3 + 3CH 4 Al 4 C 3 +12H С l → 4AlCl 3 + 3CH 4 2. Basit maddelerden sentez t, Ni C + 2H 2 → CH 4 3. İndirgeme karbon oksitler: t,NiCO + 3H2 → CH4 + H204. CH3COONa + NaOH CH4 + Na2C03'ün dekarboksilasyonu

Hazırlama yöntemleri 1. Alkenlerin ve alkinlerin hidrojenasyonu (Ni,t) CH2 = CH2 + H2 → CH3-CH3CH ≡ CH + 2H2 → CH3-CH3 2. Wurtz reaksiyonu CH3Cl + 2Na + CH3Cl → C2H6 + 2NaCl

Uygulama Şunların üretimi için: 1. Kauçuk 2. Matbaa mürekkebi 3. Sentetik benzin 4. Sentez gazı 5. Çözücüler 6. Yakıt 7. Soğutucu akışkanlar

Kaynaklar 1.I.I. Novoshinsky, N.S.Novoshinskaya “Organik Kimya 11” 2. C D-disk “Sanal Laboratuvar, 9. Sınıf” 3. C D-disk “Cyril ve Methodius'un Kimya Dersleri”

Ön izleme:

Sunum önizlemelerini kullanmak için bir Google hesabı oluşturun ve bu hesaba giriş yapın: https://accounts.google.com

Slayt başlıkları:

ALKENLERİN YAPISI, İZOMERİTESİ, FİZİKSEL VE ​​KİMYASAL ÖZELLİKLERİ. ALKEN ELDE ETME YÖNTEMLERİ.UYGULAMA. Çalışma, N.V. Shcherbatykh'in rehberliğinde 10. sınıf öğrencileri “B” Katya Zasova, Alina Rogozhkina Katyushin Tolya tarafından gerçekleştirildi.

ALKENLER C n H 2n Moleküler formül İsim Önemsiz - - - C 2 H 4 Eten Etilen C 3 H 6 Propen Propilen C 4 H 8 Büten Büten C 5 H 1 0 Penten Pentilen HOMOLOJİK ALKEN SERİLERİ

ALKENLERİN YAPISI Özellikler Hibritleşme tipi Bağ açısı Molekül şekli Bağ uzunluğu ALKENES sp 2 - hibridizasyon 1 20 0 düz üçgen 0,134 nm

Alkenlerin izomerizmi  Yapısal izomerizm  Karbon iskeletinin izomerizmi (C 4 H 8'den başlayarak). CH2  CH-CH2 -CH3 CH2 =C-CH32-metilpropen Buten -1 CH3  Moleküldeki çift bağın konumunun izomerizmi (C4H8'den başlayarak). CH 2  CH-CH 2 -CH 3 CH 3 - CH=CH-CH 3 Buten-1 buten-2 ​​Sınıflar arası izomerizm (C3 H 6'dan başlayarak) CH 2 =CH-CH 2 -CH 3 ← → H 2 C-CH 2   Buten-1 H 2 C - CH 2 Siklobutan II Uzaysal Geometrik veya cis-trans izomerizmi, çift bağa göre ikame edicilerin farklı konumlarından kaynaklanır C 4 H 8 C n H 2 n CH 3 - CH=CH- CH 3 İZOMERİTE TÜRLERİ

Alkenler moleküler kristal bir yapıya sahiptir C 1 -C 4 - renksiz gazlar C 5 -C 17 - renksiz sıvılar C 18 - katılar Alkenlerin fiziksel özellikleri

ALKENLERİN KİMYASAL ÖZELLİKLERİ Halojenasyon CH 2 = CH 2 + Br 2 CH 2 – CH 2 Br Br 1, 2 – dibromoetan 2. Hidrojenasyon, orta derecede ısıtma, yüksek basınç altında ve metal katalizörlerin (Pt, Pd veya Ni) varlığında meydana gelir. 2 C = CH2 + H2 p, t, Ni H3 C – CH3 eten etan

ALKENLERİN KİMYASAL ÖZELLİKLERİ 3. Hidrohalojenasyon H 2 C = CH 2 + H Br CH 3 – CH 2 Breten bromoetan Markovnikov kuralı: Daha fazla hidrojenlenmiş karbon atomuna bir hidrojen atomu eklenir ve daha az hidrojenlenmiş karbon atomuna bir halojen atomu eklenir. çift ​​bağda. 4. Hidrasyon CH2 = CH2 + H – OH t, H2SO4 CH3 – CH2OH etil alkol 5. Polimerizasyon reaksiyonu nCH2 = CH2t, p, kat. (– CH 2 – CH 2 –) n

6. C 2 H 4 + 3O 2 2CO 2 + 2H 2 O Etilen'in oksijenle yanması patlayıcı bir karışım oluşturur. 7. Oksidasyon reaksiyonu 3 CH2 = CH2 + 2KMnO4 + 4H2O 3CH2 – CH2 + 2KOH + 2MnO2OH OH ALKENLERİN KİMYASAL ÖZELLİKLERİ

ALKEN ELDE EDİLMESİ 1) Petrol ürünlerinin parçalanması. C16H34C8H18 + C8H16 heksadekan oktan okten 2) Doymuş karbonhidratların dehidrojenasyonu. CH2 =CH-CH2-CH3 +H2CH3-CH2-CH2-CH3 buten-1 CH3 - CH = CH - CH3 + H2 buten-2 ​​3) Alkollerin dehidrasyonu ( suyun ortadan kaldırılması). H2S04, 170-180 C CH3-CH2-OH CH2 =CH2+H204) Dehidrohalojenasyon (hidrojen halojenürün ortadan kaldırılması). Br alkol CH3 -CH-CH2 -CH3 +NaOH CH3-CH=CH -CH3 +NaBr+H2O 2-BROMOBÜTAN buten-2 ​​5) Halojensizleştirme. Br Br CH3 -CH-CH-CH3 +Zn CH3 -CH=CH-CH3 +ZnBr2

Molekülün bir kısmının eliminasyonuyla birlikte alkanların reaksiyon olasılığını dikkate alır. Bu reaksiyonlara ne denir?

500°'nin üzerindeki sıcaklıklara ısıtıldığında alkan moleküllerindeki karbon atomları arasındaki bağlar kırılır. Ve daha düşük molar kütleye sahip hidrokarbonlar oluşturulabilir. Sadece alkanlar değil aynı zamanda alkenler de vardır. Bu işleme termal çatlama denir (İngilizce'den çatlamak - “doğramak, bölmek”).

C10H22-----------C5H12+C5H10

C10H22 --------- C4H10+C6H12

Çatlama sonucunda moleküllerinde orijinal hidrokarbondan daha az karbon atomu bulunan bir alkan ve alken karışımı oluşur. Çatlama sıcaklığı ne kadar yüksek olursa, sonuç olarak o kadar hafif hidrokarbonlar oluşur.

Şu anda, kırma işlemi çoğunlukla endüstride katalizörler kullanılarak gerçekleştirilmektedir. Alüminosilikatlar genellikle katalizör olarak kullanılır.

Katalitik çatlama, termal çatlamaya göre daha düşük sıcaklıklarda meydana gelir ve yalnızca hidrokarbonların basit bölünmesi değil, aynı zamanda karbon iskeletlerinin yeniden düzenlenmesi veya izomerizasyonu da meydana gelir. Bunun sonucunda hidrokarbonlar orijinallerine göre daha dallanmış bir iskeletle oluşur.

(katalitik çatlama - diyagram)

Bu, yakıt kalitesinin iyileştirilmesi açısından önemlidir. Petrol hidrokarbonlarının katalitik parçalanması, benzinin oktan sayısını arttırmaya yönelik endüstriyel yöntemlerden biridir. Sıcaklığın arttırılmasıyla, organik maddelerin (hidrokarbonların) tamamen karbon ve hidrojene ayrıştığı bir reaksiyon seviyesine ulaşmak mümkündür. Bu işleme piroliz denir.

Isıtılmış bir alkan, bir platin veya nikel katalizörü üzerinden geçirildiğinde hidrojen elimine edilebilir. Bu işleme dehidrojenasyon denir.

Bu reaksiyon sonucunda doymamış hidrokarbonlar - alkenler elde edilir. 6'dan fazla karbon atomu içeren alkanların karmaşık bir katalizör üzerinde ısıtıldığı bir başka önemli işlem daha vardır. Bu katalizör genellikle platin ilaveli alüminosilikatlardan oluşur. Sonuç olarak hidrojen bölünür ve aromatik hidrokarbonlar - arenler - oluşur. Bu sürece reform denir

Cracking gibi sanayide oktan sayısı yüksek benzin üretmek için kullanılır.

Ayrıca endüstri için önemli olan alkanların dönüşümü de vardır.

CH4+H2O CO+3H2

Doğal gaz ve su buharının en sık kullanıldığı alkanların etkileşimine verilen isimdir. Yaklaşık 1000 ° C'lik yüksek bir sıcaklıkta, bir karbon monoksit - karbon monoksit ve hidrojen karışımı oluşur. Bu karışıma sentez gazı denir. Çoğu zaman ayrıştırılmaz, ancak çeşitli organik maddeler elde etmek için kullanılır.

Alkanlar aşağıdaki genel formüle sahip hidrokarbonlardır: İLE N H 2n+2 ,

Atomların tekli bağlarla bağlandığı moleküllerde.

Metan

Propan

Etan

Bütan

Propanın yapısal formülü

S R 3 – hibridizasyon

Bağ açısı -109 Ö 28 

dörtyüzlü

Karbon-karbon bağ uzunluğu: 0,154 nm

Çok sayıda karbon atomuna sahip alkanlar zikzak yapıya sahiptir

Molekül modeli pentan

Moleküllerde atomların bir araya gelme sırasındaki farklılıklar (yani kimyasal yapı) yapısal izomerizm . Yapısal izomerlerin yapısı yapısal formüllerle yansıtılır. Alkan serisinde, zincir 4 veya daha fazla karbon atomu içerdiğinde, yani bütan C ile başlayarak yapısal izomerizm ortaya çıkar. 4 N 10 .

İLE İLE

 

İLE  İLE  İLE  İLE İLE  İLE  İLE  İLE

 

İLE İLE

2,2 dimetilbütan

2,3 dimetilbütan

Tüm alkanlar suda az çözünür. Molekül ağırlığı arttıkça kaynama ve erime sıcaklıkları da doğal olarak artar.

Heksadekandan başlayarak katı alkanlar ortaya çıkar.

1 – hidrokarbonların doğal hammaddelerden ayrılması

2- sikloalkanların ve doymamış hidrokarbonların hidrojenasyonu

4- Wurtz sentezi

5- karbürlerin hidrolizi

Hidrojenasyon reaksiyonları

Sikloalkanlar:

İLE 5 N 8 + N 2 = C 5 N 10

Alkinov:

İLE 2 N 2 + 2 saat 2 = C 2 N 6

Alkenov:

İLE 2 N 4 + N 2 = C 2 N 6

Alkadienov:

İLE 4 N 6 + 2 saat 2 = C 4 N 10

+ N 2

Metan üretimi sodyum asetatın alkali ile kaynaştırılması sırasında :

CH 3 COONa+ NaOH  CH 4  +Hayır 2 CO 3

sodyum asetat metan

Metanın özellikleri:

1) metan, sulu bir KMn04 çözeltisine maruz bırakıldığında oksidasyon reaksiyonuna girmez;

2) metan brom çözeltisiyle reaksiyona girmez;

3) metan yanması:

CH 4 + 2О 2  CO 2 + 2 saat 2 Ç + S

Wurtz sentezi

Daha uzun karbon zincirine sahip alkanlar elde etmek için gerçekleştirilir.

Örneğin metandan etan üretimi

1. Aşama. Ana alkanın halojenlenmesi

CH 4 + C ben 2 = CH 3 Cl+HCl

2 sahne. Sodyum ile etkileşim

2CH 3 Cl+ 2 Na=C 2 H 6 + 2NaCl

Metan laboratuvarda alüminyum karbürün hidrolizi ile elde edilebilir.

Al 4 C 3 + 12 H 2 O= 4 Al(OH) 3 + 3 CH 4

1-ikame reaksiyonları

2-dehidrojenasyon reaksiyonları

3- yanma reaksiyonları

4 - izomerizasyon reaksiyonları

5- termal bölme

Metan klorlaması:

CH 4 + Cl 2 = CH 3 Cl+HCl

CH 3 Cl+Cl 2 = CH 2 Cl 2 +HCl

CH 2 Cl 2 + Cl 2 = CHCI 3 + HCL

CHCI 3 + Cl 2 = CCL 4 + HCL

Bir ikame reaksiyonu örneği:

Dekanın brom ile reaksiyonu

C 10 H 22 + Br 2 = C 10 H 2 1 Br + HBr

Alkanlar dehidrojene edildiğinde alkenler ve diğer doymamış hidrokarbonlar oluşur.

Örneğin pentanın dehidrojenasyonu:

İLE 5 N 10 İLE 5 N 8 + N 2

penten

Tüm alkanlar yanarak karbondioksit ve su oluşturur.

Örneğin: bütan yanması

2C 4 N 10 + 13О 2 = 8СО 2 + 10N 2 HAKKINDA

İzomerizasyon reaksiyonları ısıtmayla ve bir katalizör varlığında meydana gelir

Örneğin: pentanın izomerizasyonu (alüminyum klorür ile)

CH 3 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 3 CH 3 -CH-CH 2 -CH 3

CH 3

Termal ayrışma

1- çatlama (400-500 Ö İLE)

Alkan yeni alkan ve alken

İLE 20 N 42 İLE 10 N 22 + C 10 N 20

2- 1000'de metanın pirolizi Ö İLE

CH 4 C + 2H 2

3- 1500°C'ye ısıtılarak asetilen üretimi Ö İLE

2CH 4 İLE 2 N 2 + 3 saat 2

Çözücülerin hazırlanması

Asetilen üretimi

Alkollerin, aldehitlerin, asitlerin sentezi için hammaddelerin yanı sıra.

Dizel ve turbojet motorlar için yakıt

Metalurjide

• Hangi hidrokarbonlar alkan olarak sınıflandırılır?

• Olası heksan izomerlerinin formüllerini yazın ve bunları sistematik isimlendirme kullanarak adlandırın.
• Olası oktan çatlama ürünlerinin formüllerini yazın

4. Metan ve hava karışımı hangi hacim oranında patlayıcı hale gelir?

5. Alkanların doğal kaynakları nelerdir?

6. Alkanların uygulama alanlarını adlandırın

ÖLÇEK

TESTİN CEVAPLARI:

Organik bileşiklerin adlarını derleme algoritması En uzun (ana) zinciri seçin ve onu radikalin (ikame edici, sarı ile gösterilen) bulunduğu uca yakın bir şekilde numaralandırın (3) (4) (5) (6) (7) CH 3 - CH – CH 2 – CH 2 – CH 2 – CH – CH 2 – CH 3! ! (2) CH 2 CH 2 – CH 2 – CH 3 ! (8) (9) (10) (1) CH3 Bu maddenin adı: 3-metil, 7-etildekan

2. İsim aşağıdaki sıraya göre oluşturulur: A) ÖNEK: radikalin yakınında bulunduğu karbon atomunun numarasını gösteren bir sayıdan oluşur. Örneğin: 3- ve kökün kendisinin adı yazılır. Örneğin: 3-metil,7-etil……. Bir molekül birkaç özdeş radikal içeriyorsa, konumlarını gösteren tüm sayıları listeledikten sonra radikale sayısal bir önek eklenir (di - iki, üç - üç, tetra - dört). Örneğin: 2,3 – dimetil………….. veya 3,4,5 – trietil……. B) KÖK: alkanların homolog serisine göre yerleştirilmiştir (ana zincirdeki karbon atomu sayısına bakınız) C) EK: alkanların son eki “AN”dır.

5. Alkanlardaki karbon atomları arasındaki açı: a) 120 derece b) 90 derece c) 109 derece d) 110 derece 6. Bir hidrokarbon radikali a) bir molekülün fonksiyonel grubuna bağlı bir atom grubudur. b) CH2- üzerindeki metandan farklı bir grup atom c) pozitif yüke sahip bir atom grubu d) fonksiyonel olarak adlandırılan bir atom grubu

7. Bir hidrokarbonun adını belirlemek için bir prosedür oluşturun a) Radikallerin yerini belirleyin b) En uzun zinciri seçin ve içindeki karbon atomlarını numaralandırın c) Uzun zincirdeki karbon atomlarının sayısına göre ismin kökünü belirleyin zincir d) Sayılar ve Yunan rakamları şeklinde bir önek oluşturun 8. Yazışmaları ayarlayın: 1. Propan a) CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3 2. Pentan b) CH3-CH2-CH3 3. Bütan c) CH3-CH2-CH2-CH3 4. Oktan d) CH3 -CH2-CH2-CH2-CH3