Регистрация

Версия для слабовидящих
Никогда не учите ребенка тому, в чем вы сами не уверены, и если вы хотите что-нибудь внушить ему в нежные годы, чтобы чистота детства и сила первых сочетаний запечатлели это в нем, то берегитесь больше всего, чтобы это не была ложь, про которую вы и сами знаете, что это ложь
Джон Рёскин
Сертификат владельца сайта
Сертификат владельца сайта http://www.kuksova-irina.ru/
Школа "Карьера"
Высшая школа делового администрирования
Общероссийский рейтинг сайтов школьной тематики-2018
Проголосуй за наш сайт
Оцените мой сайт





Результаты
счетчик посещений
Банк Интернет-портфолио учителей
Мир олимпиад
ФГОС урок
Сейчас на сайте: 60
Периодическая таблица
Таблица растворимости
Праздники сегодня

Установите себе наш баннер

Показать код баннера

Предельные углеводороды. Метан, этан. Физические и химические свойства. Применение


Все желающие смогут почерпнуть новую информацию о химии органических веществ. Вы познакомитесь с удивительным миром соединений углерода, остановившись на углеводородах. Также вы узнаете, почему углеводород образует рекордное количество соединений.

I. Причины многообразия органических соединений


Уг­ле­род об­ра­зу­ет огром­ное ко­ли­че­ство во­до­род­ных со­еди­не­ний. На­счи­ты­ва­ет­ся около 6,5 млн ор­га­ни­че­ских ве­ществ, и их число про­дол­жа­ет расти. Это объ­яс­ня­ет­ся тем, что атомы уг­ле­ро­да спо­соб­ны со­еди­нять­ся между собой и об­ра­зо­вы­вать раз­лич­ные цепи прак­ти­че­ски лю­бо­го раз­ме­ра.

II. Понятие о составе углеводородов


Уг­ле­во­до­ро­дыэто ор­га­ни­че­ские ве­ще­ства, со­сто­я­щие из двух эле­мен­тов – уг­ле­ро­да и во­до­ро­да. 

Алканы, или парафины — алифатические предельные углеводороды, в молекулах которых атомы углерода связаны между собой простой s-связью. Оставшиеся валентности углеродного атома, не затраченные на связь с другими атомами углерода, полностью насыщены водородом. Поэтому предельные углеводороды содержат в молекуле максимальное число водородных атомов.

Углеводороды ряда алканов имеют общую формулу CnH2n+2. В таблице представлены некоторые представители ряда алканов и их некоторые физические свойства.

Формула

Название

Название радикала

Т пл. 0С

Т кип. 0С

CH4

метан

метил

-184

-162

C2H6

этан

этил

-172

-88

C3H8

пропан

пропил

-190

-42

C4H10

бутан

бутил

-135

-0,5

C4H10

изобутан

изобутил

-140

-10

C5H12

пентан

пентил

-132

36

C5H12

изопентан

изопентил

-161

28

C5H12

неопентан

неопентил

-20

10

C6H14

гексан

гексил

-94

69

C7H16

гептан

гептил

-90

98

C10H22

декан

децил

-30

174

C15H32

пентадекан

 

10

271

C20H42

эйкозан

 

37

348

Из таблицы видно, что эти углеводороды отличаются друг от друга количеством групп - СН2-.Такой ряд сходных по строению, обладающих близкими химическими свойствами и отличающихся друг от друга числом данных групп называется гомологическим рядом. А вещества, составляющие его, называютсягомологами.

Тренажёр №1 - Гомологи и изомеры

III. Физические свойства


Первые четыре члена гомологического ряда метана — газообразные вещества, начиная с пентана — жидкости, а углеводороды с числом углеродных атомов 16 и выше — твердые вещества (при обычной температуре). Алканы — неполярные соединения и трудно поляризуемые. Они легче воды и в ней практически не растворяются. Не растворяются также в других растворителях с высокой полярностью. Жидкие алканы — хорошие растворители для многих органических веществ. Метан и этан, а также высшие алканы не имеют запаха. Алканы — горючие вещества. Метан горит бесцветным пламенем.

IV. Получение алканов


Для получения алканов используют в основном природные источники.

Газообразные алканы получают из природного и попутных нефтяных газов, а твердые алканы — из нефти. Природной смесью твердых высокомолекулярных алканов является горныйвоск —природный битум.

1. Из простых веществ: 

nC + 2nН2500 °С, кат →  СnН2n+ 2

2. Действие металлического натрия на галогенопроизводные алканов— реакция А.Вюрца:

2CH3-Cl + 2Na → CH3-CH3 + 2NaCl

V. Химические свойства алканов


1. Реакции замещения

  • Галогенирование (стадийно)

1 стадия:  CH4 + Cl2hν CH3Cl (хлорметан) + HCl                                                                                                                                 

2 стадия: CH3Cl + Cl2 hν   CH2Cl2 (дихлорметан)+ HCl

3 стадия: СH2Cl2 + Cl2hν   CHCl3 (трихлорметан)+ HCl

4 стадия: CHCl3 + Cl2hν   CCl4 (хлорметан)+ HCl

2. Реакции горения (горят светлым не коптящим пламенем)

CnH2n+2 + O2t nCO2 + (n+1)H2O

Опыт: “Горение метана”

Опыт: “Горение пропан-бутановой смеси”

3. Реакции разложения

а) Крекинг при температуре 700-1000°С разрываются (-С-С-) связи:

C10H22C5H12 + C5H10

б) Пиролиз при температуре 1000°С разрываются все связи, продукты – С (сажа) и Н2:

  СH4   1000°СC + 2H2

VI. Применение


  • Предельные углеводороды находят широкое применение в самых разнообразных сферах жизни и деятельности человека.
  • Использование в качестве топлива – в котельных установках, бензин, дизельное топливо, авиационное топливо, баллоны с пропан-бутановой смесью для бытовых плит
  • Вазелин используется в медицине, парфюмерии, косметике, высшие алканы входят в состав смазочных масел, соединения алканов применяются в качестве хладагентов в домашних холодильниках
  • Смесь изомерных пентанов и гексанов называется петролейным эфиром и применяется в качестве растворителя. Циклогексан также широко применяется в качестве растворителя и для синтеза полимеров.
  • Метан используется для производства шин и краски
  • Значение алканов в современном мире огромно. В нефтехимической промышленности предельные улеводороды являются базой для получения разнообразных органических соединений, важным сырьем в процессах получения полупродуктов для производства пластмасс, каучуков, синтетических волокон, моющих средств и многих других веществ. Велико значение  в медицине, парфюмерии и косметике.

VII. Задания для закрепления


Задание №1. Составьте уравнения реакций горения этана и бутана.

Задание №2. Составьте уравнения реакций получения бутана из следующих галогеналканов:

CH3 - Cl (хлорметан) и C2H5 - I (йодэтан).

Задание №3. Осуществите превращения по схеме, назовите продукты:

C→ CH4 → CH3Cl → C2H6 → CO2

Задание №4. Реши кроссворд

По горизонтали:

1. Алкан, имеющий молекулярную формулу С3Н8.
2. Простейший представитель предельных углеводородов.
3. Французский химик, имя которого носит реакция получения углеводородов с более длинной углеродной цепью взаимодействием галогенопроизводных предельных углеводородов с металлическим натрием.
4. Геометрическая фигура, которую напоминает пространственное строение молекулы метана.
5. Трихлорметан.
6. Название радикала С2Н5–.
7. Наиболее характерный вид реакций для алканов.
8. Агрегатное состояние первых четырех представителей алканов при нормальных условиях.

Если вы правильно ответили на вопросы, то в выделенном столбце по вертикали получите одно из названий предельных углеводородов. Назовите это слово?

ЦОРы


Опыт: “Горение метана”

Опыт: “Горение пропан-бутановой смеси”