g10k-2.3· Fəsil 2: Doymuş karbohidrogenlər (alkanlar)· ~13 dəq

Alkanların alınması və kimyəvi xassələri

Alınma üsulları, əvəzetmə və yanma reaksiyaları.

Alkanlar — CₙH₂ₙ₊₂ ümumi formullu doymuş karbohidrogenlərdir; bütün karbon-karbon bağları tək (σ) bağdır, ona görə də bu birləşmələr kimyəvi cəhətdən az fəaldır. Sənayedə alkanların əsas mənbəyi təbii qaz (əsasən metan, CH₄) və xam neftdir; neftdən krekinq (yüksək temperaturda uzun zəncirli alkanların qısa zəncirli alkanlara və alkenlərə parçalanması) yolu ilə ayrı-ayrı fraksiyalar alınır. Laboratoriyada iki mühüm üsul tətbiq edilir: (1) Vürts reaksiyası — iki mol alkilhalogenid natrium metalı ilə reaksiyaya girir: 2CH₃Cl + 2Na → C₂H₆ + 2NaCl; (2) karbon turşusu duzlarının qələvi ilə qızdırılması (de-karboksilləşmə): CH₃COONa + NaOH →(t) CH₄ + Na₂CO₃. Kimyəvi xassələrdə alkanlar halogenləşmə reaksiyasına yalnız işıq şəraitində (radikal mexanizmlə) girirlər: CH₄ + Cl₂ →(işıq) CH₃Cl + HCl. Birləşmə reaksiyası alkanlar üçün xarakterik deyil — bu, alkenlər üçün tipikdir; ümumi səhv məhz alkanları alkenlərə aid reaksiyalarla qarışdırmaqdır.

📌Nümunə

Məsələn, etanın tam yanma reaksiyası: 2C₂H₆ + 7O₂ → 4CO₂ + 6H₂O.

Qrafiklər

Alkanların əvəzetmə reaksiyası: metanın işıq təsirində xlorlaşması (CH₄ + Cl₂ → CH₃Cl + HCl)
Alkanların əvəzetmə reaksiyası: metanın işıq təsirində xlorlaşması (CH₄ + Cl₂ → CH₃Cl + HCl)

Əsas terminlər

Alkanlar — CnH2n+2\text{C}_n\text{H}_{2n+2} ümumi formullu doymuş karbohidrogenlər; bütün karbon-karbon bağları tək (σ\sigma) bağdır, kimyəvi cəhətdən az fəaldır.
Vürts reaksiyası — İki mol alkilhalogenidin natrium metalı ilə reaksiyası nəticəsində bir üst homolog alkan alınır: 2R–X+2Na→R–R+2NaX2\text{R--X} + 2\text{Na} \rightarrow \text{R--R} + 2\text{NaX}.
Krekinq — Yüksək temperaturda uzun zəncirli alkanların qısa zəncirli alkanlara və alkenlərə parçalanması prosesi; sənayedə neftdən fraksiyalar almaq üçün istifadə edilir.
Halogenləşmə — Alkanların halogenlərlə (Cl2\text{Cl}_2, Br2\text{Br}_2) yalnız işıq şəraitində radikal mexanizmlə əvəzetmə reaksiyası: CH4+Cl2→is¸ıqCH3Cl+HCl\text{CH}_4 + \text{Cl}_2 \xrightarrow{\text{işıq}} \text{CH}_3\text{Cl} + \text{HCl}.
Dekarboksilləşmə — Karbon turşusu duzlarının qələvi ilə qızdırılması nəticəsində alkan alınması: CH3COONa+NaOH→tCH4+Na2CO3\text{CH}_3\text{COONa} + \text{NaOH} \xrightarrow{t} \text{CH}_4 + \text{Na}_2\text{CO}_3.
σ\sigma-bağ — Tək karbon-karbon bağı; alkanlarda yalnız σ\sigma-bağlar olduğu üçün birləşmə reaksiyası deyil, əvəzetmə reaksiyası xarakterikdir.
Alkanların alınma üsulları
ÜsulReaksiya tənliyiŞəraitMənbə
Vürts reaksiyası2CH3Cl+2Na→C2H6+2NaCl2\text{CH}_3\text{Cl} + 2\text{Na} \rightarrow \text{C}_2\text{H}_6 + 2\text{NaCl}Eyni alkilhalogenid, Na metalıLaboratoriya
DekarboksilləşməCH3COONa+NaOH→tCH4+Na2CO3\text{CH}_3\text{COONa} + \text{NaOH} \xrightarrow{t} \text{CH}_4 + \text{Na}_2\text{CO}_3Qızdırmaqla (tt)Laboratoriya
KrekinqCnH2n+2→talkanlar+alkenlər\text{C}_n\text{H}_{2n+2} \xrightarrow{t} \text{alkanlar} + \text{alkenlər}Yüksək temperaturSənaye (xam neft)
Təbii mənbə——Təbii qaz (CH4\text{CH}_4) və xam neft

Laboratoriya və sənaye üsulları ilə alkanların alınması

✎Etanın tam yanma reaksiyasının tənliyinin qurulması
  1. 1Addım 1: Alkanın formulu: Etan — n=2n=2: C2H6\text{C}_2\text{H}_6. Ümumi formul CnH2n+2\text{C}_n\text{H}_{2n+2} ilə yoxlanır: 2n+2=2⋅2+2=62n+2 = 2\cdot2+2 = 6 H atomu.
  2. 2Addım 2: Ümumi yanma tənliyi: Alkanlar üçün tam yanma: CnH2n+2+3n+12O2→nCO2+(n+1)H2O\text{C}_n\text{H}_{2n+2} + \frac{3n+1}{2}\text{O}_2 \rightarrow n\text{CO}_2 + (n+1)\text{H}_2\text{O}
  3. 3Addım 3: n=2n=2 üçün oksigen əmsalı: 3n+12=3⋅2+12=72=3.5\frac{3n+1}{2} = \frac{3\cdot2+1}{2} = \frac{7}{2} = 3.5. Yarımçıq əmsal: C2H6+3.5O2→2CO2+3H2O\text{C}_2\text{H}_6 + 3.5\text{O}_2 \rightarrow 2\text{CO}_2 + 3\text{H}_2\text{O}
  4. 4Addım 4: Tam əmsallara keçid: Bütün əmsalları 2-yə vururuq: 2C2H6+7O2→4CO2+6H2O2\text{C}_2\text{H}_6 + 7\text{O}_2 \rightarrow 4\text{CO}_2 + 6\text{H}_2\text{O}. Yoxlama: solda C=4, H=12, O=14; sağda C=4, H=12, O=14.
🚫Tez-tez səhv

Alkanları alkenlərlə qarışdırmaq — alkanlar doymuş birləşmələrdir (σ\sigma-bağlar), birləşmə reaksiyası vermirlər; əvəzetmə reaksiyası (halogenləşmə) xarakterikdir. Birləşmə reaksiyası alkenlər (CnH2n\text{C}_n\text{H}_{2n}) üçün tipikdir.

💡Qeyd

Halogenləşmə reaksiyası yalnız işıq şəraitində (ultrabənövşəyi şüalanma) gedir — qaranlıqda reaksiya baş vermir. Mexanizm: radikal (zəncirvari). Alışqan qazdan (extC1 ext{C}_1–extC4 ext{C}_4) başlayaraq maye (extC5 ext{C}_5–extC17 ext{C}_{17}) və bərk (extC18+ ext{C}_{18}+) alkanlara keçid aqreqat halını müəyyən edir.

Qaydalar

  1. 1Alkanlar doymuşdur (CₙH₂ₙ₊₂): yalnız σ-bağları var, buna görə birləşmə reaksiyası vermirlər — əvəzetmə reaksiyaları xarakterikdir.
  2. 2Halogenləşmə (əvəzetmə) yalnız işıq şəraitində radikal mexanizmlə gedir: CH₄ + Cl₂ →(işıq) CH₃Cl + HCl.
  3. 3Vürts reaksiyası: 2R–X + 2Na → R–R + 2NaX (eyni alkilhalogeniddən bir üst homolog alkan alınır).
  4. 4Krekinq yüksək temperaturda uzun zəncirli alkanları parçalayır: alkanlar + alkenlər qarışığı alınır.
  5. 5Tam yanmada: CₙH₂ₙ₊₂ + (3n+1)/2 · O₂ → n·CO₂ + (n+1)·H₂O; C₁–C₄ qaz, C₅–C₁₇ maye, C₁₈+ bərk haldadır.

Məşq

10 asan · 10 orta · 10 çətin

Hər testdə təsadüfi 10 sual seçilir

AsanOrtaÇətinQarışıq