Начать. Это бесплатно
или регистрация c помощью Вашего email-адреса
Rocket clouds
Алканы создатель Mind Map: Алканы

1. это ациклические УВ, содержащие только простые связи, с общей формулой CnH2n+2.

2. Физические свойства

2.1. • Температуры плавления и кипения увеличиваются с молекулярной массой и длиной главной углеродной цепи

2.2. •При нормальных условиях неразветвлённые алканы с CH4 до C4H10 — газы; с C5H12 до C13H28 — жидкости; после C14H30 — твёрдые тела.

2.3. •Температуры плавления и кипения понижаются от менее разветвленных к более разветвленным. Так, например, при 20 °C н-пентан — жидкость, а неопентан — газ

2.4. •Предельные УВ нерастворимы в воде, но легко растворяются в неполярных органических растворителях.

2.5. •газообразные алканы горят бесцветным или бледно-голубым пламенем с выделением большого количества тепла.

3. Получение

3.1. 1. Крекинг

3.1.1. При нагревании выше 500 °C алканы подвергаются разложению с образованием сложной смеси продуктов.

3.1.1.1. C8H18 → C4H10 + C4H8

3.2. 2. Гидрирование непредельных углеводородов

3.2.1. Катализатором реакции являются соединения никеля, Pt или Pd.

3.2.1.1. • Из алкенов CnH2n + H2 → CnH2n+2

3.2.1.2. • Из алкинов CnH2n-2 + 2H2 → CnH2n+2

3.3. 3. Газификация твердого топлива

3.3.1. Проходит при повышенной температуре и давлении. Катализатор — Ni

3.3.1.1. C+2H2 → CH4

3.4. 4. Реакция Вюрца

3.4.1. Реакция идёт при температуре −80 °C. При взаимодействии R и R` возможно образование смеси продуктов (R—R, R`—R`, R—R`)

3.4.1.1. 2R—Br + 2Na = R—R + 2NaBr

3.5. 5. Декарбоксилирование натриевых солей карбоновых кислот

3.5.1. Нагревание натриевых солей карбоновых кислот с избытком щелочи приводит к отщеплению карбоксильной группы и образованию алканов.

3.5.1.1. R-COONa + NaOH -> R-H + Na2CO3

3.6. 6. Гидролиз карбида алюминия

3.6.1. При взаимодействии карбида алюминия с водой образуется метан

3.6.1.1. Al4C3 + 12H2O = 3CH4 + 4Al(OH)3

3.7. 7. Синтез Кольбе

3.7.1. При электролизе солей карбоновых кислот, анион кислоты — RCOO− перемещается к аноду, и там, отдавая электрон превращается в неустойчивый радикал RCOO•, который сразу декарбоксилируется. Радикал R• стабилизируется путем сдваивания с подобным радикалом, и образуется R—R.

3.7.1.1. 2R-COONa + 2H2O -> R-R +2 NaOH + 2CO2+ H2

4. Химические свойства

4.1. 1. Горение

4.1.1. При взаимодействии с кислородом алканы горят синим пламенем, с образованием углекислого газа и воды

4.1.1.1. CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O + Q

4.2. 2. Реакции замещения.

4.2.1. - галогенирование

4.2.1.1. Для инициирования реакции необходимо смесь алкана и галогена облучить УФ-светом или нагреть.

4.2.1.1.1. 1. CH4 + Cl2 → CH3Cl + HCl (хлорметан)

4.2.1.1.2. 2. CH3Cl + Cl2 → CH2Cl2 + HCl (дихлорметан)

4.2.1.1.3. 3. CH2Cl2 + Cl2 → CHCl3 + HCl (трихлорметан)

4.2.2. - нитрование (Реакция Коновалова)

4.2.2.1. Алканы реагируют с 10 % раствором азотной кислоты при температуре 140 °C и небольшом давлении с образованием нитропроизводных.

4.2.2.1.1. RH + HNO3 → RNO2 + H2O

4.3. 3. Дегидрирование

4.3.1. Условия протекания: 400—600 °C, катализаторы — Pt, Ni, Al2O3, Cr2O3

4.3.1.1. CH3-CH3 → CH2=CH2 + H2

4.4. 4. Ароматизация

4.4.1. Алканы с 6 и более атомами углерода в цепи циклизуются с образованием бензола и его производных

4.4.1.1. CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3 → C6H6 + 4H2

4.5. 5. Нитрование (Реакция Коновалова)

4.6. 5. Крекинг

4.6.1. При нагревании выше 500 °C алканы подвергаются разложению с образованием сложной смеси продуктов.

4.6.1.1. C8H18 → C4H10 + C4H8

4.7. 6. Термическое разложение метана

4.7.1. • Полное

4.7.1.1. t > 1000 °C

4.7.1.1.1. CH4 → C + 2H2

4.7.2. • Неполное

4.7.2.1. при t= 1500 °C

4.7.2.1.1. 2CH4 → C2H2 + 3H2

4.8. 7. Конверсия метана

4.8.1. В присутствии никелевого катализатора протекает реакция

4.8.1.1. CH4 + H2O → CO + 3H2

5. Биологическое действие

5.1. Низшие алканы обладают наркотическим действием. При хроническом действии алканы нарушают работу нервной системы, что проявляется в виде бессонницы, брадикардии, повышенной утомляемости и функциональных неврозов.