Темазанятия по КТП

Дисциплина ОД.10 химия

Курс 1курс

№28 Предельные углеводороды Химическое строение

№29 Изомерия углеводород­ного скелета. Систематическая номенклатура.

Цель Сформировать понятие о предельных углеводородах Предельных углеводородах. Познакомить студентов со строением и свойствами алканов на примере метана. Развивать умение сравнивать обобщать и устанавливать причинно- следственную связь между строением и свойствами веществ

 

Углеводороды - это органические соединения, состоящие из двух элементов - углерода и водорода.

Алканы - название предельных углеводородов по международной номенклатуре.

Предельные углеводороды - это углеводороды с общей формулой CnH2n+2, которые не присоединяют водород и другие элементы.

Парафины - исторически сохранившееся название предельных углеводородов (лат. parrum affinis - малоактивный).

Гомологический ряд предельных углеводородов

Формула	Название	Радикал	Название радикалов
СН4	Метан	СН3-	Метил
С2Н6	Этан	С2Н5-	Этил
С3Н8	Пропан	С3Н7-	Пропил
С4Н10	Бутан	С4Н9-	Бутил
С5Н12	Пентан	С5Н11-	Пентил
С6Н14	Гексан	С6Н13-	Гексил
С7Н16	Гептан	С7Н15-	Гептил
C8Н18	Октан	С8Н17-	Октил
С9Н20	Нонан	С9Н19-	Нонил
С10Н22	Декан	С10Н21-	Децил

Общая формула предельных углеводородов CnH2n+2

В таблице "Гомологический ряд предельных углеводородов" встречается термин "свободные радикалы"- это частицы, имеющие неспаренные электроны и обладающие в связи с этим неиспользованными валентностями.

Номенклатура углеводородов

1. Выбирают в формуле наиболее длинную углеродную цепь и символы атомов углерода в ней нумеруют, начиная с того конца цепи, к которому ближе разветвление:

2. Называют радикалы (начиная с простейшего) и при помощи цифр указывают их место у нумерованных атомов углерода.

a. 2-метил…

b. 2,2-диметил…

c. 3-метил…

d. 2,3-диметил…

3. Полное название данному углеводороду дают по числу атомов углерода в нумерованной цепи:

a. 2-метилпентан

b. 2,2-диметилбутан

c. 3-метилпентан

d. 2,3-диметилбутан

Физические свойства

Метан - газ без запаха и цвета, почти в два раза легче воздуха, мало растворим в воде.

Этан, пропан, бутан при нормальных условиях - все они газы.

От пентана до пентадекана - жидкости. Следующие гомологи - твердые вещества.

Химические свойства

1.Наиболее характерными реакциями предельных углеводородов являются реакции замещения.

2.Все предельные углеводороды горят с образованием оксида углерода(IV) и воды.

Метан горит бесцветным пламенем, с выделением теплоты:

CH4+2O2=CO2+2H2O+880кДж

3.При сильном нагревании (выше 1000^oС) без доступа воздуха предельные углеводороды разлагаются:

Нахождение в природе

Метан образуется в природе при разложении растительных и животных организмов без доступа воздуха. Метан составляет основную массу природного газа (80-97%). Он содержится и в газах, выделяющихся при добыче нефти. В состав природного газа и нефтяных газов входят также этан C2H6, пропан C3H8, бутан C4H10 и др. Газообразные, жидкие и твердые предельные углеводороды содержатся в нефти.

Применение

Применение метана очень разнообразно. В виде природного газа метан широко используется в качестве топлива. Метан является исходным продуктом для получения метанола, уксусной кислоты, синтетических каучуков, синтетического бензина и многих других ценных продуктов. Для синтеза многих упомянутых продуктов в промышленности используется так называемый синтез - газ, который получают из метана. Обычно объемный (молярный) состав этого газа соответствует смеси, состоящей из одного объема оксида углерода (II) и двух объемов водорода (CO+2H2).
Для получения синтез-газа из метана обычно исполь-зуются два процесса, протекающие при 800-900^oC и в присутствии катализаторов (Ni,MgО или Al2O3):

На производстве часто одновременно проводятся обе реакции.
Большое практическое значение имеют и хлорпроизводные метана. Например, хлорметан CH3 Cl - газ, который легко сжижается и при последующем испарении поглощает большое количество теплоты. Поэтому он применяется в холодильных установках. Дихлорметан CH2Cl2, трихлорметан (хлороформ) CHCl3 и тетрахлорметан (тетрахлорид углерода) CCl4 - жидкости, которые используются в качестве растворителей.
Средние члены гомологического ряда (C7-C17) применяются как растворители и моторное топливо. Высшие алканы - для производства высших жирных кислот, синтетических жиров, смазочных масел.

 

Вопросы для самоконтроля

 

1. Дайте определение и назовите общую формулу алканов

2. Запишите молекулярную и структурную формулу этана

3. Назовите способы получения алканов

4. Охарактеризуйте физические свойства алканов

5. Запишите уравнения характеризующие химические свойства алканов на примере пропана

6. Назовите области применения алканов

7. Назовите виды изомерии характерные для алканов