Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Дисциплина ОД.10 химия






Курс1курс

Тема раздела Органическая химия

Темазанятия по КТП №32 Метан, свойства, применение. Вопросы экологии

Цель Сформировать понятие о строении и свойствах метана. Познакомить студентов со строением и свойствами алканов на примере метана

Систематизировать и обобщить знания о предельных углеводородах Развивать умение сравнивать обобщать и устанавливать причинно- следственную связь между строением и свойствами веществ

Атом углерода в молекуле метана находится в состоянии sp3- гибридизации.В результате перекрывания четырёх гибридных орбиталей атома углерода с s-орбиталями атомов водорода образуется весьма прочная молекула метана.

Метан-газ без цвета и запаха ,легче воздуха, малорастворим в воде. Предельные углеводороды способны гореть ,образуя оксид углерода (IV) и воду. Метан горит бледным синеватым пламенем: CH4+2O2=2H2O

В смеси с воздухом (или с кислородом ,особенно в соотношении по объему 1:2, что видно из уравнения реакции) метан образует взрывчатые смеси. Поэтому он опасен как в быту (утечка газа через краны),так и в шахтах .При неполном сгорании метана образуется сажа .Так её получают в промышленных условиях. В присутствии катализаторов при окислении метана получают метиловый спирт и формальдегид

При сильном нагревании метан распадается по уравнению:

CH4=C+2H2

В печах специальной конструкции распад метана может быть осуществлён до промежуточного продукта ацителена:

2CH4=C2H 2+3H2

Для метана характерны реакции замещения.

На свету или обычной температуре галогены хлор и бром постепенно (по стадиям) вытесняют из молекулы метана водород, образуя так называемые галогенопроизводные. Атомы хлора замещают атомы водорода в ней с образованием смеси различных соединенний:

CH3Cl-хлорметана (хлористого метила),

CH2Cl2-дихлорметана,

CHCl3-трихлорметана,

CCl4-тетрахлорметана

Из этой смеси каждое соединение может быть выделено.Важное значение имеют хлороформ и тетрахлорметан как растворители смол, жиров ,каучука и других органических веществ.

Образование галогенопроизводных метана протекают по цепному свободнорадикальному механизму .Под действием света молекулы хлора распадаются на неорганические радикалы:

Cl2=2Cl

Неорганический радикал Cl отрывает от молекулы метана атом водорода с одним электроном, образуя HCl и свободный радикал

Свободный радикал взаимодействует с молекулой хлора Cl2 ,образуя галогенопроизводное и радикал хлора

Метан при обычной температуре обладает большей стойкостью к кислотам, щелочам и многим окислителям .Однако он вступает в реакцию с азотной кислотой:

CH4+HNO3=CH3NO2 +H2O

нитрометан

Метан не способен к реакциям присоединения, поскольку в его молекуле все валентности насыщены.

Приведенные реакции замещения сопровождаются разрывом связей C-H. Однако известны процессы ,при которых происходит не только расщепление связей C-H ,но и разрыв цепи углеродных атомов ( у гомологов метана).Эти реакции протекают при высоких температурах и в присутствии катализаторов

 

Получение метана.

Метан широко распространён в природе .Он является главной составной частью многих горючих газов как природных (90-98%),так и искусственных ,выделяющихся при сухой перегонке дерева ,торфа, каменного угля, а также при крекинге нефти

Метан выделяется со дна болот и из каменноугольных пластов в рудниках ,где он образуется при медленном разложении растительных остатков без доступа воздуха ,Поэтому метан часто называют болотным газом или рудничным газом

В лабороторных условиях метан получают при нагревании смеси ацетата натрия с гидроксидом натрия:

200 *C

CH3COONa +NaOH=Na2CO3 + CH4

 

 

Метан может быть получен из простых веществ при нагревании в присутствии катализатора: Ni

C+2H2=CH4

 

А также синтезом на основе водяного газа

Ni

CO+3H2 =CH4 +H2O

Гомологи метана,

как и метан ,в лабораторных условиях получают прокаливанием солей соответствующих органических кислот с щелочами.

Другой способ-реакция Вюрца , т.е. нагревание галогенопроизводных с металлическим натрием например

2 C2H5Br+2Na= C4H10+2NaBr

 

В технике для получения синтетического бензина (смесь углеводородов, содержащих 6-10 атомов углерода) применяют синтез из оксида углерода (II) и водорода в присутствии катализатора (соединения кобальта) и при повышенном давлении. Процесс можно выразить уравнением:

200*С

nCO+(2n+1)H2=CnH2n+2+nH2O

 

Применение алканов

Благодаря большой теплотворной способности метан в больших количествах расходуется в качестве топлива. Широко применяются получаемые из него вещества: водород, ацителен, сажа. Он служит исходным сырьём для получения формальдегида ,метилового спирта, а также различных синтетических продуктов

Большое промышленное значение имеет окисление высших предельных углеводородов-парафинов с числом углеродных атомов 20-25.Этим путём получают синтетические жирные кислоты с различной длиной цепи, которые используются для производства мыл ,различных моющих средств ,смазочных материалов, лаков и эмалей.

Жидкие углеводороды используются как горючее (они входят в состав бензина и керосина). Алканы широко используются в органическом синтезе.

 

 

Вопросы для самоконтроля

 

 

1Дайте определение и назовите общую формулу алканов

2.Запишите молекулярную и структурную формулу метана

3.Назовите способы получения метана

4.Охарактеризуйте физические свойства метана

5.Запишите уравнения характеризующие химические свойства метана.

6.Назовите области применения метана

 







Дата добавления: 2015-09-18; просмотров: 368. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!



Шрифт зодчего Шрифт зодчего состоит из прописных (заглавных), строчных букв и цифр...

Картограммы и картодиаграммы Картограммы и картодиаграммы применяются для изображения географической характеристики изучаемых явлений...

Практические расчеты на срез и смятие При изучении темы обратите внимание на основные расчетные предпосылки и условности расчета...

Функция спроса населения на данный товар Функция спроса населения на данный товар: Qd=7-Р. Функция предложения: Qs= -5+2Р,где...

Эндоскопическая диагностика язвенной болезни желудка, гастрита, опухоли Хронический гастрит - понятие клинико-анатомическое, характеризующееся определенными патоморфологическими изменениями слизистой оболочки желудка - неспецифическим воспалительным процессом...

Признаки классификации безопасности Можно выделить следующие признаки классификации безопасности. 1. По признаку масштабности принято различать следующие относительно самостоятельные геополитические уровни и виды безопасности. 1.1. Международная безопасность (глобальная и...

Прием и регистрация больных Пути госпитализации больных в стационар могут быть различны. В цен­тральное приемное отделение больные могут быть доставлены: 1) машиной скорой медицинской помощи в случае возникновения остро­го или обострения хронического заболевания...

Плейотропное действие генов. Примеры. Плейотропное действие генов - это зависимость нескольких признаков от одного гена, то есть множественное действие одного гена...

Методика обучения письму и письменной речи на иностранном языке в средней школе. Различают письмо и письменную речь. Письмо – объект овладения графической и орфографической системами иностранного языка для фиксации языкового и речевого материала...

Классификация холодных блюд и закусок. Урок №2 Тема: Холодные блюда и закуски. Значение холодных блюд и закусок. Классификация холодных блюд и закусок. Кулинарная обработка продуктов...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2022 год . (0.023 сек.) русская версия | украинская версия