Реакции расщепления

Отщепление водорода (дегидрирование углеводородов). В присутствии катализатора (Cr₂O₃)и при нагревании из предельных углеводородов за счет разрыва связи С-Н можно получить непредельные углеводороды.

С₃Н₈ ® С₃Н₆ + Н₂

пропан пропен

Крекинг - реакции расщепления углеродного скелета крупных молекул при нагревании и в присутствии катализаторов.

Основными процессами при крекинге являются гомолитический разрыв углеродной цепи с одновременной изомеризацией и циклизацией, а также дегидрогенизация с образованием непредельных углеводородов.

С₄Н₁₀ ® СН₃-СН₃ + СН₂=СН₂

бутан этан этен

Окисление

При обычной температуре алканы не вступают в реакции даже с сильными окислителями (Н₂Cr₂O₇, KMnO₄ и т.п.).

При внесении в открытое пламя алканы горят. При этом в избытке кислорода происходит их полное окисление до СО₂ и воды. Горение углеводородов приводит к разрыву всех связей С–С и С–Н и сопровождается выделением большого количества тепла (экзотермическая реакция).

Процесс горения углеводородов широко используется для получения энергии (в двигателях внутреннего сгорания, в тепловых электростанциях и т.п.).

Уравнение реакции горения алканов в общем виде:

Из этого уравнения следует, что с увеличением числа углеродных атомов (n) в алкане увеличивается количество кислорода, необходимого для его полного окисления.

При горении высших алканов (n >>1) кислорода, содержащегося в воздухе, может оказаться недостаточно для их полного окисления до СО₂. Тогда образуются продукты частичного окисления:

- угарный газ СО (степень окисления углерода +2),

-сажа (мелкодисперсный углерод, нулевая степень окисления).

Поэтому высшие алканы горят на воздухе коптящим пламенем, а выделяющийся попутно токсичный угарный газ (без запаха и цвета) представляет опасность для человека.

Горение метана при недостатке кислорода происходит по уравнениям: