Alkaanid
Allikas: Vikipeedia
Selles artiklis räägitakse tsükliteta küllastunud süsivesinikest; tsüklitega küllastunud süsivesinike kohta vaata artiklit Tsükloalkaanid
See artikkel vajab toimetamist. |
Alkaanid on niisugused süsiniku ja vesiniku ühendid, mille molekulides süsiniku aatomid on omavahel seotud kovalentse üksiksidemega. Mõnikord nimetatakse alkaane ka parafiinideks.
Sisukord |
[redigeeri] Leidumine ja saamine
-
- Kõige lihtsam alkaan - metaan ( CH4 ) on kõikidele looduslike gaaside ( maagaas,kaevandusgaas,soogaas ) peamiseks koostisosaks. Kõrvuti metaaniga sisaldub neis etaani, propaani, butaani, ja teisi alkaane.
- Sünteetiliselt võib metaani saada, juhtides vesinikku kõrgel temperatuuril läbi hõõguvate süte : C + 2H2 → CH4
[redigeeri] Füüsikalised omadused
-
- Metaani ja temaga sarnaste süsivesinike - alkaanide omadused muutuvad korrapäraselt süsiniku aatomite arvu suurenemisega molekulis.
- Metaan ja temale järgnevad alkaanid erinevad üksteisest aatomite rühma - CH2 - võrra. Niisugust ühendite rida nimetatakse homoloogiliseks reaks. Rea üldvalem on CnH2n + 2
- Metaani homoloogilise rea 4 esimest ühendit on gaasid, viiendast kuni kuueteistkümnendani vedelikud ja kõrgemad on tahked ained. Molekulmassi kasvuga homoloogilises reas suureneb alkaanide tihedus ning kasvab sulamis- ja keemistemperatuur.
- Alkaanid vees ei lahustu.
- Homoloogilises reas muutuvad homoloogilise rea liikmete - homoloogide - füüsikalised omadused korrapäraselt. Molekulmassi suurenemisega kasvab homoloogide tihedus, sulamis- ja keemistemperatuur ning agregaatolek muutub : gaas → vedelik → tahke.
[redigeeri] Keemilised omadused
-
- Metaani homoloogilise rea liikmete keemilised omadused on ühesugused. Üldiselt nad keemilistesse reaktsioonidesse kergesti ei astu ning tavaliseks reaktsioonitüübiks on asendusreaktsioon.
-
- Põlemine.
- Kõik alkaanid põlevad. Madalamad alkaanid põlevad vähemärgatava, kahvatu leegiga ja põlemissaadusteks on süsinikdioksiid ning veeaur : CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O - õhuga segatuna moodustavad nad äärmiselt plahvatava segu.
- Põlemine.
-
- Oksüdeerijate toime.
- Tavalisel temperatuuril nad üksüdeerijate KMnO4, K2Cr2O7 toimel ei reageeri.
- Oksüdeerijate toime.
-
- Termiline püsivus.
- Kõrgel temperatuuril alkaanid lagunevad. Reaktsioonisaadused sõltuvad temperatuurist, reaktsiooniajast ja katalüsaatorist.
- Ch4 → 2H2 + C ( tahm )
- 2CH4 → HC≡ CH + 3H2
- Temperatuuril umbes 1500°C on reaktsioonisaadusteks tavaliselt etüün.
- Konversioon veeauruga.
- Suurel temperatuuril 1000°C ja katalüsaatori Ni manulusel reageerib metaan veeauruga. reaktsioonisaaduste koostis sõltub metaani ja veeauru vahekorras :
- CH4 + H2O → CO + 3H2
- Ch4 + 2H2O → CO2 + 4H2
- Ammoniaagi sünteesiks vajalik vesinik saadakse peamiselt metaani konversioonireaktsioonil veeauruga. H2 ja CO kasutatakse ka metanooli sünteesiks.
- Termiline püsivus.
-
- Asendusreaktsioon halogeenidega toimub valguse toimel. See toimub asmteliselt, mille käigus vesiniku aatomid asenduvad halogeeni aatomitega.
- Asendusreaktsioon halogeenidega kuulub ahelreaktsioonide hulka. Soojuse või valguse toimel laguneb kloori molekul aatomiteks : Cl2 → 2CL
- Seejärel reageerib kloori aatom metaaniga : CH4 + Cl → CH3Cl + H
- Isomerisatsioonireaktsioon ehk isomeerimine toimub kõrgemal temperatuuril ja rõhul katalüsaatorite manusel. Alkaanidel esinevad isomeerid alates butaanist.
- Asendusreaktsioon halogeenidega toimub valguse toimel. See toimub asmteliselt, mille käigus vesiniku aatomid asenduvad halogeeni aatomitega.
[redigeeri] Ühendid ja nende kasutusalad
-
- Gaasilised alkaanid leiavad kasutamist kütte- ja majapidamisgaasina ning veeldatult nt. vedelgaasina. Vedelad alkaanid kuuluvad ka bensini, nafta ja petrooleumi koostisse. Tahked alkaanid moodustavad parafiini.
- Alkaanide ja halogeenderivaadid leiavad rakendamist õlide, vaikude, rasvade ja plastmasside lahustitena. Triklorometaani - CHCl3 - tuntakse ka kloroformi nime all ja kasutatakse narkoosivahendina.
- Tetraklorometaani - CCl4 - kasutatakse tulekustutusvedelikuna. Difluorodiklorometaani - CF2Cl2 - rakendatakse külmutusseadmetes, aerosoolpakendis lakkide, mürkkemikaalide, parfüümide ja muu pihustusainena.