Alkanes: химични свойства

Ограничените въглеводороди или парафини са тези биосъединения, в които въглеродните атоми са свързани чрез проста (единична) връзка и всички други валентни единици са наситени с водородни атоми.

Alkanes: физични свойства

Първи представители хомоложна серия Метан - газове от С5Н12 до С15Н32 - течности, като се започне с С16Н34 - твърди вещества. Тъй като броят на въглеродните атоми в молекулата на алкан нараства, точките на топене и точка на кипене естествено се увеличават.

Точката на кипене на разклонените въглеводороди е много по - ниска, отколкото в точка на кипене техните изомери. Метан и етан са без мирис, летливи течни въглеводороди имат мирис на бензин (пентан и хексан) и керосин, по-високи хомолози на метан не. Ограничените въглеводороди са по-леки от водата и практически не се разтварят в нея. Наситените въглеводороди са силно разтворими в органични разтворители, а самите течни алкани са отлични разтворители.

Alkanes: химични свойства

Тези биосъединения се характеризират с ниска реактивност. Те са инертни, което се показва в тяхното име - парафини. Това се обяснява с факта, че в структурата на техните молекули С и Н атомите са свързани заедно чрез сигматични връзки. Химическата инертност на тези вещества се дължи на структурните характеристики на техните молекули. За да се прекъсне сигма-връзката, е необходимо да отделите много енергия. Основен химикал. свойства на алканите, т.е. реакциите, на които влизат, са реакции на нитриране, халогениране, сулфониране, сулфохлориниране, крекинг. Радикалните реакции на алканите инициират радикали, UV или гама лъчение, пероксиди, нагряване. В това отношение те се характеризират с два вида Реакции: Заместване водород с разпадане на връзката "въглерод-водород" и разцепването на молекулата с разрушаване на С-С или С-Н връзки.

Alkanes: химични свойства. Радикалната халогенираща реакция

Тази реакция понякога се нарича металептична. Тя може да бъде инициирана от слънчева светлина. На тъмно при 250-400 ° С или в присъствието на катализатори (меден хлорид, хлорид калай) халогенни атоми последователно заменят водородни атоми в молекулите на алкан.

Alkanes: химични свойства. Реакция на нитридиране

Нитро групата лесно замества водорода в третичния, по-тежък във вторичния и много тежък в първичните въглеродни атоми. Сега, в промишлен мащаб, азотирането на алкани се извършва в газова фаза при 150-490 ° С с азотен оксид или изпарения на нитратна киселина.

Alkanes: химични свойства. Реакция на сулфохлорирането

Ограничените въглеводороди се обработват със смес от серен диоксид и хлор. Катализаторите най-често са пероксиди или ултравиолетови лъчи. Тази реакция се използва за приготвяне синтетични детергенти (Детергент). Алкилсулфохлоридите действат върху алкали, което води до образуването на алкални соли на сулфонови киселини, структурни компоненти на детергенти (пасти, прахове).

Наситените въглеводороди са суровини за синтеза на различни органични вещества. Предпоставка за синтеза на много от тях е получаването на алкени от алкани, или ненаситени въглеводороди.

Отцепването на водорода от молекулата на алкан или дехидрогенирането в присъствието на катализатори и при нагряване (до 460 ° С) дава възможност да се получат необходимите алкени. Методи за окисляване на алкани при ниски температури в присъствието на катализатори (магнезиеви соли) са разработени. Това позволява да се повлияе постепенно на протичането на реакцията и да се получат необходимите окислителни продукти в хода на химичния синтез. Например, окисляването на висши алкани води до различни висши алкохоли или висши мастни киселини.

Разцепването на алкани се извършва и при други условия (изгаряне, напукване). Наситените въглеводороди горят със син пламък с освобождаване на огромно количество топлина. Тези свойства правят възможно използването им като висококалорично гориво както в ежедневието, така и в промишлеността.