Παρασκευή Υδρογονανθράκων – Αλκενίων
Οι υδρογονάνθρακες μπορούν να περιγραφούν ως οργανικές ενώσεις που αποτελούνται από δύο κύρια είδη ατόμων. Αυτά περιλαμβάνουν άνθρακες και υδρογόνο. Γενικά, αυτά είναι άχρωμα αέρια με σχεδόν καθόλου οσμή. Με βάση τους τύπους τους, οι υδρογονάνθρακες μπορεί να έχουν απλές ή πολύπλοκες δομές. Αυτά ταξινομούνται σε τέσσερα κύρια μέρη:αλκένια, αλκάνια, αλκίνια και αρωματικά.
Κατανοώντας τους υδρογονάνθρακες, μπορούμε να εξετάσουμε τις χημικές ιδιότητες πολλών σημαντικών οργανικών ενώσεων, λειτουργικών ομάδων και τα παρασκευάσματά τους. Σήμερα, εδώ, θα διαβάσουμε αναλυτικά για την παρασκευή υδρογονανθράκων και άλλα. Λοιπόν, χωρίς άλλη καθυστέρηση, ας ξεκινήσουμε!
Τι είναι οι υδρογονάνθρακες;
Οι υδρογονάνθρακες ανήκουν σε οργανικές ενώσεις που αποτελούνται από βασικά άτομα που ονομάζονται υδρογόνο και άνθρακες. Στην καθημερινή ζωή, οι υδρογονάνθρακες διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο και η μελέτη τους παρέχει μια βαθιά εικόνα των ιδιοτήτων και της προετοιμασίας των λειτουργικών τους ομάδων.
Οι υδρογονάνθρακες χωρίζονται κυρίως σε έξι κατηγορίες. Αυτά περιλαμβάνουν κορεσμένους υδρογονάνθρακες, ακόρεστους υδρογονάνθρακες, κυκλοαλκάνια, αρωματικούς υδρογονάνθρακες, αλειφατικούς υδρογονάνθρακες και αλεικυκλικούς υδρογονάνθρακες.
Πολλοί υδρογονάνθρακες, όπως το προπάνιο και το βουτάνιο, χρησιμοποιούνται για εμπορικούς σκοπούς καυσίμων, όπως το υγραέριο ή το υγροποιημένο αέριο πετρελαίου. Το βενζόλιο, ένας άλλος σημαντικός αρωματικός υδρογονάνθρακας, είναι μια πρώτη ύλη για την παρασκευή συνθετικών φαρμάκων. Ένας άλλος υδρογονάνθρακας που ονομάζεται καροτίνη είναι μια οργανική χρωστική ουσία που βρίσκεται συνήθως στα καρότα.
Τι είναι τα αλκένια;
Τα αλκένια προέρχονται από την οικογένεια των υδρογονανθράκων. Τα αλκένια έχουν τουλάχιστον έναν απλό, διπλό δεσμό μεταξύ των δύο γειτονικών ατόμων άνθρακα - ο χημικός τύπος για τα αλκένια CnH2n. Υπάρχουν διάφορες μέθοδοι μέσω των οποίων μπορούν να παρασκευαστούν αλκένια. Μερικές από τις πιο δημοφιλείς μεθόδους συζητούνται εδώ.
Γενικές ιδιότητες των αλκενίων:
Ακολουθούν ορισμένες κοινές ιδιότητες των αλκενίων:
Φυσική κατάσταση – Στα αλκένια, τα μέλη με δύο ή τέσσερα άτομα άνθρακα ονομάζονται αέρια. Τα 5-17 αναφέρονται ως υγρά, ενώ τα 18+ είναι γνωστά ως στερεά σε θερμοκρασία δωματίου. Επίσης, τα αλκένια καίγονται στον αέρα και σχηματίζουν μια καπνιστή φλόγα.
Διαλυτότητα – Τα αλκένια είναι διαλυτά σε οργανικούς διαλύτες, ενώ είναι αδιάλυτα στο νερό. Μερικά παραδείγματα είναι το βενζόλιο και ούτω καθεξής.
Πυκνότητα – Είναι ελαφρύτερα από το νερό.
Σημείο βρασμού – καθώς αυξάνεται το μήκος της αλυσίδας ή η μοριακή μάζα, τα σημεία βρασμού των αλκενίων αυξάνονται επίσης. Δείχνει ότι οι διαμοριακές έλξεις τείνουν να αποκτούν δύναμη καθώς το μέγεθος του μορίου αυξάνεται.
Παρασκευή υδρογονανθράκων – αλκένια σε εργαστήρια
Αλκένια από αλκίνια:
Για την παρασκευή αλκενίων, τα αλκίνια χρησιμοποιούνται αρκετά συχνά. Η μετατροπή αλκυνίου σε αλκένιο είναι κοινή και πραγματοποιείται με αναγωγή αλκυνίων με υδρογόνο όταν υπάρχει παλλαδισμένος άνθρακας.
Ο άνθρακας που χρησιμοποιείται στη διαδικασία απενεργοποιείται μετρίως μέσω των ενώσεων θείου και κινολίνης που τελικά σχηματίζουν Αλκένια. Τα αλκένια που προέκυψαν από την παραπάνω αντίδραση έχουν τη γεωμετρία cis. Τα αλκίνια υφίστανται τη διαδικασία αναγωγής με το νάτριο στην υγρή αμμωνία για να σχηματίσουν τα τρανς αλκένια.
Αλκένια από αλκυλαλογονίδια:
Τα αλκένια λαμβάνονται εάν τα αλκυλαλογονίδια θερμανθούν με την αλκοολική ποτάσα. Η αλκοολική ποτάσα επιτυγχάνεται όταν το υδροξείδιο του καλίου διαλύεται στην αλκοόλη. Εδώ, λαμβάνει χώρα αφυδροαλογόνωση, που σημαίνει ότι εξαλείφεται το μεμονωμένο μόριο του οξέος αλογόνου. Ο ρυθμός αντίδρασης εξαρτάται κυρίως από την αλκυλομάδα. Ωστόσο, η φύση της ομάδας αλογόνου συνδέεται.
Ακολουθεί η παρασκευή των αλκενίων από αλκυλαλογονίδια:
όπου X είναι Cl, Br ή I.
Αλκένια από γειτονικά διαλογονίδια:
Τα γειτονικά αλογονίδια είναι τα διαλογονίδια όπου τα δύο γειτονικά άτομα άνθρακα συνδέονται στενά με δύο αλογόνα. Κάθε φορά που τέτοια διαλογονίδια έρχονται σε άμεση επαφή με το μέταλλο ψευδάργυρου, τα μόρια αλογόνου χάνονται, σχηματίζοντας αλκένια. Ο σχηματισμός αλκενίων από γειτονικά διαλογονίδια αναφέρεται ως αποαλογόνωση.
Ακολουθεί η παρασκευή αλκενίων από γειτονικά διαλογονίδια:
Αλκένια από αλκοόλες:
Όταν το αλκοόλ έρχεται σε επαφή με πυκνό θειικό οξύ, σχηματίζει αλκένια λόγω της αποβολής των μορίων του νερού. Δεδομένου ότι δεν υπάρχουν μόρια νερού εδώ, αναφέρεται ως όξινη αφυδάτωση της αλκοόλης. Εδώ, το θειικό οξύ είναι ο παράγοντας αφυδάτωσης.
Χρήσεις αλκενίων:
Ακολουθούν οι χρήσεις αλκενίων όπως το προπένιο, το αιθένιο κ.λπ. Ας ρίξουμε μια ματιά:
Χρησιμοποιείται στην κατασκευή πλαστικών όπως πολυαιθυλένιο για την κατασκευή κάδων, σακουλών, μπολ κ.λπ.
Χρησιμοποιείται στην κατασκευή πολυστυρενίου, το οποίο χρησιμοποιείται για την κατασκευή εξαρτημάτων ψυγείου, μπαταριών αυτοκινήτου κ.λπ.
Χρησιμοποιείται για την παρασκευή αιθανο-1,2-διόλης για χρήση σε θερμαντικά σώματα αυτοκινήτων.
Χρησιμοποιείται για την παραγωγή συνθετικών ινών τερυλενίου και αιθανόλης.
Χρησιμοποιείται για την κατασκευή αντικτυπήματος.
Χρησιμοποιείται για την κατασκευή πλαστικών για την παραγωγή υλικού συσκευασίας και σχοινιών.
Χρησιμοποιείται στην κατασκευή ακρυλικών ινών.
Τι είναι τα αλκάνια;
Τα αλκάνια μπορούν να περιγραφούν ως μια οργανική ένωση που διαθέτει ενώσεις υδρογόνου και άνθρακα μονού δεσμού. Το CnH2n+2 είναι ο τύπος των Αλκανίων. Χωρίζεται περαιτέρω σε τρεις μεγάλες ομάδες:κυκλοαλκάνια, διακλαδισμένα αλκάνια και αλκάνια αλυσίδας.
Συμπέρασμα:
Με αυτό, καταλήγουμε στο τέλος του θέματος της παρασκευής υδρογονανθράκων – αλκενίων. Τα αλκένια προέρχονται από την οικογένεια των υδρογονανθράκων. Τα αλκένια έχουν τουλάχιστον έναν απλό, διπλό δεσμό μεταξύ των δύο γειτονικών ατόμων άνθρακα - ο χημικός τύπος για τα αλκένια CnH2n. Υπάρχουν διάφορες μέθοδοι μέσω των οποίων μπορούν να παρασκευαστούν αλκένια. Περαιτέρω, μιλήσαμε για τις ιδιότητες των αλκενίων και την παρασκευή των αλκενίων λεπτομερώς.
Πολλές μέθοδοι εξετάζονται για την παρασκευή αλκενίων, όπως αλκένια από αλκάνια, αλκένια από γειτονικά διαλογονίδια, αλκένια από αλκυλαλογονίδια και αλκένια από αλκοόλες που συζητήσαμε εδώ. Ελπίζουμε ότι αυτό το υλικό μελέτης για την παρασκευή υδρογονανθράκων – αλκενίων σας βοήθησε να κατανοήσετε καλύτερα την παρασκευή των αλκενίων.
