Μέθοδοι Παρασκευής
Οι υδρογονάνθρακες είναι οργανικές ενώσεις που συνθέτουν δύο διαφορετικά είδη ατόμων, συμπεριλαμβανομένου του υδρογόνου και του άνθρακα. Αυτά είναι γενικά άχρωμα και έχουν αδύναμη οσμή. Ανήκουν σε έναν από τους κύριους κλάδους της Χημείας είναι η οργανική χημεία που περιστρέφεται κυρίως γύρω από δομές, ιδιότητες και αντιδράσεις οργανικών ενώσεων με ομοιοπολικούς δεσμούς και άτομα άνθρακα. Υπάρχουν διάφορες μέθοδοι που εξετάζονται για την παρασκευή υδρογονανθράκων που θα συζητήσουμε σήμερα. Αλλά η απευθείας μετάβαση στις μεθόδους προετοιμασίας θα ήταν άδικη. Ως εκ τούτου, εδώ είναι η σύντομη εισαγωγή των υδρογονανθράκων και των αλκανίων.
Τι είναι οι υδρογονάνθρακες;
Οι υδρογονάνθρακες μπορούν να οριστούν ως οργανικές ενώσεις που σχηματίζονται από δύο βασικά άτομα. Αυτά περιλαμβάνουν υδρογόνο και άνθρακες. Γενικά, αυτά είναι άχρωμα αέρια με σχεδόν καθόλου οσμή. Με βάση τους τύπους τους, οι υδρογονάνθρακες μπορεί να έχουν απλές ή πολύπλοκες δομές. 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.
Επιπλέον, οι υδρογονάνθρακες χωρίζονται σε έξι μεγάλες κατηγορίες, συμπεριλαμβανομένων των κορεσμένων υδρογονανθράκων, των ακόρεστων υδρογονανθράκων, των κυκλοαλκανίων, των αρωματικών υδρογονανθράκων, Αλειφατικοί υδρογονάνθρακες και Αλικυκλικοί υδρογονάνθρακες.
Τι είναι τα αλκάνια;
Τα αλκάνια αναφέρονται ως μια οργανική ένωση που διαθέτει το υδρογόνο με ένα δεσμό μαζί με ενώσεις άνθρακα. Χωρίζεται περαιτέρω σε τρεις μεγάλες ομάδες, συμπεριλαμβανομένων των κυκλοαλκανίων, των διακλαδισμένων αλκανίων και των αλκανίων της αλυσίδας. Το CnH2n+2 είναι ο τύπος των Αλκανίων.
Ακολουθεί η λίστα των αλκανίων μαζί με τον μοριακό τους τύπο –
Προετοιμασία αλκανίων
Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, τα αλκάνια είναι κορεσμένοι υδρογονάνθρακες που σημαίνει ότι είναι υδρογονάνθρακες των οποίων τα άτομα άνθρακα είναι στενά συνδεδεμένα με διαφορετικά σύνολα ατόμων άνθρακα μόνο με τους δεσμούς σίγμα. Στα αλκάνια, τα πρώτα τέσσερα μέλη, ξεκινώντας από το C1 έως το C4, είναι μόνο αέρια, ενώ από το C5 έως το C17, είναι υγρά. Ενώ αυτά που έχουν 18 και πάνω από αυτό είναι στερεά. Δεν έχουν χρώμα ή οσμή και παρασκευάζονται σε πολλές βιομηχανίες χρησιμοποιώντας διαφορετικές τεχνικές.
Παρασκευή αλκανίων από τον ακόρεστο υδρογονάνθρακα
Από αλκένια και αλκύνια
Για την παρασκευή αλκανίου από αλκένιο και αλκίνιο, χρησιμοποιείται η διαδικασία που ονομάζεται υδρογόνωση. Εδώ, το αέριο διυδρογόνο αναμιγνύεται με αλκίνια και αλκένια στον καταλύτη, ο οποίος είναι σαν το παλλάδιο και το νικέλιο για να σχηματιστούν αλκάνια. Λόγω της παρουσίας νικελίου, η αντίδραση λαμβάνει χώρα σε αυξημένη θερμοκρασία. Ενώ, στην περίπτωση του παλλαδίου, η αντίδραση λαμβάνει χώρα μόνο σε θερμοκρασία δωματίου.
Παρασκευή αλκανίων από αλκυλαλογονίδια
Τα αλκάνια μπορούν να παρασκευαστούν με δύο βασικούς τρόπους. Αυτά είναι τα εξής –
Μια άλλη μέθοδος παρασκευής αλκανίων μέσω αλκυλαλογονιδίων ονομάζεται αντίδραση Wurtz. Στο ξηρό αιθερικό διάλυμα, όταν τα αλκυλαλογονίδια υποβάλλονται σε επεξεργασία με μέταλλο νατρίου, η παραγωγή αλκανίων είναι μεγαλύτερη. Με ζυγούς αριθμούς άνθρακα, μπορούν να επιτευχθούν υψηλότερα αλκάνια. Εδώ είναι η χημική εξίσωση για το ίδιο
CH3-Br + 2Na + Br-CH3 → CH3-CH3 + 2NaBr
Όλα τα αλκάνια, εξαιρουμένων των φθοριδίων, παρασκευάζονται από το αλκυλαλογονίδιο μέσω αναγωγής με αραιό υδροχλωρικό οξύ και ψευδάργυρο. Εδώ είναι η χημική εξίσωση για το ίδιο
CH3-Cl + H2 → CH4 + HCl
Παρασκευή αλκανίων από καρβοξυλικά οξέα
Υπάρχουν δύο τρόποι μέσω των οποίων τα αλκάνια μπορούν να παρασκευαστούν από το καρβοξυλικό οξύ. Αυτά είναι τα εξής –
Για την παρασκευή αλκανίων από το καρβοξυλικό οξύ, αφαιρείται το διοξείδιο του άνθρακα. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται αποκαρβοξυλίωση. Το αλκάνιο παράγεται με λιγότερη ποσότητα ατόμων άνθρακα που υπάρχουν στο καρβοξυλικό οξύ. Εδώ είναι η χημική εξίσωση για το ίδιο –
Στην ηλεκτρολυτική μέθοδο του Kolbe, για την παραγωγή αλκανίου χρησιμοποιείται η μέθοδος ηλεκτρόλυσης άλατος καλίου ή νατρίου καρβοξυλικού οξέος. Αυτή η αντίδραση πήρε το όνομά της από τους Rudolf Schmitt και Hermann Kolbe. Εδώ είναι η χημική εξίσωση για το ίδιο –
Έννοια του δεσμού υδρογόνου
Ο δεσμός υδρογόνου μπορεί να περιγραφεί ως η διαδικασία σχηματισμού δεσμών υδρογόνου που αποτελούν ειδική κατηγορία ελκτικής διαμοριακής δύναμης που προκύπτει λόγω της αλληλεπίδρασης διπόλου-διπόλου μεταξύ του ατόμου υδρογόνου και του εξαιρετικά ηλεκτραρνητικού ατόμου. Υπάρχουν κυρίως δύο τύποι δεσμών υδρογόνου, συμπεριλαμβανομένων –
Ενδομοριακός δεσμός υδρογόνου
Δεσμός διαμοριακού υδρογόνου
Εξηγήστε τη μείωση του Clemmensen
Η αναγωγή του Clemmensen είναι η αντίδραση που χρησιμοποιείται για τη μείωση των κετονών ή των αλδεϋδών στα αλκάνια χρησιμοποιώντας αμάλγαμα ψευδαργύρου και υδροχλωρικό οξύ. Αυτή η αντίδραση πήρε το όνομά της από τον Erik Christian Clemmensen, έναν Δανό χημικό.
Συμπέρασμα
Με αυτό, καταλήγουμε στο σημερινό μας θέμα, τις μεθόδους προετοιμασίας. Στη σημερινή σύγχρονη ζωή, είναι σχεδόν αδύνατο να υπερεκτιμηθούν οι χρήσεις ή η σημασία των υδρογονανθράκων. Πολλές φορές, οι υδρογονάνθρακες αναφέρονται ως η κινητήρια δύναμη του δυτικού πολιτισμού, πράγμα που σημαίνει ότι ανοίγουν πόρτες για νέες, ανεξερεύνητες καινοτομίες. Από την άλλη πλευρά, τα αλκάνια είναι οργανικές ενώσεις που διαθέτουν ενώσεις υδρογόνου και άνθρακα μονού δεσμού.
Για την παρασκευή του αλκανίου από αλκένιο και αλκίνιο, χρησιμοποιείται η διαδικασία που ονομάζεται υδρογόνωση. Υπάρχουν δύο τρόποι παρασκευής αλκανίων μέσω αλκυλαλογονιδίων. Πρώτον, μέσω αναγωγής με αραιό υδροχλωρικό οξύ και ψευδάργυρο. Μια άλλη ονομάζεται αντίδραση Wurtz. Στο τέλος, συζητήσαμε επίσης την παρασκευή αλκανίων από καρβοξυλικά οξέα και μια σύντομη εξήγηση για τους δεσμούς υδρογόνου. Ελπίζουμε ότι αυτό το υλικό μελέτης και οι μέθοδοι προετοιμασίας σας βοήθησαν να κατανοήσετε καλύτερα την έννοια της παρασκευής αλκανίων.
