Chemia wykłady, koło II sem v.3.0 - do nauki, Izomeria optyczna


Metan - surowiec naturalny, wchodzący w skład gazu ziemnego, węgla kamiennego, ropy naftowej
Reakcje otrzymywania:
1)
w łuku elektrycznym: C + 2H2 → CH4
2) redukcja CO wodorem: CO + 3H2 → CH4 + H2O
3) prażenie CH3COONa z ługiem sodowym NaOH: CH3COONa + NaOH → CH4 + Na2SO4
4) hydroliza węglika glinu: Al4C3 + 12 H2O → 3CH4 + 4Al(OH)3
5) uwodorowanie nienasyconych: CH2=CH2 → CH3-CH3 / CH≡CH → CH3-CH3.

Właściwości: mieszanina wybuchowa, gaz bezbarwny i bezwonny, po ogrzaniu do 1000OC ulega dysocjacji termicznej, rozpada się na C i na 2H2, dwa razy lżejszy od powietrza, jest składnikiem gazu ziemnego. W przyrodzie powstaje w wyniku beztlwenowego rozkładu szczątków org. Długość wiązań jest stała i wynosi a=109pm, a kąt=109028'. Cząstecczka ma kształt tetraedryczny. Metan jest bierny chemicznie, gdyż wiązanie C-H jest słabo spolaryzowane, więc jest chemicznie trwałe, reaguje tylko z Cl i Br.Ulega reakcji podstwiania. Ulega reakcji spalania: całkowite: CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O; półspalanie:

CH4 + 11/2O2 → CO + 2H2O; spalanie niezupełne: CH4 + O2 → C + 2H2O

Chlorowanie metanu w świetle na zimno:
Cl20x01 graphic
2Cl

CH4 + Cl → CH3Cl + H

H + Cl2→HCl + Cl
CH3Cl + Cl2 → CH2Cl2 (dichlorometan)+ HCl
CH2Cl2 + Cl2→CHCl3 (trichlorometan) + HCl
CHCl3 + Cl2 → CCl4 (tetrachloro metan)+ HCl

Chlorowanie toluenu na gorąco:

toluen + 3Cl20x01 graphic
2,4,6-trójchlorotoluen.

Reakcja spalania acetylenu:
1) C2H2 + 21/2O2→2CO2+H2O+312 kcal/mol
2) C2H2 + 11/2O2→2CO+H2O
3) 2C2H2 + O2→4C+H2O
Płomień acetylenowo-tlenowy stosowany do spawania gazowego i cięcia metali ma temperaturę 35000C.

Izomeria jest to zjawisko występowania dwu lub więcej związ. chem. o tym samym wzorze sumar., lecz innej budowie cząsteczki, mające w związku z tym różne właściwości fiz i chem.
Izomeria optyczna (światła spolaryzowanego) - izomery optyczne mają ten sam wzór sumaryczny, strukturalny, różnią się konfiguracja przestrzenną, mają te same właść fiz i chem za wyjątkiem skręcalności płaszczyzny polaryzacji światła spolaryzowanego. Mają jednak przeogromne znaczenie biochemiczne w organizmach żywych (lekarstwa, trucizny). Warunkiem występowania izomerii optycznej jest chiralność cząsteczki, czyli występowanie w niej asymetrycznego at. C. (np. bromochlorofluorojodometan).

Izomeria strukturalna tj. łańcucha węglowego np.:
2-metyloheptan
3-metyloheptan
4-etyloheptan


Stereoizomeria (cis-trans) np.:
cis-2-buten CH3-H-­C=C-H-CH3
trans-2-buten CH3-H-­C=C-H -CH3

Otrzymywanie paliw syntetycznych: (uwodornienie węgla): n(C) + mH2 CnHm; n(C)- pył węgla jako zawiesina w oleju pochodzenia naftowego, CnHm- mieszanina węglowodorów podobna do benzyny czy oleju napędowego. Dodatkiem do benzyn może być C2H5OH, olej rzepakowy, CH3OH.

Produkty destylacji ropy naftowej (i zastosowanie) :
1) eter naftowy (temp. wrz. 20-600C) - rozpuszczalnik, C4-C7
2) benzyna lakowa (ekstrakcyjna) (60-100) - rozpuszczalnik, C9-C12
3) benzyny silnikowe (40-180) silniki z zapłonem iskrowym, C7-C10
4) nafty lotnicze (yet fuel) (150-250) paliwo do silników odrzut., C10-C16
5) oleje napędowe (200-350) - paliwo do silników wysokopręż. (gas/diesel oil), ≈C20
6) mazut (pow. 350) - paliwo do kotłów (fuel oil - paliwo ciężkie), >C20
6a) frakcje olejów smarowych (ok. 350-650).

Zastosowanie węglowodorów jako paliw jest zależne od ich budowy. Alkany rozgałęzione, alkeny, cykloalkany i węglowodory aromatyczne są stosowane jako paliwa do silników iskrowych. Alkany o prostym łańcuchu (n-alkany) są używane w silnikach wysokoprężnych(Diesel).
Liczba cetanowa (LC) - procentowa zawartość objętościowa cetanu C16H34 w paliwie wzorcowym. Odnosi się do paliw do silników wysokoprężnych, z zapłonem samoczynnym, charakteryzuje zwłokę samozapłonu. Wymagana przez silnik wysokopręż. LC paliwa zależy od jego prędkości obr. - silniki wysokoobr. - LC ponad 45, silniki średnioobr. - LC pow. 30, silniki wolnoobr. - LC pow. 20. LC=1 ma 1metylonaftalen, LC=100 ma cetan C16H34, im większa LC, tym mniejsza jest temperatura zapłonu i zwłoka samozapłonu.

Liczba oktanowa (LO) - charakteryzuje odporność benzyn na spalanie detonacyjne, wymagana przz silnik minimalna LO benzyn zależna jest od jego stopnia sprężenia. Mieszanka benzynowo-powietrzna w cylindrze silnika powinna spalać się równomiernie i nie za szybko. Zbyt gwałtowne spalenie (detonacyjne) powoduje nierównomierną pracę silnika (tzw. stukanie) i jego przedwczesne zużycie. LO=100 ma 2,2,4-trimetylopentan (izooktan), LO=0 ma n-heptan. LO benzyny można poprawić poprzez dodanie do niej domieszki zwanej antydetonatorem, np.: Pb(CH2CH3)4.

Otrzymywanie kauczuku:

Kauczuk naturalny (lateks): surowiec naturalny, z drzewa kauczukowca wpływa mleczko kauczukowe-emulsja, lateks - poliizopren: 2-metylo-1-butadien

BUNA: n(CH2=CH-CH=CH2)0x01 graphic
-(-CH2-CH=CH-CH2-)-n BUNA

BUNA S: CH2=CH-CH=CH2 + benzen-CH=CH20x01 graphic

-[-CH2-CH=CH-CH2-CH-benzen(↓)-]-n kauczuk butadienowostyrenowy

BUNA N: CH2=CH-CH=CH2+CH2=CH-CN0x01 graphic

-[-CH2-CH=CH-CH2-CH-CN-]-n kauczuk butadienonitrylowy

Sulfonowanie benzenu: benzen + HOSO3H → benzen-SO3H + H2O

produkt - kw. benzenosulfonowy

Uzupełnij:

CH40x01 graphic
CH3Cl0x01 graphic
CH3OH0x01 graphic
HC=O-H (ald. mrów.) + H2O0x01 graphic
H-COOH (kw. mrówk.)



Wyszukiwarka