♦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
♦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-metyloheptan). 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)
-(-CH2-CH=CH-CH2-)-n BUNA;
→BUNA S: CH2=CH-CH=CH2 + benzen-CH=CH2
-[-CH2-CH=CH-CH2-CH-benzen(↓)-]-n kauczuk butadienowostyrenowy
→BUNA N: CH2=CH-CH=CH2+CH2=CH-CN
-[-CH2-CH=CH-CH2-CH-CN-]-n kauczuk butadienonitrylowy
♦Sulfonowanie benzenu: benzen + HOSO3H → benzen-SO3H + H2O
produkt - kw. benzenosulfonowy
♦Uzupełnij: CH4
CH3Cl
CH3OH
HC=O-H (ald. mrów.) + H2O
H-COOH (kw. mrówk.)