Wodorotlenki powstają w wyniku reakcji niektórych metali z wodą.
Reakcja przebiega gwałtownie, sód miota się po powierzchni wody,
słychać syczenie , bo woda przy powierzchni wrze i zamienia się
gwałtownie w parę wodną, wydziela się wodór. Reakcja ta jest
egzotermiczna (wytwarza się ciepło). Wodne roztwory wodorotl.
Nazywamy zasadami.Wskaźniki chemiczne to substancje, które
w obecności zasad lub kwasów zmieniają swoje zabarwienie.
Fenoloftaleina w obecności zasad. Papierki lakmusowe. Papierki uniwersalne.
Właściwości
Wodorotl. Sodu: subst. Stała o barwie białej. Produkowany w
postaci łusek lub pastylek; dobrze rozpuszcza się w wodzie z
wydzielaniem ciepła (proces egzo. ) pochłania parę wodną z
powietrza , posiada właściwości żrące ; roztwory wodorotl.
Są w dotyku śliskie.Wodorotl. Potasowy - posiada właściwości
od wodorotl. sodowego
Znaczenie i zastosowanie : Wodorotl. Sodu NaOH ma szerokie zast. do prod.: Mydła i środków
piorących ; farb ; barwników;szkła wodnego;jedwabie sztucznego . W przemyśle gumowym
papierniczym petrochemicznym.Wodorotl. Potasu KOH ( alchemicy nazwali go potasem żrącym)
wodny roztwór KOH można wykryć w mieszaninie wody z popiołem (popiół ze spalonych roślin )
stosowany do prod mydła , używany jako środek suszący i bielący.Wodorotl. Magnezu Mg (OH)2
jest substancją stałą pylistą o barwie białej. Nie jest subst, żrącą , wchodzi w skład pasty do zębów.
Wodorotl. Wapnia Ca (OH)2 - jest subst. Białą, nazywany wapnem gaszonym (dlatego, że powstał w
procesie gaszenia wapna palonego - CaO + H2O ® Ca (OH) 2 ) Ma szerokie zastosowanie w
budownictwie jako składnik zaprawy murarskiej; do bielenia drzew, ścian budynów gospodarczych,
w celu dezynfekcji ( używa się zawiesiny zwanej mlekiem wapiennym). Używa się do wykrywania CO2
(woda wapienna).W garbarstwie - do usuwania zbędnego owłosienia ze skór. W przemyśle
cukrowniczym i nawozów sztucznych.
W cząsteczce wodorotl. Wyróżniamy atom metalu (elemement zmienny)
grupy wodorotl. ( el. Stały ).Wzór ogólny wodorotl. M (OH)n
M - atom metalu ; n liczba grup wodorotl. Równa wortościowości metalu.
NaOH Na - O - H. Cu I, II ; Na I ; K I ; Ca II ; Mg II ; Al. II ; Fe II, III .
Elektrolity - subst. , które w roztworze wodnym przewodzą prąd ( zasady )
Jony - atomy lub grupy atomów obdarzone ładunkami elektrycznymi.
Jony +++ to KATIONY , a Jony --- to ANIONY.
Teoria Aurhenius'a . Dysocjacja elektrolityczna
to rozpad cząsteczki zw. chem.
Na swobodne jony pod wpływem wody.
Dysocjacja w roztworze wodnym przebiega
samorzutnie, natomiast prąd elektryczny
powoduje uporządkowaną wędrówkę jonów.
Zasady dysocjują na jony : kation metalu Mn+
aniony wodorotlenkowe OH-
Alkeny
- są to węglowodory nienasycone posiadające przynajmniej jedno wiązanie podwójne
ETYLEN- NAJPROSTSZY ALKEN
1. BUDOWA
C2H4
H H
\ /
C = C
/ \
H H
hybrydyzacja typu sp2
wiązania typu π (pi) i δ (sigma)
2. WŁAŚCIWOŚCI FIZYCZNE
- gaz bezbarwny i bezwonny
- lżejszy od powietrza
- nierozpuszczalny w wodzie
- niewielka ilość powoduje szybsze dojrzewanie warzyw i owoców
3. OTRZYMYWANIE
a) na skalę przemysłową:
kraking (rozrywanie łańcuchów) benzyny lekkiej ( łańcuchy składające się z 5-7 atomów węgla)
b) laboratoryjne- odwodnienie alkoholu etylowego (eliminacja wody)
H H
| | (AL2O3) H H
H - C - C - H → > C = C < + H2O
| | (temp) H H
H OH
c) laboratoryjnie- redukcja 1,2- dichloroetanu cynkiem (eliminacja chloru)
H H
| | H H
H - C - C - H + Zn → > C = C < +ZnCl2
| | (temp) H H
Cl Cl
d) laboratoryjnie- reakcja bromoetanu zasadą (eliminacja bromu)
H H
| | (C2H5OH) H H
H - C - C - H + KOH → > C = C < + KBr + H2O
| | (temp) H H
Br H
4. WŁAŚCIWOŚCI CHEMICZNE
a) ulega spalaniu do CO2, CO i C
b) reaktywny- reaguje (odbarwia) z KMnO4 i Br2 aq
c) ulega reakcji addycji poprzez reakcję z : H2, Br2, I2, F2, H2O, HCl, HBr, HI, HF
H H
H H | |
> C = C < + Cl - Cl → H - C - C - H
H H | |
Cl Cl
Reguła Markownikowa- w reakcjach przyłączania związków typu HX ( gdzie X to Cl, Br, I, F, OH) do wiązania podwójnego wodór przyłącza się do atomu węgla, przy którym bezpośredni znajduje się najwięcej wodorów, (w tym wypadku 2)
(1) (2) (3) (4)
np. CH3 - CH = C - CH3
|
CH3
d) ulega reakcji polimeryzacji
H H
H H | |
n > C = C < → - [ C - C ] -
H H | |
H H
5. HOMOLOGI
- alkeny są homologami, tzn. różnią się od siebie przynajmniej jedną grupą CH2,
np. eten i propen
CH2 = CH2 CH2 = CH - CH3
6. IZOMERIA GEOMETRYCZNA
- izomeria cis i trans,
- cis gdy podstawniki znajdują się po tej samej stronie płaszczyzny poziomej wiązania podwójnego, np.
CH3 CH3
> C = C <
H H
- trans, gdy podstawniki znajdują się po przeciwnej stronie płaszczyzny poziomej wiązania podwójnego, np.
CH3 H
> C = C <
H CH3
7. DIENY
Alkany z dwoma wiązaniami podwójnymi
CH3 H
> C = C < H
H C = C <
/ H
H
but - 1,3- dien
Alkiny
-są to węglowodory nienasycone posiadające przynajmniej jedno wiązanie potrójne
ACETYLEN (etyn)
1. BUDOWA
CH ≡ CH C2H2
Hybrydyzacja typu sp
Wiązania typu π (pi) i δ (sigma)
Cząsteczka ma układ liniowy
2. WŁAŚCIWOŚCI FIZYCZNE
- gaz
- bezbarwny
3. WŁAŚCIWOŚCI CHEMICZNE
- palny w powietrzu do sadzy, w czystym tlenie do CO2
- reaktywny- odbarwia KmnO4 i Br2 aq
- ulega reakcji addycji z fluorowcami, H2, HX ( X-CL, F, Br, I)
H H
H - C ≡ C - H + HCl → > C = C <
H H
Reguła Markownikowa- w reakcjach przyłączania związków typu HX ( gdzie X to Cl, Br, I, F, OH) do wiązania potrójnego wodór przyłącza się do atomu węgla, przy którym bezpośredni znajduje się najwięcej wodorów
- ulega polimeryzacji
4. OTRZYMYWANIE
a) reakcja karbidu z wodą
w otoczeniu alkoholowym
CaC2 + 2H2O → H - C ≡ C - H + Ca(OH)2
b) z metanu
~1800˚ C
2CH4 → H - C ≡ C - H↑ + 3H2↑
5. HOMOLOGI
- alkiny są homologami, tzn. różnią się od siebie przynajmniej o jedną grupę CH2
np. etyn i propyn
H
|
H - C ≡ C - H i H - C ≡ C - C - H
|
H
Węglowodór- związki chemiczne, których cząsteczki są zbudowane wyłącznie z atomów węgle i wodoru. Węglowodór nasycony (alkan) węglowodory w cząsteczkach, których wszystkie elektrony walencyjne węgla są wykorzystane do utworzenia wiązań pojedynczych. CnH2n+2 Grupa metylenowa- cząsteczki dwóch kolejnych alkanów różnią między sobą o stałą grupę atomów -CH2- Szereg homologiczny- szereg tego samego typu związków organicznych, których cząsteczki różnią się między sobą o stałą grupę metylenową (-CH2-) *i należą do jednego szeregu homologicznego Homologi- człony tego szeregu, czyli poszczególne związki ( *etan,propan i butan są homologami metanu) Grupy alkilowe- jednowartościowe grupy węglowodorowe utworzone z alkanów. Oznaczamy je literą R CnH2n+1 gr. alkilowej Izomer- związki chemiczne, których cząsteczki zawierają tę samą liczbę tych samych atomów, lecz inaczej uporządkowanych, czyli związki, które mają ten sam wzór sumaryczny, a różnią się wzorem strukturalnym Izomeria- zjawisko występowania dwóch lub więcej związków chemicznych o takim samym wzorze sumarycznym a różnych właściwościach fizycznych i chemicznych Izomeria łańcuchowa- typ izomerii polegającej na różnicy w budowie łańcucha obu izomerów
- Charakterystyczna cecha węglowodorów jest zdolność do reakcji substytucji -
Liczba stanowiąca przedrostek nazwy oznacza miejsce podstawienia atomu `x' w łańcuchu węglowodorowym. Węglowodór nasycony- związki węgla z wodorem, w których pomiędzy atomami węgla występuje wiązanie wielokrotne (podwójne lub potrójne) Alken- węglowodory łańcuchowe, których cząsteczki mają po jednym wiązaniu podwójnym. CnH2n alken
Położenie wiązania podwójnego numeruje się uwzględniając uczestniczący w nim pierwszy atom węgla, tak by licząc od krańca cząsteczki miał on najmniejszą liczbę Alkin- węglowodór łańcuchowy, których cząsteczki mają po jednym wiązaniu potrójnym. CnH2n-2 Polimeryzacja- proces chemiczny tworzenia związku wielkocząsteczkowego (polimeru) z pojedynczych cząsteczek związku małocząsteczkowego (monomeru) bez wydzielania produktów ubocznych. Sekstet elektronowy- tworzy chmurę elektronową wspólną dla wszystkich atomów węgla w cząsteczce benzenu Dzięki obecności sekstetu pierścień benzenowy jest trwalszy Związki aromatyczne- związki o budowie pierścieniowej, w których występuje wiązanie zdelokalizowane łączące atomy w pierścieniu Wiązanie zdelokalizowane- nie ma określonego położenia
Mieszanina nitrowana- mieszanina stężonych kwasów HNO3 i H2SO4 w której znajduje się jon nitrowy NO2+ Izomeria położenia- np. wynika z różnego względem siebie rozmieszczenia podstawników (dwóch grup -CH3) przy pierścieniu benzenowym
Benzen- nie odbarwia wody bromowej. Wiązania w benzenie są trwalsze niż w węglowodorach nienasyconych. Ulega reakcji addycji tylko z wodorem. Może ulegać reakcji podstawiania z bromem pod wpływem katalizatora. Nitrowanie- reakcja charakterystyczna dla arenów. Homologi benzenu to: metylobenzen;dimetylobenzen
spalanie Podstawianie Przyłączanie
Alkan CH4+2O2ŕCO2+H2O +X2 X=(F,Cl,Br,I) ---------------
Alken C2H4+2O2ŕ2CO2+2H2O --------------- +H2,X2,H2O,HX
Alkin C3H4+4O2ŕ3CO2+2H2O --------------- +H2,X2,H2O,HX
Aren C6H6+15O2ŕ12CO2+6H2O +X2 +H2
Wzór węglowodoru Nazwa węglowodoru Wzór grupy alkilowej Nazwa grupy alkilowej
CH4 Metan -CH3 Metylowa (metyl)
C2H6 Etan -C2H5 Etylowa (etyl)
C3H8 Propan -C3H7 Propylowa (propyl)
C4H10 Butan -C4H9 Butylowa(butyl)
Propan CH3-CH2-CH2-CH3
CH3-CH2-CH3
CH3
Jaka to grupa (metylowa)?
metylopropan - izomer porpanu
r.substybucji (Cl)- CH4+Cl2ŕCH3Cl+HCl (chlorometan)
CH3Cl+Cl2ŕCH2Cl2+HCl(dichlorometan)itd.
Buten CH2=CH-CH2-CH3
CH3-CH=CH-CH3 (2buten -izomer)
r.addycji(Cl) CH2=CH2+Cl2ŕCH2-CH2
1,2dichloroeten Cl Cl
r.przyłączenia(HCl) CH2=CH-CH3+HClŕCH2-CH-CH3
wodór tam gdzie więcej wodoru H Cl
r.uwodornienia- CH2=CH2+H2ŕCH3-CH3
etynŕetenŕetan (+ H2)
r.przyłączenia wody- uwodnienie
H2OŕH2+OH
CH2=CH2+H2OŕCH2-CH2
Eten ŕ etanol H OH
Najprostrzy aren= benzen C6H6 Benzen- nie odbarwia wody bromowej. Wiązania w benzenie są trwalsze niż w węglowodorach nienasyconych. Ulega reakcji addycji tylko z wodorem. Może ulegać reakcji podstawiania z bromem pod wpływem katalizatora. Nitrowanie- reakcja charakterystyczna dla arenów. Homologi benzenu to: metylobenzen;dimetylobenzen
Paradimetylobenzen=paraksylen (1)
Metadimetylobenzen=metaksylen (2)
Ortodimetylobenzen=ortoksylen (3)
spalanie Podstawianie Przyłączanie
Alkan CH4+2O2ŕCO2+H2O +X2 X=(F,Cl,Br,I) ---------------
Alken C2H4+2O2ŕ2CO2+2H2O --------------- +H2,X2,H2O,HX
Alkin C3H4+4O2ŕ3CO2+2H2O --------------- +H2,X2,H2O,HX
Aren C6H6+15O2ŕ12CO2+6H2O +X2 +H2
Propan CH3-CH2-CH2-CH3
CH3-CH2-CH3
CH3
Jaka to grupa (metylowa)?
metylopropan - izomer porpanu
r.substybucji (Cl)- CH4+Cl2ŕCH3Cl+HCl (chlorometan)
CH3Cl+Cl2ŕCH2Cl2+HCl(dichlorometan)itd.
Buten CH2=CH-CH2-CH3
CH3-CH=CH-CH3 (2buten -izomer)
r.addycji(Cl) CH2=CH2+Cl2ŕCH2-CH2
1,2dichloroeten Cl Cl
r.przyłączenia(HCl) CH2=CH-CH3+HClŕCH2-CH-CH3
wodór tam gdzie więcej wodoru H Cl
r.uwodornienia- CH2=CH2+H2ŕCH3-CH3
etynŕetenŕetan (+ H2)
r.przyłączenia wody- uwodnienie
H2OŕH2+OH
CH2=CH2+H2OŕCH2-CH2
Eten ŕ etanol H OH
Najprostrzy aren= benzen C6H6 Benzen- nie odbarwia wody bromowej. Wiązania w benzenie są trwalsze niż w węglowodorach nienasyconych. Ulega reakcji addycji tylko z wodorem. Może ulegać reakcji podstawiania z bromem pod wpływem katalizatora. Nitrowanie- reakcja charakterystyczna dla arenów. Homologi benzenu to: metylobenzen;dimetylobenzen
Paradimetylobenzen=paraksylen (1)
Metadimetylobenzen=metaksylen (2)
Ortodimetylobenzen=ortoksylen (3)
spalanie Podstawianie Przyłączanie
Alkan CH4+2O2ŕCO2+H2O +X2 X=(F,Cl,Br,I) ---------------
Alken C2H4+2O2ŕ2CO2+2H2O --------------- +H2,X2,H2O,HX
Alkin C3H4+4O2ŕ3CO2+2H2O --------------- +H2,X2,H2O,HX
Aren C6H6+15O2ŕ12CO2+6H2O +X2 +H2
Propan CH3-CH2-CH2-CH3
CH3-CH2-CH3
CH3
Jaka to grupa (metylowa)?
metylopropan - izomer porpanu
r.substybucji (Cl)- CH4+Cl2ŕCH3Cl+HCl (chlorometan)
CH3Cl+Cl2ŕCH2Cl2+HCl(dichlorometan)itd.
Buten CH2=CH-CH2-CH3
CH3-CH=CH-CH3 (2buten -izomer)
r.addycji(Cl) CH2=CH2+Cl2ŕCH2-CH2
1,2dichloroeten Cl Cl
r.przyłączenia(HCl) CH2=CH-CH3+HClŕCH2-CH-CH3
wodór tam gdzie więcej wodoru H Cl
r.uwodornienia- CH2=CH2+H2ŕCH3-CH3
etynŕetenŕetan (+ H2)
r.przyłączenia wody- uwodnienie
H2OŕH2+OH
CH2=CH2+H2OŕCH2-CH2
Eten ŕ etanol H OH
Najprostrzy aren= benzen C6H6 Benzen- nie odbarwia wody bromowej. Wiązania w benzenie są trwalsze niż w węglowodorach nienasyconych. Ulega reakcji addycji tylko z wodorem. Może ulegać reakcji podstawiania z bromem pod wpływem katalizatora. Nitrowanie- reakcja charakterystyczna dla arenów. Homologi benzenu to: metylobenzen;dimetylobenzen
Paradimetylobenzen=paraksylen (1)
Metadimetylobenzen=metaksylen (2)
Ortodimetylobenzen=ortoksylen (3)
spalanie Podstawianie Przyłączanie
Alkan CH4+2O2ŕCO2+H2O +X2 X=(F,Cl,Br,I) ---------------
Alken C2H4+2O2ŕ2CO2+2H2O --------------- +H2,X2,H2O,HX
Alkin C3H4+4O2ŕ3CO2+2H2O --------------- +H2,X2,H2O,HX
Aren C6H6+15O2ŕ12CO2+6H2O +X2 +H2