CHEMIA - węglowodory

ALKANY - węglowodory łańcuchowe nasycone o wzorze ogólnym C_n H_{2n + 2}. Tworzą szereg homologiczny, w którym każdy następny węglowodór różni się od poprzedniego o grupę CH₂, zwaną grupą metylową. Alkany mają pojedyncze wiązania między atomami węgla.

Alkany są lżejsze od wody. Alkany nie rozpuszczają się w wodzie, ponieważ ich cząsteczki nie są dipolami, gdyż nie mają one budowy polarnej. Alkany są palne, ulegają reakcją spalania.

Metan, Etan, Propan, Butan, Pentan, Heksan, Heptan, Oktan, Nonan, Dekan

ALKENY - węglowodory łańcuchowe nienasycone, zawierające w cząsteczkach jedno wiązanie podwójne pomiędzy atomami węgla. Wzór ogólny alkenów - C_nH_2n Tworzą szereg homologiczny, w którym każdy następny węglowodór różni się od poprzedniego o grupę CH₂

Eten, Propen, Buten, Penten, Heksen, Hepten, Okten, Nonen, Deken

ALKINY (yn)- węglowodory łańcuchowe nienasycone, zawierające w cząsteczkach jedno wiązanie potrójne pomiędzy atomami węgla. Wzór ogólny alkinów - C_nH_{2n - 2} Tworzą szereg homologiczny, w którym każdy następny węglowodór różni się od poprzedniego o grupę CH₂

Etyn, Propyn, Butyn, Pentyn, Heksyn, Heptyn, Oktyn, Nonyn, Dekyn

Węgiel w związkach organicznych jest czterowartościowy.

Jak wykryć węgiel w związkach organicznych?

- prażenie substancji organicznej - następuje jej zwęglanie, bo odparowuje woda

- węgiel w substancji organicznej może pełnić rolę reduktora 2CuO + C
CO₂ + 2Cu

Odmiany alotropowe węgla: diament, grafit, fulereny.

Węgiel - główny składnik wszystkich związków organicznych.

Diament - najtwardszy z minerałów.

Grafit - stosuje się go do wyrobu naczyń ognioodpornych.

Sadza - drobno sproszkowane kryształy grafitu.

Węglowodory - związki organiczne węgla z wodorem.

Węglowodory nasycone - związki organiczne węgla z wodorem, zawierające w cząsteczkach wiązanie pojedyncze pomiędzy atomami węgla.

Węglowodory nienasycone - związki organiczne węgla z wodorem, zawierające w cząsteczkach wiązanie wielokrotne pomiędzy atomami węgla.

Wiązanie wielokrotne - podwójne lub potrójne wiązanie występujące w cząsteczkach związków organicznych.

Szereg homologiczny - szereg związków organicznych o podobnej budowie i właściwościach, w którym każdy człon posiada w cząsteczce o jedną grupę -CH₂- więcej niż poprzedni.

Metan - CH₄ - gaz błotny lub gaz kopalniany: gaz, bezbarwny, bezwonny, lżejszy od powietrza, nierozpuszczalny w wodzie, mało aktywny chemicznie, ulega reakcjom spalania.

Kraking - sposób otrzymywania benzyny syntetycznej, polegający na pękaniu długich łańcuchów węglowych w węglowodorach i powstaniu cząsteczek o krótszych łańcuchach węglowych. C₁₅H₃₂
C₈H₁₈ + C₇H₁₄

Eten (etylen) - alken o wzorze C₂H₄ gaz, bezbarwny, nierozpuszczalny w wodzie, delikatny, przyjemny zapach, aktywny chemicznie, ulega reakcjom spalania, spala się jasnym płomieniem, ulega reakcji przyłączania np. bromu, wodoru i fluorowców, ulega reakcji polimeryzacji.

Polimeryzacja - reakcja łączenia się pojedynczych cząsteczek związku chemicznego (monomerów) w wielkocząsteczkowy produkt - polimer, ulegają jej tylko węglowodory nienasycone - alkeny i alkiny.

Monomer - cząsteczka związku chemicznego ulegająca polimeryzacji.

Polimer - produkt reakcji polimeryzacji.

Katalizator - substancja zwiększająca szybkość reakcji chemicznych.

Etyn (acetylen) - gaz, bezbarwny, bezwonny, nierozpuszczalny w wodzie, lżejszy od powietrza, bardzo aktywny chemicznie, ulega reakcjom spalania, ulega reakcji przyłączenia, ulega reakcji polimeryzacji (s. 28).

Tworzywa sztuczne - powstają głownie w reakcji polimeryzacji węglowodorów nienasyconych.

Biodegradacja - proces naturalnego rozkładu zanieczyszczeń, w którego wyniku powstają substancje przyjazne środowisku przyrodniczemu.

Reakcje spalania:

Spalanie całkowite - powstaje tlenek węgla (IV) - (dwutlenek węgla) oraz woda

Półspalanie - powstaje tlenek węgla (II) - (czad) oraz woda

Spalanie niecałkowite - powstaje węgiel w postaci sadzy oraz woda

Stan skupienia węglowodorów zależy od długości łańcucha węglowego:

1-4 atomów C - gazy

5-16 atomów C - ciecze

17-… atomów C - ciała stałe

Wraz ze wzrostem długości łańcucha węglowego maleje lotność i palność; wzrasta gęstość, temperatura wrzenia i topnienia.

Reakcja przyłączenia (do etenu):

C₂H₄ + Br₂
C₂H₄Br₂ - dibromoetan (di - 2 , tri - 3 , tetra - 4)

C₂H₄ + HCl
C₂H₅Cl - chloroetan

Polimeryzacja -
n - liczba cząsteczek

Otrzymanie Etynu: CaC₂ + 2 H₂O
C₂H₂ + Ca(OH)₂

Tworzywa sztuczne:

1. Polietylen - reklamówki, torebki śniadaniowe, plastikowe kubki.

2. Polipropylen - wykładziny, pojemniki, rury, folie.

3. Polistyren - opakowania styropianowe, obudowy AGD, pojemniki.

4. Polichlorek winklu - PCW/PCV - płytki podłogowe, izolatory, rynny.

5. Nylony - tkaniny.

6. Kauczuk syntetyczny - opony.

7. Teflon - patelnie, żelazka.

8. Szkło organiczne - fleksiglas - reflektory, soczewki, nietłuczące szkło.

Zobacz jeszcze str. 32-33

Zadania:

Oblicz zawartość procentową węgla w metanie.

Metan - CH₄

mC - 12 u mH - 1 u

mCH₄ - 12 u + 4 * 1 u = 16 u

mC/mCH₄ - 12 u/16 u * 100% = 75 %

Napisz wzór sumaryczny alkanu, który ma w cząsteczce 20 atomów węgla.

Wzór ogólny - Cn H _{2n + 2} n - 20 C₂₀ H₄₂

Oblicz stosunek węgla do wodoru w metanie.

Metan - CH₄

mC - 12 u mH - 1 u 4H = 4 u

mC/mH - 12 u /4 u = 3/1

Masa cząsteczkowa alkenu wynosi 56 u. Podaj jego nazwę.

mC - 12 u mH - 1 u m = 56 u wzór - C_nH_2n

56 u = n * 12 u + 2n * 1 u

14n = 56n /14

n = 4 C₄H₈ - buten

3