Alkany
Chemia — Klasa 3 LO — teoria, wzory, quizy i zadania do tego tematu.
✍Zadania 8
Podaj wzór sumaryczny alkanu zawierającego 7 atomów węgla oraz zapisz równanie jego całkowitego spalania.
Napisz równanie reakcji substytucji (monochlorowania) etanu $\text{C}_2\text{H}_6$ pod wpływem światła.
Wyjaśnij, dlaczego alkany nazywamy węglowodorami nasyconymi i dlaczego są mało reaktywne.
Alkany otrzymuje się z halogenków alkilów: $2$R–X $+ 2$Na $\xrightarrow{T}$ R–R $+ 2$NaX. Pewien jodek alkilu poddano działaniu sodu i otrzymano alkan:
Napisz wzór półstrukturalny i nazwę systematyczną tego jodku alkilu.
Mieszaninę 2-jodobutanu i jodku metylu poddano działaniu sodu. Oceń prawdziwość (P/F): 1) otrzymano cztery różne alkany; 2) alkanem o najmniejszej masie cząsteczkowej był metan; 3) alkanem o największej masie cząsteczkowej był 3,4-dimetyloheksan.
Napisz wzory półstrukturalne alkanów I i II oraz na tej podstawie określ, w jakim celu opisany proces (reakcje 1.–4.) jest stosowany w syntezie organicznej.
Do całkowitego spalenia $2{,}80$ dm3 (warunki normalne) mieszaniny $60\%$ obj. pewnego alkanu i $40\%$ obj. metanu potrzeba $13{,}16$ dm3 tlenu. Wykonaj obliczenia i podaj wzór sumaryczny alkanu.
Próbkę $0{,}86$ g pewnego alkanu spalono całkowicie, a powstały CO2 pochłonięto w wodzie wapiennej: CO2 $+$ Ca(OH)2 $\to$ CaCO3 $+$ H2O. Otrzymany osad ważył po wysuszeniu $6$ g. Ustal wzór sumaryczny alkanu (masy molowe zaokrąglij do jedności).
📘Teoria 1
Szereg homologiczny
Kolejne alkany różnią się o grupę $\text{CH}_2$: metan $\text{CH}_4$, etan $\text{C}_2\text{H}_6$, propan $\text{C}_3\text{H}_8$, butan $\text{C}_4\text{H}_{10}$, pentan $\text{C}_5\text{H}_{12}$… Atomy węgla mają hybrydyzację $sp^3$ (kąty $109{,}5^\circ$).
Właściwości i reakcje
- mało reaktywne (nasycone); nie odbarwiają wody bromowej,
- spalanie — całkowite do $\text{CO}_2$ i $\text{H}_2\text{O}$ (paliwa),
- substytucja (podstawianie) — pod wpływem światła atom wodoru zastępowany jest np. chlorowcem: $\text{CH}_4 + \text{Cl}_2 \xrightarrow{h\nu} \text{CH}_3\text{Cl} + \text{HCl}$.
∑Wzory 2
Do czego służy: opisuje charakterystyczną reakcję alkanów — podstawienie atomu wodoru.
Reakcja wymaga światła ($h\nu$); w miejsce atomu wodoru wchodzi atom chlorowca, uwalnia się $\text{HCl}$.
Do czego służy: pozwala zapisać wzór dowolnego alkanu, znając liczbę atomów węgla $n$.
Przykład: dla $n=5$ → $\text{C}_5\text{H}_{2\cdot5+2} = \text{C}_5\text{H}_{12}$ (pentan).