Ankan là gì?

Tương tự: Alkane,Parafin
Ankan trong hóa hữu cơ là hydrocacbon no không tạo mạch vòng. Điều đó có nghĩa là chúng là các hydrocarbon không tạo mạch vòng, trong đó mỗi phân tử chứa số nguyên tử hiđrô cực đại và không chứa các liên kết đôi.
Các ankan là họ hydrocacbon đơn giản nhất, các hợp chất chỉ chứa carbon và hidro. Chúng chỉ chứa các liên kết carbon-hydro và các liên kết đơn carbon-carbon. Ankan có công thức tổng quát: CnH2n + 2 .
Gồm những chất như: Metan CH4, Etan C2H6, Propan C3H8, Butan C4H10, Pentan C5H12, Hexan C6H14…

Đồng phân của Ankan

Tất cả các ankan có từ 4 nguyên tử cacbon trở lên đều thể hiện tính đồng phân cấu trúc. Điều này có nghĩa là có hai hoặc nhiều công thức cấu trúc khác nhau mà bạn có thể vẽ cho mỗi công thức phân tử.

Tương tự : Alkane, ParafinCác ankan là họ hydrocacbon đơn thuần nhất, những hợp chất chỉ chứa carbon và hidro. Chúng chỉ chứa những link carbon-hydro và những link đơn carbon-carbon. Ankan có công thức tổng quát : CGồm những chất như : Metan CHEtan C2HPropan CButan CPentan CHexan CTất cả những ankan có từ 4 nguyên tử cacbon trở lên đều biểu lộ tính đồng phân cấu trúc. Điều này có nghĩa là có hai hoặc nhiều công thức cấu trúc khác nhau mà bạn hoàn toàn có thể vẽ cho mỗi công thức phân tử .Xycloalkan ( Ankan vòng ) chỉ chứa link carbon-hydro và link đơn carbon-carbon, nhưng lần này những nguyên tử carbon được nối lại thành một vòng. Xycloalkane nhỏ nhất là cyclopropane .
Nếu bạn đếm lượng cacbon và hidro, bạn sẽ thấy rằng chúng không còn tương thích với công thức chung CnH2n + 2. Khi nối những nguyên tử carbon trong một vòng, bạn đã phải mất hai nguyên tử hydro .

Công thức tổng quát Cycloankan: CnH2n

Tính chất vật lý của Ankan

Ở điều kiện thường, bốn ankan đầu dãy đồng đẳng (từ CH4 đến C4H10) là những chất khí, các ankan tiếp theo là chất lỏng, từ khoảng C18H38 trở đi là những chất rắn.
Nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi và khối lượng riêng của các ankan tăng theo chiều tăng của phân tử khối.
Ankan nhẹ hơn nước và hầu như không tan trong nước, nhưng tan nhiều trong dung môi hữu cơ.

Tính chất hóa học của Ankan

Ở điều kiện kèm theo thường, bốn ankan đầu dãy đồng đẳng ( từ CHđến C ) là những chất khí, những ankan tiếp theo là chất lỏng, từ khoảng chừng Ctrở đi là những chất rắn. Nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi và khối lượng riêng của những ankan tăng theo chiều tăng của phân tử khối. Ankan nhẹ hơn nước và phần đông không tan trong nước, nhưng tan nhiều trong dung môi hữu cơ .Ở nhiệt độ thường, những ankan không tính năng với dung dịch axit, dung dịch kiềm và những chất oxi hóa như dung dịch KMnO4 ( thuốc tím ) …
Khi chiếu sáng hoặc đun nóng, những ankan thuận tiện tham gia những phản ứng thế, phản ứng tách hiđro và phản ứng cháy .

Phản ứng thế bởi halogen

Clo có thể thay thế lần lượt từng nguyên tử H trong phân tử metan.

CH4 + Cl2 − → asCH3Cl + HClCH4 + Cl2 → asCH3Cl + HCl
clometan ( metyl clorua )
CH3Cl + Cl2 − → asCH2Cl2 + HClCH3Cl + Cl2 → asCH2Cl2 + HCl
điclometan ( metylen clorua )
CH2Cl2 + Cl2 − → asCHCl3 + HClCH2Cl2 + Cl2 → asCHCl3 + HCl
triclometan ( clorofom )

CHCl3+Cl2−→asCCl4+HClCHCl3+Cl2→asCCl4+HCl

tetraclometan ( cacbon tetraclorua )
Các đồng đẳng của metan cũng tham gia phản ứng thế tựa như metan .
Nhận xét :

• Nguyên tử hiđro liên kết với nguyên tử cacbon bậc cao hơn dễ bị thế hơn nguyên tử hiđro liên kết với nguyên tử cacbon bậc thấp hơn.
• Các phản ứng trên được gọi là phản ứng halogen hóa. Các sản phẩm thế được gọi là dẫn xuất halogen của hiđrocacbon.

Phản ứng tách

Dưới công dụng của nhiệt và chất xúc tác thích hợp, những ankan có phân tử khối nhỏ bị tách hiđro thành hiđrocacbon không no tương ứng .
Ở nhiệt độ cao và chất xúc tác thích hợp, ngoài việc bị tách hiđro, những ankan còn hoàn toàn có thể bị phân cắt mạch cacbon tạo thành những phân tử nhỏ hơn .

Phản ứng oxi hóa

Khi bị đốt, những ankan đều cháy, tỏa nhiều nhiệt .
Nếu thiếu oxi, phản ứng cháy của ankan xảy ra không trọn vẹn : loại sản phẩm cháy ngoài CO2, H2O còn có C, CO, …

Điều chế Ankan

Trong phòng thí nghiệm

Metan được điều chế bằng cách đun nóng natri axetat khan với hỗn hợp vôi tôi xút :

CH3COONa + NaOH −→−−−CaO,to CH4↑ + Na2CO3CH3COONa + NaOH →CaO,to CH4↑ + Na2CO3

Trong công nghiệp

Các ankan là thành phần chính của dầu mỏ, khí thiên nhiên và khí mỏ dầu .
Từ dầu mỏ, bằng giải pháp chưng cất phân đoạn, ta thu được những ankan ở những phân đoạn khác nhau .
Từ khí thiên nhiên và khí mỏ dầu cũng thu được những ankan CH4, C2H6, C3H8, C4H10 …

Ứng dụng của ankan

• Các ankan được dùng làm nhiên liệu, nguyên liệu cho công nghiệp.
• Dùng làm dung môi, dầu bôi trơn và làm nhiên liệu như metan dùng trong đèn xì để cắt kim loại.
• Để tổng hợp nhiều chất hữu cơ khác.
• Đặc biệt Metan điều chế được nhiều chất: Aminiac, axit axetic, rượu melytic, Adehit fomic…

 

Người đăng: trang

Time: 2020-07-22 12:49:14