- •Методические указания к лабораторной работе № 1 «Химические свойства насыщенных и ненасыщенных углеводородов»
- •Содержание
- •1 Техника безопасности
- •1.1 Общие праВила безопасности работы в лАборатОриЯх во врЕмЯ занЯтий с учАщимися [1]
- •1.2 Требования бЕзопаСнОсти при работе с киСлОтами и щелочами [1]
- •Растворять твердые щелочи следует путем медленного прибавления их небольшими кусочками к воде при непрерывном перемешивании. Кусочки щелочи нужно брать только щипцами.
- •1. 3 Правила бЕзопаСнОсти рАбОты с легковоспламенЯющимися и горючими жидкостями [1]
- •1.4 Требования безопасности при работе со Щелочными металлами [1]
- •1.5 Правила безопаснОй рабоТы с использованием спиртовОго и СухОго гОРючего [1]
- •1.6 ПрАвила безопасности работы с хИмической посудОй и ампулами [1]
- •2 Лабораторная химическая посуда
- •3 Применение хромовой смеси для мытья химической посуды
- •4.1 Сравнительная характеристика химических свойств алифатических соединений
- •4.1.1 Окисление
- •4.1.1.1 Реакции с KmnO4
- •4.1.1.2 Реакции с бромной водой
- •4.1.1.3 Реакции с аммиачным раствором оксида серебра (реактив Толленса)
- •Алкены и алкины с аммиачным раствором оксида серебра реагируют по механизму нуклеофильного замещения (sn).
- •Аналогично протекает реакция между алкинами и аммиачным раствором хлорида меди (I):
- •4.1.2 Термическое разложение (крекинг)
- •При повышенных температурах все углеводороды разлагаются с разрывом с – с связи (расщепление) и с – н связи (дегидрирование).
- •При каталитическом крекинге разрушение молекулы алканов происходит гетеролитически с образованием ионов карбония.
- •4.1.3 Гидратация (присоединение воды)
- •Алкины в присутствии серной кислоты и сульфата двухвалентной ртути легко присоединяют воду с образованием уксусного альдегида:
- •4.1.4 Гидрогалогенирование (присоединение галогеноводородов)
- •4.1.5 Реакции замещения
- •4.1.7 Полимеризация
- •Мономер димер тример … октамер полимер
- •Радикальная цепная реакция полимеризации
- •Катионная цепная реакция полимеризации
- •Анионная цепная реакция полимеризации
- •Изотактический (стереорегулярный)
- •АТактический (Нерегулярная стереоструктура)
- •СопОлимеризация
- •Реакция тепломеризации
- •5 Лабораторная работа
- •6 Оформление тетради
- •Контрольные вопросы
- •Литература
Аналогично протекает реакция между алкинами и аммиачным раствором хлорида меди (I):
Н3С – С СН + [Cu(NH3)2]ОН Н3С – С С–Cu + 2NH3 + H2O
ацетиленид
меди
Связь между ненасыщенным углеродным атомом и атомом водорода (CН) осуществляется в результате перекрытия sp-орбитали углеродного атома и s-орбитали атома водорода. sp-Орбиталь обладает повышенным s-характером по сравнению с sp2- и sр3-орбиталями (доля s-орбитали в образовании sp-орбитали 50 %), что повышает электроотрицательность углеродного атома:
Образующийся при отрыве водорода анион обладает значительной стабильностью:
следовательно, K = k1/k2 будет тем больше, чем меньше k2. Поэтому связь С–Н в алкинах приобретает способность гетеролитически разрываться с отщеплением протона (кислотные свойства).
А
4.1.2 Термическое разложение (крекинг)
КРЕКИНГ [англ. cracking < crack расщеплять] – процесс переработки нефти и ее фракций, основанный на разложении (расщеплении) молекул сложных углеводородов в условиях высоких температур и давлений; применяется для получения главным образом моторных топлив, а также химического сырья.
При повышенных температурах все углеводороды разлагаются с разрывом с – с связи (расщепление) и с – н связи (дегидрирование).
Крекинг может быть осуществлен без катализатора (термический крекинг) и с его участием (каталитический или термокаталитический крекинг). Термический крекинг осуществляют при 460 – 560 °С и атмосферном или повышенном давлении (до 1,01 . 107 па). Термическое разложение при более высоких температурах (700–800 °С) в технике называется пиролизом. Пиролиз приводит к более глубоким изменениям алканов и частичному образованию углерода. Каталитический крекинг проводят в присутствии алюмоселикатов или платины. В ходе крекинга происходит разложение сложных углеводородов с образованием соединений с меньшей молекулярной массой. Одновременно протекают реакции изомеризации, циклизации, уплотнения. В результате образуется смесь разнообразных продуктов, состав которых сильно зависит от условий крекинга.
алканы. При термическом разложении алканов разрыв углеродной цепи и дегидрирование сопровождаются изомеризацией и циклизацией алканов.
Характер образующихся при крекинге продуктов зависит от строения алкана и термического воздействия (температуры, продолжительности нагрева и т. д.), а также от наличия и вида катализатора.
Так, при крекинге н-бутана могут образовываться:
Механизмы термического и каталитического крекинга различны. При термическом крекинге происходит гомолитическое расщепление С – С связи с образованием свободных радикалов:
Свободные радикалы вследствие высокой реакционной способности существуют непродолжительное время. Продолжительность жизни наиболее устойчивых метильных и этильных радикалов 10–3 – 10–4 с.