Уравнение реакции горения алканов в общем виде:
Из этого уравнения следует, что с увеличением числа углеродных атомов (n) в алкане увеличивается количество кислорода, необходимого для его полного окисления.
При горении высших алканов (n >>1) кислорода, содержащегося в воздухе, может оказаться недостаточно для их полного окисления до СО2. Тогда образуются продукты частичного окисления:
- угарный газ СО (степень окисления углерода +2),
-сажа (мелкодисперсный углерод, нулевая степень окисления).
Поэтому высшие алканы горят на воздухе коптящим пламенем, а выделяющийся попутно токсичный угарный газ (без запаха и цвета) представляет опасность для человека.
Горение метана при недостатке кислорода происходит по уравнениям:
Применение
Метан используют как дешевое топливо, из него получают ацетилен, метиловый спирт. Смесь пропана и бутана используется в качестве топлива (бытовой газ в баллонах). Средние члены гомологического ряда метана используют как растворители и моторное топливо.
Средние члены гомологического ряда метана (С7—C17) используются как растворители и моторное топливо.
Высшие алканы (C18—C44) применяются для производства высших жирных кислот, синтетических жиров, смазочных масел, пластификаторов, непредельных соединений, используемых в синтезе высокомолекулярных веществ, ПАВ и др.
Важная особенность алканов – их использование в качестве горючего. Газ в кухнях, бензин в машинах, авиационное и дизельное топливо – все это смесь различных алканов. Источниками углеводородного топлива являются сырая нефть и природный газ. Сырая нефть состоит из смеси 150 соединений и плохо горит. Ее подвергают фракционной перегонке (разделение нефти на отдельные составные части – фракции под действием температуры). Каждая фракция, полученная в результате перегонки, представляет собой смесь углеводородов с определенным числом атомов, кипящих при определенной температуре.
4 Алкены
Алкены – алифатические непредельные углеводороды, в молекулах которых между углеродными атомами имеется одна двойная связь.
Алкены образуют свой гомологический ряд с общей формулой СnH2n .
Простейшим представителем этого рода является этен (этилен). Структурная формула этена:
Номенклатура
По систематической номенклатуре названия этиленовых углеводородов производятся от названий парафиновых углеводородов, с изменением окончания ан на ен и с приставкой цифры, указывающей, после какого по счету от начала главной цепи атома углерода находится двойная связь. Если возможно, то название выбирают таким образом, чтобы двойная связь находилась в наиболее длинной углеродной цепи и нумерацию начинают с того конца цепи, к которому двойная связь ближе.
2-метилбутен-2
2,5-диметилгексен-2
Изомерия
Для этиленовых углеводородов структурная изомерия становится более сложной. Кроме изомерии, связанной со строением углеродного скелета, как у алканов, появляется изомерия, зависящая от положения двойной связи.
Первые два члена гомологического ряда алкенов – этен и пропен – изомеров не имеют и их строение можно выразить так:
этен (этилен) пропен (пропилен)
Для алкена С4Н8 возможны уже 3 изомера:
Алкен С5Н10 имеет 5 изомеров:
