BÀI 12: ALKANE
-
KHÁI NIỆM VỀ ALKANE
* Tìm hiểu nguồn alkane trong tự nhiên
Các alkane là thành phần chính của dầu mỏ, khí thiên nhiên và khí mỏ dầu.
* Tìm hiểu cấu tạo và công thức chung của alkane
Alkane là các hydrocarbon mạch hở chỉ có liên kết đơn
CT chung: CnH2n+2 (n ≥ 1).
-
DANH PHÁP ALKANE
* Tìm hiểu cách gọi tên alkane theo danh pháp thay thế
Danh pháp thay thế của các alkane:
– Tên theo danh pháp thay thế của các alkane không phân nhánh
Tiền tố ứng với số ngtu C của alkane + ane
– Tên theo danh pháp thay thế của các alkane phân nhánh
Tên alkane = số chỉ vi trí mạch nhánh – tên nhánh + Tiền tố ứng với số ngtu C mạch chính + ane
Lưu ý
+ Chọn mạch chính là mạch dài nhất, đánh số TT Ả rập sao cho tổng số vị trí các nhánh là nhỏ nhất.
– Tên nhánh là tên gốc alkyl
– Gốc alkyl gọi theo tên alkane nhưng đổi “ane” thành “yl”.
– Giữa phần số và chữ phải dùng dấu “-’’
– Khi đọc tên nhảnh phải kèm STT của nhánh
– Nếu có 2 nhánh giống nhau thì dùng tiếp đầu ngữ là đi, 3 nhóm là tri, 4 là tetra…
– Khi có 2 nhánh khác nhau thì thứ tự gọi tên theo thứ tự ABC.
Ví dụ:
-
a) butane
-
b) 2, 3-dimethylpentane
-
c) 2, 3-dimethylpentane
-
TÍNH CHẤT VẬT LÍ
* Tìm hiểu tính chất vật lí của alkane
– Ở điều kiện thường alkane từ C1 → C4 ở trạng thái khí, từ C5 → C17 trở đi ở trạng thái lỏng, từ C18 trở lên ở dạng rắn.
– tonc, tos và khối lượng riêng của alkane nói chung tăng theo chiều tăng của phân tử khối.
– Alkane là những chất không màu, không tan trong nước, nhẹ hơn nước nhưng tan trong dung môi không phân cực.
-
TÍNH CHẤT HOÁ HỌC
* Tìm hiểu đặc điểm liên kết hóa học trong phân tử alkane
Mỗi nguyên tử carbon trong alkane đều nằm ở tâm của một hình tứ diện, 4 đỉnh là các nguyên tử H, hoặc nguyên tử C với các góc liên kết: C-C-C, C-C-H, H-C-H gần bằng 109,5OC
Trong alkane chỉ có liên kết σ bền, không phân cực → khá trơ về mặt hoá học
* Tìm hiểu tính chất hóa học của alkane
-
Phản ứng thế halogen
CH4+ Cl2 CH3Cl + HCl
chloromethane
CH3Cl + Cl2 CH2Cl2 + HCl
dichloromethane
CH2Cl2 + Cl2 CHCl3 + HCl
trichloromethane
CHCl3 + Cl2 CCl4 + HCl
tetrachloromethane
– Phản ứng thế halogen là phản ứng đặc trưng của alkane.
– Đối với alkane phân tử có các nguyên tử C có bậc khác nhau,sản phẩm chính thế H ở C bậc cao hơn
-
Phản ứng cracking
-
Phản ứng reforming
CH3[CH2]4CH3 CH3C(CH3)2CH2CH3
CH3[CH2]4CH3 C6H12 + H2
cyclohexane
CH3[CH2]4CH3 C6H6 + 3H2
benzene
Kết luận:
– Cracking là quá trình “bẻ gãy” các phân tử alkane mạch dài thành những hydrocarbon mạch ngắn hơn.
– Phản ứng reforming là quá trình biến đổi cấu trúc phân tử các alkane mạch không phân nhánh, mạch hở, không thơm thành các hydrocarbon có nhánh hoặc vòng.
-
Phản ứng oxi hóa
Oxi hoá hoàn toàn
Thí nghiệm 2: Đốt cháy hexane
Hiện tượng: Ngọn lửa có màu vàng xanh, không tạo bồ hóng.
PTHH 2C6H14 + 19O2 12CO2 + 14H2O
PTHH tổng quát:
Oxi hoá không hoàn toàn
Thí nghiệm 3: Tìm hiểu khả năng phản ứng của hexane với dung dịch KMnO4
Màu tím của dung dịch KMnO4 trong 2 ống nghiệm không đổi. Tuy nhiên, do hexane không tan trong nước nên chất lỏng trong 2 ống nghiệm có sự phân lớp.
Kết luận:
– Phản ứng oxi hoá: Alkane cháy toả nhiều nhiệt, alkane không làm mất màu KMnO4,
-
ỨNG DỤNG CỦA ALKANE VÀ ĐIỀU CHẾ ALKANE TRONG CÔNG NGHIỆP
*Tìm hiểu ứng dụng của alkane
-
Alkane dùng làm nhiên liệu
-
Dùng làm dầu bôi trơn, dung môi,…
-
là nguyên liệu tổng hợp nhiều chất hữu cơ khác: CH3Cl, CH2Cl2, CCl4, CF2Cl2, …
* Điều chế alkane trong công nghiệp
-
Trong công nghiệp, alkane được khai thác từ khí thiên nhiên, khí đồng hành và dầu mỏ (chưng cất phân đoạn).
* Tìm hiểu một số nguyên nhân gây ô nhiễm không khí do các phương tiện giao thông và cách giảm thiểu, hạn chế.
-
Ô nhiễm không khí do khói thải từ các phương tiện giao thông góp phần làm Trái Đất nóng lên và gây ra sự biến đổi khí hậu toàn cầu
