Bài 35: Ankan, tính chất hóa học điều chế và ứng dụng

Các liên kết trong phân tử ankan là liên kết σ bền vững nên ở nhiệt độ thường ankantương đồi trơ về mọi mặt hóa học: không phản ứng với axit, bazơ và các chất oxi hóamạnh (không làm mất màu dd KMnO4) Nên ankan còn có tên là parafin ít ái lục hóa học.Phản ứng đặc trưng của ankan là phản ứng thế với halogen...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài 35: Ankan, tính chất hóa học điều chế và ứng dụng Bài 35: ANKAN. TÍNH CHẤT HÓA HỌC, ĐIỀU CHẾ VÀ ỨNG DỤNGI/ TÍNH CHẤT HÓA HỌC: Các liên kết trong phân tử ankan là liên kết σ bền vững nên ở nhiệt độ thường ankan tương đồi trơ về mọi mặt hóa học: không phản ứng với axit, bazơ và các chất oxi hóa mạnh (không làm mất màu dd KMnO4) Nên ankan còn có tên là parafin ít ái lục hóa học. Phản ứng đặc trưng của ankan là phản ứng thế với halogen: 1.Phản ứng thế: Với phản ứng tỉ lệ 1:1, ankan có bao nhiêu vị trí cacbon khác nhau còn hiđro thì b ấy nhiêu sản phẩm dẫn xuất monohalogen của ankan. Sản phẩm trong đó halogen th ế hiđro của cacbon bậc cao là sản phẩm chính. VD: *Chú ý: - Với clo: điều kiện phản ứng là ánh sáng khuyếch tán. - Với Brom: điều kiện phản ứng trên 100oC và brom chỉ thế H của cacbon bật cao. - Với flo: chỉ phản ứng mãnh liệt nên phân hủy ankan thành C và F. - Với iot quá yếu nên không phản ứng. Các đồng đẳng của metan của tham gia phản ứng thế tương tự như metan:CH3 – CH2 – CH3 + Cl2 CH3 – CHCl – CH3 + CH3 – CH2 Cl +HCl 2-clopropan 57% 1-clopropan 43%Cơ chế phản ứng halogen hóa ankan xảy ra theo cơ chế gốc dây chuyền (Sgk).2. Phản ứng tách:a/ Tách hiđro (đề hiđro hóa):CnH2n+2 H2 + CnH2n (anken)(n ≥ 2)CnH2n+2 2H2 + CnH2n-2 (ankađien)(n ≥ 1)VD:CH3 – CH3 CH2 CH2 + H2b.Cracking:*Kết luận:Dưới tác dụng của nhiệt độ và xúc tác (Cr 2O3, Fe, Pt...) các ankan không những bị táchhiđro tạo thành hiđrocacbon không no mà còn bị gãy các liên kết C–C tạo ra các phân t ửnhỏ hơn.3. Phản ứng oxi hóa (hữu hạn):-Ankan không làm mất màu dd KMnO4-Khi đốt các ankan bị cháy tạo ra CO2, H2O và tỏa ra nhiều nhiệtVD:CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O ΔH = -890KJ- Khi có xúc tác, nhiệt độ thích hôp ankan bị oxi hóa không hoàn toàn t ạo thành d ẫn xu ấtchứa oxiVD:CH4 + O2 HCH O + H2OCH3 CH2 CH2 — CH3 + 5/2 O2 2CH3 — CHOOH + H2O4. Phản ứng cháy (oxi hóa hoàn toản):CnH2n+2 + O2 nCO2 + (n+1)H2OII/ ĐIỀU CHẾ VÀ ỨNG DỤNG:a.Trong công nghiệp:- Khí tự nhiên: Khoảng 95% thể tích khí tự nhiên là mêtan, phần còn l ại là cáchiđrocacbon: C2H6, C3H8, C4H10...- Khí mỏ dầu (khí đồng hành): Khí mỏ dầu nằm bên trong m ỏ dầu kho ảng 10% th ể tíchkhí mỏ dầu là mêtan, phần còn lại là các hiđrocacbon như: C2H6, C3H8, C4H10....Thực hiện phản ứng cracking dầu mỏ thu được các ankan có khối lượng phân tử nhỏ h ơnvà các ankenVD:b.Trong phòng thí nghiệm:- Nung muối nitrat axetat với vôi tôi – xút (hỗn hợp NaOH – Ca(OH)2 có thểCaO – NaOH).VD:- Muối nhômcacbua tác dụng với H2O:Hoặc tác dụng với axit:Tỗng hợp trực tiếp từ C và H có Ni làm xúc tác 500oC:2.Ứng dụng: Stone Heart design