Химия кафедрасы 5В011200 химия

Loading...


бет9/16
Дата30.03.2020
өлшемі1.39 Mb.
1   ...   5   6   7   8   9   10   11   12   ...   16

С3Н8 пропан С8Н18 октан


С4Н10 бутан С9Н20 нонан

С5Н12 пентан С10Н22 декан

Алкандарға изомерияның екі түрі тән: құрылымдық изомерия және кеңістіктегі изомерияның бір түрі – еркін айналу изомериясы.



Гомологтық қатардың төртінші мүшесінен бастап, біз құрылымдық изомериямен кездесеміз. п=4 көмірсутек екі түрде, п=5 көмірсутек үш түрде, п=6 алкан бес изомер түрінде болады. Бұдан әрі изомер саны тез өседі. Мысалы, п=15 болғанда изомер саны 4347 болса, п=20 алканның изомер саны 336319 т.с.с.


Номенклатура:



Алкандардың құрылысы


Н

Н

С



С С

Н Н


Н Н Н Н

Пропан молекуласындағы байланыстың түзілуі

Сонымен, қаныққан көмірсутектерінде кез келген С-С немесе С-Н байланыстардың бұрышы 1,94 рад (109,28') тең. Иондық байланыстан айырмашылығы, коваленттік байланыстар бағытталған. Қаныққан көмірсутектердің құрамындағы көміртек атомының sp3-гибридтелген орбиталі тетраэдрлік бұрыш жасағанда ғана зарядталған электрон бұлттары бір-бірінен барынша қашықтықта бола алады және бұның өзі жүйенің барынша орнықты болуына септігін тигізеді. Көміртегі атомдарының созылыңқы пішіні оларды сутегі атомдары бұлттарының барынша қабысуын қамтамасыз етеді, мұның өзі берік байланыстардың түзілуіне жағдай жасайды.

Алкандардың құрылысына қарағанда молекулалар құрамында екі түрлі δ-байланыс бар: δс-с және δс-н

Гомолог қатырының бір мүшесінен келесісіне өткенде байланыстар түрі өзгермейді, тек сол байланыстардың саны ғана өзгереді. Егер метан құрамында төрт δс-н болса, этанда – бір δс-с, алты δс-н; ал пропанда – екі δс-с, сегіз δс-н т.с.с.

Егер химиялық қасиет дегеніміз химиялық өзгеру десек, молекуланың химиялық өзгеріске түсуі бұрынғы байланыстардың үзіліп, жаңа байланыстардың түзілуі деп қарауға болады. Олай болса, құрамында екі түрлі δ байланыс болғандықтан, алкандарға химиялық өзгеру екі бағытта жүреді.

Егер реакцияда С-С байланысының үзілуі арқылы жүрсе, органикалық қосылыстардың молекуласы ұсақ бөлшектерге бөлініп, молекула ыдырайды, яғни крекинг процесі жүреді.

Ал реакция С-Н байланысының үзілуі арқылы жүрсе, онда молекула сақталады (бөлшектенбейді). С-Н байланысының үзілуінің нәтижесінде сутек атомдары кетіп, оның орнына басқа атом келеді, яғни сутек атомы басқа да атомға орын ауыстырылады. Мұндай химиялық өзгеру орынбасу реакциясы деп аталады, S деп белгіленеді. Сонымен алкандарға орынбасу және бөлшектену (крекинг) реакциялары тән.


С-С және С-Н байланыстардың сипаттамасы

Байланыс

Ұзындығы, нм

Энергиясы, кДж/моль

Бағытталуы, градус

Полярлығы

(μ), Д


Полюстенгіш қабілеті

С-С

0,154

350

109028'

0

1,3

С-Н

0,108

418,7




0,4

1,7

Егер осы екі байланыстың энергиясын салыстырсақ С-Н байланысы (418,7 кДж/моль) С-С байланысына (350кДж/моль) қарағанда мықтырақ. С-С байланысы тезірек үзілуі керек. Сол себепті, алкандар негізінен бөлшектену реакциясына бейімдеу деп қорытындыға келуге болады. Бірақ жасалған тәжірибелер алкандарға негізгі тән реакция – орынбасу реакциясы екенін анықтайды. Мұны қалай түсіндіруге болады? Өзіңізге белгілі, екі молекуланың арасында реакция жүру үшін, біреуі активтеліп, сол активтелген бөлшек екніші молекулаға шабуыл жасауының нәтижесінде болады. Олай болса, активтелген бөлшек С-С байланысты үзу үшін тетраэдрдің ішіне енуі керек, ал С-Н байланысты үзу үшін тетраэдрдің төбесіне шабуыл жасауы қажет. Әрине, тетраэдрдің төбесіндегі байланысты шабылдау, кеңістік тұрғысынан, ыңғайлы. Сондықтан, С-Н байланыстың энергиясы көптеу болса да, шабуылдауға ыңғайлы болған соң, үзілуі жеңілірек, сол себепті, алкандар негізінен орынбасу реакциясына бейім, ал бөлшектену реакциясы өте қатаң жағдайда жүреді.

ІІ. Алкандарды алу және синтездеу әдістері

Өндірістік көзі. Алкандардың негізгі табиғи көзі – мұнай және онымен бірге бөлінетін табиғи газ. Құрамында өсімдіктердің және жануарлардың қалдықтарынан құралған күрделі органикалық қосылыстар шірудің және миллион жыл геологиялық өзгерістерге түсуінің нәтижесінде құрамы бірден –30-40 көміртектен тұратын алкандар қоспасына айналған. Алкандармен бірге циклоалкандар да түзіледі. Циклоалкандар мұнай өндірісінде нафтендер деп аталады.

Табиғи газ жеңіл ұшатын алкандардан, яғни төмен молекулалық салмақтылардан тұрады. Олар негізінен: метан, азырақ этан, пропан, өте аз жоғары молекулалақ алкандар. Зерттеу жұмысы кезінде олардың қатынасы анықталған: метан, этан, пропан – 12:2:1, ал жоғары молекулалы алкан небары 3 пайызды ғана құрайды екен. Пропан-бутан фракциясын сұйытылған (үлкен қысыммен) күйінде жеңіл ұшқыш компоненттерінен бөліп, сосын үлкен қысыммен баллондарға толтырып, күнделікті үй тұрмысында қолдануға жібереді.

Мұнайды фракциялап айдағанда әртүрлі фракциялар түзіледі. Қайнау температурасы молекулалық салмағына байланысты болғандықтан фракциялап айдағанда фракцияға көміртек санына қарай шамамен бөледі. Әр фракция алкандардың бірнеше изомерияларынан тұратын күрделі қоспа. Әр фракцияның күрделі қоспа немесе таза қосылыс екеніне көңіл аудармай, оның ұшқыштығына немесе қоюлығына байланысты қолданады.

Барлық тез ұшқыш фракциялар отын бола алады. Газ фракциясы, табиғи газ сияқты, отын ретінде қолданылады. Жеңіл ұшқыш отынмен іштей жанатын қозғалтқыштар – бензин, форсункалар және реактивті қозғалтқыштарда- керосин, ал дизельдерде – соляр майы пайдаланылады. Керосин мен соляр майы да отын ретінде кең пайдаланылады.

Майлаушылар (смазочные масла) фракциясы көп мөлшерде ұзын тізбекті (С2034) алкандардан тұрады. Олардың балқу температурасы өте жоғары. Егер майда қалып қойса, онда салқын ауада воск тәріздес қатты зат болып кристалданады. Ондай құбылыстан сақтау үшін майды салқындатады да, сүзіп восктен айырады. Тазартқан соң қатты парафинді (балқу температурасы 50-550С) алады, ол ары қарай вазелин алуға пайдаланылады. Асфальт үй төбесін құюға, жол құрылысында қолданылады. Мұнайды айдаудан алынған мұнай коксы, көміртек:сутек қатынасы өте үлкен, күрделі көмірсутектерден құралған. Ол отын ретінде және электрохимиялық өндіріс үшін қажет көмір электродын даярлайтын өндірісте қолданылады. Көптеген полюссіз органикалық қосылыстар үшін петролеин эфирі және лигроин - өте жақсы еріткіш. Одан басқа петролеин фракцияларының кейбіреулері басқа органикалық қосылыстарды синтездеуге қолданылады. Жоғары молекулалы алкандарды крекингілеу арқылы төменгі молекулалы алкандар мен алкендерге айналдырады, соның нәтижесінде бензиннің шығымы көбейеді. Крекингіеуден алынған алкендер басқа алифат қосылыстарын алуда кең түрде қолданылады.

Өндірісте және лабораторияда алу. Органикалық қосылыстарды алу әдісін екіге жіктейді: өндірістік және лабораториялық. Өндірістік көлемде қажетті материалдар көп мөлшерде және арзан бағамен алынады. Лабораторияда өте аз мөлшерде (жүздеген грамм, кейде одан да аз) алынады, оның бағасына көңіл аудармайды, даярлау (алу) уақыты тез болса болғаны. Өндірісте тек қана таза зат емес, қажетті затты басқа қосылыстармен аралас күйінде қолдана береді. Кейде ол затты бөлгенде өзімен туыстас қосылыспен қоспа ретінде алған да экономикалық тиімді болуы мүмкін. Ал лабораторияда химикке өте таза зат қажет. Ол затты таза күйінде бөлу көп уақыт қажет етеді, кейде таза күйінде бөлінбеуі де мүмкін. Өндірісте, егер қажетті затты бөлу қиын болса, онда экономикалық тиімді реакцияны қолданып, сол затпен туыстас қосылысты ала береді. Ал лабораторияда, мүмкіншілігіне қарай тек бір өнімді жақсы шығыммен беретін реакцияны ғана жүргізуге тырысады. Өндірісте бір процесті және оған қажет аппараттарды зерттеп даярлағанда класс қосылыстарының бір өкіліне ғана арнайды, ал лабораторияда химик тек бір ғана қосылыс үшін даярламайды, мүмкіншілігіне қарай бір қосылыстың бірнеше өкілдеріне қолдануға тырысады.



Достарыңызбен бөлісу:
1   ...   5   6   7   8   9   10   11   12   ...   16
Loading...


©melimde.com 2020
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет
рсетілетін ызмет
Жалпы ережелер
ызмет стандарты
дістемелік кешені
бекіту туралы
туралы хабарландыру
біліктілік талаптары
кіміні аппараты
Конкурс туралы
жалпы біліктілік
ойылатын жалпы
мемлекеттік кімшілік
жалпы конкурс
білім беретін
Барлы конкурс
республикасы білім
ызмет регламенті
бойынша жиынты
ткізу туралы
конкурс атысушыларына
біліктілік талаптар
атысушыларына арнал
Республикасы кіметіні
идаларын бекіту
облысы кімдігіні
мемлекеттік ызмет
рсетілетін ызметтер
стандарттарын бекіту
Конкурс ткізу
дебиеті маманды
мемлекеттік мекемесі
Мектепке дейінгі
дістемелік сыныстар
дістемелік материалдар
ауданы кіміні
конкурс туралы
жалпы білім
рметті студент
облысы бойынша
мектепке дейінгі
мыссыз азаматтар
Мемлекеттік кірістер
білім беруді
дарламасыны титулды
Конкурс жариялайды
дістемелік кешен
мелетке толма
ызметтер стандарттарын
разрядты спортшы
аласы кіміні
директоры бдиев

Loading...