Węglowodory

ALKANY ? węglowodory łańcuchowe nasycone o wzorze ogólnym Cn H2n 2. Tworzą szereg homologiczny, w którym każdy następny węglowodór różni się od poprzedniego o grupę CH2, zwaną grupą metylową. Alkany mają pojedyncze wiązania między atomami węgla.
Alkany są lżejsze od wody. Alkany nie rozpuszczają się w wodzie, ponieważ ich cząsteczki nie są dipolami, gdyż nie mają one budowy polarnej. Alkany są palne, ulegają reakcją spalania.

Metan, Etan, Propan, Butan, Pentan, Heksan, Heptan, Oktan, Nonan, Dekan

ALKENY ? węglowodory łańcuchowe nienasycone, zawierające w cząsteczkach jedno wiązanie podwójne pomiędzy atomami węgla. Wzór ogólny alkenów ? CnH2n Tworzą szereg homologiczny, w którym każdy następny węglowodór różni się od poprzedniego o grupę CH2

Eten, Propen, Buten, Penten, Heksen, Hepten, Okten, Nonen, Deken

ALKINY (yn)- węglowodory łańcuchowe nienasycone, zawierające w cząsteczkach jedno wiązanie potrójne pomiędzy atomami węgla. Wzór ogólny alkinów ? CnH2n ? 2 Tworzą szereg homologiczny, w którym każdy następny węglowodór różni się od poprzedniego o grupę CH2

Etyn, Propyn, Butyn, Pentyn, Heksyn, Heptyn, Oktyn, Nonyn, Dekyn

Węgiel w związkach organicznych jest czterowartościowy.

Jak wykryć węgiel w związkach organicznych?
- prażenie substancji organicznej ? następuje jej zwęglanie, bo odparowuje woda
- węgiel w substancji organicznej może pełnić rolę reduktora 2CuO C CO2 2Cu

Odmiany alotropowe węgla: diament, grafit, fulereny.

Węgiel ? główny składnik wszystkich związków organicznych.
Diament ? najtwardszy z minerałów.
Grafit ? stosuje się go do wyrobu naczyń ognioodpornych.
Sadza ? drobno sproszkowane kryształy grafitu.
Węglowodory ? związki organiczne węgla z wodorem.
Węglowodory nasycone - związki organiczne węgla z wodorem, zawierające w cząsteczkach wiązanie pojedyncze pomiędzy atomami węgla.
Węglowodory nienasycone - związki organiczne węgla z wodorem, zawierające w cząsteczkach wiązanie wielokrotne pomiędzy atomami węgla.
Wiązanie wielokrotne ? podwójne lub potrójne wiązanie występujące w cząsteczkach związków organicznych.
Szereg homologiczny ? szereg związków organicznych o podobnej budowie i właściwościach, w którym każdy człon posiada w cząsteczce o jedną grupę ?CH2? więcej niż poprzedni.
Metan ? CH4 ? gaz błotny lub gaz kopalniany: gaz, bezbarwny, bezwonny, lżejszy od powietrza, nierozpuszczalny w wodzie, mało aktywny chemicznie, ulega reakcjom spalania.
Kraking ? sposób otrzymywania benzyny syntetycznej, polegający na pękaniu długich łańcuchów węglowych w węglowodorach i powstaniu cząsteczek o krótszych łańcuchach węglowych. C15H32 C8H18 C7H14
Eten (etylen) ? alken o wzorze C2H4 gaz, bezbarwny, nierozpuszczalny w wodzie, delikatny, przyjemny zapach, aktywny chemicznie, ulega reakcjom spalania, spala się jasnym płomieniem, ulega reakcji przyłączania np. bromu, wodoru i fluorowców, ulega reakcji polimeryzacji.
Polimeryzacja ? reakcja łączenia się pojedynczych cząsteczek związku chemicznego (monomerów) w wielkocząsteczkowy produkt ? polimer, ulegają jej tylko węglowodory nienasycone ? alkeny i alkiny.
Monomer ? cząsteczka związku chemicznego ulegająca polimeryzacji.
Polimer ? produkt reakcji polimeryzacji.
Katalizator ? substancja zwiększająca szybkość reakcji chemicznych.
Etyn (acetylen) ? gaz, bezbarwny, bezwonny, nierozpuszczalny w wodzie, lżejszy od powietrza, bardzo aktywny chemicznie, ulega reakcjom spalania, ulega reakcji przyłączenia, ulega reakcji polimeryzacji
Tworzywa sztuczne ? powstają głownie w reakcji polimeryzacji węglowodorów nienasyconych.
Biodegradacja ? proces naturalnego rozkładu zanieczyszczeń, w którego wyniku powstają substancje przyjazne środowisku przyrodniczemu.

Reakcje spalania:
Spalanie całkowite ? powstaje tlenek węgla (IV) ? (dwutlenek węgla) oraz woda
Półspalanie ? powstaje tlenek węgla (II) ? (czad) oraz woda
Spalanie niecałkowite ? powstaje węgiel w postaci sadzy oraz woda

Stan skupienia węglowodorów zależy od długości łańcucha węglowego:
1-4 atomów C ? gazy
5-16 atomów C ? ciecze
17-? atomów C ? ciała stałe

Wraz ze wzrostem długości łańcucha węglowego maleje lotność i palność; wzrasta gęstość, temperatura wrzenia i topnienia.

Reakcja przyłączenia (do etenu):

C2H4 Br2 C2H4Br2 - dibromoetan (di ? 2 , tri ? 3 , tetra ? 4)
C2H4 HCl C2H5Cl - chloroetan

Polimeryzacja - n ? liczba cząsteczek

Otrzymanie Etynu: CaC2 2 H2O C2H2 Ca(OH)2

Tworzywa sztuczne:
1. Polietylen ? reklamówki, torebki śniadaniowe, plastikowe kubki.
2. Polipropylen ? wykładziny, pojemniki, rury, folie.
3. Polistyren ? opakowania styropianowe, obudowy AGD, pojemniki.
4. Polichlorek winklu ? PCW/PCV - płytki podłogowe, izolatory, rynny.
5. Nylony ? tkaniny.
6. Kauczuk syntetyczny ? opony.
7. Teflon ? patelnie, żelazka.
8. Szkło organiczne ? fleksiglas ? reflektory, soczewki, nietłuczące szkło.

Zadania:

Oblicz zawartość procentową węgla w metanie.
Metan ? CH4
mC ? 12 u mH ? 1 u
mCH4 ? 12 u 4 * 1 u = 16 u
mC/mCH4 ? 12 u/16 u * 100% = 75 %

Napisz wzór sumaryczny alkanu, który ma w cząsteczce 20 atomów węgla.
Wzór ogólny ? Cn H 2n 2 n ? 20 C20 H42

Oblicz stosunek węgla do wodoru w metanie.
Metan ? CH4
mC ? 12 u mH ? 1 u 4H = 4 u
mC/mH ? 12 u /4 u = 3/1

Masa cząsteczkowa alkenu wynosi 56 u. Podaj jego nazwę.
mC ? 12 u mH ? 1 u m = 56 u wzór - CnH2n
56 u = n * 12 u 2n * 1 u
14n = 56n /14
n = 4 C4H8 - buten