Koji su alkani u plinovitom stanju pri sobnoj

temperaturi i atmosferskom tlaku?

Koji spoj ima više vrelište, propan ili butan?

Koja tekućina ima veću gustoću,

voda ili benzin?

Koji spojevi nastaju gorenjem ugljikovodika uz dovoljan pristup zraka odnosno kisika?

Koje je zajedničko kemijsko svojstvo benzina, zemnog plina i parafina?

Koja je uloga benzina u medicinskoj praksi?

SVOJSTVA ALKANA

Fizikalna svojstva alkana

Molekule alkana su nepolarne, dok su molekule vode polarne.

Alkani su hidrofobni, odnosno nisu topljivi u vodi.

Gustoća tekućih i čvrstih alkana je manja od gustoće vode.

Medicinski benzin se koristi kao nepolarno otapalo za čišćenje masnih površina oko rana.

Medicinski benzin izaziva sušenje i pucanje zdrave kože.

Vrelišta alkana rastu s porastom broja ugljikovih atoma u molekuli.

Metan, etan, propan i butan su plinovi pri sobnoj temperaturi i normalnom tlaku (prirodni plin).

Alkani koji imaju 5 do 17 ugljikovih atoma u molekuli su tekućine (benzin, kerozin, dizel).

Alkani koji imaju 18 ili više ugljikovih atoma u molekuli su čvrste tvari (parafinski vosak).

t_t = - 138 ⁰C

t_v = - 0,5 ⁰C

t_t = - 159,4 ⁰C

t_v = - 11,7 ⁰C

Utjecaj strukture molekula na talište i vrelište alkana

Nerazgranate molekule butana slažu se kompaktnije, međumolekulske sile su jače i potrebno je dovesti više topline za njihovo kidanje.

Konstitucijski izomer čije su molekule manje razgranate ima više talište i vrelište.

Kemijska svojstva alkana

Alkani su lako zapaljive tvari. U smjesi sa zrakom plinoviti i tekući alkani vrlo su eksplozivni.

Gorenje metana

CH₄(g) + 2 O₂(g) → CO₂(g) + 2 H₂O(l)

Zadatak 1.16

Usporedi oksid. brojeve ugljikovih atoma u metanu i ugljikovu dioksidu.

Rješenje zadatka 1.16

CH₄(-IV) → CO₂(IV)

Gorenjem alkana uz dovoljan pristup zraka nastaje ugljikov dioksid i voda.

U reakcijama gorenja alkana događa se oksidacija ugljikovih atoma.

Gorenjem alkana oslobađa se velika količina topline.

Pogledaj video Fotokloriranje, zabilježi opažanja, analiziraj ih i izvedi zaključke. Poveznica: https://youtu.be/GhP3o6e6XY4

Zaključak

Djelovanjem svjetlosti pokrenuta je kemijska reakcija metana i klora (fotokemijska reakcija).

CH₄(g) + Cl₂(g) → CH₃Cl(g) + HCl(g)

Kloriranje metana

U fotokemijskoj reakciji metana i klora nastaje klormetan i klorovodik.

Vodikov atom u molekuli metana zamijenio se

klorovim atomom.

Supstitucija je kemijska reakcija zamjene atoma ili atomske skupine u molekuli.

Kloriranje cikloheksana

U fotokemijskoj reakciji cikloheksana i klora nastaje klorcikloheksan i klorovodik.

Alkani su kemijski slabo reaktivni zbog jake jednostruke kovalentne veze između ugljikovih atoma.

Reakcija cikloheksana i klora je supstitucijska reakcija.

Supstitucija je karakteristična reakcije za alkane.

Zadatak 2.16

Usporedi oksidacijske brojeve ugljikova atoma koji je vezao klorov atom.

Rješenje zadatka 2.16

cikloheksan(-II)

klorcikloheksan(0)

Kloriranje ciklopropana

U reakciji ciklopropana i klora nastaje 1,3-diklorpropan.

Oba atoma iz molekule klora vezala su se na molekulu ciklopropana.

Adicija je kemijska reakcija vezanja atoma ili atomskih skupina na organsku molekulu.

Hidrogeniranje ciklobutana

U reakciji ciklobutana i vodika nastaje butan.

Ciklopropan i ciklobutan su reaktivni zbog kutne napetosti u molekuli (reagiraju adicijski).

Vježbanje i ponavljanje

Zadatak 10 / 150

2 C₂H₆(g) + 7 O₂(g) → 4 CO₂(g) + 6 H₂O(l)

V^⁰(C₂H₆) = 2 L, V^⁰(CO₂) = ?

n(CO₂) : n(C₂H₆) = 4 : 2

n(CO₂) = 2n(C₂H₆)

V^⁰(CO₂) = 2V^⁰(C₂H₆)

Rješenje zadataka 10 / 150

V^⁰(CO₂) = 4 L

Zadatak 3.16

Usporedi vrelišta

butana i propana.

Rješenje zadatka 3.16

Vrelište butana više je

od vrelišta propana.

Zadatak 6ab / 153

Rješenje zadataka 6a / 153

2 C₆H₁₄(l) + 19 O₂(g) → 12 CO₂(g) + 14 H₂O(l)

m(C₆H₁₄) = 0,5 g, V^⁰(CO₂) = ?

n(CO₂) : n(C₆H₁₄) = 12 : 2

n(CO₂) = 6n(C₂H₆)

Rješenje zadataka 6b / 153

V^⁰(CO₂) = n(CO₂) ∙ V_m^º(g)

V^⁰(CO₂) = 0,0348 mol ∙ 22,4 dm³ / mol V^⁰(CO₂) = 0,78 dm³

n(CO₂) = 6 ∙ 0,0058 mol

n(CO₂) = 0,0348 mol

n(C₆H₁₄) = m(C₆H₁₄) : M(C₆H₁₄)

n(C₆H₁₄) = 0,5 g / 86 g mol^‒1 n(C₆H₁₄) = 0,0058 mol

Domaća zadaća

Zadatak 8 / 153

Zadatak 3b / 162

Objasni reakciju gorenja metana uz dovoljan pristup zraka.

Usporedi polarnost molekula alkana s molekulama vode.

Usporedi vrelište butana s vrelištem njegova izomera.

Objasni reakciju

kloriranja metana.

Poveži vrelišta alkana s brojem ugljikovih atoma u molekuli.

Objasni reakciju

kloriranja cikloheksana.

Objasni reakciju

kloriranja ciklopropana.

Objasni reakciju

hidrogeniranja ciklobutana.