Хімічні властивості алканів - 9 клас

1. За н.у. алкани досить інертні:

Демонстрація: відношення алканів до розчинів кислот, лугів, калій перманганату.

-          не реагують з лугами і кислотами;

-          не окиснюються  перманганат калію (KMnO₄)

-          не знебарвлюють бромну воду (Вr₂)

У ХІХ ст. алкани називали «хімічними мерцями»

2. Горіння – повне окиснення

СН₄ + 2О₂ →СО₂ + 2Н₂О; ∆Н = 890 кДж/моль

2С₂Н ₆+ 7О₂ → 4СО₂ + 6Н₂О; ∆Н < 0

-          При нестачі О₂  утворюється  СО (чадний газ), С (сажа)

-          Суміш СН₄ і О₂ дуже вибухонебезпечна. Спричинює аварії в шахтах, може статися вибух в приміщенні. Саме тому, щоб  своєчасно встановити виток газу до побутового газу додають  метил меркаптан – речовина з характерним неприємним запахом.

Реакцією горіння можна скористатися, щоб довести якісний склад алканів:

Демонстрація: горіння парафіну, визначення його якісного складу за продуктами горіння

а)  газ, що утворюється пропускають через вапняну воду – вона каламутніє

СО₂ + Са(ОН)₂ → СаСО₃ ↓+ Н₂О

б) СuSO₄ + Н₂О → СuSO₄ ·Н₂О

     ^{білий                                    синій}

в)  на холодному склі, що потримати над полум’ям – конденсується  вода.

Отже,  до складу  алканів входять С і Н

3. Термічний розклад

            _{t›1000°C                                                      t›1000°C}

а) СН₄   →  С + 2Н₂                   б) 2СН₄  →   С₂Н₂ + 3Н₂     

_t

С₂Н ₆ → 2С + 3Н₂

 Н₂ – для добування НСl , NH₃

 С – для добування гуми і фарб

4. Реакції заміщення – галогенування

                 _світло

СН₄ + Cl₂ → CH₃Cl + HCl

^{хлорметан}  -  використовують в холодильних установках, в медицині для місцевої  анестезії, в органічному синтезі

                      _світло

CH₃Cl + Cl₂ → CH₂Cl₂+ HCl

                        ^{дихлорметан –} розчинник

                   _світло

CH₂Cl₂+ Cl₂ → CHCl₃+ HCl

                       ^{трихлорметан  (хлороформ) –} розчинник, анестезуюча дія, раніше

використовували в медицині для знеболювання

У 1847 році акушер Симпсон уперше використав  CHCl₃ для наркозу під час пологів.

CHCl₃ + Cl₂ CCl₄+ HCl

^{терахлорметан} – розчинник, протипожежний засіб, але не в закритих приміщення. Оскільки утворюється  отруйний фосген СОСl₂

Сумарне рівняння:                      _світло

                        СН₄ + 4Cl₂ →  CCl₄+ 4HCl

                                           _світло

С₂Н ₆ + Cl₂ → C₂H₅Cl + HCl

^{хлоретан}  - в медицині для швидкого охолодження шкіри і м’язів при  вивихах і  розтягненнях

Усі продукти хлорування алканів токсичні  й руйнують озоновий шар.

Цікаво про алкани

1.      До складу феромонів  тварин входять деякі  вищі алкани. Запах феромонів приваблює комах або їх відлякує. Наприклад, феромон тривоги в мурашок-древоточців містить насичений вуглеводень декан. Вуглеводи С₁₆-С₃₆, які є в поверхневому шарі кутикул рослин, запобігають їхньому висиханню. У ході еволюції насичені вуглеводні, які виробляють квітки орхідеї роду Оphrys (О. sphegodes), набули нової функції - приваблювання комах.

2.       На поверхні фруктів воскоподібна плівка містить гомологи метану.

3.      Парафін ( С₁₈ – С₃₅) – використовується в медицині (парафінотерапія)

4.      Вазелінова олія (до С₂₅)  - у медицині, парфумерії, косметології

5.       Вазелін (до С₂₅)  - у медицині для виготовлення мазей

6.      Спрей-заморозку «Doc Sprt» використовують для швидкого охолодження шкіри і м’язів при  вивихах і  розтягненнях. Містить зріджені пропан і бутан

      (раніше С₂Н₅Сl – токсичний)

7.       Спрей «Дин фріз» - зовнішній засіб для лікування  болю в м’язах, попереку, ревматичного болю, болю від забиття, судом, розтягнення зв’язок. Головна його складова – С₅Н₁₂ (на шкірі випаровується, поглинаючи тепло, охолоджує ділянку шкіри.)