Карбон қышқылдарының физикалық қасиеттері және алыну жолдары. Физикалық қасиеттері
Ароматты көмірсутектерге жалпы түсінік
жүктеу/скачать 15,28 Mb.
|
МЕД ХИМ РК2 ЖАУАПТАР
- Бұл бет үшін навигация:
- Алкиндердің химиялық қасиеттері
- Гетероциклды қосылыстарды алу әдістері Фуран, тиофен, пирролдарды былай алады
| Ароматты көмірсутектерге жалпы түсінік.
Арендер - хош иісті көмірсутектер ("Углеводороды ароматические") мақаласын қараңыз.[1] Арендердің алғашқы табылған мүшелерінің өздеріне тән жағымды иістері болғандықтан, оларды ароматты көмірсутектер деп те атайды. Бірақ кейінірек ароматты көмісутектерге жататын көптеген заттардың хош иістері болмайтыны анықталды. Осыған қарамай, тарихи қалыптасып қалған бұл атау осы кезге дейін қолданылып келеді. Арендер — молекулаларының құрамында бензол сақинасы (бензол ядросы) бар жалпы формуласы СnН2n -6 болатын көмірсутектер. Арендердің ең арапайым мүшесі — бензол С6Н6 Алкиндердің химиялық қасиеттері Алкиндердің химиялық қасиеттері Электрофильді қосылу реакциясы (AdE ); Алмасу реакциясы (терминалды алкиндер үшін); Тотығу және тотықсыздану реакциясы. Терминалды үштік байланысы бар алкиндер терминал деп аталады. Гетероциклды қосылыстарды алу әдістері Фуран, тиофен, пирролдарды былай алады: 1. 1,4-диоксоқосылыстарды не олардың күкірт, не азоты бар аналогтарын дегидратациялап, циклдеу арқылы. а) фуран ә) тиофен б) пиррол Алкандардың химиялық қасиеттері Алкандар орынбасу, айырылу, изомерлену және тотығу реакцияларына түседі. Алкандардың басқа көмірсутектермен салыстырғандағы бір ерекшелігі — олардың құрамындағы көміртек атомдарының валенттіктері толығымен сутек атомдарымен қаныққан. Сондықтан алкандар қосылу реакцияларына түспейді. Алкандар құрамындағы тағы бір ерекшелік — оларда едәуір берік коваленттік σ-байланыстың болуы. Бұл байланыстың полюстігі төмен, сондықтан алкандар, негізінен, SRмеханизмі бойынша реакцияларға түседі. С—С байланыс едәуір қатаң жағдайда үзіліп, реакцияға қиын түседі. Алкандардың парафиндер деп аталу себебі осы. Алкандар химиялық реакцияларға энергия берген (қыздыру немесе ультракүлгін сәулелердің әсерінен) жағдайда ғана түседі. Реакция барысында көміртек пен сутек С—Н арасындағы байланыс үзіліп, сутек атомы басқа атомдар мен атом топтарына алмасады немесе көміртек атомдарының С—С араларындағы байланыстар үзіледі. Алкандар полюссіз қосылыстар болғандықтан, байланыстардың үзілуі негізінен радикалдар түзе, гомолиттік механизм бойынша жүреді. Орынбасу реакциялары Қаныққан көмірсутектерге тән реакциялар. Бұл кезде С—Н байланысы үзіліп, сутек атомы басқа атомға немесе атом топтарына алмасады. Сутек атомдарының алмасулары үшіншілік көміртек атомдарында ең оңай, екіншілік көміртек атомдарында қиындау, ал біріншілік көміртектерде қиын жүреді. Қаныққан көмірсутектердің орынбасу реакияларының бірінші сатысын жалпы түрде былай жазуға болады: RH + ХҮ → RX + НҮ 1. Галогендену реакциялары — алкандардың практикалық маңызды реакцияларының бірі, жарықтың немесе жоғары температураның әсерінен іске асады. Жарықтың әсерінен жүретін реакциялар фотохимиялық реакциялар деп аталады. Алкандардың галогендермен орынбасу реакциялары хлормен жеңіл, броммен қиындау, йодпен қиын жүреді. Ал фтормен қопарылыс түзе жүретін болғандықтан, реакцияны инертті газ қатысында сұйылтып жүргізеді. Сутектердің орнын галогендерге алмастырғанда, алкандардыц галогентуыидылары түзіледі. Метанның хлорлану реакциясы жарықтың ([hν—"аш ню" арқылы жарық кванты белгіленеді) немесе температураның әсерінен жүреді. Реакция метанның хлортуындылары мен хлорсутек түзе жүреді: СН4 + Сl2 → СН3Сl +HCl CH3Cl + Cl2 → CH2Cl2+ HCl CH2Cl2 + Cl2 → CHCl3 +HCl СНСl3 + Сl2 → ССl4 + HCl 2. Нитрлеу реакциясы. Бұл реакцияны орыс ғалымы М. И. Коновалов (1888 ж.) ашқандықтан, Коновалов реакциясы деп аталады. Қысым мен температураны аздап жоғарылатқанда, алкандар сұйылтылған азот қышқылымен орынбасу реакциясына түседі: C2H5 + HNO3C2H5NO2 + H2O Алкандарды нитрлеу реакциясы да бос радикалды механизм бойынша жүреді. Айырылу (ыдырау)реакциялары қыздырғанда жүреді. 3. Қыздырғанда алкандар термиялық айырылады. Метанды жоғары температурада (1000°С шамасында) ауа қатыстырмай қыздырғанда жай заттарға айырылады: СН4 → С + 2Н2 4. Метанды бұдан да жоғарырақ температурада қыздырғанда (1500°С), реакция қанықпаған көмірсутек — ацетилен түзе және сутек бөле жүреді: 2СН4 → НС = СН + ЗН2 Сутек бөліне жүретін ыдырау реакциялары дегидрлену реакциясы деп аталады. Алкандардың дегидрлену реакцияларының басқа қанықпаған көмірсутектер алу үшін өнеркәсіптік маңызы зор. Алкандарды өршіткі қатысында қыздырғанда (Ni, 500°С), дегидрленіп, сутек бөлінеді және канықпаған көмірсутектер түзіледі: CH3—CH3 → CH2 = CH2 + H2
6. Риформинг реакциялары нәтижесінде алкандар ароматты көмірсутектерге, мысалы, гексан бензолға айналады: C6H14 → C6H6 + 4H2 Реакция өршіткі қатысында қыздырғанда жүреді. 7. Изомерлену реакциялары барысында С—С байланыстары үзіліп, түзу көміртек тізбегі тармақталғанға айналады. Изомерлену процесі өршіткі (АlСl3) қатысында және қыздырғанда (-400 °С) жүреді. Тотығу реакциялары 8. Жану—алкандар түсетін ең маңызды реакциялардың бірі болып табылады. Көмірсутектердің қолданылуының негізгі бір саласы жану реакциясының нәтижесінде энергия бөлінуіне байланысты. Ауада қыздырғанда, алкандар тұтанып жанады. Оттек жеткілікті болса, реакция нәтижесінде көміртек (IV) оксиді мен су түзіледі және жылу бөлінеді: СН4 + 2O2 → СO2 + 2Н2O ΔН =-890 кДж/моль Метанның оттекпен (1:2 көлемдік қатынастағы) қоспасы немесе ауамен (1:10) қоспасы қопарылғыш. Басқа көмірсутектердің де ауамен қоспалары қопарылғыш болады. Көмірсутектер жиналатын және олар қолданылатын жерлерде, көмір шахталарында, бу қазандары орнатылған жерлерде, тұрғын үйлерде қопарылғыш қоспа түзілуі мүмкін. Сондықтан көмірсутектерді өндіру кезінде де, пайдалану кезінде де қопарылу қаупі болады. Шахталарда қауіпсіздікті қамтамасыз ету үшін метанның пайда болғанын хабарлайтын автоматты аспаптар-сигнализаторлар және газды сыртқа шығаратын қуатты желдеткіштер орнатылады. Октан сияқты сұйық алкандар тек бу күйінде ғана жанады: С8Н18(г) + 12,5O2(г) → 8СO2(г) + 9Н2O(с) ΔН =-5510 кДж/моль Бұл реакциялар іштен жанатын қозғалтқыштарда жүреді. Бензин құрамындағы көмірсутектердің қайнау температуралары аса жоғары болмағандықтан, олар жанар алдында қозғалтқышта буланады. Оттек жетіспеген жағдайда жану толық жүрмей, күйе және улы иіс газы — көміртек (II) океиді CO түзіледі. Бұл газ түссіз және иіссіз болғандықтан, өте қауіпті, адам оның түзілгенін байқамай қалады. Көміртек (II) оксиді гемоглобинмен косылып, оның организмдегі оттек тасу қабілетін жойып, адам өміріне қауіп төндіруі мүмкін. Автокөліктерден бөлінетін газдардың құрамында 5%-ке дейін CO болады. 9. Алкандар қалыпты жағдайда тотығуға тұрақты, тіпті КМnO4, К2Сr2O7 сияқты, т.б. күшті тотықтырғыштар да оларға әсер етпейді. Бірақ өршіткі қатысында және қыздырғанда, алкандар тотығу реакциясына түседі. Реакция жағдайына байланысты әр түрлі оттекті қосылыстар (спирттер, альдегидтер, карбон қышқылдары, т.б.) түзіледі. 10. Метанның конверсиялануы— оттекпен, су буымен және көміртек (IV) оксидімен тотығуы оның негізгі қолданылу салаларының бірі: 2СН4 + O2 → 2СО + 4Н2 СН4 + Н2O → СО + ЗН2 СН4 + СO2 → 2СО + 2Н2 Бұл реакциялардың нәтижелерінде түзілген синтез-газ (су газы) көмірсутектер, метанол, метаналь, т.б. органикалық қосылыстар алынатын бағалы шикізат болып табылады. жүктеу/скачать 15,28 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|