Физические свойства
CH4 … C4H10 C5H12 … C15H32 С16H34 …
Газы Жидкости Твердые вещества
(без запаха) (имеют запах) (без запаха)
Tкип. и Tпл. увеличиваются.
В воде мало растворимы.
Химические свойства
Химически алканы малоактивны. Наиболее характерны для них реакции замещения:
RH + XY ® RX + HY
алкан реагент производное алкана
| Тип, название реакции | Примеры реакций |
| I. Реакции замещения 1. Галогенирование (образуются гало-геналканы). Фотохимические свободноради-кальные цепные реакции | Hv CH4+Cl2 ® CH3Cl хлорметан - HCl hv CH4+2Cl2 ® CH2Cl2 дихлорметан - 2HCl hv CH4+3Cl2 ® CHCl3 трихлорметан (хлороформ) - 3HCl hv CH4+4Cl2 ® CCl4 тетрахлорметан (четыреххлористый - 4HCl углерод) |
| 2. Нитрование (образуются нитроалканы). Реакция Коновалова | CH3 CH3 | -140C | CH3–CH–CH2–CH3 + HO–NO2 ® CH3–C–CH2–CH3 (разб.) -H2O | NO2 2-метил-2-нитробутан (Наиболее легко замещается атом водорода у третичного атома углерода.) |
| 3. Сульфирование (образуются алкансульфокислоты) | CH3 T | CH3–CH2–CH2–CH3+HO–SO3H ® CH3–CH2–CH–SO3H (конц.) - H2O 2-сульфобутан (бутан-2-сульфокислота) |
| II. Реакции окисления 1. Полное окисление (горение) | T CH4 + 2O2 ® CO2 + 2H2O T 2C4H10 + 13O2 ® 8CO2 + 10H2O |
| 2. Неполное каталитическое окисление (образуются различные О-содержащие органические соединения) | Т, кат. C2H6 + O2 ® CH3CHO + H2O ацетальдегид Т, кат. 2CH3–CH2–CH2–CH3 + 5O2 ® 4CH3COOH + 2H2O уксусная кислота |
| 3. Окисление под действием KMnО4 | Не происходит |
| III. Реакции дегидрирования (из гомологов метана образуются ал-кены) | Метан: ~ 1000° С 2CH4 ® 3H2 + HCºCH ацетилен ~ 1200° С CH4 ® C + 2H2 Гомологи метана: Cr2O3, ~600° С CH3–CH2–CH3 ® H2 + CH3–CH=CH2 пропен |
| IV. Крекинг (образуется смесь алканов и алкенов) | ~800° С CH3–CH2–CH3 ® CH4 + CH2=CH2 Т C6H14 ® C2H6 + CH3–CH2–CH=CH2 н. гексан этан бутен-1 |
| V. Реакции дегидроциклизации | Pt, 300° С CH3–(СH2)4–CH3 ® C6H6 + 4H2 н. гексан бензол |
| VI. Изомеризация | Т, кат. CH3–(CH2)3–CH3 ® CH3–CH–CH2–CH3 н. пентан | CH3 изопентан |
Способы получения
| Название способа | Уравнения реакций |
| 1. Из природного газа | Метан В природном газе СН4 составляет от 80 до 98 объемных процентов. |
| 2. Гидролиз карбида алюминия | Al4C3 + 12H2O ® 3CH4 + 4Al(OH)3 |
| 1. Гидрирование алкенов и алкинов | Гомологи метана Т, кат. CnH2n + H2 ® CnH2n+2 алкен алкан Т, кат. CnH2n-2 + 2H2 ® CnH2n+2 алкин алкан |
| 2. Конденсация галогеналканов —реакция Вюрца | Т 2CnH2n+1Hal + 2Na ® CmH2m+2 (m = 2n) - 2NaHal Т Например: 2CH3Br + 2Na ® C2H6 + 2NaBr бромметан этан +Na CH3Cl +C2H5Cl ® C2H6 + C3H8 + C4H10 -NaCl смесь алканов |
| 1. Сплавление солей монокарбоно-вых кислот со щелочами | Общие способы для СН4 и его гомологов Т CnH2n+1COONa + NaOH ® CnH2n+2 + Na2CO3 (тв.) (тв.) Например: T CH3COONa + NaOH ® CH4 + Na2CO3 ацетат натрия метан |
| 2. Синтез с использованием водяного газа (смесь СО + Н2) | Т, кат. nCO + (2n + 1)H2 ® CnH2n+2 + nH2O |
Дата добавления: 2017-06-02; просмотров: 478;