Физические и химические свойства предельных углеводородов

Химические свойства алканов

1. Реакции замещения - Галогенирование (стадийно)

CH4 + Cl2 hν → CH3Cl(хлорметан) + HCl (1 стадия); метан

CH3Cl + Cl2 hν →CH2Cl2 (дихлорметан)+ HCl (2 стадия);

СH2Cl2 + Cl2 hν → CHCl3 (трихлорметан)+ HCl (3 стадия);

CHCl3 + Cl2 hν → CCl4 (хлорметан)+ HCl (4 стадия).

2. Реакции горения(горят светлым не коптящим пламенем)

CnH2n+2 + O2 t→ nCO2+ (n+1)H2O

3. Реакции разложения

а) Крекинг при температуре 700-1000°С разрываются (-С-С-) связи:

C10H22 → C5H12 + C5H10

б) Пиролиз при температуре 1000°С разрываются все связи, продукты – С (сажа) и Н2:

СH4 1000°С→ C + 2H2

Физические свойства

Первые четыре члена гомологического ряда метана — газообразные вещества, начиная с пентана — жидкости, а углеводороды с числом углеродных атомов 16 и выше — твердые вещества (при обычной температуре). Алканы — неполярные соединения и трудно поляризуемые. Они легче воды и в ней практически не растворяются. Не растворяются также в других растворителях с высокой полярностью. Жидкие алканы — хорошие растворители для многих органических веществ. Метан и этан, а также высшие алканы не имеют запаха. Алканы — горючие вещества. Метан горит бесцветным пламенем.

Применение предельных углеводородов.

Предельные углеводороды находят широкое применение в самых разнообразных сферах жизни и деятельности человека.

·Использование в качестве топлива – в котельных установках, бензин, дизельное топливо, авиационное топливо, баллоны с пропан-бутановой смесью для бытовых плит

·Вазелин используется в медицине, парфюмерии, косметике, высшие алканы входят в состав смазочных масел, соединения алканов применяются в качестве хладагентов в домашних холодильниках

·Смесь изомерных пентанов и гексанов называется петролейным эфиром и применяется в качестве растворителя. Циклогексан также широко применяется в качестве растворителя и для синтеза полимеров.

·Метан используется для производства шин и краски

·Значение алканов в современном мире огромно. В нефтехимической промышленности предельные улеводороды являются базой для получения разнообразных органических соединений, важным сырьем в процессах получения полупродуктов для производства пластмасс, каучуков, синтетических волокон, моющих средств и многих других веществ. Велико значение в медицине, парфюмерии и косметике.

Какие степени окисления возможны и характерны для железа? Приведите примеры соединений.

Для железа характерны степени окисления— +2 и +3.Степени окисления +2 соответствует чёрный оксид FeO и зелёный гидроксид Fe(OH)2. Они имеют основный характер. В солях Fe(+2) присутствует в виде катиона. Fe(+2) — слабый восстановитель.

Степени окисления +3 соответствуют красно-коричневый оксид Fe2O3 и коричневый гидроксид Fe(OH)3. Они носят амфотерный характер, хотя и кислотные, и основные свойства у них выражены слабо. Так, ионы Fe3+ нацело гидролизуются даже в кислой среде. Fe(OH)3 растворяется (и то не полностью), только в концентрированных щелочах. Fe2O3 реагирует со щелочами только при сплавлении, давая ферриты (формальные соли не существующей в свободном виде кислоты HFeO2):

Fe₂O₃ + 2NaOH=2NaFeO₂ + H₂O

Железо (+3) чаще всего проявляет слабые окислительные свойства.

Степени окисления +2 и +3 легко переходят между собой при изменении окислительно-восстановительных условий.

Также существует степень окисления +6. Соответствующего оксида и гидроксида в свободном виде не существует, но получены соли— ферраты (например, K2FeO4). Железо (+6) находится в них в виде аниона. Ферраты являются сильными окислителями.

Известны также степени окисления −2 (тетракарбонилферрат натрия), −1, 0 (пентакарбонил железа), +1, +4, +5.