§ 12. Химические свойства алканов и их применение (окончание)

5. Реакция горения. При горении алканов выделяется большое количество теплоты (экзотермическая реакция), поэтому некоторые углеводороды используются в качестве топлива. Однако они горят по-разному, например, метан, этан, пропан, бутан сгорают полностью и горят бесцветным пламенем, а при горении гексана и гептана образуется много копоти.

Помните — смесь метана с воздухом или кислородом взрывоопасна!

Наиболее сильный взрыв происходит при смешивании метана с кислородом в соотношении 1: 2 или с десятью объемами воздуха (1:10). Такая смесь может образовываться в каменноугольных шахтах, в котельных, в жилых помещениях.

Алканы широко используются как топливо и как сырье химической промышленности.

Задание. Используя предложенный рисунок (рис. 24), расскажите о применении метана, основанном на его свойствах. Там, где возможно, запишите уравнения химических реакций.

Применение метана

Для биосферы большую опасность представляют галогенопроизводные метана и этана — фреоны, особенно хлор- и бромсодержащие. Они химически инертны, не горючи, не взрывоопасны, не токсичны, не растворимы в воде, а растворяются в органических растворителях. Благодаря этим свойствам фреоны используются как хладоагенты в промышленных и бытовых холодильниках, а также в системах автоматического пожаротушения. Однако, обладая высокой летучестью и попадая в атмосферу, фреоны разлагаются под действием ультрафиолетовых лучей с образованием различных соединений и радикалов типа Cl^•, СlO^•, ССl₂^•. Последние активно взаимодействуют с озоном, разрушают защитный озоновый слой атмосферы Земли.

В последние годы защита от разрушающего действия фреонов осуществляется благодаря ограничению их применения, производству фторсодержащих фреонов (например, 1,1,1,2-тетрафторэтана) и внедрению бесфреоновых технологий охлаждения.

Получение алканов. С промышленными способами получения алканов мы будем знакомиться позже. Большой интерес вызывает лабораторный способ получения алканов — реакция Вюрца.

Когда требуется увеличить в углеродной цепи число атомов углерода, используют эту реакцию. Под действием атомов металла из молекул галогенал- кана образуются два радикала, которые соединяются между собой и образуют новое вещество. Эту реакцию открыл французский ученый Ш.-А. Вюрц в 1855 г., и она носит его имя.

Основные понятия

Парафины. Реакция радикального замещения (галогенирование, нитрование). Индуктивный эффект. Дегидрирование. Изомеризация. Крекинг. Реакция горения. Реакция Вюрца. Фреоны

Вопросы и задания

1. Напишите уравнения химических реакций горения этана, пропана. Вычислите по уравнению в каждой реакции объем образовавшегося оксида углерода(IV) (н. у.), если прореагировало по 5 л алканов.

2. Составьте схему взаимодействия этана с хлором с указанием разрыва связи С—Н.

3. Напишите уравнения реакций, лежащих в основе следующих превращений:

С₂Н₆ → С₂Н₅Вr → С₃Н₈ → СО₂.

4. Выведите молекулярную формулу вещества, содержащего 81,8% углерода и 18,2% водорода, если относительная плотность по водороду равна 22.

5. На примере реакции нитрования метана рассмотрите ее механизм.

6. Какие алканы экологически опасны и почему?

7. Назовите наиболее опасные для всей планеты вещества-загрязнители, являющиеся производными метана и этана. В чем состоит их опасность?

8. Какие принимаются меры для защиты озонового слоя Земли?

<<< К началу