Telített szénhidrogének(alkánok)
A metán
Előfordulása: bányalég, bomlástermék, mocsárgáz, vulkáni gáz, kőolaj mellett földgázban
Szerkezete: CH4
- tetraéderes szerkezet
- 109,5 fokos kötésszög
- C-H kötés poláris, de a molekula kifelé apoláris:
||
V
egyenletes elektron elosztás, a molekula apolárissá alakul
Fizikai Tulajdonságok:
szín: színtelen
szag: szagtalan
halmazállapot: gáz o.p., f.p.: alacsony
vízben való oldódás: nem oldódik, mert apoláris. (szén-hidrogének közül egyik sem oldódik)
Kémiai tulajdonságok:
- szobahőmérsékleten nem reagál, csak magasabb hőmérsékleten
1., Égetés
CH4 + O2 = CO2 + 2H2O
- exoterm folyamat
- gyakorlati haszna: fűtés
- a levegővel robbanó elegyet alkot
2., Hőbontás
- 500 celsius foktól 1200 celsius fokig
CH4 + hő -> CH3 + H (lesz egy-egy nem kötő elektronpárja)
metil gyök(csoport)
- reakcióképes
b)
CH3 + hő -> CH2 + H
metilén gyök
c)
CH2 + hő -> CH + H (három, egy nem kötő elektronpár)
metin gyök (1200 celsius fok)
||
V
gyökből molekulává kapcsolódnak
3., Vízgőz reakció:
CH4 + H2O = CO + 3H2O
Szintézis gáz
Műbenzin előállítható belőle
4., Szubszitúció
- jelentése: helyettesítés
- láncreakció
CH4 + Cl2 + erős fény = CH2Cl + HCl
metil-klorid
(monoklór-metán)
CH2Cl + Cl2 + erős fény = CH2Cl2 + HCl
Diklór-metán
CH2Cl2 + Cl2 + erős fény = CHCl3 + HCl
Triklór-metán
(kloroform)
CHCl3 + Cl2 + erős fény = CCl4 + HCl
Szén-tetroklorid
A szénhidrogének
- Összetétele: C,H
Csoportosításuk:
1.,Telített szénhidrogének(alkánok)
- egyszeres kovalens kötés a szénatomok között
- régi elnevezése: parafinok
2., Telítetlen szénhidrogének:
- kétszeres vagy háromszoros kovalens kötés a szénatomok között
- vannak nyílt láncúak és gyűrűsek
- kettős kötésűeket alkéneknek(régi nevén olefineknek) nevezzük
- hármas kötésűeket alkineknek nevezzük
Elnevezések:
Telített szénhidrogének: alkánok(parafinok)
Kettős kötésű telítetlen szénhidrogének: alkének(olefinek)
Hármas kötésű telítetlen szénhidrogének: alkinek
Telített gyűrűsek: ciklohexán
Aromás szerkezetűek: arének
Mennyiségi meghatározás
Ez a számolás része a dolognak. Amennyit értek belőle megpróbálom kicsit érthetőbben elmagyarázni. :)
Azt mondja hogy, van a TK/17.o/2-es feladat:
Ez azt mondja nekünk, hogy van egy 1,28grammos szénhidrogénünk, melyet ha elégetünk akkor 4,4g szén-dioxid és 0,72g víz keletkezik. Azt még tudjuk, hogy az anyagunk moláris tömege(M) 128g/mol.
Ebből kiindulva felírunk egy aránypárt. Szóval ha 1,28g-ban 4,4g szén-dioxid van, akkor 128g-ban hány g szén-dioxid lesz? Ugye az 1,28 a 128 század része, szóval a 4,4-et is szorozni kell százzal. Ami azt jelenti, hogy 440g jön itt ki részeredményként.
Aztán meg kell néznünk, hogy ebben a 440g szén-dioxidban hány gramm szén van. A szén-dioxid moláris tömege(M)=12+32=44 (meg kell nézni a periódusos rendszerben, hogy mennyi a szén moláris tömege(12), és mennyi az oxigéné(16), de mivel két oxigén atomunk van, így lesz 12+32)
Utána ismét felírunk egy aránypárt. Meg tudjuk ebből állapítani, hogy 44g szén-dioxidban 12g szén van. Akkor 440g szén-dioxidban hány g szén van? Természetesen 120g.
A következő lépéshez mindenképpen tudni kell azt a képletet, hogy n=m/M. Az n a molok számát jelöli, az m a tömeget, a M pedig a moláris atomtömeget. Ebben az esetben m=120g és M=12g/mol(mert ugye egy molban 12g szén van). Ebből ki is tudjuk számolni. Ha elosztjuk a 120g-mot a 12g/mol-lal, akkor abból 10mol jön ki. Szóval 10mol szénatom található ebben a szénhidrogénben.
Na de itt még nincs vége, mert azt is meg kell határoznunk hogy hány mol hidrogénünk van. Hát ugye a vegyület moláris atomtömeg(M) az 128g, abból 120g a szén, akkor marad nekünk 8g hidrogénünk. A hidrogén moláris atomtömege 1g/mol, szóval a 8g-ot elosztjuk 1g/mol-lal, és ebből kijön hogy 8mol hidrogén található a vegyületben.
Tehát az összegképlet:
C10H8
Remélem így mindenki számára érthető. :) (Ha mégsem, akkor lehet jönni hozzám szünetekben magyarázatért)
Aztán volt nekünk a TK/17.o/3-as feladata:
Ennek a feladatnak kétféle megoldása is van, de mindenféleképpen ugyanazon eredményhez kell jutnunk.
A feladat azt mondja hogy a vegyületünk moláris tömege(M) 31g/mol, és van benne 38,7tömeg(m/m)% szén, 16,1tömeg(m/m)% hidrogén és 45,2tömeg(m/m)% nitrogén. És szükségünk van a vegyület összegképletére.
1. megoldás:
Ez egy afféle matematikai, százalékszámítós megoldás. Először is ki kell számolnunk hogy 31-nek mennyi a 38,7%-a. Azt pedig úgy számoljuk ki, hogy a 31-et elosztjuk 100-al, majd megszorozzuk 38,7-tel. Így kijön nekünk 11,997, amit 12-re kerekítünk. Megnézzük a periódudos rendszert, és a szén moláris atomtömege 12g/mol(12g-ot elosztjuk a 12g/mollal). Így a vegyületünkben 1mol szén lesz.
Aztán ugyanezt megcsináljuk a hidrogénnel is. Szóval kiszámoljuk a 31-nek a 16,1%-át. 4,991 jön ki, amit 5-re kerekítünk. Megnézzük a hidrogén moláris atomtömegét a periódusos rendszerben, 1g/mol. Elosztjuk az 5-öt az 1-el, így kijön, hogy 5mol hidrogén van a vegyületben.
Utána ugyanezt megcsináljuk a nitrogénnel is. Kiszámoljuk a 31-nek a 45,2%-át. 14,012 jön ki, amit 14-re kerekítünk. Megnézzük a periódusos rendszerben a nitrogén moláris atomtömegét, 14g/mol(14g-ot elosztjuk a 14g/mol-lal). Szóval a vegyületben 1mol nitrogén van.
Így jön ki az összegképlet:
CH5N
2.megoldás:
Felírható ugyanez aránypárként is. Szóval ha 100g vegyületben 38,7g szén van, akkor 31g vegyületben hány g szén lesz? Innentől kezdve ugyanaz mint az első megoldásban. Szóval a 31-et elosztod 100-al, majd megszorzod 38,7-tel. Ha mindent jól számolsz ugyanannak kell kijönnie. Szóval kerekítve 12g-nak, ami ugye 1mol szént jelent.
Aztán megcsinálod ugyanezt a hidrogénnel. Szóval ha 100g vegyületben 16,1g hidrogén van, akkor 31g vegyületben mennyi lesz? Ugye elosztod a 31-et százzal, majd ami kijött azt megszorzod 16,1-el. Ha minden jól megy, kerekítve 5-nek kell kijönnie. Ami azt jelenti, hogy 5mol hidrogén van a vegyületben.
Utána pedig csak egyszerűen az összes moláris atomtömegből(M=31g/mol) kivonod a szén és a hidrigén vegyületben lévő tömegeinek az összegét(12g+5g=17g). Tehát 31-17=14g. 14g nitrogén van a vegyületben, ami 1mol-t jelent.
Így kijön ugyanaz a képlet ami az első megoldásban.(ld.:feljebb)
Remélem ez is mindenki számára érthető. :) Ha nem, akkor lehet jönni kérdezni bátran.
(megj.:A magyarázat teljesen saját, lehetőleg szó szerint ne nagyon másoljuk át más weboldalakra. Köszönöm.)
Szerves molekulák összetétele
1., Minőségi (kvalitatív)
- kémiai módszerrel azonosítjuk az elemet
2., Mennyiségi
- m/m%-os(tömegszázalékos) összetétel
Elemek(C, H, O, N) azonosítása:
a) C azonosítása:
- a szerves molekula égetése:
pl.:
C6H6+7,5CO2 => 6CO2 + 3H2O
benzol ||
V
kimutatása:
Ca+H2O -> Ca(OH)2 + H2
Piros fenolftalein
Ca(OH)2 +CO2 -> CaCO3 + H2O
(meszes víz)
||
V
- a szénből oxidálódik a CO2
- a lángban lévő koromszemcsék C atomok
b) H azonosítása
(sajna ezt nem tudom berakni, mert egy rajz volt csak, de ha valaki segít nekem, akkor itt lesz hamarosan)
c) O kimutatása
színreakció útján -> 1. oxigén van a szerves molekulában, 2. nincs oxigén a szerves molekulában
1. Etilalkoholhoz jódot adunk:
- barna lesz, mivel oxigént tartalmaz
- oka: oxigén kis méretű nagy elektronnegativitású, poláis(polarizált) -> másmilyen a fényelnyelése
- jódtinktúra
2. Benzinhez jódot adunk
- ibolyaszínű lesz
d) N kimutatás
- Melegítés hatására a fehérje lebomlik -> NH3 gáz, melyet nedves szűrőpapíron felfogunk (ibolyaszínű)
NH3 + H2O -> NH4 + OH-
Házi feladat: TK/17.o./2
A szerves kémia tárgya
- Szénvegyületek szerkezete, átalakíthatósága, sajátossága, előfordulásuk, felhasználhatósága
Csoportosításuk:
1., Összetétel alapján
a) Szénhidrogének
- csak szén és hidrogén van benne
b) Heteroatomos vegyületek
- hidrogénen kívül más atomokat is tartalmazó szerves vegyületek
2., Szénlánc alakja
a) Nyitott -> normális láncú(n) és elágazó láncú(i)
b) Zárt (Gyűrűs)
c) Benzol/Aromás szerkezet (pl.: hexán)
3., A szén-szén közötti vegyérték kapcsolat
a) Telített
- egyszeres kovalens kötés a szénatomok között
b) Telítetlen
- kétszeres vagy háromszoros kovalens kötés
A szén szerkezete és tulajdonságai
- 2. periódus, IV. A főcsoport
- kémiai kötésben megváltozik a szerkezete, így képes hozzá akár 4 másik atom is kapcsolódni
- 4 elektront tartalmaz
- azonos energiák
- zárt szerkezet
- tetraéderes (109,5 fokos kötésszög)
- kovalens kötés
- a szén-szén kötés stabil, számtalan szénatommal
- többszörös kötés is létrejöhet (pl.: etén[etilén], etin[acetilén]) -> okai:
A szerves kémia kialakulása, fejlődése
Lavoissier:
Berzélius:
Wöhrer:
Kekule
Van't Hof
Le Bel
||
V
Szerves kémia ipar beindul (műanyagipar, petrolkémia)