Алканы

Получение

Алканы, как и другие классы углеводородов, получают из нефти, газа, каменного угля. Для этого используют лабораторные и промышленные методы:

• газификация твёрдого топлива:
  C + 2H₂ → CH₄;
• гидрирование оксида углерода (II):
  CO + 3H₂ → CH₄ + H₂O;

• гидролиз карбида алюминия:
  Al₄C₃ + 12H₂O → 4Al(OH)₃ + 3CH₄;
• реакция карбида алюминия с сильными кислотами:
  Al₄C₃ + H₂Cl → CH₄ + AlCl₃;
• восстановление галогеналканов (реакция замещения):
  2CH₃Cl + 2Na → CH₃-CH₃ + 2NaCl;
• гидрирование галогеналканов:
  CH₃Cl + H₂ → CH₄ + HCl;
• сплавление солей уксусной кислоты со щелочами (реакция Дюма):
  CH₃COONa + NaOH → Na₂CO₃ + CH₄.

Алканы можно получить гидрированием алкенов и алкинов в присутствии катализатора – платины, никеля, палладия.

Применение гексана и гептана в различных отраслях промышленности

Гексан

Гексан — это прозрачная жидкость без цвета и запаха, которая широко применяется в различных отраслях промышленности. За счет своих свойств, гексан используется в следующих областях:

• Химическая промышленность: в качестве растворителя и очистителя в производстве резиновых изделий, пластмасс, дубильных веществ, красителей.
• Нефтяная и газовая промышленность: для извлечения и переработки различных углеводородных продуктов.
• Фармацевтическая промышленность: в качестве растворителя для масел, жиров, витаминов, аминокислот и других биологически активных веществ.
• Пищевая промышленность: для производства масел, жироподобных веществ и других продуктов.

Гептан

Гептан — это ациклический углеводород, прозрачная жидкость без запаха и цвета. Гептан широко применяется в различных отраслях промышленности благодаря своим свойствам:

• Нефтяная и газовая промышленность: для извлечения и переработки различных углеводородных продуктов.
• Фармацевтическая промышленность: в качестве растворителя и очистителя для различных лекарственных веществ.
• Химическая промышленность: для производства материалов на основе силикона, очистки жирных кислот, производства красителей.
• Лабораторная практика: для изучения свойств и взаимодействия различных веществ.

Сравнение применения гексана и гептана

	Гексан	Гептан
Качество растворителя	Отличное	Хорошее
Стоимость	Дешевле	Дороже
Применение в нефтяной и газовой промышленности	Да	Да
Применение в пищевой промышленности	Да	Нет

Реакции разложения

3 вариант

1) Химические свойства уксусной кислоты

Здесь у вас могут быть свои реакции!

Реагирует с оксидами металлов с образованием ацетатов и воды:ZnO + 2CH₃COOH ⟶ (CH₃COO)₂Zn + H₂O

Реагирует с основаниями с образованием ацетатов и воды:Zn(OH)₂ + 2CH₃COOH ⟶ (CH₃COO)₂Zn + 2H₂O

Сгорает в воздухе:CH₃COOH + 2O₂ ⟶ 2H₂O + 2CO₂

В присутствии концентрированной серной кислоты вступает во взаимодействие со спиртами, с образованием сложных эфиров:CH₃COOH + C₂H₅OH `overset(H_2SO_(4″(конц.)»))(⇄)` CH₃COOC₂H₅ + H₂O

Вывод: уксусная кислота проявляет свойства неорганических кислот, а также проявляет свойства присущие только карбоновым кислотам (реакция горения и реакция этерификации).

2)

Машинное масло состоит из предельных углеводородов, а растительное имеет в своём составе остатки непредельных карбоновых кислот. Значит различить эти два масла можно с помощью бромной воды, при её добавлении в пробирку с растительным маслом будет наблюдаться обесцвечивание бромной воды, а пробирке с мамашиным изменений не произойдёт.

Вывод: растительные масла содержат двойные связи.

Последние заданные вопросы в категории Химия

Химия 23.10.2023 01:06 18 Крек Полина

Записать уравнения реакций,расставить коэффициенты.1.барий+вода=гидроксид бария+водород.2.гидроксид

Ответов: 1

Химия 23.10.2023 01:05 17 Данкер Злата

Вот внизу фотография помогите

Ответов: 1

Химия 23.10.2023 01:05 16 Сапожников Данила

Вычислите количество вещества чистой меди и воды ,образующихся при восстановлении водородом оксида м

Ответов: 1

Химия 23.10.2023 01:04 24 Сенченко Арина

рН одного раствора равен 3, другого 6. Определить, в котором из растворов объемом 1 л концентрация [

Ответов: 1

Химия 23.10.2023 00:56 25 Осипов Максим

Какую массу кислорода можно получить при полном разложении воды массой 250г

Ответов: 2

Химия 23.10.2023 00:55 23 Скляр София

1 Аватар пользователя Tweax 115 б Задание 5-9 ХИМИЯ 5+3 Б 1. Речь идет об элементе кислород: а) плот

Ответов: 1

Химия 23.10.2023 00:51 20 Акулов Илья

Пожалуйста с 1 до 4 умоляю

Ответов: 1

Химия 23.10.2023 00:48 17 Матвеева Алина

Решите во 2 номере а) и б) пожалуйста 24 балла

Ответов: 1

Химия 23.10.2023 00:48 16 Амангелдиев Жанибек

Какой объем водорода образуется при взаимодействии 130 грамм цинка с серной кислотой

Ответов: 1

Химия 23.10.2023 00:44 5 Левашов Даня

Определите объем кислорода, который вступает в реакцию с барить массой 13,7 г

Ответов: 1

Является ли гексан более стабильным, чем циклогексан?

Основное различие между гексаном и циклогексаном заключается в количестве атомов водорода. Оба соединения имеют одинаковое количество атомов углерода (шесть). Гексан и циклогексан имеют температуру кипения 69.C и 80.74С соответственно. Таким образом, гексан испаряется быстрее, чем циклогексан, что свидетельствует о большей активности молекул гексана, чем циклогексана. Стабильность также можно объяснить энтальпией сгорания. Энтальпии сгорания гексана и циклогексана составляют -4163 кДж/моль и -3919.6 кДж/моль.

Следовательно, гексан выделяет большее количество энергии, чем циклогексан в процессе горения. Таким образом, можно сделать вывод, что циклогексан более стабилен, чем гексан.

Изомерия гексана

Как представитель ряда алканов, гексан обладает структурной изомерией, обусловленной различиями в расположении звеньев углеродного скелета. Изомеры гексана отличаются друг от друга наличием или отсутствием в молекуле алкильных радикалов, их количеством и позицией.

Существует всего пять изомерных соединений с составом , которые имеют распространенные тривиальные наименования помимо систематических.

В таблице представлены полные и сокращенные структурные формулы всех возможных для гексана изомеров.

В номенклатуре изомерных соединений названия строятся на основе наиболее протяженной неразветвленной углеродной цепочки, даже если в записи она имеет изогнутый вид. Таблица демонстрирует верный и неверный варианты наименования и сокращенной формулы изомера гексана:

СТРОЕНИЕ АЛКАНОВ

Химическое
строение (порядок
соединения атомов в молекулах) простейших алканов – метана, этана и пропана –
показывают их структурные формулы. Из этих формул видно, что в алканах имеются
два типа химических связей: 

С–С и С–Н

Связь С–С является
ковалентной неполярной. Длина связи C–C в предельных углеводородах равна 0,154
нм. Связь С–Н — ковалентная слабополярная, т.к. углерод и водород близки
по электроотрицательности (2.5 — для углерода и 2.1 — для водорода).
Связи C–Н немного короче. Электронная плотность немного смещена в сторону более
электроотрицательного атома углерода.

Структурные формулы
отражают химическое строение, но не дают представления о пространственном
строении молекул, которое существенно влияет на свойства вещества.

Пространственное
расположение атомных орбиталей углерода зависит от типа его гибридизации. Все
атомы углерода в молекулах алканов находятся в состоянии sр3-гибридизации. 

Это означает, что все
четыре гибридные орбитали атома углерода одинаковы по форме, энергии и
направлены в углы равносторонней треугольной пирамиды – тетраэдра. Углы между
орбиталями равны 10928ʹ. Атом углерода в молекуле метана расположен
в центре тетраэдра, атомы водорода – в его вершинах.

Строение
молекулы метана СН₄

Пространственное
строение метана можно показать с помощью объемных (масштабных) и шаростержневых
моделей.

Для записи удобно использовать
пространственную (стереохимическую) формулу.

Строение молекулы этана С₂Н₆

В молекуле следующего гомолога – этана С₂Н₆ –
два тетраэдрических sp3— атома углерода образуют более сложную
пространственную конструкцию:

Так как гибридизированные
электронные облака атомов углерода направлены к вершинам тетраэдра, то при
образовании молекулы алканов, с большим числом атомов углерода, имеют
зигзагообразное строение.

Строение молекулы пропана С₃Н₈ – цепь зигзагообразная

Молекула н-пентана

Все связи в молекулах предельных углеводородах одинаковые.
Атом углерода образует σ–связь за счет перекрывания гибридных
орбиталей   с гибридными орбиталями другого атома. Перекрывание
осуществляется, таким образом, что область максимальной электронной плотности
сосредотачивается в пространстве на прямой, соединяющей ядра атомов. Такое
перекрывание оказывается наиболее эффективным, а возникающие при этом σ–связи –
наиболее прочными.

Угол структуры гексана Льюиса

Угол обозначает валентный угол, который также зависит от гибридизации центрального атома и любого фактора отталкивания (если он присутствует). Валентный угол изменяется с изменением гибридизации.

Гексан представляет собой молекулу, имеющую ноль несвязывающих электронов, поэтому нет никаких шансов на наличие какого-либо фактора отталкивания, такого как отталкивание одинокой пары-одинокой пары, отталкивание пары одинокой пары-связи. Только гибридизация атома углерода направляет валентный угол гексана. Согласно гибридизации атома углерода (sp3), валентный угол должен быть 109.5.

Если присутствует какое-либо отталкивание (упомянутое в предыдущей строфе), то угол связи будет отклоняться от своего действительного состояния. Потому что отталкивание неподеленной пары или отталкивание неподеленной пары от пары связи закрывает или уменьшает валентный угол по сравнению с его идеальным валентным углом. Но из-за отсутствия этих отталкивающих факторов гексан показывает свой действительный валентный угол 109.5°..

Дистилляция бензина

Процесс дистилляции начинается с нагрева смеси бензина до определенной температуры, при которой происходит испарение его компонентов. Смесь также проходит через колонку с различными ситами или позволяющими фракционировать состав смеси при определенной температуре.

В результате дистилляции бензина получается несколько фракций, каждая из которых имеет свою температуру кипения и состав. Один из полученных продуктов – гексан – имеет температуру кипения примерно 69 градусов Цельсия.

Примечание: Дистилляция бензина является одним из самых распространенных методов получения гексана, однако существуют и другие способы, такие как экстракция и химический синтез.

Гомологический ряд гексана

Все алканы — вещества, схожие по физическим и химическим свойствам, и отличающиеся на одну или несколько групп –СН₂– друг от друга. Такие вещества называются гомологами, а ряд веществ, являющихся гомологами, называют гомологическим рядом.

Самый первый представитель гомологического ряда алканов – метан CH₄, или Н–СH₂–H.

Продолжить гомологический ряд можно, последовательно добавляя группу –СН₂– в углеводородную цепь алкана.

Название алкана	Формула алкана
Метан	CH4
Этан	C2H6
Пропан	C3H8
Бутан	C4H10
Пентан	C5H12
Гексан	C6H14
Гептан	C7H16
Октан	C8H18
Нонан	C9H20
Декан	C10H22

Общая формула гомологического ряда алканов C_nH_2n+2.

Первые четыре члена гомологического ряда алканов – газы, C₅–C₁₇ – жидкости, начиная с C₁₈ – твердые вещества.

Каталитический крекинг нефти

Процесс каталитического крекинга происходит в специальных реакторах при повышенных температурах и давлениях. В них нефть подвергается контакту с катализатором, который активно участвует в разрыве молекул углеводородов и образует новые соединения.

Основными катализаторами, используемыми в процессе каталитического крекинга, являются кристаллические алюмосиликаты, такие как ZSM-5, бентониты и другие силикаты. Эти материалы обладают высокой активностью и способностью каталитически разрывать молекулы углеводородов.

Процесс каталитического крекинга имеет ряд преимуществ по сравнению с другими методами получения гексана. Во-первых, он позволяет получать гексан с высокой степенью очистки от примесей и других углеводородных соединений. Во-вторых, он позволяет получать гексан с различными физико-химическими свойствами, в зависимости от условий процесса крекинга. В-третьих, он может быть управляемым процессом, что позволяет контролировать выход и качество продукта.

Таблица 1: Примеры катализаторов, используемых в каталитическом крекинге нефти

Название катализатора	Химический состав
ZSM-5	Кристаллический алюмосиликат
Бентонит	Глинистый минерал
Гидроокись железа	Химическое соединение железа

3. Крекинг

Крекинг – это реакция разложения алкана с длинной углеродной цепью на алканы с более короткой углеродной цепью и алкены.

Крекинг бывает термический и каталитический.

Термический крекинг протекает при сильном нагревании без доступа воздуха.

При этом получается смесь алканов и алкенов с различной длиной углеродной цепи и различной молекулярной массой.

Например, при крекинге н-гексана образуется смесь, в состав которой входят этилен, пропан, метан, бутилен, пропилен, этан и другие углеводороды.

Каталитический крекинг проводят при более низкой температуре в присутствии катализаторов. Процесс сопровождается реакциями изомеризации и дегидрирования. Катализаторы каталитического крекинга – цеолиты (алюмосиликаты кальция, натрия).

ПРИМЕНЕНИЕ АЛКАНОВ

Оптическая изомерия

Реактивность

Пары гептана, находясь вблизи источника тепла (пламени), экзотермически и энергично реагируют с кислородом воздуха:

C₇ЧАС₁₆ + 11O₂ => 7CO₂ + 8H₂ИЛИ

Однако вне реакции горения гептан представляет собой довольно стабильную жидкость. Его отсутствие реакционной способности связано с тем, что его связи C-H трудно разорвать, поэтому он не подвержен замещению. Точно так же он не очень чувствителен к сильным окислителям, пока поблизости нет огня.

Наибольшую опасность гептан представляет его высокая летучесть и воспламеняемость, поэтому существует риск возгорания при попадании его в жаркие места.

Что такое биотехнологии?

Если вы интересуетесь и биологией, и химией, вам не придётся искать компромисс — сделайте выбор в пользу биотехнологий!

Эта специальность подразумевает исследование и использование живых организмов или клеток для производства полезных товаров. Несмотря на то, что термин «биотехнология» может показаться необычным и фантастичным, на протяжении тысячелетий люди используют в своей жизни методы биотехнологии. Например, были обнаружены свидетельства изготовления пива, имеющие более чем 10 000 летнюю историю. Виноделие и сыроварение также были предшественниками современной биотехнологической отрасли.

Сегодня эта отрасль позволяет разрабатывать и внедрять новые лекарства, улучшать качество продуктов питания, развивать сельское хозяйство и защищать окружающую среду. А одним из самых первых прорывов биотехнологии стало промышленное производство инсулина, необходимого для лечения миллионов людей, страдающих диабетом.

По окончании университета средняя зарплата составляет 20 — 35 тысяч рублей. Через несколько лет работы квалифицированный биотехнолог может рассчитывать на зарплату от 40 000 — 60 000 рублей в месяц. При стаже более десяти лет зарплата  может дойти до 150 000 рублей, но вам будут доверены дополнительные управленческие обязанности.

Почувствуйте себя настоящим исследователем благодаря проведению химических опытов. (Источник : visualhunt)

Применение гептана и его изомеров

Углеводороды являются важными составляющими многих промышленных и химических процессов. Гептан, также известный как н-гептан, является одним из изомеров C7H16 и имеет структуру семиуглеродного цепного углеводорода.

Гептан и его изомеры наиболее широко применяются в качестве стандарта при определении октанового числа, которое является мерой степени детонации бензиновых смесей в двигателе внутреннего сгорания. Октан считается стандартным углеводородом, имеющим октановое число 100, и гептан считается углеводородом с низким октановым числом 0.

Зачастую вместо гептана использовался изомер гексан, имеющий октановое число 0. Однако гексан не идеальный заготовитель для применения октана в двигателях, так как обладает некоторыми нежелательными свойствами, такими как низкая термическая стабильность и высокий пар-легкие фракции.

Количество изомерий гептана составляет 5, это сохраняет разнообразие в его структурах, что влияет на его свойства и приложения в различных сферах. Например, изомер цис-2-метилгептан обладает высокой термической стабильностью, а изомер триметилпентан — высоким октановым числом.

Гептан и его изомеры также используются в лабораторных условиях для синтеза и анализа других органических соединений. Их различные структуры обеспечивают возможность проведения различных химических реакций и исследований.

Структурная изомерия

Дл я гексана характерна структурная изомерия – изомерия углеродного скелета.

Структурные изомеры — это соединения с одинаковым составом, которые отличаются порядком связывания атомов в молекуле, т.е. строением молекул.

Изомеры углеродного скелета отличаются строением углеродного скелета.

Например. Для углеводородов состава С6Н14 существуют пять изомеров углеродного скелета: н-гексан, 2-метилпентан, 3 -метилпентан, 2,2-диметилбутан, 2,3-диметилбутан

Гексан	2-Метилпентан
CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3	CH3-CH(CH3)-CH2-CH2-CH3

Для гексана не характерна пространственная изомерия.

Химические свойства гексана и гептана

Гексан

Гексан является ациклическим углеводородом и имеет молекулярную формулу C6H14. Он является неполярным соединением, не имеет цвета и слабо обладает характерным запахом. Гексан выглядит как жидкость и обладает низкой плотностью.

Гексан принадлежит к классу алканов и характеризуется низкой реакционной способностью. Он не растворяется в воде, но хорошо смешивается с рядом органических растворителей, таких как этер, толуол и хлороформ.

Гептан

Гептан — это жидкость без цвета, неполярное соединение, которое имеет молекулярную формулу C7H16. Он также относится к классу алканов и обладает слабым запахом.

Гептан имеет точку кипения, которая выше, чем у гексана, и менее летучей жидкостью. Он также не растворяется в воде, но легко смешивается с многими органическими растворителями, включая этер, хлороформ и толуол.

Таким образом, химические свойства гексана и гептана отличаются наличием одного дополнительного атома углерода в молекуле; это отражается в их точках кипения, плотности и реакционной способности. Несмотря на это, оба вещества обладают сходными свойствами, такими как низкая реакционная способность и слабая растворимость в воде.

Формула и строение гексана

Как насыщенный углеводород, гексан характеризуется максимально возможным количеством водорода в молекуле. При этом все четыре валентности углеродных атомов задействованы в простых ковалентных связях.

Молекулярная формула гексана показывает, что любой его изомер, независимо от строения, представляет собой предельное соединение с линейной (не имеющей замкнутых участков) молекулой, в которой отсутствуют кратные связи.

Наглядным примером может служить изомер с простейшим строением – н-гексан. Структурная формула нормального гексана имеет вид

Необходимо отметить, что она не отражает зигзагообразного пространственного расположения атомов в цепи , возникающего вследствие тетраэдрических валентных углов () -гибридизованного углерода.

Цепь может принимать различные конформации за счет вращения вокруг простых -связей. Изменения конформации не являются изомерами, поскольку не вызывают перестройки углеродной цепочки.

Судебная химия или токсикология?

Между судебной химией и токсикологией очень тонкая грань, и профессиональные навыки, необходимые для любой из этих специальностей, очень похожи. Но мы всё же хотим попытаться объяснить особенность этих должностей.

Работая химиком-криминалистом, вам предстоит анализировать вещественные доказательства и образцы, предоставленные правоохранительными органами для раскрытия преступлений. Эта профессия обрела популярность благодаря таким сериалам, как “Тайны следствия” и “Метод”. Криминалистика стала модной областью, что повышает конкуренцию при поступлении на соответствующие факультеты или при поиске работы после окончания учёбы.

Кроме того, карьера в токсикологии тоже стремительно набирает популярность. Главной задачей токсиколога является исследование безопасности и влияния лекарств, химикатов, реактивов и других веществ на живые организмы. И эта область тоже является междисциплинарной и требует от вас знания других наук, таких как биология, биохимия или органическая химия.

Эта профессия не является такой же престижной, как криминалистика, но именно она помогает спасать жизни. Федеральная служба по надзору в сфере здравоохранения — главный правительственный орган, который регулирует использование новых лекарств в России. Работая токсикологом, вам также будет необходимо быть в курсе последних изменений в законодательстве, чтобы избежать профессиональных ошибок.

Возможность найти интересную работу — это только одна из причин начать изучение химии.

И вновь государственный сектор предлагает не такие привлекательные зарплаты, как частные отрасли — опытные токсикологи зарабатывают от 60 тысяч рублей в месяц, после окончания университета — от 25 до 40 тысяч в зависимости от стажа, но зарплата высококвалифицированных токсиколога в частной сфере  может вырасти до 80 тысяч рублей и выше.

Прочитайте правила, следуя которым  вы сможете гарантированно найти лучшего репетитора по химии.

Основные характеристики специальности

В первую очередь эта профессия предполагает умственный, а не физический труд

Химик-технолог должен обладать хорошей памятью, усидчивостью, терпением, умением концентрировать внимание на решении задач – в процессе работы ему приходится обрабатывать/анализировать большой объем информации. Основные обязанности:

• лабораторные исследования;
• создание веществ и соединений по техническому заданию;
• моделирование процессов;
• изучение химического состава веществ;
• разработка новых технологий, их внедрение;
• технологический контроль;
• работа с документацией (составление технологических карт и пр.);
• отслеживание качества сырья/продукции;
• проверка соблюдения техники безопасности.

Из-за необходимости работы с химикатами специалист такого профиля должен иметь тонкое обоняние, хорошее зрение, быструю реакцию.

Структурная изомерия

Для гексана характерна структурная изомерия – изомерия углеродного скелета.

Структурные изомеры — это соединения с одинаковым составом, которые отличаются порядком связывания атомов в молекуле, т.е. строением молекул.

Изомеры углеродного скелета отличаются строением углеродного скелета.

Например. Для углеводородов состава С6Н14 существуют пять изомеров углеродного скелета: н-гексан, 2-метилпентан, 3 -метилпентан, 2,2-диметилбутан, 2,3-диметилбутан

Гексан	2-Метилпентан
CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3	CH3-CH(CH3)-CH2-CH2-CH3

Для пентана не характерна пространственная изомерия.

Применение алканов

Предельные углеводороды находят очень широкое применение в промышленности (рис. 12). Они являются доступным и достаточно дешёвым топливом, сырьём для получения большого количества важнейших соединений.

Соединения, полученные из метана, самого дешёвого углеводородного сырья, применяют для производства множества других веществ и материалов. Метан используют как источник водорода в синтезе аммиака, а также для получения синтез-газа (смесь СО и Н₂), применяемого для промышленного синтеза углеводородов, спиртов, альдегидов и других органических соединений (рис. 13).

Образование ацетилена (ценного углеводородного сырья и горючего) происходит при нагревании метана до высокой температуры:

Углеводороды более высококипящих фракций нефти используются как горючее для дизельных, турбореактивных двигателей, как основа смазочных масел, как сырьё для производства синтетических жиров и т. д.

Как вы уже знаете, углеводороды состава от С₅Н₁₂ до С₁₁Н₂₄ входят в бензиновую фракцию нефти и применяются в основном как горючее для двигателей внутреннего сгорания. В таких двигателях воспламенение горючего должно происходить от запальной свечи, которая даёт искру в момент наибольшего сжатия поршнем смеси газов. Однако при сжатии смеси паров бензина с воздухом углеводороды нормального строения образуют перекиси, вызывающие преждевременное воспламенение, что приводит к быстрому износу двигателя и не позволяет использовать его мощность. Это явление называют детонацией. Известно, что наиболее ценными компонентами бензина являются углеводороды с разветвлённой цепью, так как они обладают максимальной детонационной устойчивостью.

Наименьшей детонационной устойчивостью среди углеводородов бензиновой фракции обладает н-гептан.

Наиболее устойчив (т. е. в наименьшей степени образует перекиси) так называемый изооктан (2,2,4-триметилпентан):

Изооктан положен в основу условной шкалы оценки бензина по октановым числам. Ему было приписано октановое число 100, а н-гептану — 0. Октановое число 92 (например, бензин А-92) означает, что данный бензин обладает теми же детонационными свойствами, что и смесь, состоящая из 92% изооктана и 8% н-гептана.

В заключение можно добавить, что использование высокооктанового бензина даёт возможность повысить мощность и КПД двигателя внутреннего сгорания.

1. Запишите общую формулу углеводородов гомологического ряда алканов.

2. Напишите формулы возможных изомеров гексана и назовите их по систематической номенклатуре.

3. Расшифруйте следующую цепочку превращений. Назовите соединения А, Б и В.

4. Приведите структурную формулу углеводорода С₅Н₁₂, образующего при бромировании только одно монобромпроизводное.

5. На полное сгорание 0,1 моль алкана неизвестного строения израсходовано 11,2 л кислорода (н. у.). Какова молекулярная формула алкана?
Ответ: С₂Н₆.

6. Какова структурная формула газообразного предельного углеводорода, если 7,5 г этого газа занимают объём 5,6 л (н. у.)?
Ответ: С₂Н₆.

7. Вспомните, что вам известно о применении метана, и объясните, почему утечка бытового газа может быть обнаружена по запаху, хотя метан и его ближайшие гомологи запаха не имеют.

8. Какие соединения могут быть получены каталитическим окислением метана в различных условиях? Напишите уравнения соответствующих реакций.

9. Продукты полного сгорания (в избытке кислорода) 10,08 л (н. у.) смеси этана и пропана пропустили через избыток известковой воды. При этом образовалось 120 г осадка. Определите объёмный состав исходной смеси.
Ответ: 3,36 л С₂Н₆, 6,72 л С₃Н₈.

10. Массовая доля углерода в соединении равна 83,3%, водорода — 16,7%. Определите строение вещества, если известно, что при его бромировании образуется только одно монобромпроизводное.
Ответ: 2,2-диметилпропан.

Химические свойства

Гептан и его изомеры – предельные углеводороды и проявляют все химические свойства, присущие данному классу органических соединений. Вследствие насыщенного характера всех связей они вступают только в реакции, протекающие с разрывом ковалентной связи. При этом, как правило, необходимо подвергнуть реагенты нагреванию и использовать катализаторы.

При недостатке кислорода продуктами неполного сгорания гептана являются угарный газ и сажа:

3. Разложение на низшие алканы и алкены при нагревании без доступа кислорода (крекинг):

4. Дегидрирование с образованием циклического углеводорода (дегидроциклизация):

5. Изомеризация с ветвлением углеродного скелета:

ИЗОМЕРИЯ АЛКАНОВ

Изомерия – явление существования соединений, которые имеют
одинаковый состав (одинаковую молекулярную формулу), но разное строение. Такие
соединения называются изомерами.

1. Вид изомерии, при которой
вещества отличаются друг от друга порядком связи атомов в молекуле,
называется структурной изомерией. Строение
структурных изомеров отражается структурными формулами.

2. Если в молекулах
одинакового состава и одинакового химического строения возможно различное
взаимное расположение атомов в пространстве, то наблюдается пространственная
изомерия (стереоизомерия).

В этом случае
использование структурных формул недостаточно и следует применять модели
молекул или пространственные (стереохимические) формулы.

2.1. Углеводородные
цепи молекул алканов могут вращаться вокруг простых связей, принимать
различные геометрические формы и переходить друг в друга.

Различные
геометрические формы молекул, переходящие друг в друга путем поворота
вокруг C–C связей, называются конформациями или поворотными
изомерами (конформерами), а данный вид изомерии – конформационной
(поворотной) изомерией.

2.2. Для предельных
углеводородов, начиная с гептана, характерен  еще один вид
пространственной изомерии, когда два изомера относятся друг к другу как предмет
и его зеркальное изображение (подобно тому, как левая рука относится к правой).
Такие различия в строении молекул называют зеркальной, или оптической
изомерией.

Структура гептана

Гептан (С7H16) — это углеводород из класса алканов, имеющий семь атомов углерода в молекуле. Он является одним из изомеров октана, который широко используется как эталонное вещество для измерения октанового числа топлива.

Структура гептана представляет собой простую цепь из семи углеродных атомов, к которым присоединены атомы водорода. Все атомы углерода в гептане связаны только одинарными связями. Это делает гептан наиболее простым изомером октана.

Количество изомеров у гептана ограничено его числом углеродных атомов и типом связи между ними. Всего существует три изомерных формы гептана: нормальный гептан (н-гептан), 2-метилгексан и 3-метилпентан. Нормальный гептан представляет собой прямую цепь из семи углеродных атомов. В 2-метилгексане один из атомов углерода имеет ветвь, напоминающую структуру гексана. В 3-метилпентане ветвь находится на третьем углеродном атоме, рядом с правилами IUPAC.

Изомерия углеводородов, включая гептан и другие алканы, возникает из-за различной структуры и связей между атомами углерода. Эти изомеры имеют разные физические и химические свойства, такие как температура кипения, плотность и горючесть

Важно учитывать эти различия при использовании гептана и его изомеров в различных промышленных и научных приложениях

Описание структуры гептана

Гептан — это углеводород семейства алканов, представляющий собой простую структуру седьмого по счету члена в данном семействе. Он состоит из семи атомов углерода и шестнадцати атомов водорода.

Структура гептана представляет собой линейную цепь из семи углеродных атомов, к которым присоединены атомы водорода. Каждый углеродный атом связан с двумя соседними углеродными атомами, за исключением концевых, которые имеют по три связи: с одним соседним углеродным атомом и двумя атомами водорода.

Гептан является одним из изомеров гексана. Изомерия гептана возникает из-за возможности перестановки и разных способов соединения углеродных атомов. Гехексан, в свою очередь, является изомером гептана и имеет структуру, состоящую из шести углеродных атомов и шестнадцати атомов водорода.

Количество изомеров гептана может быть определено по формуле изомерии. На каждом углеродном атоме, за исключением концевых, возможны два различных расположения атомов водорода. Учитывая, что в гептане семь углеродных атомов, общее количество его изомеров составляет 2 в степени 5, что равно 32 изомерам.

Рисунок структуры гептана

Гептан (C7H16) — органическое соединение из класса алканов, представляющее собой углеводород семикратной структуры. Гептан является изомером гексана и октана, а также имеет несколько изомеров. Это значит, что молекула гептана состоит из семи атомов углерода и шестнадцати атомов водорода, но их расположение может различаться.

Изомерия — это явление, когда химические соединения имеют одинаковый химический состав, но различную структуру и свойства. В случае гептана, количество его изомеров зависит от возможных комбинаций атомов углерода в цепи. Одним из изомеров гептана является циклогексан, где углеводородная цепь формирует кольцо.

На рисунке можно увидеть структуру гептана в виде прямой цепи из семи атомов углерода, каждый из которых соединен с двумя атомами водорода. Такая расположение атомов позволяет гептану быть насыщенным алканом. Вместе с октаном, гептан является важным компонентом бензина, так как он обладает низким октановым числом, что обеспечивает хорошую стабильность двигателя и уменьшает риск детонации топлива.

Токсичность гексана и гептана

Гексан

Гексан — это химическое соединение, которое может привести к серьезным проблемам со здоровьем при ингаляции или поглощении. Это вещество может вызвать боли в животе, тошноту, головокружение и даже потерю сознания. В дополнение к этому, гексан является канцерогеном, и постоянный контакт с этим веществом может привести к запущенным стадиям рака.

Избегайте контакта гексана с кожей, глазами и дыхательными путями, а также предоставьте достаточную вентиляцию при работе с ним.

Гептан

Гептан — это менее опасное химическое соединение, чем гексан, так как у него значительно более низкая токсичность

Однако придерживайтесь предосторожности при работе с ним, чтобы избежать дискомфорта и недомогания

Необходимо соблюдать меры предосторожности, не допуская контакта гептана со кожей, глазами и дыхательными путями, а также предоставлять достаточную вентиляцию при работе с ним. В целом, гектан является более безопасным веществом, чем гексан, но при работе с любым химическим соединением необходимо соблюдать меры предосторожности

В целом, гектан является более безопасным веществом, чем гексан, но при работе с любым химическим соединением необходимо соблюдать меры предосторожности

Гексан Растворимость

Растворимость зависит от природы растворителя, а также растворенного вещества. Неполярное растворенное вещество растворяется в неполярном растворителе, тогда как полярное растворенное вещество растворяется в полярном растворителе из-за совпадения природы.

Гексан — неполярная молекула с почти нулевым дипольным моментом, а вода — полярная молекула. Молекулы воды связаны друг с другом прочными межмолекулярными водородными связями благодаря наличию высокоэлектроотрицательного атома кислорода. Так, гексан не может растворяться в воде, но растворяется в толуоле, бензоле и масле.

По той же причине гексан не растворяется в этаноле и NaOH, так как этанол является полярным растворителем, а гексан — неполярным углеводородом.