Question

1)Scrieti ecuatiile reacțiilor prin care se obtine :
a) clorura de metilen din metan,
b)izobutan din butan
c)carbune(negru de fum)din butan
2)Aranjati in ordine crescătoare a punctelor de fierbere alcanii: izopentan,neo-pentan,n-pentan.

Answer 1

Răspuns: Propunere de rezolvare:

1) Ecuații chimice:

a) clorura de metilen (CH₂Cl₂) sau diclorometan se obține prin reacția de substituție la metan(CH₄) cu clor(Cl₂) la lumină sau la temperatură de 500 grade C. Prin această reacție rezultă un amestec de derivați clorurați, ai metanului.

Avem ecuațiile chimice, prin care se ajunge de la CH₄ la CH₂Cl₂:

CH₄ +  Cl₂ ( lumină) → CH₃Cl + HCl

CH₃Cl + Cl₂(lumină) → CH₂Cl₂ + HCl

...........................................................

Ecuația chimică generală este:

CH₄ + 2 Cl₂ → CH₂Cl₂ + 2HCl

b) Izobutanul se obține din n-butan, prin reacția de izomerizare, care are loc în prezența catalizatorului de AlCl₃,  a urmelor de apă și la temperaturi mici sub 100 grade C:

CH₃-CH₂-CH₂-CH₃  ⇔ CH₃-CH-CH₃

                                               I

                                              CH₃

n - butan (C₄H₁₀)                   izobutan (C₄H₁₀)

Este o reacție reversibilă.

c) cărbune(negru de fum) din butan. Propun arderea (oxidarea) incompletă a butanului cu oxigen din aer, așa cum se aplică și la metan, pentru obținerea negrului de fum în industrie.

Sunt posibile următoarele ecuații chimice de ardere incompletă:

C1) C₄H₁₀ + 7/2 O₂ aer → 3C↓(s) +  CO₂↑    +  5H₂O↑  /  ₓ 2

 rezultă:

 2  C₄H₁₀ + 7O₂ aer → 6C↓(s) +  2CO₂↑    +  10 H₂O↑

Este posibil și ecuația chimică de formare CO, alături de CO₂

C2) C₄H₁₀ + 4O₂ aer → 2C↓(s) +  CO₂↑  +  CO↑ + 5 H₂O↑

Argumentarea ecuațiilor chimice propuse:

În locul ecuației chimice de descompunere termică,  la temperaturi mari a butanului, sau la arc electric, m-am gândit la ecuațiile chimice de la C1 și C2,  din motive de tehnologie.

2) Rezolvare

Vom explica aranjarea punctelor de fierbere (pf) la alcanii indicați, astfel:

a) am extras dintr-un tabel, punctele de fierbere ale alcanilor indicați:

n -pentan, CH₃-CH₂-CH₂-CH₂-CH₃                  are pf= +36,1 ⁰C

izopentan, 2 metil-butan, CH₃-CH - CH₂-CH₃, are pf=+27,8

                                                   I

                                                   CH₃

                                                             CH₃

                                                              I

neopentan,  2,2 dimetilpropan:   CH₃-CH -CH₃   are pf:  +9,4 ⁰C

                                                                I

                                                                CH₃  

b) observăm, că toate cele 3 pf sunt pozitive, mai mari decât 0 ⁰C și ele scad de la n -butan la neopentan.

c)aranjăm cifrele în ordine crescătoare astfel:

0.................+9,4................... +27,8.....................+36,1

               neopentan            izopentan            n pentan

d) Concluzie:

Ramificarea catenei la alcani, duce la scăderea punctului de fierbere.

n-alcanii lichizi au puncte de fierbere mai mari față de izoalcanii,  din motive energetice, legate de scăderea forțelor de atracție intermoleculare și distanțe dintre molecule.

Explicație: