Question

Explică de ce punctele de fierbere scad pentru alcanii izomeri o dată cu creșterea numărului de ramificații. Definește puterea calorică. ​

Answer 1

  Hidrocarburile sunt neutre din punct de vedere acido-bazic. De aceea, nu putem vorbi despre legaturi de hidrogen, ci de fortele Van der Waals. Aceste forte actioneaza aproape identic ca si legaturile de hidrogen, doar ca sunt mult reduse.

 Acum pentru a-ti explica de ce hidrocarburile ramificate au punctele de fierbere/topire mai mici decat n-hidrocarburile corespunzatoare este nevoie de un exemplu.

Voi lua n-butanul si izobutanul ca exemple.

C(1)H3-C(2)H2-C(3)H2-C(4)H3

C(1)H3-C(2)H-C(3)H3

            |

           C(4)H3

Acum voi lua ca punct de referinta atom de carbon notat cu 2.

  Se observa ca in primul caz atomul de carbon (2) este legat de un radical metil si un radical etil. In al 2-lea caz, acelasi atom de carbon este legat de 3 radicali metil.

 

  Se stie ca, cu cat un radical este mai mare cu atat exercita forte Van der Waals mai puternice. => forta van der waals a radicalului etil va fi cu mult mai mare decat a radicalului metil.

  Fiecare radical hidrocarbonat are efect respingator de electroni si deci fortele van der waals for fi destul de slabe, dupa cum am precizat si mai sus.

 Datorita faptului ca radicalul etil exercita forte Wan der Waals mai mari decat gruparea metil (chiar mai mare decat 2 grupari metil) per total, n-butanul va avea forte Van der Walls mai puternice decat izobutanul.

 Cu cat fortele Van der Waals sunt mai puternice, cu atat este nevoie de o temperatura mai mare pentru ca substanta sa fiarba/se topeasca.

  Puterea calorica a unui combustibil este cantitatea de caldura degajata la arderea completa a unei mase de 1kg de combustibil solid sau lichid, sau a unui volum de 1 m³ de combustibil gazos.

   De exemplu, puterea calorica a metanului daca se degaja 300 kcal va fi:

Calculam numarul de moli din 1m³ metan (gaz)

n=1000/22,4=44,64 moli metan

Se aplica regula de 3 simpla

Daca 1 mol metan degaja 300 kcal caldura

Atunci 44,64 moli metan vor degaja x

=> x=44,64*300=13392 kcal

Deci, puterea calorica este 13392 kcal/m³