Ankan là gì? Tính chất hóa học, tính chất vật lí, nhận biết, điều chế, ứng dụng của Ankan

Ankan – Tính chất vật lí – Tính chất hóa học – Hóa học 11 – Cô Phương Thúy (HAY NHẤT)
Ankan – Tính chất vật lí – Tính chất hóa học – Hóa học 11 – Cô Phương Thúy (HAY NHẤT)

Ankan là gì? Tính chất hóa học, tính chất vật lí, nhận biết, điều chế, ứng dụng của Ankan

Tổng hợp Tính chất hóa học, tính chất vật lí, nhận biết, điều chế, ứng dụng của Ankan giúp bạn nắm vững kiến thức và học tốt Hóa học.

Ankan là gì?

Quảng cáo

1. Định nghĩa về Ankan

Ankan là những hydrocacbon no, mạch hở, trong phân tử chỉ có liên kết đơn C-C hoặc C-H. Công thức tổng quát của ankan: CnH2n+2 (n ≥ 1)

2. Cấu trúc Ankan

Các nguyên tử C ankan ở trạng thái lai hóa sp3. Mỗi nguyên tử C nằm ở tâm của tứ diện mà 4 đỉnh là các nguyên tử H hoặc C, liên kết C-C, C-H đều là liên kết xích ma. Các góc hóa trị đều gần bằng 109,5 độ.

3. Đồng phân của Ankan

3.1. Đồng phân mạch cacbon

– Ở dãy đồng đẳng của metan, từ thành viên thứ tư trở đi, mỗi thành viên đều gồm nhiều đồng phân.

Quảng cáo

– Thí dụ: Ứng với công thức C4H10 (thành viên thứ tư của dãy đồng đẳng) có hai đồng phân cấu tạo.

=> Nhận xét: Ankan từ C4H10 trở đi có đồng phân cấu tạo, đó là đồng phân mạch cacbon.

3.2. Bậc của cacbon

– Bậc của một nguyên tử C ở phân tử ankan bẳng số nguyên tử C liên kết trực tiếp với nó.

– Ankan mà phân tử chỉ chứa C bậc I và C bậc II (không chứa C bậc III và C bậc IV) là ankan không phân nhánh.

– Ankan mà phân tử có chứa C bậc III hoặc C bậc IV là ankan phân nhánh.

4. Đồng đẳng của Ankan

Ankan: metan (CH4), etan (C2H6), propan (C3H8), các butan ( C4H10), các pentan (C5H12), … có công thức chung là CnH2n+2 (n ≥ 1). Chúng hợp thành dãy đồng đẳng gọi là dãy đồng đẳng của metan.

5. Danh pháp của Ankan

5.1. Ankan không phân nhánh

– Theo IUPAC, tên của 10 ankan không phân nhánh đầu tiên được gọi như sau:

– Nhóm nguyên tử còn lại sau khi bớt một nguyên tử H từ phân tử ankan, có công thức CnH2n+1, được gọi là nhóm ankyl. Tên của nhóm ankyl không nhánh lấy từ tên của ankan tương ứng đổi đuôi an thành đuôi yl.

5.2. Ankan phân nhánh

Theo IUPAC, tên của ankan phân nhánh được gọi theo kiểu tên thay thế:

Số chỉ vị trí – Tên nhánh + Tên mạch chính + an

+ Mạch chính là mạch dài nhất, có nhiều nhánh nhất. Đánh số các nguyên tử cacbon thuộc mạch chính bắt đầu từ phía phân nhánh sớm hơn.

+ Gọi tên mạch nhánh (tên nhóm ankyl ) theo thứ tự vần chữ cái. Số chỉ vị trí nhánh nào đặt ngay trước gạch nối với tên nhánh đó.

Thí dụ:

6. Tính chất hóa học của Ankan

6.1. Phản ứng thế

– Khi chiếu sáng hoặc đốt nóng hỗn hợp metan và clo xảy ra phản ứng thế lần lượt các nguyên tử hiđro bằng clo:

– Các đồng đẳng của metan cũng tham gia phản ứng thế tương tự như metan.

– Phản ứng thế H bằng halogen thuộc loại phản ứng halogen hóa, sản phẩm hữa cơ có chứa halogen gọi là dẫn xuất halogen.

6.2. Phản ứng tách (gãy liên kết)

Nhận xét: Dưới tác dụng của nhiệt và xúc tác (Cr2O3, Fe, Pt,… ), các ankan không những bị tách hiđro tạo thành hiđrocacbon không no mà còn bị gãy các liên kết C-C tạo ra các phân tử nhỏ hơn.

6.3. Phản ứng oxi hóa

– Metan cháy tạo thành khí cacbon đioxit và hơi nước.

– Phản ứng trên tỏa nhiều nhiệt. Hỗn hợp gồm một thể tích metan và hai thể tích oxi là hỗn hợp nổ mạnh.

– Các ankan đầu dãy đồng đẳng đều rất dễ cháy và tỏa nhiều nhiệt. Khí CO2, hơi nước và nhiệt tạo ra nhanh hơn nên có thể gây nổ.

– Nếu không đủ oxi, ankan bị cháy không hoàn toàn, khi đó ngoài CO2 và H2O còn tạo ra các sản phẩm như CO, muội than, không những làm giảm năng suất tảo nhiệt mà còn gây độc hại cho môi trường.

– Khi có xúc tác và nhiệt độ thích hợp, ankan bị oxi hóa không hoàn toàn tạo thành dẫn suất chứa oxi.

6.4. Phản ứng nhiệt phân

7. Tính chất vật lí của Ankan

– Ở điều kiện thường, các ankan từ C1 đến C4 ở trạng thái khí, từ C5 đến khoảng C18 ở trạng thái lỏng, từ khoảng C18 trở đi ở trạng thái rắn.

– Nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi và khối lượng riêng của ankan nói chung đều tăng theo số lượng nguyên tử cacbon trong phân tử tức là tăng theo phân tử khối. Ankan nhẹ hơn nước.

– Ankan không tan trong nước, khi trộn vào nước thì tách lớp nổi lên trên người ta nói chúng kị nước. Ankan là những dung môi không phân cực hòa tan tốt những chất không phân cực như dầu, mỡ… chúng là những chất ưa dầu mỡ và ưa bám dính quần áo, lông, da. Những ankan lỏng có thể thấm qua da và màng tế bào.

– Ankan đều là những chất không màu.

– Các ankan nhẹ nhất như metan, etan, propan là những khí không mùi. Ankan từ C5 – C10 có mùi xăng, từ C10– C16 có mùi dầu hỏa. Các ankan rắn rất ít bay hơi nên hầu như không mùi.

8. Nhận biết Ankan

Có thể nhận biết ankan bằng tính trơ hóa học với hầu hết các thuốc thử thông thường như không làm mất màu dd nước Br2, KMnO4… và cũng không tan trong axit H2SO4.

9. Điều chế Ankan

9.1. Trong công nghiệp

Metan và các đồng đẳng được tách từ khí thiên nhiên và dầu mỏ.

9.2. Trong phòng thí nghiệm

Khi cần một lượng nhỏ metan, người ta nung natri axetat với vôi tôi xút, hoặc có thể cho nhôm cacbua tác dụng với nước:

10. Ứng dụng của Ankan

– Dùng làm nhiên liệu (CH4 dùng trong đèn xì để hàn, cắt kim loại).

– Dùng làm dầu bôi mỡ bôi trơn, chống gỉ. Sáp pha thuốc mỡ và đun nấu

– Dùng làm dung môi.

– Để tổng hợp nhiều chất hữu cơ khác: CH3Cl, CH2Cl2 , CCl4, CF2Cl2,…

– Đặc biệt từ CH4 điều chế được nhiều chất khác nhau: hỗn hợp CO + H2, amoniac, rượu metylic, anđehit fomic, …

11. Bài tập về Ankan

Ví dụ 1: Đốt cháy hoàn toàn 1 hiđrocacbon A (là chất khí, đtkc) rồi dẫn sản phẩm lần lượt qua bình 1 đựng H2SO4 đặc và bình 2 chứa NaOH dư người ta thấy khối lượng bình 1 tăng 1,8g và khối lượng bình 2 tăng 3,52 gam. Xác định CTPT của A?

A. C2H6

B. C3H8

C. C4H10

D. C5H12

Hướng dẫn giải:

Khối lượng bình 1 tăng là khối lượng của H2O =>

Khối lượng bình 2 tăng là khối lượng của CO2 =>

Nhận thấy: => hiđrocacbon là ankan;

Số mol ankan là = 0,1 – 0,08 = 0,02 mol

Phương trình phản ứng:

→ n = 0,08 : 0,02 = 4

CTPT của A là C4H10

Đáp án C

Ví dụ 2: Khi đốt cháy hoàn toàn 3,6 g ankan X thu được 5,6 lít khí CO2 (đktc). Công thức phân tử của X là:

A. C3H8

B. C5H12

C. C5H12

D. C4H10

Hướng dẫn giải:

1 mol n mol

0,25 mol

Đáp án C

Ví dụ 3: Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp X gồm hai hiđrocacbon kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng, thu được 2,24 lít khí CO2 (dktc) và 3,24 gam H2O. Hai hiđrocacbon trong X là

A. C2H6 và C3H8

B. CH4 và C2H6

C. C2H2 và C3H4

D. C2H4 và C3H6

Hướng dẫn giải:

Gọi CTTQ chung của 2 ankan là

X là CH4 và C2H6

Đáp án B

Xem thêm các chương trình khác:

Bạn đang xem bài viết: Ankan là gì? Tính chất hóa học, tính chất vật lí, nhận biết, điều chế, ứng dụng của Ankan. Thông tin được tạo bởi Trung Tâm Tiêng Anh Gemma chọn lọc và tổng hợp cùng với các chủ đề liên quan khác.

Similar Posts