Les hydrocarbures saturés (paraffines) sont des hydrocarbures aliphatiques saturés, où il existe une simple liaison (simple) entre les atomes de carbone.
Toutes les autres valences sont complètement saturées en atomes d'hydrogène.
Les hydrocarbures saturés ont un total deFormule SpN2p + 2. Dans des conditions normales, les représentants de cette classe présentent une faible réactivité, ils sont donc appelés "paraffines". Les hydrocarbures saturés commencent par le méthane et ont une formule moléculaire de CH4.
Cette matière organique est sans odeur.et en couleur, le gaz est presque deux fois plus léger que l’air. Dans la nature, il se forme par décomposition d'animaux et d'organismes végétaux, mais uniquement en l'absence d'air. On le trouve dans les mines de charbon, dans les réservoirs marécageux. En petites quantités, le méthane fait partie du gaz naturel actuellement utilisé comme carburant dans la production, au quotidien.
Cet hydrocarbure saturé, appartenant à la classe des alcanes, possède une liaison polaire covalente. La structure tétraédrique est expliquée par l'hybridation sp3 d'un atome de carbone, l'angle de valence est de 109 ° 28 ".
Les hydrocarbures saturés peuvent être appelés parnomenclature systématique. Il existe une procédure spécifique qui permet de prendre en compte toutes les ramifications présentes dans la molécule de l'hydrocarbure limitant. Tout d'abord, vous devez identifier la chaîne de carbone la plus longue, puis numéroter les atomes de carbone. Pour ce faire, choisissez la section de la molécule dans laquelle il y a une ramification maximale (plus de radicaux). S'il y a plusieurs radicaux identiques dans l'alcane, lorsqu'ils sont nommés, les préfixes de clarification sont indiqués: di-, tri-, tétra. Pour clarifier la position des particules actives dans la molécule d'hydrocarbure, utilisez des nombres. La dernière étape dans le nom des paraffines est l’indication de la chaîne carbonée elle-même, avec le suffixe -ah ajouté.
Les hydrocarbures saturés diffèrent globalementcondition Les quatre premiers représentants de ce guichet sont des composés gazeux (du méthane au butane). Lorsque le poids moléculaire relatif augmente, il y a une transition vers le liquide, puis vers l'état d'agrégation solide.
Les hydrocarbures saturés et insaturés ne se dissolvent pas dans l'eau, mais sont capables de se dissoudre dans les molécules de solvant organique.
Quels types d'isomérie ont des hydrocarbures saturés? Des exemples de structure de représentants de cette classe, à commencer par le butane, indiquent la présence d'une isomérie du squelette carboné.
Chaîne carbonée formée par covalenteconnexions polaires, a une apparence de zigzag. C'est la raison du changement de la chaîne principale de l'espace, c'est-à-dire l'existence d'isomères structuraux. Par exemple, lorsque la configuration des atomes dans la molécule de butane change, son isomère est formé - le 2-méthylpropane.
Considérer les propriétés chimiques de basehydrocarbures saturés. Pour les représentants de cette classe d'hydrocarbures, les réactions d'addition ne sont pas caractéristiques car toutes les liaisons de la molécule sont simples (saturées). Les alcanes entrent dans des interactions associées au remplacement d'un atome d'hydrogène par un halogène (halogénation), un groupe nitro (nitration). Si les formules d'hydrocarbures saturés sont de la forme SpH2p + 2, alors, après substitution, une substance de la composition CnH2n + 1CL et CnH2n + 1NO2 est formée.
Le processus de substitution a radical libremécanisme. Tout d'abord, des particules actives (radicaux) se forment, puis on observe la formation de nouvelles substances organiques. Tous les alcanes entrent en réaction avec des représentants du septième groupe (sous-groupe principal) du tableau périodique, mais le processus n’a lieu qu’à température élevée ou en présence d’un quantum de lumière.
Также для всех представителей ряда метана interaction caractéristique avec l'oxygène de l'air. Pendant la combustion, le dioxyde de carbone, la vapeur d'eau, agit comme un produit de réaction. La réaction s'accompagne de la formation d'une quantité importante de chaleur.
Lorsque le méthane interagit avec l'oxygène de l'airexplosion possible. Un effet similaire est caractéristique des autres membres de la classe des hydrocarbures saturés. C'est pourquoi un mélange de butane avec du propane, de l'éthane et du méthane est dangereux. Par exemple, ces grappes sont caractéristiques des mines de charbon, des ateliers de production. En cas de chauffage à plus de 1000 ° C de l'hydrocarbure limitant, il se décompose. Des températures plus élevées entraînent des hydrocarbures insaturés, ainsi que la formation d'hydrogène gazeux. Le processus de déshydrogénation est d'importance industrielle, il permet d'obtenir une variété de substances organiques.
Les hydrocarbures méthaniques, à partir du butane, sont isomérisés. Son essence est de changer le squelette carboné pour obtenir des hydrocarbures saturés ramifiés.
Le méthane en tant que gaz naturel est utilisé dansla forme de carburant. Les dérivés chlorés du méthane sont d’une grande importance pratique. Par exemple, le chloroforme (trichlorométhane) et l'iodoforme (triiodométhane) sont utilisés en médecine et le tétrachlorure de carbone bloque l'accès à l'oxygène lors du processus d'évaporation, il est donc utilisé pour éteindre les incendies.
En raison de la valeur élevée de la chaleur de combustion des hydrocarbures, ceux-ci sont utilisés non seulement comme combustible dans la production industrielle, mais aussi à des fins domestiques.
Un mélange de propane et de butane, appelé "gaz liquéfié", est particulièrement utile dans les régions où il n’est pas possible d’utiliser du gaz naturel.
Représentants des hydrocarbures en liquidesont combustibles pour les moteurs à combustion interne des voitures (essence). En outre, le méthane est une matière première disponible pour diverses industries chimiques.
Par exemple, la réaction de décomposition et de combustion du méthaneutilisé pour la fabrication industrielle de noir de carbone, nécessaire à la production d'encre d'impression, ainsi qu'à la synthèse de divers produits en caoutchouc à partir de caoutchouc.
Pour ce faire, le four et le méthane sont servis telsle volume d'air de sorte que l'hydrocarbure saturé sera partiellement brûler. Lorsque la température augmente, une partie du méthane se décompose et une fine suie se forme.
Le méthane est la principale source de production industrielle d'hydrogène utilisé dans la synthèse de l'ammoniac. Pour effectuer la déshydrogénation, le méthane est mélangé à de la vapeur d'eau.
Le processus se déroule à une température d’environ 400 ° C.pression d’environ 2-3 MPa, catalyseur d’aluminium et de nickel usé. Certaines synthèses utilisent un mélange de gaz, qui est formé dans ce processus. Si les transformations ultérieures impliquent l'utilisation d'hydrogène pur, l'oxydation catalytique du monoxyde de carbone avec de la vapeur d'eau est effectuée.
La chloration produit un mélange de dérivés du chloreméthane ayant une large application industrielle. Par exemple, le chlorométhane pouvant absorber de la chaleur, il est utilisé comme réfrigérant dans les unités de réfrigération modernes.
Le dichlorométhane est un bon solvant des substances organiques utilisées en synthèse chimique.
Le chlorure d'hydrogène produit dans le processusl'halogénation radicalaire, après dissolution dans l'eau, devient de l'acide chlorhydrique. À l’heure actuelle, l’acétylène, une matière première chimique précieuse, est également produit à partir de méthane.
Les représentants de la série homologue de méthane sont largementcommune dans la nature, ce qui les rend des substances populaires dans de nombreux secteurs de l'industrie moderne. À partir d’homologues du méthane, il est possible de produire des hydrocarbures ramifiés, nécessaires à la synthèse de diverses classes de substances organiques. Les plus hauts représentants de la classe des alcanes constituent la matière première pour la fabrication de détergents synthétiques.
En plus des paraffines, des alcanes, un intérêt pratiquereprésentent et cycloalcanes, appelés cycloparaffines. Leurs molécules contiennent également des liaisons simples, mais la particularité des représentants de cette classe est la présence d'une structure cyclique. Les alcanes et les cycloacanes en grandes quantités sont utilisés comme combustibles gazeux, car les processus s’accompagnent d’un dégagement de chaleur important (effet exothermique). Actuellement, les alcanes et les cycloalcanes sont considérés comme les matières premières chimiques les plus précieuses. Par conséquent, leur utilisation pratique ne se limite pas aux réactions de combustion typiques.
