Alchenele sunt substanțe „de tranziție” valoroase. Cu ajutorul lor, puteți obține alcani, alchine, derivați de halogen, alcooli, polimeri și altele. Principala problemă a hidrocarburilor nesaturate este absența lor aproape completă în natură; în cea mai mare parte, substanțele din această serie specială sunt extrase în laborator prin sinteză chimică. Pentru a înțelege caracteristicile reacțiilor pentru obținerea alchenelor, trebuie să înțelegeți structura acestora.
Ce sunt alchenele?
Alchenele sunt substanțe organice care constau din atomi de carbon și hidrogen. O caracteristică a acestei serii sunt legăturile covalente duble: sigma și pi. Ele determină proprietățile chimice și fizice ale substanțelor. Punctul lor de topire este mai mic decât cel al alcanilor corespunzători. De asemenea, alchenele diferă de această serie „de bază” de hidrocarburi prin prezența unei reacții de adiție, care are loc prin ruperea legăturii pi. Se caracterizează prin patru tipuri de izomerie:
- în funcție de poziția dublei legături;
- pentru modificări ale scheletului de carbon;
- interclasă (cu cicloalcani);
- geometric (cis- și trans-).
Un alt nume pentru astao serie de substanțe - olefine. Acest lucru se datorează asemănării lor cu acizii carboxilici polihidroxici, care au o legătură dublă în compoziția lor. Nomenclatura alchenelor diferă prin aceea că primul atom din lanțul de carbon este determinat de plasarea unei legături multiple, a cărei poziție este indicată și în numele substanței.
Crăparea este principala modalitate de a extrage alchenele
Crăcarea este un tip de rafinare a petrolului la temperaturi ridicate. Scopul principal al acestui proces este extracția substanțelor cu o greutate moleculară mai mică. Cracarea pentru a produce alchene are loc în timpul descompunerii alcanilor, care fac parte din produsele petroliere. Acest lucru se întâmplă la temperaturi cuprinse între 400 și 700 °C. În cursul acestei reacții de obținere a alchenelor, pe lângă substanța care a fost scopul implementării acesteia, se formează un alcan. Numărul total de atomi de carbon înainte și după reacție este același.
Alte metode industriale pentru obținerea alchenelor
Nu puteți continua să vorbiți despre alchene fără a menționa reacția de dehidrogenare. Pentru implementarea lui se ia un alcan, în care se poate forma o legătură dublă după eliminarea a doi atomi de hidrogen. Adică metanul nu va intra în această reacție. Prin urmare, un număr de alchene pornesc de la etilenă. Condițiile speciale pentru reacție sunt temperatura ridicată și un catalizator. Oxidul de nichel sau crom (III) poate acționa ca acesta din urmă. Rezultatul reacției va fi o alchenă cu numărul corespunzător de atomi de carbon și un gaz incolor (hidrogen).
O altă metodă industrială de obținere a substanțelor din această serie este hidrogenarea alchinelor. Această reacție de obținere a alchenelor are loc la temperaturi ridicate și cu participarea unui catalizator (nichel sau platină). Mecanismul de hidrogenare se bazează pe ruperea uneia dintre cele două legături pi ale alchinei furnizate, după care se adaugă atomi de hidrogen la locurile de distrugere.
Metoda de laborator folosind alcool
Una dintre cele mai simple și mai ieftine moduri este deshidratarea intramoleculară, adică eliminarea apei. Când scrieți ecuația de reacție, merită să ne amintim că aceasta va fi efectuată conform regulii Zaitsev: hidrogenul se va despărți de atomul de carbon cel mai puțin hidrogenat. Temperatura trebuie să fie peste 150°C. Ca catalizator, trebuie să utilizați substanțe cu proprietăți higroscopice (capabile să atragă umiditatea), de exemplu, acidul sulfuric. La locul separării grupării hidroxil și a hidrogenului se va forma o dublă legătură. Rezultatul reacției va fi alchena corespunzătoare și o moleculă de apă.
Derivate halo bazate pe laborator
Există încă două metode de laborator. Prima este acțiunea unei soluții alcaline asupra derivaților de alcani, care au un atom de halogen în compoziția lor. Această metodă se numește dehidrohalogenare, adică eliminarea compușilor cu hidrogen cu elemente nemetalice din grupa a șaptea (fluor, brom, clor, iod). Implementarea mecanismului de reacție, ca și în cazul precedent, decurge conform reguliiZaitsev. Condițiile catalitice sunt o soluție alcoolică și o temperatură ridicată. După reacție, se formează o alchenă, o sare a unui element de metal alcalin și un halogen, apă.
A doua metodă este foarte asemănătoare cu cea anterioară. Se realizează folosind un alcan, care are doi halogeni în compoziția sa. O astfel de substanță este afectată de un metal activ (zinc sau magneziu) în prezența unei soluții de alcool și a unei temperaturi ridicate. Reacția va avea loc numai dacă hidrogenul este înlocuit cu un halogen la doi atomi de carbon vecini, dacă condiția nu este îndeplinită, atunci nu se formează dubla legătură.
De ce să luați zinc și magneziu? În timpul reacției, metalul este oxidat, care poate dona doi electroni, iar doi halogeni sunt eliminați. Dacă luați elemente alcaline, acestea vor reacționa cu apa, care face parte din soluția de alcool. În ceea ce privește metalele care sunt după magneziu și zinc din seria Beketov, acestea vor fi prea slabe.
