Eisimpleirean de Cheistean agus Deasbad mu Alcanan
Is e todhar sìmplidh haidreacarbon a th’ ann an alcanan aig a bheil ceanglaichean singilte eadar ataman carbon agus haidridean. Canar paraffins riutha cuideachd agus tha slabhraidhean carbon shàthaichte aca. Is e am prìomh fheart aig alcanan an neo-ghnìomhachd, agus is e sin as coireach gu bheil iad gu tric air an cleachdadh mar chonnadh agus mar lubricants. San artaigil seo, bruidhnidh sinn air grunn eisimpleirean de dhuilgheadasan agus na fuasglaidhean aca a thaobh alcanan.
Ro-ràdh do Alcanan
Faodar alcanan a chur an cèill leis an fhoirmle choitcheann ∫(C_nH_{2n+2}∫), far a bheil ∫(n) a’ riochdachadh an àireamh de dadaman gualain. Is e meatàn (∫CH_4∫) le aon dadam gualain an alcan as sìmplidh. Tha e air a leantainn le ethane (∫(C_2H_6∫)), propane (∫(C_3H_8∫)), agus mar sin air adhart. Tha ainmean alcanan a’ leantainn ainmean IUPAC (Aonadh Eadar-nàiseanta Ceimigeachd Fìor-ghlan agus Gnìomhaichte) a bhios a’ cleachdadh an crìoch ‘-ane’.
Feartan Fiosaigeach Alcanan
– Staid fiosaigeach: Mar as motha de dadaman gualain anns an t-sreath, ’s ann as àirde na puingean leaghaidh is goil. Mar eisimpleir, tha meatàn, ethan, agus propane nan gasaichean aig teòthachd an t-seòmair, agus tha alcanan nas motha (m.e., ochdan) nan leaghan.
– So-sgaoilteachd: Tha alcanan do-sgaoilte ann an uisge ach so-sgaoilte ann an fuasglaidhean neo-phòla eile air sgàth an nàdair hydrophobic.
– Freagairteachd: Tha alcanan an ìre mhath nas lugha de ath-ghnìomhach na haidreacarbón eile air sgàth na ceanglaichean làidir singilte aca.
Ath-bheachdan cudromach alcanan
– Losgadh: Faodaidh alcanan a dhol tro losgadh iomlan a’ toirt a-mach carbon dà-ogsaid agus uisge, no losgadh neo-iomlan a’ toirt a-mach carbon monoxide agus uisge.
– Halogenachadh: Faodaidh alcanan freagairt le halogenan (m.e., clòirin no bromine) fo chumhachan sònraichte gus halidean alcail a thoirt gu buil.
Seallaidh sinn air beagan eisimpleirean de cheistean agus na còmhraidhean mun deidhinn gus tuigse nas fheàrr fhaighinn air na bun-bheachdan gu h-àrd.
Eisimpleir Ceist 1: Ainmeachadh Alcanan
Ceist
Thoir ainm IUPAC airson a’ cho-thàthaidh a leanas:
1. \( CH_3-CH_2-CH_3 \)
2. \( CH_3-CH_2-CH_2-CH_2-CH_3 \)
3. \( CH_3-CH_2-CH_2-CH_2-CH_3-CH_2-CH_3 \)
Deasbad
1. Is e propane an co-thàthadh leis an fhoirmle \(CH_3-CH_2-CH_3 \). Is e Propane an t-ainm IUPAC airson a’ cho-thàthaidh seo.
2. Is e pentane an co-thàthadh leis an fhoirmle \(CH_3-CH_2-CH_2-CH_2-CH_3 \). Is e pentane an t-ainm IUPAC airson a’ cho-thàthaidh seo.
3. Is e heptane an co-thàthadh leis an fhoirmle \(CH_3-CH_2-CH_2-CH_2-CH_3-CH_2-CH_3 \). Is e heptane an t-ainm IUPAC airson a’ cho-thàthaidh seo.
Mìneachadh
Nuair a thathar ag ainmeachadh alcanan, faodar dà phrìomh riaghailt a leantainn:
1. Comharraich an t-sreath charboin as fhaide mar a’ phrìomh shreath.
2. Thoir ainm dha a rèir àireamh nan ataman gualain anns an t-sreath (met-, et-, prop-, but-, msaa.), agus an iar-leasachan -ane às a dhèidh.
Eisimpleir Ceist 2: Isomers
Ceist
Sgrìobh agus ainmich na structaran isomeric airson butane (\(C_4H_{10}\)).
Deasbad
Tha dà isomer structarail aig butane:
1. n-Bùtan:
Structar: \( CH_3-CH_2-CH_2-CH_3 \)
Ainm IUPAC: n-Bùtan
2. Isobutane (Methylpropane):
Structar:
“`
CH3
|
CH3-C-CH3
|
H
“`
Ainm IUPAC: 2-Methylpropane
Mìneachadh
Is e todhar a th’ ann an isomers leis an aon fhoirmle mhóileciuil ach structaran eadar-dhealaichte. Airson butane (\(C_4H_{10}\)), tha dà structar a dh’ fhaodadh a bhith againn:
– Tha slabhraidh charboin dhìreach aig n-Bùtan.
– Tha meur (methyl) aig isobutane air an dàrna carbon.
Eisimpleir Ceist 3: Losgadh Alcanan
Ceist
Sgrìobh na freagairtean losgaidh iomlan agus neo-choileanta airson propane (\(C_3H_8\)).
Deasbad
1. Losgadh Foirfe:
Ath-bhualadh: (C₃H₃ + 5O₂ = 3CO₂ + 4H₂O)
2. Losgadh neo-iomlan:
- A’ dèanamh carbon monoxide:
Ath-bhualadh: (C₃H₃ + 3.5O₂ 3CO + 4H₂O)
– A’ dèanamh carbon cruaidh (sùith):
Ath-bhualadh: (C₃H₃ + 2O₂ = 3C + 4H₂O)
Mìneachadh
Ann an losgadh iomlan, bidh alcanan ag ath-fhreagairt le gu leòr ocsaidean gus carbon dà-ogsaid agus uisge a thoirt gu buil. Bidh losgadh neo-iomlan, air sgàth dìth ocsaidean, a’ toirt a-mach carbon monoxide no carbon cruaidh.
Eisimpleir Ceist 4: Ath-bheachdan Ionadachaidh ann an Alcanan
Ceist
Sgrìobh co-aontar ath-bhualadh airson halogenachadh meatàn le clòirin agus ainmich an toradh a thig às.
Deasbad
Ath-bhualadh ionadachaidh airson meatan le clòirin:
[CH4 + Cl2 \rightarrow CH3Cl + HCl] (ann an làthair solas UV)
Is e na toraidhean a thig às seo clòraid meitil (\(CH_3Cl\)) agus searbhag haidreaclórach (\(HCl\)).
Mìneachadh
'S e ath-bhualadh a th' ann an halogenachadh anns a bheil aon no barrachd dadaman haidridein ann an alcane air an cur an àite le dadaman halogen. Anns a' chùis seo, bidh meatan ag ath-fhreagairt le clòirin, far a bheil aon dadam haidridein air a chur an àite le dadam clòirin, agus tha feum air solas UV mar chatalaiche.
Eisimpleir Ceist 5: Foirmlean Empirigeach agus Moileciuil
Ceist
Ma tha mais alcane ann le 82,76% gualain agus 17,24% haidridean, dearbhaich na foirmlean empirigeach agus moileciuil airson an alcane ma tha a mhais molar 58 g/mol.
Deasbad
1. Obraich a-mach na mòlan de gach eileamaid stèidhichte air mais atamach.
– C: (((82,76}{12)) = 6,896)
– H: (((17,24}{1)) = 17,24)
2. Dèan coimeas àbhaisteach gus a dhèanamh nas sìmplidhe:
– Co-mheas iomlan: \( \left(\frac{6,896}{6,896}\right) = 1 \)
– Co-mheas H/C: \( \left(\frac{17,24}{6,896}\right) = 2,5 \)
3. Atharraich an co-mheas: \[ C_{2}\left(\frac{2,5 \cdot (2)}{2}\right) H_{5} = C_{4} H_{10}\]
4. Tha am foirmle eimpireach \(C_4H_{10}\) a rèir alcane (58 g/mol).
Mìneachadh
Le bhith a’ leantainn nan ceumannan seo, gheibh sinn na foirmlean empirigeach agus moileciuil de na h-alkanan air an àbhaisteachadh a rèir nam mais atamach coimeasach agus cothromachadh mais iomlan.
Co-dhùnadh
Tha tuigse air alcanan riatanach ann am bun-cheimigeachd organach. Tro dhiofar eisimpleirean agus dheasbadan, tha sinn air còmhdach mar a dh’ainmicheas sinn alcanan, mar a thuigeas sinn isomerism, ath-bheachdan losgaidh, ionadachadh, agus mar a dh’aithnicheas sinn foirmlean eimpireach is moileciuil alcanan. Cuidichidh tuigse air na bun-bheachdan seo thu gus ullachadh airson nan diofar thagraidhean agus dhùbhlain co-cheangailte ri hydrocarbons shàthaichte ann am beatha làitheil agus gnìomhachas.
