Àpẹẹrẹ Àwọn Ìbéèrè àti Ìjíròrò nípa Àwọn Alkanes
Àwọn Alkanes jẹ́ àwọn èròjà hydrocarbon tí ó rọrùn tí wọ́n ní ìsopọ̀ kan náà láàárín àwọn átọ̀mù carbon àti hydrogen. Wọ́n tún mọ̀ wọ́n sí paraffins, wọ́n sì ní ẹ̀wọ̀n carbon tí ó kún. Àmì pàtàkì àwọn alkanes ni àìlera wọn, ìdí nìyí tí wọ́n fi sábà máa ń lò wọ́n gẹ́gẹ́ bí epo àti epo. Nínú àpilẹ̀kọ yìí, a ó jíròrò ọ̀pọ̀lọpọ̀ àpẹẹrẹ ìṣòro àti àwọn ìdáhùn wọn tí ó ní í ṣe pẹ̀lú alkanes.
Ifihan si awọn Alkanes
A le fi agbekalẹ gbogbogbo \(C_nH_{2n+2}\ hàn Alkanes), nibiti \(n\) jẹ nọmba awọn atomu erogba. Alkane ti o rọrun julọ ni methane (\(CH_4\)) pẹlu atomu erogba kan. Eyi ni ethane (\(C_2H_6\)), propane (\(C_3H_8\)), ati bẹẹ bẹẹ lọ. Awọn orukọ alkanes tẹle IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry) nomenclature ti o lo opin '-ane'.
Àwọn Ànímọ́ Ti ara ti Alkanes
– Ipò ara: Bí àwọn átọ̀mù erogba bá ṣe pọ̀ sí i nínú ẹ̀wọ̀n náà, bẹ́ẹ̀ náà ni àwọn ibi ìyọ́ àti gbígbóná yóò ṣe pọ̀ sí i. Fún àpẹẹrẹ, methane, ethane, àti propane jẹ́ àwọn gáàsì ní iwọ̀n otútù yàrá, nígbà tí àwọn alkanes ńláńlá (fún àpẹẹrẹ, octane) jẹ́ omi.
– Yíyọ́: Àwọn alkanes kò lè yọ́ nínú omi ṣùgbọ́n wọ́n lè yọ́ nínú àwọn ohun èlò míràn tí kì í ṣe polar nítorí pé wọ́n ní ìrísí hydrophobic.
– Ìṣiṣẹ́: Àwọn alkanes kò fi bẹ́ẹ̀ ṣiṣẹ́ bíi àwọn hydrocarbon mìíràn nítorí àwọn ìsopọ̀ kan ṣoṣo tó lágbára.
Awọn aati pataki ti awọn Alkanes
– Ìjóná: Àwọn alkanes lè jóná pátápátá tí wọ́n ń mú kí carbon dioxide àti omi jóná, tàbí kí wọ́n jóná pátápátá tí ó ń mú carbon monoxide àti omi jáde.
– Ìmúdàgba ìfọ́mọ́lẹ̀: Àwọn alkanes lè ṣe àtúnṣe pẹ̀lú àwọn halogens (fún àpẹẹrẹ, chlorine tàbí bromine) lábẹ́ àwọn ipò kan láti ṣe àwọn alkyl halides.
Ẹ jẹ́ ká wo àwọn àpẹẹrẹ ìbéèrè àti ìjíròrò wọn láti lóye àwọn èrò tí a mẹ́nu kàn lókè yìí dáadáa.
Àpẹẹrẹ Ìbéèrè 1: Sísọ orúkọ àwọn Alkanes
Soal
Fun orukọ IUPAC fun oogun yii:
1. \( CH_3-CH_2-CH_3 \)
2. ( CH_3-CH_2-CH_2-CH_2-CH_3 \)
3. \( CH_3-CH_2-CH_2-CH_2-CH_3-CH_2-CH_3 \)
Ifọrọwanilẹnuwo
1. Àdàpọ̀ tí ó ní fọ́múlá náà \( CH_3-CH_2-CH_3 \) ni propane. Orúkọ IUPAC fún àdàpọ̀ yìí ni propane.
2. Àdàpọ̀ tí ó ní fọ́múlá náà \( CH_3-CH_2-CH_2-CH_2-CH_3 \) ni pentane. Orúkọ IUPAC fún àdàpọ̀ yìí ni Pentane.
3. Àdàpọ̀ tí ó ní fọ́múlá náà \( CH_3-CH_2-CH_2-CH_2-CH_3-CH_2-CH_3 \) ni heptane. Orúkọ IUPAC fún àdàpọ̀ yìí ni Heptane.
Alaye
Nígbà tí a bá ń pe alkanes ní orúkọ, a lè tẹ̀lé àwọn òfin pàtàkì méjì:
1. Ṣe idanimọ ẹ̀wọ̀n erogba tó gùn jùlọ gẹ́gẹ́ bí ẹ̀wọ̀n pàtàkì.
2. Sọ orúkọ rẹ̀ gẹ́gẹ́ bí iye àwọn átọ̀mù erogba nínú ẹ̀wọ̀n (met-, et-, prop-, but-, àti bẹ́ẹ̀ bẹ́ẹ̀ lọ), lẹ́yìn náà ni àfikún -ane tẹ̀lé e.
Àpẹẹrẹ Ìbéèrè 2: Àwọn Isome
Soal
Kọ orúkọ àwọn ìṣètò isomeric fún butane (\(C_4H_{10}\)).
Ifọrọwanilẹnuwo
Butane ní àwọn isomers ìṣètò méjì:
1. n-Butane:
Ìṣètò: \( CH_3-CH_2-CH_2-CH_3 \)
Orúkọ IUPAC: n-Butane
2. Isobutane (Methylpropane):
Struktur:
““
CH3
|
CH3-C-CH3
|
H
““
Orúkọ IUPAC: 2-Methylpropane
Alaye
Àwọn isomer jẹ́ àwọn àdàpọ̀ pẹ̀lú fọ́ọ̀mù mọ́lẹ́kúlù kan náà ṣùgbọ́n àwọn ìṣètò ọ̀tọ̀ọ̀tọ̀. Fún butane (\(C_4H_{10}\)), a ní àwọn ìṣètò méjì tó ṣeéṣe:
– n-Butane ní ẹ̀wọ̀n erogba tí ó tààrà.
– Isobutane ní ẹ̀ka kan (methyl) lórí erogba keji.
Àpẹẹrẹ Ìbéèrè 3: Jíjóná àwọn Alkanes
Soal
Kọ àwọn ìṣesí ìjóná pípé àti àìpé fún propane (\(C_3H_8\)).
Ifọrọwanilẹnuwo
1. Ìjóná pípé:
Ìdáhùn: \( C_3H_8 + 5O_2 \rightarrow 3CO_2 + 4H_2O \)
2. Iná tí kò pé:
- Ṣe agbejade erogba monoxide:
Ìhùwàsí: \( C_3H_8 + 3.5O_2 \rightarrow 3CO + 4H_2O \)
– Ó ń mú erogba líle (soot) jáde:
Ìdáhùn: \( C_3H_8 + 2O_2 \rightarrow 3C + 4H_2O \)
Alaye
Nínú ìjóná pípé, àwọn alkanes máa ń ṣe àgbékalẹ̀ pẹ̀lú atẹ́gùn tó tó láti mú kí atẹ́gùn àti omi jáde. Ìjóná pípé, nítorí àìsí atẹ́gùn, máa ń mú kí atẹ́gùn tàbí èròjà carbon monoxide jáde.
Àpẹẹrẹ Ìbéèrè 4: Àwọn Ìdáhùn Àyípadà ní Alkanes
Soal
Kọ ìṣètò ìṣesí fún ìtúpalẹ̀ methane pẹ̀lú chlorine kí o sì sọ orúkọ ọjà tí ó jáde.
Ifọrọwanilẹnuwo
Ìyípadà ìyípadà fún methane pẹ̀lú chlorine:
\[ CH_4 + Cl_2 \rightarrow CH_3Cl + HCl \] (níwájú ìmọ́lẹ̀ UV)
Àwọn ọjà tí ó jáde ni methyl chloride (\(CH_3Cl\)) àti hydrochloric acid (\(HCl\)).
Alaye
Halogenation jẹ́ ìṣesí kan tí a fi àwọn átọ̀mù halogen rọ́pò ọ̀kan tàbí jù bẹ́ẹ̀ lọ nínú alkane. Nínú ọ̀ràn yìí, methane máa ń ṣe àtúnṣe pẹ̀lú chlorine, níbi tí a ti fi átọ̀mù chlorine rọ́pò átọ̀mù hydrogen kan, àti pé a nílò ìmọ́lẹ̀ UV gẹ́gẹ́ bí ohun tí ó ń mú kí nǹkan yípadà.
Àpẹẹrẹ Ìbéèrè 5: Àwọn Fọ́múlá Onímọ̀-ẹ̀rọ àti Àwọn Fọ́múlá Mọ́kúlúkì
Soal
Tí a bá fún wa ní àdàpọ̀ alkane pẹ̀lú àdàpọ̀ ìwọ̀n 82,76% erogba àti 17,24% hydrogen, a ó pinnu àwọn agbekalẹ empirical àti molikula fún alkane tí ìwọ̀n molar rẹ̀ bá jẹ́ 58 g/mol.
Ifọrọwanilẹnuwo
1. Ṣírò àwọn moles ti ẹ́ǹtì kọ̀ọ̀kan ní ìbámu pẹ̀lú ìwọ̀n átọ̀mù.
– C: \( \left(\frac{82,76}{12}\right) = 6,896 \)
– H: \( \left(\frac{17,24}{1}\right) = 17,24 \)
2. Ṣe àfiwé náà déédé kí ó lè rọrùn:
– Ìpíndọ́gba pípé: \( \left(\frac{6,896}{6,896}\right) = 1 \)
– Ìpíndọ́gba H/C: \( \left(\frac{17,24}{6,896}\right) = 2,5 \)
3. Ṣe àtúnṣe ìpíndọ́gba náà: \[ C_{2}\left(\frac{2,5 \cdot (2)}{2}\right)H_{5} = C_{4}H_{10}\]
4. Fọ́múlá ìwádìí náà jẹ́ \(C_4H_{10}\) bá alkane mu (58 g/mol).
Alaye
Nípa títẹ̀lé àwọn ìgbésẹ̀ wọ̀nyí, a gba àwọn agbekalẹ ìwádìí àti ti moleku ti àwọn alkanes tí a ṣe déédé ní ìbámu pẹ̀lú àwọn ibi-ẹ̀rọ atomiki tí ó ní ìbáramu àti ìwọ́ntúnwọ̀nsì ibi-ẹ̀rọ gbogbogbò.
Ipari
Lílóye alkanes ṣe pàtàkì nínú kẹ́mísírì onípele-ara. Nípasẹ̀ onírúurú àpẹẹrẹ àti ìjíròrò, a ti ṣàlàyé bí a ṣe lè pe alkanes ní orúkọ, lóye isomerism, àwọn ìṣesí iná, ìyípadà, àti bí a ṣe lè pinnu àwọn ìlànà àti àwọn ìlànà molecule ti alkanes. Lílóye àwọn èrò wọ̀nyí yóò ràn ọ́ lọ́wọ́ láti múra sílẹ̀ fún onírúurú ìlò àti ìpèníjà tí ó ní í ṣe pẹ̀lú àwọn hydrocarbons tí ó kún fún oúnjẹ nínú ìgbésí ayé ojoojúmọ́ àti iṣẹ́.
