Bạn đang xem bài viết 3 tính chất hóa học của ankan mà bạn cần phải nắm vững tại Mas.edu.vn bạn có thể truy cập nhanh thông tin cần thiết tại phần mục lục bài viết phía dưới.
Ankan là một dạng hợp chất hữu cơ phổ biến, có mặt trong nhiều hợp chất hóa học và có ý nghĩa quan trọng trong cuộc sống hàng ngày. Để hiểu rõ hơn về ankan, ta cần nắm vững ba tính chất hóa học cơ bản của nó.
Thứ nhất, ankan là một hợp chất không phân cực. Điều này có nghĩa là ankan không hòa tan trong các dung môi có tính chất không phân cực như nước, cồn, hoặc dung môi hữu cơ khác. Tính chất này là do ankan chỉ chứa liên kết C-C và liên kết C-H, không có nhóm thế hoặc nhóm chức có khả năng tạo tương tác phân cực mạnh.
Thứ hai, ankan có khả năng cháy cháy. Do ankan chứa các liên kết C-H, khi tiếp xúc với ngọn lửa, nhiệt độ cao và khí oxi, ankan có thể tạo ra phản ứng oxy hóa, tức là cháy cháy. Điều này làm cho ankan trở thành nguồn nhiên liệu quan trọng trong nhiều quá trình sản xuất năng lượng và ngành công nghiệp.
Thứ ba, ankan không phản ứng với các dung dịch axit hay dư lượng axit. Tính chất này được giải thích bởi sự bền vững của liên kết C-C trong ankan. Vì không có nhóm chức hoặc nhóm thế có khả năng tác động với axit, ankan không tương tác với axit và không bị phá hủy trong môi trường axit.
Việc nắm vững ba tính chất hóa học cơ bản của ankan là quan trọng để hiểu và ứng dụng chất này trong các lĩnh vực khác nhau của khoa học và công nghệ.
Ankan là một nội dung quan trọng trong hóa học hữu cơ được dạy ở bậc trung học phổ thông. Nếu bạn chưa biết tính chất hóa học của ankan là gì thì đừng bỏ qua bài viết ngày của Mas.edu.vn.
Danh Mục Bài Viết
Ankan là gì?
Trước khi đến với phần tính chất hóa học của ankan, chúng ta cùng tìm hiểu ankan là gì cũng như tên gọi của nó nhé.
Ankan là gì?
Ankan là hydrocarbon mạch hở. Phân tử ankan chỉ chứa các liên kết C – C và C – H. Điều này có nghĩa ankan là các hydrocarbon không tạo mạch vòng, trong đó mỗi phân tử chứa số nguyên tử hydro cực đại và không chứa các liên kết đôi.
Công thức tổng quát của ankan là CnH2n+2 với n là số nguyên dương. Ankan đơn giản nhất là metan có công thức hóa học là CH4. Tiếp theo là êtan có công thức C2H6.
Tên gọi của ankan (danh pháp)
Tên gọi của ankan dựa vào vị trí mạch cacbon. Cụ thể như sau:
Mạch cacbon thẳng
Tên gọi ankan = tên mạch cacbon + an
Mẹo nhỏ để ghi nhớ: Mẹ (Metan) Em (Etan) Phải (Propan) Bón (Butan) Phân (Pentan) Hóa (Hexan) Học (Heptan) Ở (Octan) Ngoài (Nonan) Đồng (Đecan).
Mạch cacbon có nhánh
- Chọn mạch chính : là mạch dài nhất có nhiều nhóm thế nhất.
- Đánh số vị trí cacbon trong mạch chính bắt đầu từ phía gần nhánh hơn.
- Gọi tên: Vị trí mạch nhánh + tên nhánh + tên mạch chính (tên ankan tương ứng với số nguyên tử cacbon trong mạch chính).
Tính chất hóa học của ankan
Có 3 tính chất hóa học của ankan mà bạn cần phải nắm vững. Đừng vội bỏ qua nếu bạn chưa tìm hiểu cùng Mas.edu.vn nhé.
Phản ứng thế (Cl2, Br2)
- 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 phương trình hóa học xảy ra:
CH4 + Cl2 → CH3Cl + HCl
CH3Cl + Cl2 → CH3Cl3 + HCl
CH2Cl2 + Cl2 → CHCl3 + HCl
CHCl3 + Cl2 → CCl4 + HCl
- 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 hữu cơ có chứa halogen gọi là dẫn xuất halogen.
- Khả năng phản ứng của dãy halogen F2 > Cl2 > Br2 > I2.
- Phản ứng Br hóa có khả năng phản ứng chậm hơn Cl hóa nhưng có độ chọn lọc cao.
Phản ứng tách của ankan
Phản ứng tách của ankan được chia thành 3 loại. Chúng ta cùng xem đó là những loại nào nhé.
Phản ứng tách H2 của ankan
Phản ứng này còn gọi là phản ứng đề hidro hóa. Công thức tổng quát: CnH2n+2 → CnH2n + H2
Chỉ những ankan trong phân tử có từ 2 nguyên tử C trở lên mới có khả năng tham gia phản ứng tách H2. Trong phản ứng tách H2, 2 nguyên tử H gắn với 2 nguyên tử C nằm cạnh nhau tách ra cùng nhau và ưu tiên tách H ở C bậc cao.
Phương trình hóa học: CH3-CH2-CH3 → CH2=CH-CH3 + H2
Lưu ý một số trường hợp sau:
CH3-CH2-CH2-CH3 → 2H2 + CH2=CH-CH=CH2
CH3-CH(CH3)-CH2-CH3 → CH2=C(CH3)-CH=CH2 + 2H2
n-C6H14 → 4H2 + C6H6 (benzen)
n-C7H16 → 4H2 + C6H5CH3 (toluen)
Phản ứng tách mạch cacbon của ankan (n≥ 3)
Phản ứng tách mạch cacbon của ankan còn gọi là phản ứng cracking xảy ra ở điều kiện nhiệt độ, áp suất và xúc tác thích hợp. Công thức tổng quát: CnH2n+2 → CxH2x+2 + CyH2y
Lưu ý: ankan thẳng CnH2n+2 khi cracking có thể xảy ra theo (n – 2) hướng khác nhau tạo ra 2(n-2) sản phẩm. Số mol ankan sau phản ứng luôn bằng số mol ankan ban đầu dù quá trình cracking có nhiều giai đoạn.
Phản ứng phân hủy của Ankan
Ankan bị phân hủy bởi nhiệt. Công thức tổng quát: CnH2n+2 → nC + (n+1)H2
Phản ứng phân hủy bởi halogen có công thức tổng quát: CnH2n+2 + nCl2 → CnCl2n+2 + (n+1)H2
Phản ứng oxy hóa ankan
Ankan bền với tác nhân oxy hóa ở nhiệt độ thường. Ở nhiệt độ cao hoặc có mặt xúc tác có thể phản ứng với oxi, KMnO4, K2Cr2O7 để tạo thành ancol, andehit, xeton, acid carboxylic…
Công thức tổng quát: 2CnH2n+2 + (3n + 1)O2 → (nhiệt độ) 2nCO2 + (2n+2)H2O
Bài viết liên quan:
- Tính chất hoá học của muối là gì? Bài tập Hoá lớp 9
- Tổng hợp 5 tính chất hóa học của bazơ bạn nên biết
- Tính chất hóa học của axit? 5 ứng dụng axit phổ biến nhất
Tính chất vật lý của ankan
Ở điều kiện thường, ankan từ C1 đến C4 ở trạng thái khí, từ C5 đến C17 ở trạng thái lỏng, từ C18 trở lên ở dạng rắn.
Nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi và khối lượng riêng của ankan nói chung tăng theo số nguyên tử C trong phân tử tức là theo chiều tăng của phân tử khối.
Ankan là những chất không màu, đều không tan trong nước, nhẹ hơn nước. Nó tan nhiều trong dung môi hữu cơ.
Cách điều chế và ứng dụng của ankan
Từ những tính chất hóa học của ankan, người ta điều chế và ứng dụng nó vào đời sống hằng ngày. Cùng tìm hiểu với Mas.edu.vn xem đó là gì nhé.
Cách điều chế ankan
Có hai cách để điều chế ankan. Cụ thể đó là:
Trong công nghiệp
Điều chế ankan bằng cách tách từ nguồn khí thiên nhiên như metan, khí mỏ dầu và dầu mỏ.
Phương trình điều chế:
C + 2H2 → (Ni, nhiệt độ 500 độ C) CH4
CO + 3H2 → (xúc tác, nhiệt độ) CH4+ H2O
Trong phòng thí nghiệm
Ankan được điều chế bằng cách nung muối natri của axit cacboxylic với vôi tôi xút.
Phương trình điều chế:
CH3COONa + NAOH (rắn) → (CaO, nhiệt độ) CH4 + Na2CO3
Ứng dụng của ankan
Dựa trên tính chất hóa học của ankan, nó được ứng dụng rất nhiều trong đời sống. Cụ thể:
- Ankan dùng làm nguyên liệu trong đèn xì để hàn, cắt kim loại.
- Làm dầu bôi mỡ bôi trơn, chống gỉ.
- Sáp pha thuốc mỡ và đun nấu
- Làm dung môi.
- Ứng dụng để tổng hợp nhiều chất hữu cơ khác như CH3Cl, CH2Cl2 , CCl4, CF2Cl2…
Một số bài tập về ankan tham khảo
Để củng cố nội dung về tính chất hóa học của ankan, Mas.edu.vn sẽ gửi đến bạn một số bài tập tham khảo.
Bài 1: Ankan Y phản ứng với clo tạo ra 2 dẫn xuất monoclo có tỉ khối so với hidro là 39,25. Tên của Y là:
A. Butan
B. Propan
C. Iso-butan
Hướng dẫn giải
Đặt công thức của Y là CnH2n+2
Phương trình hóa học
CnH2n+2 + Cl2 → (nhiệt độ, ánh sáng) CnH2n+1Cl + HCl
Theo đề CnH2n+1Cl gồm 2 đồng phân và khối lượng mol của là CnH2n+1Cl = 39,25 x 2 = 78,5 (gam/mol)
Ta có 14n + 36,5=78,51 → n = 3
CTPT của Y là C3H8 nên Y là propan
2 sản phẩm tạo thành là CH3CH2CH2Cl và CH3CHClCH3
Chọn đáp án B.
Bài 2: Cracking 8,8 gam propan thu được hỗn hợp khí A gồm H2, CH4, C2H2, C3H6 và một phần propan chưa bị cracking. Biết H% = 90%. Khối lượng phân tử trung bình của A là
A. 39,6
B. 23,16
C. 2,135
Hướng dẫn giải
Theo định luật bảo toàn khối lượng: m A = m Propan = 8,8 gam
n C3H4 ban đầu = 8,8 / 44 = 0,2 mol
→ nC3H4 pư = 0,2 x 90% = 0,18 (mol)
n C3H4 dư = 0,02 mol
Vậy sau pư số mol khí tạo thành = 0,18 x 2 + 0,02 = 0,38 mol
→ MA = 8,80,38 = 23,16
Chọn đáp án B
Bài 3: Nung m gam hỗn hợp gồm 3 muối natri của 3 axit hữu cơ no, đơn chức với NaOH dư, thu được chất rắn D và hỗn hợp Y gồm 3 ankan. Tỉ khối của Y so với H2 là 11,5. Cho D tác dụng với H2SO4 dư thu được 17,92 lít CO2 (đktc). Tên của 1 trong 3 ankan và giá trị của m là
A. metan và 71,2
B. etan và 84,4
C. propan và 42,4
Hướng dẫn giải
Đặt công thức trung bình của 3 muối natri của 3 axit hữu cơ no, đơn chức là CnH2n+1COONa
Phương trình hóa học:
CnH2n+1COONa + NaOH → (nhiệt độ, CaO) CnH2n+2 + Na2CO3 (1)
Na2CO3 + H2SO4 → Na2SO4 + H2O + CO2 (2)
Theo phương trình (1) và (2) ta có
n Na2CO3 = nCnH2n+2 = nNaOH = nCO2 = 17,92 / 22,4 = 0,8 (mol)
Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng: m X + m NaOH = m CnH2n+2 + m Na2CO3
→ m X = 0,8 x 106 + 11,5 x 2 x 0,8 − 0,8 x 40 = 71,2 (gam)
M Y = 14n + 2 = 23 → n = 1,5
Suy ra trong 3 ankan có 1 ankan là CH4
Chọn đáp án A
Bài 4: Đốt cháy hoàn toàn 1 thể tích khí thiên nhiên gồm metan, etan, propan bằng oxi không khí (trong không khí có chứa 20% O2), thu được 7,84 lít CO2 (đktc) và 9,9 gam H2O. Thể tích không khí (đktc) nhỏ nhất cần dùng để đốt chất khí thiên nhiên trên là
A. 70 lít
B. 78,4 lít
C. 84 lít
Hướng dẫn giải
Đăt công thức chung của 3 khí thiên nhiên là CmH2m+2
n CO2 = 7,84 / 22,4 = 0,35 (mol)
n H2O = 9,9 / 18 = 0,55 (mol)
Phương trình hóa học: CmH2m+2 + O2 → (nhiệt độ) CO2 + H2O
Tỉ lệ tương ứng: x 0,35 0,55
Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố ta có 2x = 0,35 x 2 + 0,55
→ x = 0,625 (mol)
→ VCO2 = 0,625 x 22,4 = 14 lít
→ V kk = 5 x 14 = 70 lít
Chọn đáp án A
Vừa rồi Mas.edu.vn đã chia sẻ cho bạn kiến thức về tính chất hóa học của ankan. Hy vọng bài viết trên hữu ích cho quá trình nghiên cứu của bạn. Đừng quên theo dõi Mas.edu.vn mỗi ngày để biết thêm nhiều điều hay!
Trong tiến trình học hóa học, việc hiểu và nắm vững các tính chất hóa học của các hợp chất là yếu tố quan trọng để xác định và thực hiện các phản ứng hóa học. Và đối với ankan – một dạng hợp chất hữu cơ quan trọng, việc nắm vững các tính chất hóa học cơ bản cũng rất quan trọng. Dưới đây là ba tính chất hóa học cơ bản của ankan mà bạn cần phải nắm vững.
Tính chất ổn định: Ankan là một dạng hợp chất hữu cơ bão hòa, tức là mỗi phân tử ankan chỉ chứa đủ lượng nguyên tử hydro và cacbon để thoả mãn quy tắc bão hòa. Điều này đảm bảo rằng ankan có tính chất ổn định về mặt hóa lý và hóa học.
Tính chất không phân cực: Ankan có cấu trúc tương đối đơn giản, với các liên kết C-C và C-H. Do đó, ankan không có tính chất phân cực. Điều này có nghĩa là ankan là một dung môi hóa học tốt cho các phản ứng không phân cực, và không tương tác mạnh với các chất phân cực như nước.
Tính chất hoạt động sinh học: Ankan là một thành phần chính của dầu mỏ và các dạng nhiên liệu hóa thạch khác. Điều này cho thấy ankan có tính chất hoạt động sinh học cao, tức là có khả năng tương tác với các hệ thống sinh thái và được sử dụng như một nguồn năng lượng quan trọng trong cuộc sống hàng ngày.
Tóm lại, việc nắm vững các tính chất hóa học của ankan là rất quan trọng để hiểu và áp dụng các kiến thức hóa học trong thực tiễn. Việc hiểu về tính chất ổn định, tính chất không phân cực và tính chất hoạt động sinh học của ankan giúp chúng ta có thể áp dụng thông tin này cho các phản ứng hóa học và các ứng dụng thực tế khác. Chính vì vậy, nắm vững các tính chất hóa học của ankan là một yếu tố quan trọng trong quá trình học hóa học.
Cảm ơn bạn đã xem bài viết 3 tính chất hóa học của ankan mà bạn cần phải nắm vững tại Mas.edu.vn bạn có thể bình luận, xem thêm các bài viết liên quan ở phía dưới và mong rằng sẽ giúp ích cho bạn những thông tin thú vị.
Từ Khoá Liên Quan:
1. Khử: Ankan có tính khử mạnh, có khả năng trao đổi electron với các chất khác để giảm đi số oxy hóa của chúng.
2. Độc: Một số ankan có thể gây ra các tác dụng độc hại đối với cơ thể, như tác nhân gây hại cho hệ thần kinh hoặc tác động đến hệ hô hấp.
3. Phản ứng oxi hóa: Ankan có khả năng tham gia vào các phản ứng oxi hóa, trong đó chúng mất electron và tăng số oxy hóa.
4. Dễ cháy: Các ankan thường dễ cháy khi tiếp xúc với không khí hoặc nguồn lửa, do có khả năng hoà tan tốt trong dầu và có hàm lượng nhiên liệu cao.
5. Dễ bay hơi: Ankan có tính chất bay hơi cao, do đó chúng có thể hoạt động như các chất tẩy rửa, dung môi hoặc chất hút ẩm trong môi trường.
6. Độc hại cho môi trường: Một số ankan có thể gây ra ô nhiễm môi trường, do tồn tại trong các sản phẩm công nghiệp hoặc khói xả ra sau khi đốt cháy.
7. Khí dễ cháy: Các ankan có thể tồn tại ở dạng khí và là nguyên nhân gây cháy và nổ trong một số tình huống như khi có nguồn lửa hoặc điện tĩnh.
8. Tính chất hidrofobic: Ankan có khả năng không hòa tan trong nước mà thay vào đó hòa tan tốt trong các dung môi có tính chất dầu.
9. Dễ bị oxy hóa: Ankan có thể bị oxy hóa khi tiếp xúc với ánh sáng mặt trời hoặc các chất không khí khác, dẫn đến tạo thành các chất oxi hóa.
10. Độc hại cho sức khỏe: Một số ankan có thể gây ra các vấn đề về sức khỏe như dị ứng, kích ứng da hoặc hội chứng bị hoại tử da.
11. Tính chất không màu: Ankan có thể không có màu sắc đặc trưng, khiến chúng khó nhận biết chỉ qua cảm quan.
12. Tính chất không phản ứng với nước: Ankan không phản ứng với nước trong điều kiện thông thường, làm cho chúng phù hợp cho việc bảo quản hoá chất.
13. Tính chất phân cực thấp: Ankan có đặc tính không phân cực hoặc phân cực thấp, dẫn đến khả năng không hòa tan trong nước và hòa tan tốt trong các dung môi có tính chất tương tự.
14. Tính chất hoà tan lipid: Ankan có khả năng hoà tan lipid và chất béo, làm chúng trở thành thành phần chính trong các chất nhờn, sáp hoặc dầu.
15. Tính chất không mùi: Một số ankan có thể không có mùi hoặc có mùi rất nhẹ, làm cho chúng khó nhận biết qua khứu giác.