Alkani
Uvod
U zasićenim ugljikovodicima – alkanima – atomi ugljika povezuju se jednostrukim vezama, pa alkani nisu kemijski reaktivni. Zbog toga se još nazivaju parafini.
Odnos broja atoma ugljika i vodika u molekulama alkana uvijek zadovoljava opću formulu:
[latex]C_{\mathit{n}}H_{2\mathit{n}+2}[/latex]
Nomenklatura alkana
Sustavno ime nerazgranatog alkana dobije se dodatkom nastavka (sufiksa) -an korijenu koji označuje broj atoma ugljika u spoju.
Prva četiri spoja homolognog niza nerazgranatih alkana imaju imena koja potječu iz doba najranijih čovjekovih spoznaja o tim tvarima pa i korijeni njihovih imena sadrže ili neko njihovo svojstvo ili podrijetlo. Ti su korijeni zadržani i u tvorbi sustavnih imena. Metan je dobio ime zbog srodstva s metilnim alkoholom dobivenim pirolizom (suhom destilacijom) drva; etan je srodan s dietil-eterom, koji je zapaljiva tvar; propan ima ime po propionskoj kiselini, koja je prvi spoj koji pokazuje svojstva „masne kiseline”; butan ima jednak broj atoma ugljika kao maslačna kiselina koje ima u pokvarenom maslacu. Korijeni ostalih spojeva toga niza sadrže grčke brojeve koji upućuju na broj atoma ugljika u molekuli (pentan, heksan, heptan...).
1. Problemsko pitanje
Proučite 3D modele načinjenje od kuglica i štapića sljedećih alkana:
a) metana, b) etana, c) propana i d) butana.
Koji je najjednostavniji alkan?
Pogledajte videozapis i provjerite točnost svojih odgovora iz priče o metanu.
Metan
Alkani zapaljeni na zraku dobro gore pa se koriste kao gorivo. Izgaranjem metana u uvjetima s dovoljno kisika nastaju ugljikov(IV) oksid i vodena para.
Jednadžba kemijske reakcije:
[latex]\ce{CH_4(g) + 2O_2(g) -> CO_2(g) + 2H_2O(l)}[/latex]
2. Problemsko pitanje
Uočili ste da gorenjem ugljikovodika nastaju voda i ugljikov(IV) oksid.
Odgovorite na pitanja:
a) Jednadžbom kemijske reakcije prikažite gorenje pentana.
b) Ugljikovodici se sastoje samo od atoma ugljika i vodika. Zašto njihovim gorenjem nastaje voda?
c) Nacrtajte aparaturu kojom bi dokazali da je voda produkt gorenja ugljikovodika.
Kliknite na karticu i usporedite svoje odgovore s ponuđenim.
Odgovori:
a) [latex]\ce{C_5H_12(g) + 8O_2(g) -> 5CO_2(g) + 6H_2O(l) }[/latex]
b) Atomi vodika se spajaju s kisikom iz zraka.
c) Pogledajte aparaturu u pokusu u udžbeniku.
Odgovorite na pitanja i utvrdite ključne pojmove o metanu.
3. Problemsko pitanje
U zadnje se vrijeme sve više rabi izraz „kravlje gorivo»! Neki uzgajivači stoke, naime, prikupljaju metan iz kravljeg izmeta te ga skladište u velikim komorama, pri temperaturi od 38 °C i bez prisutnosti zraka. Bakterije razgrađuju izmet proizvodeći bioplin u čijem je sastavu udio metana oko 90 %. Taj se plin koristi za pokretanje strojeva, grijanje i proizvodnju električne energije. Ono što preostane od izmeta uglavnom se koristi kao gnojivo.
Odgovorite na pitanja:
a) Objasnite kako čovjek korištenjem kravljeg izmeta pridonosi smanjenju globalnoga zatopljenja.
b) Pokušajte zaključiti kolika je tjelesna temperatura krave. Obrazložite zaključak.
c) Što je zapravo kravlje gorivo?
d) Jednadžbom kemijske reakcije prikažite gorenje najzastupljenijega sastojka kravljega goriva.
e) Kolika je masa metana u 1 000 kg bioplina?
f) Osmislite pitanje vezano uz gornji tekst i napišite odgovor.
Kliknite na karticu i usporedite svoje odgovore s ponuđenim.
Odgovori:
a) Metan iz kravljeg izmeta čovjek koristi kao pogonsko gorivo. Na taj način ne troši fosilna goriva.
b) 38 °C, bakterije su najefikasnije pri tjelesnoj temperaturi.
c) Bioplin.
d) [latex]\ce{CH_4(g) + 2O_2(g) -> CO_2(g) + 2H_2O(g)}[/latex]
e) Oko 900 kg.
Parafin
Na temelju sljedećih pokusa ispitajte neka svojstva parafina.
4. Problemsko pitanje
Alkani s 20 do 30 ugljikovih atoma grade tanki voštani sloj na površini plodova.
Odgovorite na pitanja:
a) Hoće li se voštani sloj otopiti za vrijeme kiše? Obrazložite odgovor.
b) Predložite otapalo kojim bi ga uklonio s ploda?
c) Izvedite jednostavan pokus. Pogodnim otapalom uklonite voštani ovoj s površine zdrave jabuke. Promatrajte što će se s njom događati u sljedećem razdoblju. Zaključite: koja je uloga voska na plodovima?
Kliknite na karticu i usporedite svoje odgovore s ponuđenim.
Odgovori:
a) Neće, vosak se ne otapa u vodi.
b) Neko organsko otapalo jer se organski spojevi, u njima, u pravilu, otapaju.
c) Štiti ih od gubitka vode, ulaza bakterija i gljivica, i gubitka minerala za vrijeme kiše.
Promislite i odgovorite