تهیه آلکنها
از طریق هیدروهالوژن زدایی از هالیدهای آلکیل
هیدروهالوژن زدایی ، واکنشی است که طی آن ، از یک مولکول هالید آلکیل یک مولکول هالید هیدروژن (یک اتم هیدروژن از یک کربن و یک اتم هالوژن از کربن مجاور) برداشته می‌شود. این واکنش بسته به ساختمان و شرایط محلول می‌تواند از طریق دو مکانیسم متفاوت E2 و E1 انجام بگیرد.
تهیه آلکنها از طریق هالوژن ردایی از α- دی بروموآلکان
اگر دو اتم هالوژن در روی یک اتم کربن قرار گرفته باشند، ماده را دی‌هالوژنه دوقلو geminal می‌نامند و اگر دو هالوژن در روی دو اتم کربن مجاور قرار گرفته باشند، vicinal خوانده می‌شود. از واکنش مشتقات α- دی برومو با پودر روی در اسید استیک و طی یک واکنش هالوژن زدایی ، آلکن مربوطه تولید می‌شود. در این واکنش ، هر دو اتم برم آزاد می‌شود و آلکن تشکیل می‌گردد. روی در اسید استیک نقش احیا کننده را بازی می‌کند. روی اکسید می‌شود و هالید الکیل احیا می‌شود.
تهیه آلکنها از طریق آبگیری از الکلها
یکی از بهترین روشهای تهیه آلکنها ، آبگیری از الکلهاست. واکنش آبگیری از الکل در حضور کاتالیزورهای اسیدی ، معمولا برگشت پذیر بوده ، سرعت کمتری دارد. لذا جهت جلوگیری از واکنش برگشتی و برای تکمیل واکنش ، آلکن تولید شده را از محیط واکنش خارج می‌کنند. با توجه به این که نقطه جوش آلکنها ، پایین‌تر از نقطه جوش الکلهای مربوطه می‌باشد، لذا این عمل بسهولت انجام می‌گیرد. در واکنشهای آبگیری از الکلها ، معمولا از اسید سولفوریک یا اسید فسفریک غلیظ استفاده می‌شود.
واکنشهای شیمیایی آلکنها

اگر بخواهیم واکنشهای شیمیایی آلکنها را پیش‌بینی نماییم، لازم است ابتدا فعالیت پیوند π در آلکنها را مورد مطالعه قرار دهیم و تاثیر پیوند دوگانه روی گروههای آلکیل مجاور و برعکس را خوب بدانیم. با مطالعه واکنشهای اختصاصی پیوند دوگانه ، قادر خواهیم بود تا واکنشهای اختصاصی خیلی از آلکنها و واکنشگرهای دیگر را پیش‌بینی نماییم.

بطور کلی دو نوع واکنش در روی آلکنها انجام پذیر می‌باشد. دسته اول آنهایی هستند که در روی پیوند π انجام می‌گیرند و لذا پیوند π از بین می‌رود و پیوندهای جدید تشکیل می‌گردد. واکنشهای دسته دوم ، واکنشهایی هستند که در محلولهای دیگری که ارتباط خاصی با پیوند دوگانه دارند، اتفاق می‌افتند. مثل گروههای آلکیل و یا عوامل دیگری که به کربنهای sp2 متصل می‌باشند.
بهترین راه شناسایی آلکنها

تجربه شنان داده است که بهترین راه شناسایی یک آلکن ، خاصیت رنگ زدایی آن در محلول برم در تتراکلرید کربن و در محلول سرد ، رقیق و خنثای پرمنگنات است. انجام هر دو آزمون آسان است. در یکی ، رنگ قرمز از بین می‌رود و در دیگری رنگ بنفش جای خود را به دی‌اکسید منگنز قهوه‌ای می‌دهد.
اشکال و ابهام در شناسایی

پس از انتخاب بهترین آزمونها برای شناسایی آلکنها ، به پرسش دیگری می‌پردازیم. برم در تتراکلرید کربن را به یک ترکیب ناشناخته آلی اضافه می‌کنیم و فرض کنید رنگ قرمز از بین می‌رود. راستی از این پدیده چه نتیجه‌ای می‌توان گرفت؟ فقط می‌توان گفت که ماده ناشناس ما با برم ترکیب می‌شود. البته ممکن است یک آلکان باشد.
آگاهی از اینکه نوع معینی از ترکیبها با یک واکنشگر خاص و مشخص واکنش می‌دهند، خودبه‌خود کافی نیست. بلکه بایستی بدانیم کدام ترکیبهای دیگر نیز با این واکنشگر واکنش می‌دهند؟ در این مورد ، ترکیب ناشناس ممکن است یک آلکین هم باشد. همچنین ممکن است هر ترکیب دیگری که به سرعت با برم واکنش جانشینی می‌دهد، باشد. البته در این صورت گاز برمید هیدروژن متصاعد خواهد شد که ساده‌ترین راه تشخیص آن ، دمیدن به درون لوله آزمایش و مشاهده توده ابری تشکیل شده ، است.

همینطور ، رنگ زدایی پرمنگنات ، آلکن بودن ترکیبی را به اثبات نمی‌رساند، بلکه فقط وجود نوعی گروه عاملی اکسید شونده با پرمنگنات را نشان می‌دهد. ترکیب مورد آزمایش ، ممکن است یک آلکن باشد، اما احتمال اینکه آلدئید آلکین یا هر ترکیب دیگری که به سهولت اکسید می‌شود، نیز وجود دارد. حتی ممکن است ترکیبی باشد که حاوی مقداری ناخالصی اکسید شونده است. برای مثال ، آلکنها در چنین شرایطی اکسیده نمی‌شوند، ولی اغلب ، ناخالصیهایی دارند که اکسید شونده است. برای مثال ، الکلها ، در چنین شرایطی اکسیده نمی‌شوند، ولی اغلب ، ناخالصیهای دارند که اکسیده می‌شوند. برای رفع این ابهام ، می‌توان از رنگ زدایی دو سه قطره از واکنشگر اطمینان حاصل کرد.

با یک آزمون شناسایی ، به ندرت می‌توان نوع ترکیب مجهول را اثبات کرد. یک آزمون فقط می‌تواند شمار احتمالها را کاهش دهد، به گونه‌ای که با آزمونهای اضافی دیگری ، تصمیم گیری نهایی امکان‌پذیر شود. در نتیجه ، آزمون برم یا پرمنگنات برای تشخیص آلکن از آلکان ، یا آلکن از آلکیل هالید ، یا آلکن از الکل کافی است.
روشی دیگر برای شناسایی آلکن

روش انحلال پذیری آلکنها در اسید سولفوریک سرد و غلیظ نیز مفید است. آزمونی که شمار زیادی از ترکیبها ، شامل مواد اکسیژن‌دار ( که نمکهای انحلال‌پذیر اکسونیوم تولید می‌کنند.) و ترکیباتی که به آسانی سولفوردار می‌شوند، به ؟آن پاسخ مثبت می‌دهند. آلکانها یا آلکیل هالیدها در اسید سولفوریک سرد و غلیظ حل نمی‌شوند. سیکلوپروپان به آسانی در اسید سولفوریک غلیظ حل می‌شود، اما بوسیله پرمنگنات اکسیده نمی‌شود.

الکلها و اترها نیز در اسید سولفوریک حل می‌شوند، اما با استفاده از پاسخ منفی این ترکیبها به آزمون برم در تتراکلرید کربن و آزمون با ید ، می‌توان آنها را از آلکنها تشخیص داد، البته به شرطی که بوسیله ناخالصیها گمراه نشویم. الکلهای نوع اول و نوع دوم بوسیله ایندرید کرومیک ، ، در اسید سولفوریک آبی اکسید می‌شود. طی دو ثانیه محلول نارنجی شفاف به رنگ آبی مایل به سبز در آمده و سپس مات می‌شود.

الکلهای نوع سوم ، اترها و آلکنها به این آزمون پاسخ مثبت نمی‌دهند. آلدئیدها پاسخ مثبت می‌دهند، اما با روشهای دیگری تشخیص داده می‌شوند..

توضیحات کامل درباره واکنش های آلکن ها

آلکن ها

Addition Reactions of Alkenes

Reactions of Alkenes Part II

INTRODUCING ALKENES

Bromine Test



Iodine Test



Baeyer Test



Alkene determination

Determination of alkenes in cracking products

[Alkene bromination used for detailed hydrocarbon



جهت دیدن منابع مورد استفاده به قسمت پیوندهای وبلاگ مراجعه نمایید
+ نوشته شده در سه شنبه سی و یکم فروردین 1389ساعت 0:24 توسط رویا محمد پور_مریم رضایی زند_صغری ورزدار | نظر بدهید
شناسایی آلکانها
آلكان ها یا پارافین ها (paraffins) به گروهی از هیدروكربورهای آلیفاتیك می گویند كه تمام آنها كاملاً ازهیدروژن اشباع شده باشد. فرمول كلی آلكان ها (CnH2n+2) است. این هیدروكربورها میل تركیبی چندانی ندارند و به صورتهای مختلف از گاز تا ذرات مومی دیده میشوند. آلكن ها (Alkenes) آلكن ها یا اولفین ها به گروهی از هیدروكربورهای آلیفاتیك گفته میشود كه بعضی از اتمهای كربن آنهاكاملاً از هیدروژن اشباع نشده و در نتیجه در ساختار ملكولی آنها، یك یا چند پیوند دوگانه وجود دارد وبه همین علت میل تركیبی الكن ها زیاد است. فرمول كلی آلكن ها به صورت CnH2n (اولفین ها) و CnH2n-2 (دیاولفین ها) نشان داده میشود. آلكین ها (Alkynes) آلكین ها یا استیلن ها دستهای از هیدروكربورهای غیراشباع شده هستند كه از نظر فرمول كلی به هیدروكربورهای دی اولفینی شباهت دارند، ولی در ساختار ملكولی آنها كربن با اتصال سه گانه وجوددارد. مثل استیلن (CH=CH) و بوتین (CH3C=CCH3). آمونیاك (Amonia NH3) آمونیاك گاز بیرنگی است كه بویی تند و مشخص دارد و دانسیته آن نسبت به هوا در حدود 0.597است. آمونیاك در 77.7- درجه سانتیگراد منجمد میشود و دمای جوش آن 33.4- درجه سانتیگراداست. آمونیاك در آب و برخی از حلالهای آلی حل میشود. تقریباً تمام آمونیاك مصرفی جهان از روش تركیب گاز هیدروژن و ازت در مجاورت كاتالیست و اكسیدمغناطیس آهن تولید میشود. در پتروشیمی شیراز آمونیاك از گاز طبیعی به روش فوسترویلر-كازان به دست میآید و در طرح توسعه كارخانه از روش «آی سی آی» (ICI) استفاده شده است. در مجتمع پتروشیمی رازی نیز برای تهیه آمونیاك از گاز طبیعی، از روش «كلوگ» (Kellogg) استفاده میشود. در مناطقی كه گاز طبیعی در دسترس نباشد، میتوان آمونیاك را از نفتا و به وسیله فرایند شكستن ملكولی (كراكینگ) به دست آورد. از آمونیاك برای تولید كودهای شیمیایی، اسید نیتریك، هیدرات هیدرازین، هیدروژن سیانید، یورتانو همچنین تهیه الیاف مصنوعی، رنگها، مواد منفجره، اوره، ملامین و اتیلن دی آمین استفاده میشود. آنیلین (Aniline) آنیلین یك ماده شیمیایی مهم و سمّی است كه از دهه 1970 از نفت و فراورده های پتروشیمی سنتزمیشود. آنیلین بیرنگ است، حالت روغنی دارد و در صنایع رنگسازی، داروسازی و لاستیك سازی مورداستفاده قرار میگیرد. اتانول (Ethannol) اتانول یا الكل اتیلیك مایعی است بیرنگ، فرّار و قابل اشتعال كه بویی نسبتاً مطبوع دارد و در آب واتر حل میشود. اتانول یكی از مهمترین مواد آلی اكسیژن دار است كه از آن میتوان به عنوان ضدیخ، میكروبكش،سوخت و غیره استفاده كرد. از الكل اتیلیك در تولید اسید استیك، استات اتیل، كلرید، اتیل اتر وداروهای طبی و بهداشتی و نیز به عنوان سوخت استفاده می شود. در حال حاضر، اقتصادی ترین روش تولید اتانول، هیدراسیون مستقیم اتیلن است، اگرچه از تخمیرمواد قندی و نشاسته نیز میتوان اتانول به دست آورد. وزارت نفت جمهوری اسلامی ایران فرآ ورده های پتروشیمی آلكان ها (Alkanes) آلكان ها یا پارافین ها (paraffins) به گروهی از هیدروكربورهای آلیفاتیك می گویند كه تمام آنها كاملاً ازهیدروژن اشباع شده باشد. فرمول كلی آلكان ها (CnH2n+2) است. این هیدروكربورها میل تركیبی چندانی ندارند و به صورتهای مختلف از گاز تا ذرات مومی دیده میشوند. آلكن ها (Alkenes) آلكن ها یا اولفین ها به گروهی از هیدروكربورهای آلیفاتیك گفته میشود كه بعضی از اتمهای كربن آنهاكاملاً از هیدروژن اشباع نشده و در نتیجه در ساختار ملكولی آنها، یك یا چند پیوند دوگانه وجود دارد وبه همین علت میل تركیبی الكن ها زیاد است. فرمول كلی آلكن ها به صورت CnH2n (اولفین ها) و CnH2n-2 (دیاولفین ها) نشان داده میشود. آلكین ها (Alkynes) آلكین ها یا استیلن ها دستهای از هیدروكربورهای غیراشباع شده هستند كه از نظر فرمول كلی به هیدروكربورهای دی اولفینی شباهت دارند، ولی در ساختار ملكولی آنها كربن با اتصال سه گانه وجوددارد. مثل استیلن (CH=CH) و بوتین (CH3C=CCH3). آمونیاك (Amonia NH3) آمونیاك گاز بیرنگی است كه بویی تند و مشخص دارد و دانسیته آن نسبت به هوا در حدود 0.597است. آمونیاك در 77.7- درجه سانتیگراد منجمد میشود و دمای جوش آن 33.4- درجه سانتیگراداست. آمونیاك در آب و برخی از حلالهای آلی حل میشود. تقریباً تمام آمونیاك مصرفی جهان از روش تركیب گاز هیدروژن و ازت در مجاورت كاتالیست و اكسیدمغناطیس آهن تولید میشود. در پتروشیمی شیراز آمونیاك از گاز طبیعی به روش فوسترویلر-كازان به دست میآید و در طرح توسعه كارخانه از روش «آی سی آی» (ICI) استفاده شده است. در مجتمع پتروشیمی رازی نیز برای تهیه آمونیاك از گاز طبیعی، از روش «كلوگ» (Kellogg) استفاده میشود. در مناطقی كه گاز طبیعی در دسترس نباشد، میتوان آمونیاك را از نفتا و به وسیله فرایند شكستن ملكولی (كراكینگ) به دست آورد. از آمونیاك برای تولید كودهای شیمیایی، اسید نیتریك، هیدرات هیدرازین، هیدروژن سیانید، یورتانو همچنین تهیه الیاف مصنوعی، رنگها، مواد منفجره، اوره، ملامین و اتیلن دی آمین استفاده میشود. آنیلین (Aniline) آنیلین یك ماده شیمیایی مهم و سمّی است كه از دهه 1970 از نفت و فراورده های پتروشیمی سنتزمیشود. آنیلین بیرنگ است، حالت روغنی دارد و در صنایع رنگسازی، داروسازی و لاستیك سازی مورداستفاده قرار میگیرد. اتانول (Ethannol) اتانول یا الكل اتیلیك مایعی است بیرنگ، فرّار و قابل اشتعال كه بویی نسبتاً مطبوع دارد و در آب واتر حل میشود. اتانول یكی از مهمترین مواد آلی اكسیژن دار است كه از آن میتوان به عنوان ضدیخ، میكروبكش،سوخت و غیره استفاده كرد. از الكل اتیلیك در تولید اسید استیك، استات اتیل، كلرید، اتیل اتر وداروهای طبی و بهداشتی و نیز به عنوان سوخت استفاده می شود. در حال حاضر، اقتصادی ترین روش تولید اتانول، هیدراسیون مستقیم اتیلن است، اگرچه از تخمیرمواد قندی و نشاسته نیز میتوان اتانول به دست آورد.


تشخیص آلکان ها :

مقدمه:
پیوند كربن-كربن دارای ویژگی غیرعادی مخصوص به خود است.اگر چه اتم های دیگر نیزمی توانند این ویژگی را داشته باشند ولی كاربرد پیوند كربن-كربن بسیار وسیع است .به دلیل این خاصیت منحصربه فرد بیشتر از سه میلیون تركیبات مختلف حاوی كربن به نام تركیبات آلی در كتب شیمی گزارش شده اند.در نتیجه جمع آوری دانشی كامل از خواص همه این تركیبات عملا بسیار سخت است.پیچیدگی تركیبات آلی را می توان تا حدودی از طریق جمع آوری اطلاعات به دست آمده از گروه های طبیعی این تركیبات با خواص شیمیایی مشابه تقلیل داد.
این گروه بندی ها توسط اتم یا گروهی از اتم ها كه قسمتی از مولكول آلی را تشكیل می دهند شناسایی می شوند.عموما این اتم یا گره اتم را گروه عامل می نامند.پس می توان گروه عاملی را به صورت كامل تری تعریف كرد:
به هر یك از ویژگی های ساختاری كه مشخص كننده یك طبقه خاص از تركیبات آلی باشند گروه عاملی می گویند.
هر گروه عامل نسبت به بقیه مولكول های آلی دارای خواص شیمیایی جداگانه یافت می شوند
هیدروكربن ها:
ساده ترین گروه در شیمی آلی هیدروكربن ها بوده كه تركیباتی حاوی ات های كربن و هیدروژن می باشند.با توجه به خواص شیمیایی آنها به سه زیرگروه تقسیم می شوند:هیدروكربن های اشباع شده-هیدروكربن های اشباع نشده وهیدروكربن های آروماتیكی.
هیدروكربن های اشباع شده را هم چنین را هم چنین آلكان می نامنددر آلكان ها همه پیوند های كربن-كربن از نوع پیوند ساده بوده كه انرژی پیوندی آن در حدود350كیلوژول می باشد.انرژی پیوند های هیدروژن-كربن در حدود 420كیلوژول است.پس آلكانها از نظر شیمیایی تقریبا بی اثر می باشد.مهم ترین واكنش آنها سوختن است كه آب و دی اكسیدكربن(محصولات سوختن آلكان) تولید می شوند.
هیدروكربن های اشباع نشده دارای 2زیر گروه آلكنهاوآلكینها می باشند.آلكنها دارای یك یا چند پیوند كربن-كربن بوده وآلكینها نیز حاوی یك یا چند پیوند سه گانه كربن-كربن می باشند .پیوند های دو گانه وسه گانه كه پیوند های غیر اشباع نامیده می شوند از نظر شیمیایی كاملا واكنش پذیر می باشند.
خواص فیزیکی

خواص فیزیکی آلکانها از همان الگویی که برای متان توصیف شد پیروی می‌کند، و با ساختمان آلکان مطابقت دارد. یک مولکول آلکان کلاً به وسیله پیوندهای کووالانسی ساخته شده است. این پیوندها یا دو اتم مشابه را به یکدیگر متصل می‌کنند و در نتیجه غیرقطبی می‌باشند و یا دو اتمی را به هم ربط می دهند که اختلاف الکترونگاتیوی کمی دارند و بنابراین این به مقدار جزئی قطبی هستند. علاوه بر این، این پیوندها به طریقی بسیار متقارن آرایش یافته‌اند به طوری که، قطبیت جزئی پیوند نیز حذف می‌شود. در نتیجه مولکول آلکان یا غیرقطبی است و یا قطبیت خیلی ضعیفی دارد.
نیروهایی که مولکولهای غیر قطبی را به همدیگر مرتبط می‌کنند (نیروهای وان‌دروالس) نیروهایی ضعیف و با دامنة کوتاه هستند؛ آنها فقط بین قسمتهایی از مولکولهای مختلفی که در تماس نزدیک با یکدیگرند، یعنی بین سطح مولکولها عمل می کنند بنابراین انتظار داریم در یک خانواده، هر چه مولکول بزرگتر باشد – بنابراین، سطح تماس آنها بیشتر است – نیروهای بین مولکولی قویتر باشند.

درجدول بعضی از ثابت‌های فیزیکی برای تعدادی از –n آلکانها ذکر شده است. همان‌طوری که می‌توان دید، نقاط جوش و ذوب با افزایش تعداد کربن، زیاد می‌شود. فرآیند ذوب و جوش نیاز به غلبه بر نیروهای بین مولکولی در جامد و مایع دارد؛ هر چه مولکول بزرگتر شود، نیروهای بین مولکولی زیاد شده و لذا نقطه جوش و ذوب افزایش می‌یابد.

به جز برای آلکانهای خیلی کوچک، نقطه‌جوش به ازاء افزایش یک کربن به زنجیر 20 تا 30 درجه زیاد می‌شود؛ درخواهیم یافت که افزایش 20 تا 30 درجه به ازاء هر کربن، نه تنها در مورد آلکانها بلکه همچنین در مورد کلیه سریهای همرده‌ای که مطالعه می‌کنیم، صادق است.

افزایش در نقطه ذوب کاملاً منظم نیست، زیرا نیروهای بین مولکولی در یک بلور نه فقط بستگی به اندازه مولکولها دارد بلکه همچنین به چگونگی قرار گرفتن آنها در شبکه بلوری وابسته است.چهار –n آلکان اول، به صورت گاز می‌باشند، اما در اثر افزایش نقطه جوش و نقطه ذوب به واسطه طولانی‌تر شدن زنجیر، سیزده آلکان بعدی مایع و آنهایی که دارای 8 کربن یا بیشتر هستند، به صورت جامدند.

در نقاط جوش آلکانهایی که ساختمانهای متفاوتی دارند ولی تعداد کربن آنها مساوی است اختلاف نسبتاً کمتری وجود دارد. در صفحات 94 ، 97 نقاط جوش ایزومرهای بوتان، پنتان و هگزان داده شده است. مشاهده می‌کنیم که در هر مورد، یک ایزومر شاخه‌ای نقطه جوش کمتری از ایزومر راست زنجیر دارد، علاوه بر این، هر چه تعداد شاخه‌ها بیشتر باشد، نقطه جوش پائین‌تر است به این جهت –n بوتان دارای نقطه جوش و ایزوبوتان می‌باشد. نقطه جوش –n پنتان ، ایزوپنتان با یک شاخه، و نئوپنتان با دو شاخه می‌باشد. در تمام خانواده‌های ترکیبات آلی، این اثر شاخه بر روی نقطه جوش مشاهده می‌شود. پائین آمدن نقطه جوش در اثر شاخه‌ای شدن یک پدیده قابل توجیه است: با شاخه‌ای شدن، شکل مولکول به سمت کروی شدن میل می‌کند، در این صورت اندازه سطح کاهش می‌یابد، در نتیجه نیروهای بین مولکولی ضعیف‌تر شده ودر دمای پائین‌تری مغلوب می شوند. به عنوان مثال، شکل ایزومرهای پنتان را با هم مقایسه کنید.

طبق قاعده «همجنس، همجنس را حل می‌کند» آلکانها در حلالهای غیرقطبی مانند بنزین، اترو، کلروفرم حل می‌شوند و در آب و سایر حلالهای خیلی قطبی نامحلول‌اند. در صورتی که آلکانها را به عنوان حلال در نظر بگیریم، آلکانهای مایع، ترکیبات کم قطبی را در خود حل می‌کنند و ترکیبات خیلی قطبی را حل نمی‌نمایند.

با افزایش اندازه آلکانها، دانسیته نسبی زیاد می‌شود، اما در حدود 8/5 ثابت می‌ماند؛ بنابراین تمام آلکانها دانسیتة کمتری از آب دارند تعجبی ندارد که تقریباً تمام ترکیبات آلی دانسیتة کمتری از آب دارند زیرا مانند،آلکانها،به طور عمده از کربن و هیدروژن تشکیل می‌شوند.