Alkane có những tính chất nào? - Hoá 11

Alkane là những hydrocarbon mạch hở, phân tử chỉ chứa các liên kết đơn.

- Ở điều kiện thường: Alkane C₁ – C₄ và neopentane: chất khí (khí gas); C₅ – C₁₇ trừ neopentane: chất lỏng (xăng, dầu); C₁₈ trở lên: chất rắn (nến, sáp).

- Các alkane nhẹ hơn nước, rất ít tan trong nước, tan tốt trong dung môi không phân cực do alkane kém phân cực.

- Nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi tăng dần theo phân tử khối, alkane mạch không phân nhánh có nhiệt độ sôi cao hơn so với mạch phân nhánh.

Ở điều kiện thích hợp, alkane tham gia phản ứng thế, phản ứng cracking, phản ứng reforming và phản ứng oxi hoá.

Tổng quát:

- Phản ứng trên gọi là phản ứng halogen hoá alkane, sản phẩm tạo thành gọi là dẫn xuất halogen.

- Từ C₃H₈ trở lên, phản ứng tạo ra nhiều sản phẩm thế và tuân theo qui tắc “Ưu tiên thế vào H của C có bậc cao hơn”.

- Cracking alkane là quá trình phân cắt liên kết C – C (bẻ gãy mạch carbon) của các alkane mạch dài để tạo thành hỗn hợp các hydrocarbon mạch ngắn hơn.

Tổng quát: 

- Phản ứng cracking được ứng dụng trong công nghệ lọc dầu, giúp tạo thêm các hydrocarbon lỏng (xăng, dầu) từ alkane rắn.

- Reforming alkane là quá trình chuyển các alkane mạch không phân nhánh thành các alkane mạch phân nhánh và các hydrocarbon mạch vòng.

- Phản ứng reforming không làm thay đổi số nguyên tử carbon trong phân tử và cũng không làm thay đổi đáng kể nhiệt độ sôi của chúng.

- Phản ứng reforming được dùng trong công nghiệp lọc dầu để tăng chỉ số octane của xăng.

Phản ứng oxi hoá hoàn toàn (phản ứng cháy)

Tổng quát: 

- Khi đốt cháy ankan ta luôn có: \({n_{{H_2}O}} > {n_{C{O_2}}}\)và ngược lại. \({n_{alk{\rm{a}}n{\rm{e}}}} = {n_{{H_2}O}} - {n_{C{O_2}}}\)

- Phản ứng đốt cháy alkane toả lượng nhiệt lớn để đun nấu, sưởi ấm, cung cấp năng lượng cho các ngành công nghiệp.

Phản ứng oxi hoá không hoàn toàn

- Phản ứng đốt cháy thiếu oxygen: tạo C hoặc CO.

VD: 

- Phản ứng oxi hoá cắt mạch tạo carboxylic acid

TQ: 

- Alkane không làm mất màu dung dịch thuốc tím KMnO₄.