Postupci za proizvodnju alkena: laboratorij i industrijski

Alkeni su vrijedne "prijelazne" tvari. Uz njihovu pomoć moguće je dobiti alkane, alkine, derivate halogena, alkohole, polimere i druge. Glavni problem nezasićenih ugljikovodika je njihova gotovo potpuna odsutnost u prirodi, a najvećim dijelom su tvari ove serije izvađene u laboratoriju kemijskom sintezom. Da bismo razumjeli osobitosti reakcija za proizvodnju alkena, treba shvatiti njihovu strukturu.

Što su alkeni?

Alkeni su organske tvari koje se sastoje od atoma ugljika i vodika. Posebnost ove serije je dvostruka kovalentna veza: sigma i pi. Određuju kemijska i fizička svojstva tvari. Točke tališta niže su nego za odgovarajuće alkane. Također, iz ove "baze" serije ugljikovodika, alkeni razlikuju se prisutnošću reakcije dodavanja koja se javlja prekidanjem pi-veze. Karakteriziraju ih četiri vrste izomerizma:

• na položaju dvostruke veze;
• o promjenama ugljikovog kostura;
• interklasa (s cikloalkanima);
• geometrijski (cis- i trans-).

Drugi naziv za ovu seriju tvari su olefini. To je zbog njihove sličnosti s poliatomskim karboksilnim kiselinama, koje u svom sastavu imaju dvostruku vezu. Nomenklatura alkena je naznačen time da određivanje prvog atoma u karboksilnom lancu provodi na više namještenog položaja veza je također prikazano na naslovne supstance.

Pucanje je glavni način dobivanja alkena

Pukotina je vrsta rafiniranja nafte pri visokim temperaturama. Glavni cilj ovog postupka je dobivanje tvari s nižom molekularnom masom. Pukotina za proizvodnju alkena nastaje tijekom cijepanja alkana, koji su dio naftnih produkata. To se događa pri temperaturama od 400 do 700 ° C. Tijekom ove reakcije za proizvodnju alkena, uz tvar koja je bila svrha njenog izvođenja, nastaje alkan. Ukupni broj ugljikovih atoma prije i nakon reakcije je isti.

Ostali industrijski postupci za proizvodnju alkena

Nemoguće je nastaviti razgovor o alkenima bez spominjanja reakcije dehidrogenacije. Da bi se to izvodilo, uzima se alkan, u kojem se može stvoriti dvostruka veza nakon razdvajanja dva vodikova atoma. To jest, metan neće ući u ovu reakciju. Stoga, brojni alkeni se čita od etilena. Posebni uvjeti za provođenje reakcije su povišena temperatura i katalizator. U ulozi potonjeg može djelovati nikal ili kromov oksid (III). Rezultat reakcije je proizvodnja alkena s odgovarajućim brojem ugljikovih atoma i bezbojnog plina (vodika).

Druga industrijska metoda dobivanja tvari ove serije je hidrogenacija alkina. Ova reakcija za proizvodnju alkena odvija se na povišenim temperaturama uz sudjelovanje katalizatora (nikla ili platine). Mehanizam hidrogeniranja temelji se na kidanju jedne od dvije pi veze pod uvjetom alkina, nakon čega se atomi vodika pridružuju mjestima uništenja.

Laboratorijska metoda koja koristi alkohol

Jedna od najjednostavnijih i najisplativijih metoda je intramolekularna dehidracija, to jest cijepanje vode. Kada pišete reakcijsku jednadžbu, vrijedi zapamtiti da će se provesti prema Zaitsevovu pravilu: vodik će se odvojiti od najmanje hidrogeniranog ugljikovog atoma. Temperatura bi trebala biti iznad 150 ° C. Kao katalizator, potrebno je koristiti tvari s higroskopnim svojstvima (sposobne za crtanje vlage), na primjer, sumpornu kiselinu. Na mjestu razdvajanja hidroksilne skupine i vodika će nastati dvostruka veza. Rezultat reakcije će biti odgovarajući alken i jedna molekula vode.

Ekstrakcija u laboratoriju na temelju halogeniranih derivata

Postoje još dvije laboratorijske metode. Prvi je djelovanje alkalijskih otopina na alkanske derivate, koji u svom sastavu imaju jedan atom halogena. Takav proces naziva dehidrohalogeniranjem tj cijepanje vodika spojeva s nemetalnih elemenata sedme skupine (fluor, brom, klor, jod). Provedba mehanizma reakcije, kao u prethodnom slučaju, nastavlja prema Zaitsevovu pravilu. Uvjeti kataliziranja su alkoholna otopina i povišena temperatura. Nakon reakcije, nastaje alken, sol elementa alkalija i halogena, voda.

Drugi način je vrlo sličan prethodnom. Izvodi se uz pomoć alkana, koji ima dva halogena. Na takvoj tvari djeluje kao aktivni metal (cink ili magnezij) u prisutnosti otopine alkohola i povišene temperature. Reakcija će se odvijati samo ako je vodik zamijenjen s halogenom na dva susjedna atoma ugljika, ako se ne ispuni uvjet, tada se ne stvara dvostruka veza.

Zašto trebate uzeti cink i magnezij? Tijekom reakcije, metal oksidira, koji može dati dva elektrona i uklanjanje dva halogena. Ako uzmete alkalne elemente, oni će reagirati s vodom koja je u otopini alkohola. Što se tiče metala koji se nalaze u području Beketov nakon magnezija i cinka, oni će biti preslabi.