Els alquens són substàncies "de transició" valuoses. Amb la seva ajuda, podeu obtenir alcans, alquins, derivats halogens, alcohols, polímers i altres. El principal problema dels hidrocarburs insaturats és la seva absència gairebé total a la natura; en la seva major part, les substàncies d'aquesta sèrie particular s'extreuen al laboratori per síntesi química. Per entendre les característiques de les reaccions per obtenir alquens, cal entendre la seva estructura.
Què són els alquens?
Els alquens són substàncies orgàniques que consisteixen en àtoms de carboni i hidrogen. Una característica d'aquesta sèrie són els dobles enllaços covalents: sigma i pi. Determinen les propietats físiques i químiques de les substàncies. El seu punt de fusió és inferior al dels alcans corresponents. A més, els alquens es diferencien d'aquesta sèrie "bàsica" d'hidrocarburs per la presència d'una reacció d'addició, que es produeix en trencar l'enllaç pi. Es caracteritzen per quatre tipus d'isomeria:
- segons la posició del doble enllaç;
- per als canvis en l'esquelet de carboni;
- interclasse (amb cicloalcans);
- geomètric (cis- i trans-).
Un altre nom per a aixòuna sèrie de substàncies - olefines. Això es deu a la seva similitud amb els àcids carboxílics polihídrics, que tenen un doble enllaç en la seva composició. La nomenclatura dels alquens difereix perquè el primer àtom de la cadena de carboni està determinat per la col·locació d'un enllaç múltiple, la posició del qual també s'indica en el nom de la substància.
El cracking és la forma principal d'extreure alquens
El cracking és un tipus de refinació de petroli a altes temperatures. L'objectiu principal d'aquest procés és l'extracció de substàncies de menor pes molecular. El craqueig per produir alquens es produeix durant la descomposició dels alcans, que formen part dels productes derivats del petroli. Això passa a temperatures entre 400 i 700 °C. En el transcurs d'aquesta reacció per obtenir alquens, a més de la substància que va ser l'objectiu de la seva implementació, es forma un alcà. El nombre total d'àtoms de carboni abans i després de la reacció és el mateix.
Altres mètodes industrials per obtenir alquens
No pots seguir parlant d'alquens sense esmentar la reacció de deshidrogenació. Per a la seva implementació es pren un alcà, en el qual es pot formar un doble enllaç després de l'eliminació de dos àtoms d'hidrogen. És a dir, el metà no entrarà en aquesta reacció. Per tant, una sèrie d'alquens parteixen de l'etilè. Les condicions especials per a la reacció són la temperatura elevada i un catalitzador. L'òxid de níquel o de crom (III) pot actuar com a últim. El resultat de la reacció serà un alquè amb el nombre adequat d'àtoms de carboni i un gas incolor (hidrogen).
Un altre mètode industrial per obtenir substàncies d'aquesta sèrie és la hidrogenació d'alquins. Aquesta reacció d'obtenció d'alquens té lloc a temperatures elevades i amb la participació d'un catalitzador (níquel o platí). El mecanisme d'hidrogenació es basa en trencar un dels dos enllaços pi de l'alquin proporcionat, després del qual s'afegeixen àtoms d'hidrogen als llocs de destrucció.
Mètode de laboratori amb alcohol
Una de les maneres més senzilles i econòmiques és la deshidratació intramolecular, és a dir, l'eliminació d'aigua. Quan escriu l'equació de la reacció, val la pena recordar que es durà a terme segons la regla de Zaitsev: l'hidrogen es separarà de l'àtom de carboni menys hidrogenat. La temperatura ha de ser superior als 150 °C. Com a catalitzador, cal utilitzar substàncies amb propietats higroscòpiques (capaces d'atraure la humitat), per exemple, l'àcid sulfúric. Es formarà un doble enllaç al lloc de la separació del grup hidroxil i l'hidrogen. El resultat de la reacció serà l'alquè corresponent i una molècula d'aigua.
Derivats de halo basats en laboratoris
Hi ha dos mètodes de laboratori més. La primera és l'acció d'una solució alcalina sobre els derivats d'alcans, que tenen un àtom d'halogen en la seva composició. Aquest mètode s'anomena deshidrohalogenació, és a dir, l'eliminació de compostos d'hidrogen amb elements no metàl·lics del setè grup (fluor, brom, clor, iode). La implementació del mecanisme de reacció, com en el cas anterior, es desenvolupa segons la reglaZaitsev. Les condicions catalítiques són una solució alcohòlica i una temperatura elevada. Després de la reacció, es forma un alquè, una sal d'un element de metall alcalí i un halogen, aigua.
El segon mètode és molt semblant a l'anterior. Es realitza mitjançant un alcà, que té dos halògens en la seva composició. Aquesta substància es veu afectada per un metall actiu (zinc o magnesi) en presència d'una solució d'alcohol i temperatura elevada. La reacció només tindrà lloc si l'hidrogen es substitueix per un halogen en dos àtoms de carboni veïns, si no es compleix la condició, no es forma el doble enllaç.
Per què prendre zinc i magnesi? Durant la reacció, el metall s'oxida, que pot donar dos electrons, i s'eliminen dos halògens. Si prens elements alcalins, reaccionaran amb l'aigua, que forma part de la solució alcohòlica. Pel que fa als metalls que van després del magnesi i el zinc a la sèrie Beketov, seran massa febles.
