Węglowodory

Źródła węglowodowór: gaz ziemny, ropa naftowa, zanieczyszczenia powietrza (wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne)
Ropa naftowa – mieszanina jednoroda węglowodorów w różnych stanach skupienia.
Stan skupienia:ciecz
Barwa: żólta, czanra, brązowa
zapach – nieprzyjemny
nierozpuszczalna w wodzie, palna

Destylacja ropy naftowej (przebieg w rafineri)
Produkty:
1 frakcja – gaz rafineryjny
2 frakcja – benzyna
3 frakcja- oleje : napędowe, smarowe, opałowe.
4 frakcja- mazut wazelina
5 frakcja – asfalt
Rope naftową wydobywa się w Azji w rejonie Zatoki Perskiej, w basenie Morza Kaspijskiego, na Syberii w Ameryce Północnej i Śrokowej na dnie Morza Północnego.
Gaz ziemny wydobywa się w Norwegi, w Ameryce Pólnocnej, w Rosji, w USA u wybrzeży Ameryki Pólnocnej.

Wykrywanie WĘGLA w przyrodzie:
a) w stanie wolnym – grafit, diament, fulereny
b)w stanie związanym – dwutlenek węgla, tlenek węgla (czad), WWA, węgle kopalne (brunatny, kamienny i torf), ropa naftowa, gaz ziemny, skały wapienne, wody mineralne
c)biosfera – węglowodory, białka, skóra, tłuszcze, witaminy.
Podział związków –
związki nieorganiczne np. tlenek węgla (IV) kwas siarkowy (VI) azotan (V) potasu
związki organiczne – węglowodory np. metan etyn benzyn ; pochodne węglowodorów np. matanol, kwas atanowy, glukoza
Wykrywanie węgla:
a) do próbówki 1 wrzuć kawałek rozgniecionej polopiryny, dodaj tlenku miedzi(II). Próbówke zamknij korkiem z rurką odprowadzającą, której wylot umieść w wodzie wapiennej znajdującej się w próbówce 2. Próbówke 1 ogrzewaj. Wydziela się bezbarwny gaz który powoduje mętnienie wody wapiennej. Jest to tlenek węgla (IV). Na dnie próbówki 1 powstaje brązowy osad miedzi.

b)W próbówce umieść dowolną substancje organiczną np. (mąke, suche ziarna kaszy lub ryżu)Ogrzwaj próbówke w płomieniu palnika.

Grafit – atomy węgla tworzą warstw, każdy atom w danej warstwie jest połączony z 3 innymi atomami mocnymi wiązaniami kowalencyjnymi (atomowymi), wiązania węgiel- węgiel między warstwami są dłuższe i znacznie slabsze niż w danej warstwie.
Nieprzeźroczysty, miękki, łupliwy minerał, stalowoszara substancja stała, dobrze przewodzi prąd elektryczny i ciepło, jest odporny na działanie wysokiej temperatury

Wyrób cegieł ogniotrwałych, wkłady w ołówkach, czarne farby chroniące żelazo przed korozją, „suchy” smar zmniejszający tarcie, naczynia ognioodporne, elektrody, reaktory jądrowe.

DIAMENT – każdy atom jest połączony z 4 innymi atomami węgla mocnymi wiązaniami kowalencyjnymi (atomowymi).
Najtwardszy minerał, przeźroczysta substancja o stałym stanie skupienia, bezbarwny lub błekintny, niebieski, żółty, w odcieniach od brunatnego do czarnego, ma właściwości półprzewodnikowe, dobrze przewodzi ciepło, trudno topliwy, odporny na działanie kwasów i zasad spala się w wysokiej temperaturze.
Produkcja biżuterii, wyrób narzędzi wiertniczych (końcówki wierteł), ostrza noży do cięcia twardych materiałów i szkła, materiały ścienie, elektronika.
Fulereny – atomy węgla łączą się ze sobą tworząc kryształy w kształcie piłek futbolowych, składają się z parzystej liczby atomów węgla, najczęściej występują w dwóch postaciach C 60 C70
Fulereny w stanie stałym są barwy żółtej ale C60 jest półprzeźroczystą brązową substancją o stałym stanie skupienia i metalicznym połysku, maja właściwości pólprzewodnikowe i nadprzewodnikowe. C60 nie rozpuszcza się w wodzie ani w eterze, rozpuszcza się w węglowodorach i tetachlorku węgla.
Mikroelektornika, nadprzewodniki wysokotemperaturowe, elektokatalizatory
Aleotropia – występowanie tego samego pierwiastka chemicznego w kilku odmianach rożniących się od siebie budową wewnętrzną a więc też właściwościami .

METAN wzór CH4.
Występowanie – kopalnie, gaz ziemny, ropa naftowa, tereny bagienne.
Właściowisc- gaz, bezbarwny, bezwonny, lżejszy od powietrza, nierozpuszczalny w wodzie, alkan, mało aktywny chemicznie, ulega rekcją spalania C i nie C.
Zastosowania
-stosowany w instalacjach gazowych poddaje się nawanianiu, wykorzystuje się go jako paliwo, uzywany w piecach gazowych (przemysle energetycznym), w kuchenkach gazowych jako mieszanina z azotem.
Szereg homologiczny – zbiór związków organicznych o podobnej budowie i właściwościach, w którym każdy kolejny związek chemiczny ma w cząsteczce o jedną grupe CH2 więcej
Spalanie całkowite – proces spalania którego produktami są tlenek węgla (IV) i woda.
Pólspalanie – proces spalanie którego produktami są tlenek węgla (II) i woda

Spalanie niecałkowite – proces spalanie którego produktami są węgiel i woda.
Węglowodory – związki chemiczne zbudowane z atomów węgla i wodorów. Atomy węgla są IV wartościowe i są połączone ze sobą bezpośrednio.
Węglowodory – nasycone -> ALKANY (jedno wiązanie pojedyncze)
nienasycone -> ALKENY (jedno wiązanie podwójne) ALKINY (jedno wiązanie potrójne)

C1- C4 – gazy
C5-C16- ciecze
C17- ciała stałe

Właściwości węglowodorów:
stan skupienia zależy od liczby atomów węgla, bezbarwne, nierozpuszczalne w wodzie, lżejsze od wody, palne (zależy od liczby atomów węgla)
Właściwosci benzyny – benzyna jest bezbarwną, lotną, łatwo palną cieczą o charakterystycznym zapachu. Nie rozpuszcza się w wodzie a jej gęstość jest mniejsza od gęstośći wody. Benzyna rozpuszcza się w alkoholu i innych rozpuszczalnikach organicznych. Dobrze rozpuszcza tluszcze i oleje, dlatego można nią usuwać tłuste plamy z ubrań.
Benzyne otrzymuje się jako pierwszą, ciekła frakcje podczac destylacji ropy naftowej. Benzyna jest stosowana do wytwarzania energii w procesie spalania. Drugą metodą jest kraking – sposób otrzymywania benzyny polegający na pękaniu długich łańcuchów węglowodorów i powstawaniu cząsteczek o krótszych łańcuchach węglowych

ALKANY – węglowodory łańcuchowe nasycone których cząsteczki zawieją tylko wiązania między atomami węgla.
CnH2n+2
METAN, ETAN, PROPAN, BUTAN, HEKSAN, HEPTAN, OKTAN, NONAN, DEKAN

ALKENY – węglowody łańcuchowe nienasycone, zawierające w cząsteczkach jedno wiązanie podwójne między atomami węgla.
CnH2n
ETEN, PROPEN, BUTEN, PENTEN, HEKSEN, HEPTEN, OKTEN, NONEN, DEKEN
ALKINY – węglowodory łańcuchowe nienasycone, zawierające w cząsteczkach jedno wiązanie potrójne między atomami węgla.
CnH2n-2
ETYN, PROPYN, BUTYN, PENTYN, HEKSYN, HEPTYN, OKTYN, NONYN, DEKYN


ETEN C2H4
Właściwosci -: gaz, bezbarwny, o charakterystycznym zapachu, nierozpuszczalny w wodzie, ulega reakcjom spalania całkowitego, niecałkowitego, przyłączania, polimeryzacji, alken
Zastosowania – tworzywa sztuczne, ogrodnistwoa (przyspiesza dojrzewanie owoców), alkohol etylowy, rozpuszczalniki
Otrzymywanie – rozkład termiczny folii polietylenowej, odwodnienie alkoholu
C2H5OH - > H2O +C2H4
Reakcje przyłaczania (alldycja)
przyłączanie cząsteczki wodoru
C2H4 + H2 -> C2H6
Przyłaczanie cząsteczki chlorowodoru
C2H4 + HCL -> C2H5CL
Przyłaczanie cząsteczki bromu
C2H4 + BR2 - > C2H4BR2
Reakcja przyłącznia – reakcja łączenia się cząsteczki zawierającej wiązanie wielokrotne z inna cząsteczką np. HCI

Polimeryzacja – reakcja łączenia się pojedynczych cząsteczek związku chemicznego (monomerów) w wielkocząsteczkowy produkt – polimer
Monomoer – cząsteczka związku chemicznego ulegająca polimeryzacji
Polimer – produkt reakcji polimeryzacji
Katalizator- substancja umożliwiająca przebieg reakcji chemicznej i zwiekszająca jej szybkość


ETYN C2H2
Właściwosci : gaz, bezbarwny, bezwonny, nierozpuszczalny w wodzie, alkin, bardzo aktywny chemicznie, ulega reakcjom spalania całkowitego, niecałkowitego, przyłączania, polimeryzacji
Zastosowania – w palnikach służących do cięcia i spawania metali, produkcji rozpuszczalników organicznych, produkcji tworzyw sztucznych
Otrzymywanie
CaC2+2H2O->C2H2 + Ca(OH)2
Reakcje przyłącznia
a)przyłaczenie cząsteczki wodoru
C2H2 +H2 -> C2H4
b) przyłaczanie dwóch cząsteczek wodoru
C2H2 + 2H2 - > C2H6
c)przyłaczenie cząsteczki chlorowodoru
C2H2+HCL->C2H3CL
d)przyłaczenie 2 cząsteczek jodowodoru
C2H2+2HI->C2H4I2
e)przyłaczenie cząsteki bromu
C2H2 + BR2 -> C2H2BR2
f)przyłaczenie 2 cząsteczek bromu
C2H2+2BR - > C2H2BR2

POLIMERY – związki wielkocząsteczkowe
polimery naturalne czyli występujące w środowisku przyrodniczym np. kauczyk naturalny, celuloza, kazeina.
polimery sztuczne otrzymane przez modyfikacje polimerów naturalnych np. octan celulozy, galalit.
polimery syntetyczne otrzymywane ze związków chemicznych o małych cząsteczkach (monomerów) np. polietylen, polipropylen

PLUSY tworzyw sztucznych – tanie, łatwo je fromowac, wytrzymałe, lżejsze, dużo zastosowań.
MINUSY – szkodliwość dla środowiska, nie ulegają rozkładowi