Diskussion:Alkan

Er der ikke noget med, at flybrændstof og brændstof til formel-1-biler og sådan har oktantal på over 100? I så fald må der jo være et eller andet ud over heptan og oktan, man kan putte i brændstoffet? Jeg har ledt efter oplysningen, men jeg har ikke kunnet finde den noget sted. --Jakob mark 1. mar 2006 kl. 20:01 (CET)

Der blev indsat en hulens masse om alkaner under carbonhydrider, tilsyneladende en skoleopgave med referencer til manglende tabeller mm. Jeg indsætter det her, så en kemikyndig kan plukke til artiklen.--Jørgen 14. maj 2006 kl. 20:42 (CEST)

Alkanersopbygning En alkan er en carbonhydrid der udelukkende består af enkeltbindinger. De simpleste alkaner er methan (CH4), ethan (CH3CH3) og propan (CH3CH2CH3).

Hexan er også en carbonhydrid, med formlen C6H14. Det vil altså sige at der er 6 carbonatomer og 14 hydrogenatomer. At regne ud hvor mange hydrogenatomer der skal være ved en alkan er faktisk meget nem. Man bruger formlen CnH2n+2. Det vil altså sige at man ganger antallet af carbonatomer med to og plusser det med to, for at finde antallet af hydrogenatomer. Det sjove ved eller organisk kemi som det også kaldes, er at to stoffer kan have den samme molekylære formel. Dette kalder man for isomeri. Isomeri er når man har to stoffer der er bygget op på forskellige måder, men har den samme molekyleformel. Et eksempel kunne være C4H10. Denne alkan har to isomere, se figur 4. Den uforgrenet hedder butan, mens den forgrenede hedder 2-methylpropan. ange carboHvorfor de hedder sådan kommer senere. Ved isomere er det ikke kun opbygningen der ændre sig. Stoffernes kogepunkter ændrer sig også. Butans kogepunkt er 273.15K (0C), mens 2-methylpropans kogepunkt er 261.15K (-12C). Så selvom de har det samme antal carbonatomer og hydrogenatomer, har de ikke de samme kemiske egenskaber. Uforgrenede carbonhydrider vil altid have et højere kogepunkt end dens forgrenede isomere. Grunden til det er at carbonhydridernes bindinger bliver svagere jo flere forgreninger der er, hvilket man kunne se med eksemplet af butan og 2-methylpropan, da kogepunktet var lavere hos 2-methylpropan end hos butan. Antallet af isomere stiger hurtigt. Man regner med at C25H52 har 36.797.588 isomere.

Navngivning af alkaner Navn Molekyleformel Antal isomere Methan CH4 - Ethan C2H6 - Propan C3H8 - Butan C4H10 2 Pentan C5H12 3 Hexan C6H14 5 Heptan C7H16 9 Octan C8H18 18 Nonan C9H20 35 Decan C10H22 75 Undecan C11H24 159 Dodecan C12H26 355

Alle alkaner ender på –an. Dette er en nem måde at finde ud af hvordan bindingerne ser ud på stoffet. At navngive uforgrenede alkaner er nemt. Det er bare med at finde formlen for det pågældende stof, og så gå ind i en tabel og finde stoffet. For forgrenede alkaner er det en helt anden sag. Forgreningerne kalder man alkylgrupper. At navngive disse alkylgrupper er faktisk meget simpelt. Man ser hvor mange carnonatomer der er og så kan man kigge i tabellen herover og finde det stof der har det samme antal carbonatomer. Som du nok ser der det de almindelige carbonhydrider, og det er forgreningerne egentligt på en måde, ved alkylgrupper er endelsen –an udskiftet med endelsen –yl. Det vil sige at methan bliver til methyl, ethan til ethyl og propan bliver til propyl.

For at finde navnet på en forgrenet alkan, skal man som sagt finde den længste carbonkæde. I dette tilfælde er den længste kæde på 7 carbonatomer. Hvis vi så går ind i tabellen, se tabel 1, vil man se, at i navnet, skal heptan indgå. For at være helt præcis skal det være det sidste der står. Når det er gjort går vi ind og kigger på alkylgrupperne. For at vi kan angive placeringerne af alkylgrupperne, nummerer vi carbonatomerne på den længste kæde. I dette tilfælde har vi gjort det fra venstre mod højre. Ud fra det kan vi se at der sidder en methylgruppe på carbonatom nr. 2 og en ethylgruppe på carbonatom nr. 5. Så er der måske nogen der ville sige at det er methylen der skal stå først, da den har det laveste nummer. Det er det bare ikke, for alkylgrupper nævnes ikke nummererisk orden men i alfabetisk orden, og derfor bliver navnet 5-ethyl-2-methylheptan, i stedet for 2-methyl-5-ethylheptan. Hvis vi vendte numrene om ville nogen nok sig at navnet så skulle være 3-ethyl-6-methylheptan. Endnu en gang er det forkert, da methylgrupperne skal have det mindst mulige nummer, og i dette tilfælde vil det være 2-methyl. Hvis den første alkylgruppe ikke afgør fra hvilken side man skal starte, går man videre til den andel alkylgruppe, i dette sammenhæng har navnet ikke nogen betydning. [1]

Alkenersopbygning En alken er en carbonhydrid der består af en enkelt dobbeltbinding på den længste kæde.. De simpleste alkener er, ethen (CH2=CH2), 1-propen (CH2=CH-CH3) og 1-buten (CH2=CH-CH2-CH3).

Hexen er også en carbonhydrid, med formlen C6H12. Det vil altså sige at der er 6 carbonatomer og 12 hydrogenatomer. At regne ud hvor mange hydrogenatomer der skal være ved en alken er faktisk meget nem. Man bruger formlen CnH2n. Det vil altså sige at man ganger antallet af carbonatomer med to, for at finde antallet af hydrogenatomer. Det fede ved kemi, -denne form af kemien er kaldet molekylær kemi, er at der er så mange forskellige måder du kan sætte molekylerne sammen på. Der er de såkaldte isomere, altså hvor nogle af carbonatomerne sidder som grene på den længste kæde. Dobbeltbindingen gør, at de har lettere ved at reagere med andre stoffer. Kogepunktet bliver tilmed sænket, så fx ethen koger ved 170,15K (-103 °C) Der findes 2 former for isomerer til alkener. Cis- og –trans. Forskellen ligger bl.a. i smeltepunkt, kogepunkt, refraktivt index, opløseligheder, densitet. [9] Forskellen er også illustreret på billedet her, hvor man ser opbygningen af henholdsvis et cis- og et trans- alken. [10] Figur 9 - Cis og trans alken

Navngivning af alkener Antal carbonatomer Navn 2 (C2H4) Ethen 3 (C3H6) Propen 4 (C4H8) Buten 5 (C5H10) Penten 6 (C6H12) Hexen 7 (C7H14) Hepten 8 (C8H15) Octen 9 (C9H18) Nonen 10 (C10H20) Decen 11 (C11H22) Undecen 12 (C12H24) Dodecen Alkener er meget simple at navngive. De mest simple er de uforgrenede alkener. Et eksempel på sådan et kunne se sådan her ud

Det er jo ikke det store problem at se, at det er en lang kæde af carbonatomer. Ved at se på figur 10, kan vi prøve at finde ud af, hvilket molekyle vi ser på her, hvor mange carbonatomer det har, og hvor mange hydrogenatomer det har. Først så kigger vi på ledene. Hvert led er nummeret, og svarer til et carbonatom i dette tilfælde. Der er 7 carbonatomer. Allerede nu, kan vi gå over i tabel 2 og aflæse, at det er 7 carbonatomer, 14 hydrogenatomer og at molekylet hedder Heptan. Den metode er altid korrekt, så længe vi snakker uforgrenede alkener. Går vi over i de forgrenede alkener, så er det strakts lidt mere kompliceret, -men langt fra umuligt.

Figur 11 - 3,7-diethyl-1-decen

Her har vi et andet molekyle (Figur 11). Som man kan se, er der her forgreninger på, -deraf navnet ”forgrenet alkene”. Vi kan jo starte med at dele det op i nogle mindre dele. Først har vi den lange kæde. Den hedder en decene-kæde, da der er en dobbeltbinding og 10 carbonatomer i en lige kæde. (Se tabel 2) Derudover har vi 3,7 diethyl. Dette indikerer, at der er 2 ethylgrupper, og de ligger på henholdsvis det 3. og det 7. carbonatom i kæden. Så er der et 1-tal inde midt i ordet ”decene”. Dette viser, at dobbeltbindingen ligger i det første led.

Carbonhydriders opløselighed (Carsten) Carbonhydriders opløselighed kommer an på nogle forskellige parametre. Er det en alkan eller en alken. Er begge stoffer polære eller er kun et stof polært. Alle carbonhydrider er upolære. Det vil sige at de kun kan blande sig med andre stoffer der upolære, uden hjælp. Hvis de får hjælp, som fx varme kan carbonhydrider godt blande sig med et polært stof. Disse ting gælder dog kun hvis carbinhydriden er en alkan. Hvis det er en alken har den noget nemmere ved at blande sig med et polært stof. Det eneste man behøver, er at ryste blanding, hvorefter at stofferne er blandet sammen. Stofferne skal dog være flydende for at de kan blande sig med hinanden. Grunden til at det er sådan, er at en alkan udelukkende består af enkeltbindinger, hvorimod en alken har minimum en dobbeltbinding. Det er den dobbeltbinding der sætter den i stand til at gå i forbindelse med andre stoffer og hjælp. Det der sker med dobbeltbindingen er at det andet stof skifter den binding ud med sig selv, mens den ved en alkan først er nødt til at smide nogle H atomer væk, for at den kan gå i forbindelse med alkanen. Hvis man blander en carbonhydrid med en upolær stof, er det lige meget om det er en alkan eller en alken. Begge carbonhydrider er jo upolære, så de kan begge gå i forbindelse med hinanden.

Carbonhydridernes kemiske egenskaber (Morten og Carsten) Med kemiske egenskaber mener man carbonhydriders blandbarhed, forbrænding, substitution og addition. Blandbarheden er det samme som deres opløselighed. Det vil sige at det er det samme som beskrevet før det her. Alle carbonhydrider kan forbrændes. Næsten alle kemiske reaktioner skal tilføres energi for at starte. Når man suger i en cigaret, kommer glødens temperatur op på ca. 1173.16K. Temperaturen ryger ned på ca. 873.16K når gløden ulmer. Ved disse temperaturer, vil carbonydriderne forbrænde ved hjælp af oxygen. Vi kan derfor drage konklusionen, at en forbrænding er en oxidation, ved et forbrug af oxygen. Der vil under forbrændingen kunne dannes en helt masse nye stoffer.

Hel eller delvis forbrænding. Om en forbrænding er hel eller delvis afhænger af om der er nok oxygen, og ved hvilken temperatur det bliver forbrændt. I disse eksemple er der valgt eicosan. 2 C20H42 + 61 O2 40 CO2 + 42 H2O (fuldstændig forbrænding)

2 C20H42 + 41 O2 40 CO + 42 H2O (ufuldstænding forbrænding)

Når eicosan bliver fuldstændigt forbrændt, bliver det oxideret. Det vil sige at det omdannes til carbondioxid og vand. Hvis der derimod ikke er nok oxygen til stede, vil eicosan danne carbonmonooxid og vand, og forbrændingen bliver ufuldstændigt. En reaktion kan starte spontant eller kan startes af varmeenergi. En reaktion, der udvikler varme, kaldes for exoterm. Andre processer forbruger energi - de kaldes endoterme. Varmen angives i kJ pr. reaktion.