[CHUẨN NHẤT] Phản ứng đặc trưng của ankan là gì? | Myphamthucuc.vn

Câu hỏi : Phản ứng đặc trưng của ankan là gì?

Trả lời : 

Ở phân tử Ankan chỉ có liên kết C-C và C-H. Đó là các liên kết σ bền vững, vì thế ankan tương đối trơ về mặt hóa học. Ở nhiệt độ thường chúng không phản ứng với axit, bazo và chất oxi hóa mạnh ( như KmnO₄ ).

Dưới tác dụng với ánh sáng, xúc tác và nhiệt, ankan tham gia các phản ứng thế , phản ứng tách và phản ứng oxi hóa. Tuy nhiên phản ứng đặc trưng của ankan là phản ứng thế.

Cùng Top lời giải tìm hiểu chi tiết về Ankan nhé

I. Định nghĩa về Ankan

1. Ankan là gì?

Ankan (với tên gọi khác là parafin) là chất hóa học hữu cơ chứa hiđrocacbon no và mạch hở.

CTTQ của ankan là C_nH_2n + 2C_nH_2n+2 (với n là số nguyên dương).

2. Cách gọi tên Ankan

Trong đó 10 ankan đầu tiên sẽ là:

– CH₄: Metan

– C₂H₆: Etan

– C₃H₈: Propan

– C₄H₁₀: Butan

– C₅H₁₂: Pentan

– C₆H₁₄: Hexan

– C₇H₁₆: Heptan

– C₈H₁₈: Octan

– C₉H₂₀: Nonan

– C₁₀H₂₂: Đecan

Để dễ nhớ các đồng phân này, chúng ta có câu:

Mẹ _(Metan) Em _(Etan) Phải _(Propan) Bón _(Butan) Phân _(Pentan) Hóa _(Hexan) Học _(Heptan) Ở _(Octan) Ngoài _(Nonan) Đồng _(Đecan).

Còn đối với các ankan phân nhánh tên gọi sẽ là: Vị trí mạch nhánh + tên nhánh + tên mạch chính (tên ankan tương ứng với số nguyên tử cacbon trong mạch chính).

– Mạch chính là mạch dài nhất có nhiều nhóm thế nhất.

– Đánh số vị trí cacbon trong mạch chính bắt đầu từ phía gần nhánh hơn.

II. Các phản ứng đặc trưng của Ankan

1. Phản ứng thế (Cl₂ hoặc Br₂(t)): phản ứng đặc trưng của Ankan

Khi chiếu sáng hoặc đốt nóng hỗn hợp metan và clo sẽ xảy ra phản ứng thế lần lượt các nguyên tử hiđro bằng clo:

Phương trình tổng quát

– Cơ chế tác động: các nguyên tử hidro có trong liên kết của phân tử ankan có thể bị thay thế lần lượt từ 1 đến hết.

– Thứ tự xảy ra phản ứng: Cl2>Br2>I2 và C bậc 3>C bậc 2>C bậc 1. Kết thúc phản ứng ta sẽ thu được sản phẩm ưu tiên thế X vào H của C bậc cao (Ankan sẽ có ít H hơn). C bậc a là C liên kết với a nguyên tử C khác.

– Phản ứng thế xảy ra theo cơ chế gốc tự do – dây chuyền gồm 3 giai đoạn:

+ Khơi mào phản ứng: X₂→2X.

+ Phát triển mạch:

+ Tắt mạch: 2X→ X₂

Các đồng đẳng của metan cũng tham gia phản ứng thế tương tự và tạo thành hỗn hợp chất với tỉ lệ % khác nhau.

Ankan tác dụng với Clo

Ankan tác dụng với brom

2. Phản ứng tách H₂ (phản ứng đề hiđro hóa)

Phương trình tổng quát:

Chú ý:

– Hai nguyên tử H gắn với 2 nguyên tử C nằm cạnh nhau tách ra cùng nhau và ưu tiên tách H ở C bậc cao.

– Một số trường hợp riêng khác:

3. Phản ứng phân hủy

– Phản ứng phân hủy bởi nhiệt:                           

– Phản ứng phân hủy bởi halogen (Cl2 hoặc F2):     

4. Phản ứng crăcking (n≥ 3)

Phản ứng này còn gọi là phản ứng cracking (bẻ gãy mạch cacbon) xảy ra ở điều kiện nhiệt độ, áp suất và xúc tác thích hợp.

Chú ý:

– Ankan thẳng C_nH_2n+2 khi cracking có thể xảy ra theo (n – 2) hướng khác nhau tạo ra 2(n-2) sản phẩm.

– Nếu hiệu suất phản ứng cracking là 100% và không có quá trình cracking thứ cấp thì tổng số mol sản phẩm tăng gấp đôi so với các chất tham gia nên KLPTTB giảm đi một nửa.

– Số mol ankan sau phản ứng luôn bằng số mol ankan ban đầu dù quá trình cracking có nhiều giai đoạn.

5. Phản ứng cháy của Ankan

Phản ứng này còn gọi là phản ứng oxi hóa ankan

Phương trình phản ứng tổng quát: C_nH_2n+2 + [(³ⁿ⁺¹)/₂]O₂ → nCO₂ + (n+1)H₂O

Đối với phản ứng cháy của ankan khi làm bài tập cần lưu ý 2 đặc điểm:

• n_CO2 < n_H2O.
• n_H2O – n_CO2 = n_{ankan bị đốt cháy}.

Nếu đốt cháy 1 hiđrocacbon mà thu được n_CO2 < n_H2O thì hiđrocacbon đem đốt cháy thuộc loại ankan.

Nếu đốt cháy hỗn hợp hiđrocacbon cho n_CO2 < n_H2O thì trong hỗn hợp đốt cháy có chứa ít nhất 1 ankan.

Nếu cho ankan tham gia phản ứng với oxi khi có mặt muối Mn²⁺ thì xảy ra phản ứng oxi hóa không hoàn toàn tạo RCOOH.

R-CH₂-CH₂-R + 5/2O₂ → 2RCOOH + H₂O

Các ankan đầu dãy đồng đẳng rất dễ cháy, tỏa nhiều nhiệt. Khí CO₂, hơi nước và nhiệt tạo ra nhanh nên có thể gây nổ.

Nếu không đủ oxi, ankan bị cháy không hoàn toàn, khi đó ngoài CO₂ và H₂O còn tạo ra các sản phẩm như CO, muội than, không những làm giảm năng suất tỏa nhiệt mà còn gây độc hại cho môi trường. Khi có xúc tác, nhiệt độ thích hợp, ankan bị oxi hóa không hoàn toàn tạo thành dẫn xuất chứa oxi như:

III. Ứng dụng của Ankan

Ankan là một chất hữu cơ quan trọng, có ứng dụng lớn trong khoa học kỹ thuật có thể kể đến như:

– Dùng làm nhiên liệu (Metan là chất được sử dụng rộng rãi trong hàn cắt kim loại).

– Dùng làm dầu bôi trơn.

– Dùng làm dung môi trong nhiều phản ứng.

– Chất giúp tái tạo nên các chất khác: CH₃Cl,CH₂Cl₂,CCl₄,CF₂Cl₂,…

– Đặc biệt khí metan điều chế được nhiều chất khác nhau có thể kể đến như: hỗn hợp CO+H₂, CH  ≡ CH, amoniac, rượu metylic,…