SVOJSTVA UGLJOVODONIKA

Biljana Butorovid
FIZIČKA SVOJSTVA

Fizička svojstva ugljovodonika zavise od broja i
rasporeda ugljenikovih atoma u molekulu, kao
i od načina na koji su ti atomi vezani.
AGREGATNO STANJE
Mogu se nadi u sva 3 agregatna stanja.
Alkeni i alkini ključaju na nižim temperaturama
od alkana sa istim brojem C – atoma.
Tačka topljenja i tačka ključanja se povedavaju
sa porastom broja ugljenikovih atoma.
Gasoviti ugljovodonici imaju manju gustinu od
vazduha, a tečni manju gustinu od vode.
*nafta pliva po površini mora
Agregatno stanje i boja
GASOVITO

TEČNO

ČVRSTO

Alkani

C1 – C4

Alkani

C5 – C17

Alkani

C18 – C∞

Alkeni

C2 – C4

Alkeni

C5 – C16

Alkeni

C17 – C∞

Alkini

C2 – C4

Alkini

C1 – C12

Alkini

C13 – C∞

BOJA

bezbojni

bezbojni

bezbojni
RASTVORLJIVOST
Zbog prirode hemijske veze u ugljovodonicima –
kovalentna nepolarna (C-C) i kovalentna slabo
polarna (C-H), ugljovodonici se NE
RASTVARAJU u vodi i drugim POLARNIM
rastvaračima, a DOBRO se rastvaraju u
NEPOLARNIM, organskim rastvaračima.
HEMIJSKA SVOJSTVA
Svi ugljovodonici podležu reakciji OKSIDACIJE ili
SAGOREVANJA na visokoj temperaturi.
Potpunim sagorevanjem ugljovodonika
nastaju ugljenik(IV) oksid- CO2 i voda.
Pri ovoj reakciji oslobađa se velika količina
toplote, pa se zbog toga ugljovodonici koriste
kao goriva.
*Toplotna moć goriva je količina toplote koju prilikom sagorevanja oslobađa
1mol ugljovodonika. Izražava se u kJ/mol.
SAGOREVANJE UGLJOVODONIKA
Jednačine reakcije sagorevanja:
metana CH4 + 2 O2 → CO2 + 2 H2O
etena
C2H4 + 3 O2 → 2CO2 + 2 H2O
etina
2C2H2 + 5 O2 → 4CO2 + 2 H2O
benzena 2C6H6 + 15 O2 → 12CO2 + 6 H2O
* Nepotpunim sagorevanjem ugljovodonika (u nedostatku dovoljne količine kiseonika), nastaje smeša
ugljenik(II)oksida ili ugljen-monoksida, vodene pare i čađi.
SUPSTITUCIJA ILI ZAMENA
Ova reakcija karakteristična je za zasidene
ugljovodonike ALKANE, kao i za BENZEN.
U ovoj reakciji dolazi do zamene jednog ili više atoma vodonika,
atomima drugih elemenata ili atomskim grupama. Nastaju
dva proizvoda – supstituisani alkan koji se naziva derivat
alkana i sporedni proizvod (zavisi od supstituenta, atoma ili
grupe koji zamenjuju vodonik). Pošto su alkani slabo reaktivni,
reakcija se odvija u prisustvu svetlosti ili pri visokoj
temperaturi.
SUPSTITUCIJA METANA
zamena atoma vodonika atomima hlora

CH4

+ Cl−Cl

→ CH3Cl

metan

hlormetan

CH3Cl + Cl−Cl

→ CH2Cl2

hlormetan

+ HCl

dihlormetan

CH2Cl2 + Cl−Cl → CHCl3
dihlormetan

CHCl3

+ HCl

+ HCl

trihlormetan

+ Cl−Cl →

trihlormetan

CCl4

+ HCl

tetrahlormetan
ADICIJA
ADICIJA ili DODAVANJE
je reakcija karakteristična za izrazito reaktivnu
dvostruku i trostruku vezu. Ovoj reakciji
podleže i benzen, ali u posebnim uslovima.
ADICIJA
U reakciji adicije sa drugim molekulima, u prisustvu katalizatora,
dolazi do raskidanja dvostruke ili trostruke veze i vezivanja
drugih atoma ili atomskih grupa za C-atome na kojima je bila
dvostruka ili trostruka veza.
Molekuli koji se dodaju mogu biti :
vodonik – hidrogenizacija,
hlor – hlorovanje,
zatim brom, hlorovodonik i mnogi drugi.
* Katalizatori su supstance koje se dodaju reakcionim sistemima da bi hemijska
reakcija otpočela ili bila brža, pri čemu oni sami ne učestvuju u toj reakciji.
ADICIJA VODONIKA na ALKENE
Adicijom molekula vodonika na alken nastaje
samo jedan proizvod – odgovarajudi alkan.
Hemijska reakcija adicije vodonika na eten :
H H
H H
ӏ ӏ
ӏ ӏ
H─ C = C ─H + H─H → H─ C ─ C ─H
ETEN
ӏ ӏ
H H
ETAN
ADICIJA HLORA na ALKENE
Adicijom molekula hlora na ETEN, u prisustvu katalizatora,
nastaje zasideni derivat alkana – 1,2 – dihlorETAN
H H
H H
ӏ ӏ
ӏ ӏ
H─ C = C ─H + Cl─Cl → H─ C ─ C ─H
ETEN
ӏ ӏ
Cl Cl
1,2- dihlorETAN
ADICIJA NA ALKINE
Adicija na alkine može biti delimična ili potpuna.
Delimičnom adicijom na alkin nastaje nezasideni alken.
Potpunom adicijom, od alkina nastaje alkan ili neki
njegov zasideni derivat.
Za nepotpunu adiciju na trostruku vezu, za jedan mol
alkina potreban je jedan mol reaktanta koji se adira.
Pri potpunoj adiciji na jedan mol alkina adiraju se dva
mola drugog reaktanta.
ADICIJA VODONIKA na ALKINE
H─C ≡ C─H + H─H → H─C = C─H
ETIN
ӏ ӏ
H H
ETEN
H H
ӏ ӏ
H─C = C─H + H─H → H─C ─ C─H
ETEN
ӏ ӏ
H H
ETAN

delimična ili nepotpuna adicija

potpuna adicija
ADICIJA HLORA na ALKINE
H─C ≡ C─H + Cl─Cl → H─C = C─H
delimična ili nepotpuna adicija
ETIN
ӏ ӏ
Cl Cl
1,2-dihlorETEN
Cl Cl
ӏ ӏ
H─C = C─H + Cl─Cl → H─C ─ C─H
potpuna adicija
ӏ ӏ
ӏ ӏ
Cl Cl
Cl Cl
1,2-dihlorETEN
1,12,2-tetrahlorETAN
POLIMERIZACIJA
Polimerizacija je reakcija u kojoj molekuli jedinjenja
male molekulske mase- MONOMERI reaguju
međusobno gradedi dugačke lance ili
trodimenzionalne strukture velike molekulske masePOLIMERE.
Polimerizacija se odvija na određenoj temperaturi i
pritisku i u prisustvu katalizatora.
Reakcija polimerizacije je osnovna reakcija za dobijanje
plastičnih masa.
POLIMERIZACIJA
Polimerizacijom ETENA nastaje plastična masa POLIETEN,
poznatija kao POLIETILEN (PE).
Polimerizacijom PROPENA nastaje POLIPROPEN, poznatiji kao
POLIPROPILEN.
Polimerizacijom HLORETENA (vinilhlorid) nastaje
POLIVINILHLORID (PVC).
Poznati su vam i BIOLOŠKI ili prirodni polimeri, tzv.
BIOMAKROMOLEKULI, kao što su proteini, polisaharidi (skrob,
celuloza, glikogen) i drugi.
HEMIJSKA SVOJSTVA BENZENA

Molekul benzena je zbog svoje specifične strukture
izuzetno stabilan, a samim tim i slabo reaktivan.
HEMIJSKE REAKCIJE BENZENA
Podleže reakciji SUPSTITUCIJE uz prisustvo katalizatora.
Proizvodi reakcije mogu biti različiti, što zavisi od
broja zamenjenih atoma vodonika i od supstituenta
(hlor, brom, alkil grupa).
C6 H6 + Cl2 → C6 H5Cl + HCl
hlorbenzen

C6 H6 + 6Cl2 → C6 Cl6 + 6HCl
heksahlorbenzen
HEMIJSKE REAKCIJE BENZENA
U posebnim uslovima, uz prisustvo dovoljne količine
energije, benzen podleže i reakciji ADICIJE.
U ovoj hemijskoj reakciji raskidaju se dvostruke veze i od
nezasidenog benzena nastaje zasideni cikloalkan.
C6 H6 + 3H2 → C6 H12
benzen

+ 3H2 →

cikloheksan

Svojstva uv

  • 1.
  • 2.
    FIZIČKA SVOJSTVA Fizička svojstvaugljovodonika zavise od broja i rasporeda ugljenikovih atoma u molekulu, kao i od načina na koji su ti atomi vezani.
  • 3.
    AGREGATNO STANJE Mogu senadi u sva 3 agregatna stanja. Alkeni i alkini ključaju na nižim temperaturama od alkana sa istim brojem C – atoma. Tačka topljenja i tačka ključanja se povedavaju sa porastom broja ugljenikovih atoma. Gasoviti ugljovodonici imaju manju gustinu od vazduha, a tečni manju gustinu od vode. *nafta pliva po površini mora
  • 4.
    Agregatno stanje iboja GASOVITO TEČNO ČVRSTO Alkani C1 – C4 Alkani C5 – C17 Alkani C18 – C∞ Alkeni C2 – C4 Alkeni C5 – C16 Alkeni C17 – C∞ Alkini C2 – C4 Alkini C1 – C12 Alkini C13 – C∞ BOJA bezbojni bezbojni bezbojni
  • 5.
    RASTVORLJIVOST Zbog prirode hemijskeveze u ugljovodonicima – kovalentna nepolarna (C-C) i kovalentna slabo polarna (C-H), ugljovodonici se NE RASTVARAJU u vodi i drugim POLARNIM rastvaračima, a DOBRO se rastvaraju u NEPOLARNIM, organskim rastvaračima.
  • 6.
    HEMIJSKA SVOJSTVA Svi ugljovodonicipodležu reakciji OKSIDACIJE ili SAGOREVANJA na visokoj temperaturi. Potpunim sagorevanjem ugljovodonika nastaju ugljenik(IV) oksid- CO2 i voda. Pri ovoj reakciji oslobađa se velika količina toplote, pa se zbog toga ugljovodonici koriste kao goriva. *Toplotna moć goriva je količina toplote koju prilikom sagorevanja oslobađa 1mol ugljovodonika. Izražava se u kJ/mol.
  • 7.
    SAGOREVANJE UGLJOVODONIKA Jednačine reakcijesagorevanja: metana CH4 + 2 O2 → CO2 + 2 H2O etena C2H4 + 3 O2 → 2CO2 + 2 H2O etina 2C2H2 + 5 O2 → 4CO2 + 2 H2O benzena 2C6H6 + 15 O2 → 12CO2 + 6 H2O * Nepotpunim sagorevanjem ugljovodonika (u nedostatku dovoljne količine kiseonika), nastaje smeša ugljenik(II)oksida ili ugljen-monoksida, vodene pare i čađi.
  • 8.
    SUPSTITUCIJA ILI ZAMENA Ovareakcija karakteristična je za zasidene ugljovodonike ALKANE, kao i za BENZEN. U ovoj reakciji dolazi do zamene jednog ili više atoma vodonika, atomima drugih elemenata ili atomskim grupama. Nastaju dva proizvoda – supstituisani alkan koji se naziva derivat alkana i sporedni proizvod (zavisi od supstituenta, atoma ili grupe koji zamenjuju vodonik). Pošto su alkani slabo reaktivni, reakcija se odvija u prisustvu svetlosti ili pri visokoj temperaturi.
  • 9.
    SUPSTITUCIJA METANA zamena atomavodonika atomima hlora CH4 + Cl−Cl → CH3Cl metan hlormetan CH3Cl + Cl−Cl → CH2Cl2 hlormetan + HCl dihlormetan CH2Cl2 + Cl−Cl → CHCl3 dihlormetan CHCl3 + HCl + HCl trihlormetan + Cl−Cl → trihlormetan CCl4 + HCl tetrahlormetan
  • 10.
    ADICIJA ADICIJA ili DODAVANJE jereakcija karakteristična za izrazito reaktivnu dvostruku i trostruku vezu. Ovoj reakciji podleže i benzen, ali u posebnim uslovima.
  • 11.
    ADICIJA U reakciji adicijesa drugim molekulima, u prisustvu katalizatora, dolazi do raskidanja dvostruke ili trostruke veze i vezivanja drugih atoma ili atomskih grupa za C-atome na kojima je bila dvostruka ili trostruka veza. Molekuli koji se dodaju mogu biti : vodonik – hidrogenizacija, hlor – hlorovanje, zatim brom, hlorovodonik i mnogi drugi. * Katalizatori su supstance koje se dodaju reakcionim sistemima da bi hemijska reakcija otpočela ili bila brža, pri čemu oni sami ne učestvuju u toj reakciji.
  • 12.
    ADICIJA VODONIKA naALKENE Adicijom molekula vodonika na alken nastaje samo jedan proizvod – odgovarajudi alkan. Hemijska reakcija adicije vodonika na eten : H H H H ӏ ӏ ӏ ӏ H─ C = C ─H + H─H → H─ C ─ C ─H ETEN ӏ ӏ H H ETAN
  • 13.
    ADICIJA HLORA naALKENE Adicijom molekula hlora na ETEN, u prisustvu katalizatora, nastaje zasideni derivat alkana – 1,2 – dihlorETAN H H H H ӏ ӏ ӏ ӏ H─ C = C ─H + Cl─Cl → H─ C ─ C ─H ETEN ӏ ӏ Cl Cl 1,2- dihlorETAN
  • 14.
    ADICIJA NA ALKINE Adicijana alkine može biti delimična ili potpuna. Delimičnom adicijom na alkin nastaje nezasideni alken. Potpunom adicijom, od alkina nastaje alkan ili neki njegov zasideni derivat. Za nepotpunu adiciju na trostruku vezu, za jedan mol alkina potreban je jedan mol reaktanta koji se adira. Pri potpunoj adiciji na jedan mol alkina adiraju se dva mola drugog reaktanta.
  • 15.
    ADICIJA VODONIKA naALKINE H─C ≡ C─H + H─H → H─C = C─H ETIN ӏ ӏ H H ETEN H H ӏ ӏ H─C = C─H + H─H → H─C ─ C─H ETEN ӏ ӏ H H ETAN delimična ili nepotpuna adicija potpuna adicija
  • 16.
    ADICIJA HLORA naALKINE H─C ≡ C─H + Cl─Cl → H─C = C─H delimična ili nepotpuna adicija ETIN ӏ ӏ Cl Cl 1,2-dihlorETEN Cl Cl ӏ ӏ H─C = C─H + Cl─Cl → H─C ─ C─H potpuna adicija ӏ ӏ ӏ ӏ Cl Cl Cl Cl 1,2-dihlorETEN 1,12,2-tetrahlorETAN
  • 17.
    POLIMERIZACIJA Polimerizacija je reakcijau kojoj molekuli jedinjenja male molekulske mase- MONOMERI reaguju međusobno gradedi dugačke lance ili trodimenzionalne strukture velike molekulske masePOLIMERE. Polimerizacija se odvija na određenoj temperaturi i pritisku i u prisustvu katalizatora. Reakcija polimerizacije je osnovna reakcija za dobijanje plastičnih masa.
  • 18.
    POLIMERIZACIJA Polimerizacijom ETENA nastajeplastična masa POLIETEN, poznatija kao POLIETILEN (PE). Polimerizacijom PROPENA nastaje POLIPROPEN, poznatiji kao POLIPROPILEN. Polimerizacijom HLORETENA (vinilhlorid) nastaje POLIVINILHLORID (PVC). Poznati su vam i BIOLOŠKI ili prirodni polimeri, tzv. BIOMAKROMOLEKULI, kao što su proteini, polisaharidi (skrob, celuloza, glikogen) i drugi.
  • 19.
    HEMIJSKA SVOJSTVA BENZENA Molekulbenzena je zbog svoje specifične strukture izuzetno stabilan, a samim tim i slabo reaktivan.
  • 20.
    HEMIJSKE REAKCIJE BENZENA Podležereakciji SUPSTITUCIJE uz prisustvo katalizatora. Proizvodi reakcije mogu biti različiti, što zavisi od broja zamenjenih atoma vodonika i od supstituenta (hlor, brom, alkil grupa). C6 H6 + Cl2 → C6 H5Cl + HCl hlorbenzen C6 H6 + 6Cl2 → C6 Cl6 + 6HCl heksahlorbenzen
  • 21.
    HEMIJSKE REAKCIJE BENZENA Uposebnim uslovima, uz prisustvo dovoljne količine energije, benzen podleže i reakciji ADICIJE. U ovoj hemijskoj reakciji raskidaju se dvostruke veze i od nezasidenog benzena nastaje zasideni cikloalkan. C6 H6 + 3H2 → C6 H12 benzen + 3H2 → cikloheksan