CHEMIA KLASA VIII DZIAŁ III. ZWIĄZKI WĘGLA Z WODOREM

POJĘCIA

ZWIĄZKI ORGANICZNE – związki chemiczne zbudowane z węgla i wodoru. Mogą zawierać też inne pierwiastki chemiczne, np.: tlen, azot, siarkę, fosfor. Wiele związków organicznych stanowi budulec organizmów.

WĘGLOWODORY – związki chemiczne zbudowane wyłącznie z węgla i wodoru

ROPA NAFTOWA, GAZ ZIEMNY, WĘGLE KOPALNE – naturalne źródła węglowodorów

WĘGLOWODORY NASYCONE – to takie, których cząsteczki mają wyłącznie wiązania pojedyncze między atomami węgla

WĘGLOWODORY NIENASYCONE – to takie, które zawierają w cząsteczkach wiązania wielokrotne między atomami węgla

SZEREG HOMOLOGICZNY – zbiór związków organicznych o podobnej budowie i właściwościach, w którym każdy kolejny związek chemiczny ma w cząsteczce o jeden atom węgla więcej niż poprzedni

ALKANY – węglowodory nasycone o wzorze ogólnym C_nH_2n+2 , Których cząsteczki zawierają wyłącznie wiązania pojedyncze między atomami węgla

ALKENY – węglowodory nienasycone, zawierające w cząsteczkach jedno wiązanie podwójne między atomami węgla

ALKINY – węglowodory nienasycone, zawierające w cząsteczkach jedno wiązanie potrójne między atomami węgla

WZÓR PÓŁSTRUKTURALNY WĘGLOWODORU – wzór uwzględniający rodzaj i liczbę atomów w cząsteczce węglowodoru oraz liczbę wiązań chemicznych między atomami węgla

WZÓR GRUPOWY WĘGLOWODORU – wzór uwzględniający rodzaj i liczbę atomów w cząsteczce węglowodoru, pomija wiązania chemiczne, przedstawia tylko grupy atomów

REAKTYWNOŚĆ – to zdolność związku chemicznego do uczestnictwa w reakcjach chemicznych

METAN CH₄ – pierwszy związek chemiczny w szeregu homologicznym alkanów

ETAN C₂H₆ – drugi związek chemiczny w szeregu homologicznym alkanów

ETEN (etylen) C₂H₄ -pierwszy związek chemiczny w szeregu homologicznym węglowodorów nienasyconych – alkenów

ETYN (acetylen) C₂H₂ – pierwszy związek chemiczny w szeregu homologicznym węglowodorów nienasyconych – alkinów

SPALANIE CAŁKOWITE – proces spalania, którego produktami są: tlenek węgla(IV) i woda

SPALANIE NIECAŁKOWITE – proces spalania, którego produktami są: tlenek węgla(II) i woda lub węgiel i woda

BENZYNA – mieszanina ciekłych węglowodorów zawierających w cząsteczce od 5 do 12 atomów węgla. Wykorzystywana jest przede wszystkim jako paliwo samochodowej lotnicze. Otrzymuje się ją w wyniku destylacji ropy naftowej. Benzyna dobrze rozpuszcza tłuszcze i oleje dlatego używa się jej do usuwania tłustych plam z odzieży. Do odplamiania odzieży używa się m.in. Benzyny ekstrakcyjnej (oczyszczonej).

WIĄZANIE WIELOKROTNE – wiązanie podwójne lub potrójne między atomami węgla, występujące w cząsteczkach związków organicznych

REAKCJA PRZYŁĄCZANIA – reakcja łączenia się cząsteczki zawierającej wiązanie wielokrotne z inną cząsteczką, np.: H₂, Br₂, Cl₂.

POLIMERYZACJA – reakcja łączenia się pojedynczych cząsteczek związku organicznego (monomerów) wielko cząsteczkowy produkt – polimer

MONOMER – cząsteczka związku chemicznego ulegającego polimeryzacji

POLIMER – produkt reakcji polimeryzacji

RODZAJE ZWIĄZKÓW CHEMICZNYCH

ZWIĄZKI CHEMICZNE

ZWIĄZKI NIEORGANICZNE

ZWIĄZKI ORGANICZNE

np.:

– tlenek węgla(IV);

– kwas siarkowy(VI);

– wodorotlenek sodu;

– azotan(V) potasu.

węglowodory

np.:

– metan;

– etan;

– propyn.

pochodne węglowodorów

np.:

– metanol;

– kwas etanowy,

– glukoza.

NATURALNE ŹRÓDŁA WĘGLOWODORÓW

Surowce energetyczne:

– gaz ziemny;

– ropa naftowa;

– węgle kopalne.

CO TO JEST GAZ ZIEMNY?

Mieszanina gazowych węglowodorów o niewielkiej liczbie atomów węgla w cząsteczce.

CO TO JEST ROPA NAFTOWA?

Ciekła mieszanina jednorodna głównie węglowodorów w stanie gazowym, ciekłym i stałym, wzajemnie w sobie rozpuszczonych. Wydobywa się ją z pokładów znajdujący się Pod powierzchnią lądu lub dna morskiego.

CO TO SĄ WĘGLE KOPALNE?

Węgle kopalne są wydobywane różnymi metodami w zależności od ich rodzaju. Wyróżnia się:

– antracyt;

– węgiel kamienny;

– węgiel brunatny;

– torf.

PROCES DESTYLACJI ROPY NAFTOWEJ

Do ogrzewania ropy naftowej wykorzystuje się specjalne piece.

Wstępnie oczyszczona ropa naftowa jest ogrzewana do temperatury ok. 400°C, jej pary przemieszają się w górę kolumny destylacyjnej.
W górnej części kolumny, w których panuje najniższa temperatura, odbierane są gazowe składniki ropy naftowej o małych cząsteczkach i niskich temperaturach wrzenia.
w dolnej części kolumny, gdzie temperatura jest najwyższa skraplają się składniki ropy naftowej o dużych cząsteczkach i wysokich temperaturach wrzenia.

CO POWSTAJE W PROCESIE DESTYLACJI ROPY NAFTOWEJ?

Produktami destylacji ropy naftowej są mieszaniny składników o podobnych temperaturach wrzenia.

Są to:

– gaz rafineryjny (głównie propan i butan);

– benzyny (lekkie i ciężkie);

– nafty;

– oleje napędowe;

– mazut (oleje opałowe lekkie, średnie, ciężkie).

MAZUT – gęsta, oleista pozostałość po destylacji ropy naftowej o barwie od ciemno brunatnej do czarnej. Część mazutu wykorzystywana jest bezpośrednio jako olej opałowy, a część poddaje się dalszej przeróbce (destylacji) pod zmniejszonym ciśnieniem. Wówczas otrzymuje się m.in.:

– oleje smarowe;

– wazelinę (środek kosmetyczny i smar);

– parafinę (produkcja świec, impregnat papieru);

– asfalty (nawierzchnia dróg, wyrób papy).

ALKANY

JAK SIĘ TWORZY NAZWY ALKANÓW?

Metan, etan, propan, butan – to nazwy zwyczajowe pierwszych czterech alkanów. Nazwy kolejnych tworzy się od liczebników greckich (np. penta – pięć) określających liczbę atomów węgla w cząsteczce z dodaną końcówką –an, np. pentan.

Wzór ogólny alkanów

C_nH_2n+2

n – liczba naturalna; liczba atomów węgla w cząsteczce alkanu; n > 0

ALKANY – ZASTOSOWANIE:

– składniki preparatów kosmetycznych np.: parafiny, wazeliny;

– składniki substancji uszczelniających, np.: smarów, asfaltu;

– jako gaz spieniający w piankach do golenia (propan);

– jako gaz wypełniający butle turystyczne (propan i butan);

– składnik gazu ziemnego (metan).

CO TO JEST SPALANIE?

Reakcja chemiczna przebiegająca z wydzieleniem światła i ciepła. W zależności od warunków, w jakich zachodzi spalanie metanu, powstają różne produkty.

– reakcja przebiegająca przy nieograniczonej ilości tlenu (następuje spalanie całkowite), produktami są: tlenek węgla(IV) i woda (para wodna);

– reakcja przebiegająca z ograniczonym dostępem tlenu (następuje spalanie niecałkowite), produktami mogą być: tlenek węgla(II) i woda (para wodna) lub węgiel i woda (para wodna).

WŁAŚCIWOŚCI METANU CH4

WŁAŚCIWOŚCI FIZYCZNE

WŁAŚCIWOŚCI CHEMICZNE

– gaz;

– bezbarwny;

– ma gęstość mniejszą od gęstości powietrza;

– nierozpuszczalny w wodzie.

– bezwonny;

– mało reaktywny;

– ulega reakcjom spalania (całkowitego, niecałkowitego).

JAK POWSTAJE CZAD?

Czad – tlenek węgla(II), powstaje podczas spalania m.in. węgla i węglowodorów przy ograniczonym dostępie tlenu. Podczas oddychania wraz z powietrzem dostaje się do płuc a później do krwi. Wówczas hemoglobina łączy się z tlenkiem węgla(II). To powoduje niedotlenienie całego organizmu, które prowadzi do utraty przytomności, a często nawet do śmierci.

Źródło tlenku węgla(II):

– nieprawidłowo podłączone urządzeniam.in.: kuchenka gazowa, kominek, gazowy podgrzewacz wody

– samochód z uruchomionym silnikiem zostawiony w garażu

– pożar

WŁAŚCIWOŚCI ETANU C₂H₆

WŁAŚCIWOŚCI FIZYCZNE

WŁAŚCIWOŚCI CHEMICZNE

– gaz;

– bezbarwny;

– ma gęstość większą od gęstości powietrza;

– nierozpuszczalny w wodzie.

– bezwonny;

– mało reaktywny;

– ulega reakcjom spalania (całkowitego, niecałkowitego).

JAKIE WŁAŚCIWOŚCI MA BENZYNA?

– bezbarwna ciecz o charakterystycznym zapachu;

– łatwo zapala się;

– spala się jasnożółtym płomieniem;

– ma gęstość mniejszą od gęstości wody;

– nie miesza się z wodą (pływa po jej powierzchni);

– dobry rozpuszczalnik tłuszczów i olejów.

ALKENY

JAK SIĘ TWORZY NAZWY ALKENÓW?

Nazwę alkenu tworzy się od nazwy alkanu o tej samej liczbie atomów węgla w cząsteczce, zmieniając końcówkę z -an na -en, np.: alkan – alken, etan – eten.

Wzór ogólny alkenów

C_nH_2n

n – liczba naturalna; liczba atomów węgla w cząsteczce alkenu; n > 1

ETEN (węglowodór nienasycony – alken) – ZASTOSOWANIE:

– rolnictwo (przyspiesza dojrzewanie owoców np. bananów);

– przemysł chemiczny (surowiec do produkcji związków organicznych m.in. kwasu octowego i alkoholu etylowego;

– tworzywa sztuczne (z etenu uzyskuje się tworzywa sztuczne o różnych właściwościach);

– rozpuszczalniki farb i lakierów (reakcja etenu z wodą).

NA CZYM POLEGA REAKCJA POLIMERYZACJI?

Reakcja polimeryzacji polega na łączeniu się ze sobą pojedynczych cząsteczek związku nienasyconego (monomerów). Produktem jest wielko cząsteczkowy związek chemiczny (polimer). Jego właściwości zależą od liczby połączonych cząsteczek monomerów oraz sposobu ich ułożenia względem siebie.

CO TO JEST MER?

Powtarzający się fragment polimeru, który strukturalnie odpowiada monomerowi.

GDZIE ZACHODZI REAKCJA POLIMERYZACJI?

Reakcja ta zachodzi w odpowiednich warunkach ciśnienia i temperatury oraz w obecności katalizatorów.

Monomery – to cząsteczki związku nienasyconego mające przynajmniej jedno wiązanie wielokrotne między atomami węgla.
Wiązanie wielokrotne w cząsteczkach monomerów ulega rozerwaniu, a następnie sąsiadujące cząsteczki monomerów łączą się ze sobą.
Polimer – to wielkocząsteczkowy związek chemiczny, który powstaje w wyniku łączenia się cząsteczek monomerów.

WŁAŚCIWOŚCI ETENU C₂H₄

WŁAŚCIWOŚCI FIZYCZNE

WŁAŚCIWOŚCI CHEMICZNE

– gaz;

– bezbarwny;

– ma gęstość mniejszą od gęstości powietrza;

– nierozpuszczalny w wodzie.

– ma charakterystyczny zapach;

– reaktywny;

– ulega reakcjom:

– spalania (całkowitego, niecałkowitego);

– przyłączania, np.: bromu, chloru, wodoru;

– polimeryzacji.

ALKINY

JAK SIĘ TWORZY NAZWY ALKINÓW?

Nazwę alkinu tworzy się zmieniając końcówkę nazwy węglowodoru nasyconego o tej samej liczbie atomów węgla w cząsteczce z -an na -yn, np.: alkan – alkin, pentan – pentyn.

Wzór ogólny alkinów

C_nH_2n-2

n – liczba naturalna; liczba atomów węgla w cząsteczce alkinu; n > 1

ETYN (Acetylen) ZASTOSOWANIE:

– gaz do zastosowań technicznych;

– tworzywa sztuczne;

– palniki acetylenowo-tlenowe.

WŁAŚCIWOŚCI ETENU C₂H₂

WŁAŚCIWOŚCI FIZYCZNE

WŁAŚCIWOŚCI CHEMICZNE

– gaz;

– bezbarwny;

– ma gęstość mniejszą od gęstości powietrza;

– nierozpuszczalny w wodzie.

– bezwonny;

– bardzo reaktywny;

– ulega reakcjom:

– spalania;

– przyłączania, np.: bromu, chloru, wodoru;

– polimeryzacji.

ALKANY/ALKENY/ALKINY - PORÓWNANIE

PODOBIEŃSTWA I RÓŻNICE	ALKANY	ALKENY	ALKINY
Jaki rodzaj wiązania występuje między atomami węgla?	Wiązanie pojedyncze	jedno wiązanie podwójne	jedno wiązanie potrójne
Wzór ogólny	C_nH_2n+2	C_nH_2n	C_nH_2n-2
Jak utworzyć nazwę węglowodoru?	Etan (końcówka -an)	Eten (końcówka -en)	Etyn (końcówka -yn)
W jakim stanie skupienia występują w warunkach normalnych?	W stanie: – gazowym, – ciekłym, – stałym.	W stanie: – gazowym, – ciekłym, – stałym.	W stanie: – gazowym, – ciekłym, – stałym.
Czy rozpuszczają się w wodzie?	nie	nie	nie
Czy są palne?	– są łatwopalne; – ulegają reakcją spalania całkowitego i niecałkowitego.	– są łatwopalne; – ulegają reakcją spalania całkowitego i niecałkowitego.	– są łatwopalne; – ulegają reakcją spalania całkowitego i niecałkowitego.
Czy są reaktywne?	są mało reaktywne	– są reaktywne; – ulegają reakcjom przyłączania, np. wodoru, bromu, chloru – ulegają reakcjom polimeryzacji.	– są reaktywne; – ulegają reakcjom przyłączania, np. wodoru, bromu, chloru – ulegają reakcjom polimeryzacji.
Czy odbarwiają wodę bromową lub roztwór manganianu(VII) potasu?	nie	odbarwiają	odbarwiają
Czy ulegają reakcji polimeryzacji?	nie	tak	tak

ĆWICZENIA - SPRAWDŹ WIEDZĘ PRZED SPRAWDZIANEM

Przykładowe zestawienia zadań, które mogą być idealnym treningiem przed realnym sprawdzianem.

Pliki do pobrania w .pdf i wydrukowania TUTAJ