कार्बनिक रसायन विज्ञान के पाठ्यक्रमों में अध्ययन किए जाने वाले सबसे सरल यौगिकों में संतृप्त हाइड्रोकार्बन या पैराफिन होते हैं, जिन्हें अल्केन्स भी कहा जाता है। उनकी गुणात्मक संरचना केवल दो तत्वों के परमाणुओं द्वारा दर्शायी जाती है: कार्बन और हाइड्रोजन। यौगिकों के अणु में केवल एक प्रकार का रासायनिक बंधन होता है - एकल या सरल। हमारे लेख में, हम संरचना का अध्ययन करेंगे, साथ ही साथ एल्केन्स को प्राप्त करने और गुणों का अध्ययन करेंगे।
श्रृंखला के प्रतिनिधि और उनके नाम
पैराफिन वर्ग का पहला यौगिक मीथेन है। इसका आणविक सूत्र CH4 है, यह पदार्थों के सामान्य सूत्र से मेल खाता है, जो इस प्रकार है: C H2 +2। पहले चार अल्केन्स के अलग-अलग नाम हैं, जैसे कि मीथेन, ईथेन। पांचवें यौगिक से शुरू होकर, नामकरण ग्रीक अंकों का उपयोग करके बनाया गया है। उदाहरण के लिए, अणु C5H12 में पांच कार्बन परमाणुओं वाले पदार्थ को पेंटेन कहा जाता है (ग्रीक शब्द "पेंटा" से - पांच)। तर्कसंगत नामकरण के अनुसार, अल्केन्स,जिन रासायनिक गुणों और उत्पादन का हम अध्ययन कर रहे हैं, उन्हें पदार्थों के रूप में दर्शाया जा सकता है - मीथेन के व्युत्पन्न। इसके अणु में एक या अधिक हाइड्रोजन परमाणुओं को हाइड्रोकार्बन रेडिकल्स द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है। व्यवस्थित नामकरण के अनुसार, आपको कार्बन परमाणुओं की सबसे लंबी श्रृंखला का चयन करना चाहिए, जो कि अंत से गिने जाते हैं जिससे रेडिकल करीब होते हैं। फिर एक सिग्मा बॉन्ड द्वारा रेडिकल कण से जुड़े कार्बन परमाणु की संख्या निर्धारित की जाती है, और रेडिकल को स्वयं अल्केन का नाम जोड़कर परिष्कृत किया जाता है, उदाहरण के लिए, 3-मिथाइलब्यूटेन।
अल्केन्स का उत्पादन
पैराफिन उत्पादन का मुख्य और सबसे आम स्रोत खनिज हैं: प्राकृतिक गैस और तेल। दलदली गैस में हाइड्रोजन और नाइट्रोजन के साथ मीथेन के अंश पाए जा सकते हैं। अणु में बड़ी संख्या में कार्बन परमाणुओं वाले ठोस अल्केन्स ओज़ोसेराइट में मौजूद होते हैं। यह अद्वितीय गुणों की एक पूरी श्रृंखला के साथ एक पर्वत मोम है, जिसके भंडार विकसित किए जा रहे हैं, उदाहरण के लिए, पश्चिमी यूक्रेन में। विशेष रूप से, कमी प्रतिक्रिया द्वारा संतृप्त हाइड्रोकार्बन के निष्कर्षण के लिए कई सिंथेटिक तरीके भी हैं। उद्योग में, रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं का उपयोग करके अल्केन्स के उत्पादन के लिए कई तरीकों को प्रतिष्ठित किया जा सकता है, उदाहरण के लिए, हेलोऐल्किल और हाइड्रोजन आयोडाइड या सोडियम अमलगम के बीच। निकल उत्प्रेरक की उपस्थिति में हाइड्रोजन के साथ एल्कीन, एल्काइन या एल्केडीन का अपचयन अधिक सरल है। प्रतिक्रिया उत्पाद संबंधित पैराफिन होगा। प्रक्रिया को निम्नलिखित समीकरण द्वारा व्यक्त किया जा सकता है:प्रतिक्रियाएं:
सीएच2 =सीएच2 + एच2=एच 3सी-सीएच3 (ईथेन)
कार्बोक्सिलिक अम्लों के लवणों का क्षारीय गलन
यदि आप सोडियम नमक CH3COONa या इस वर्ग के अन्य पदार्थ, जिसमें सक्रिय धातु परमाणु शामिल हैं, सोडियम हाइड्रॉक्साइड या सोडा लाइम के साथ गर्म करते हैं, तो आप संतृप्त हाइड्रोकार्बन प्राप्त कर सकते हैं। पहली प्रकार की प्रतिक्रिया प्रयोगशाला में अधिक बार उपयोग की जाती है, दूसरी का उपयोग कार्बोक्जिलिक एसिड की संरचना का सटीक विश्लेषण करने के लिए किया जाता है जो कि नमक का हिस्सा है। अल्केन्स प्राप्त करने की यह विधि आपको अभिकर्मक की कार्बन श्रृंखला के विभाजन और उसमें कार्बन परमाणुओं की संख्या में कमी का निरीक्षण करने की अनुमति देती है।
वार्ट्ज प्रतिक्रिया
पदार्थ जो पैराफिन के व्युत्पन्न हैं, जिनमें हाइड्रोजन परमाणुओं को क्लोरीन, ब्रोमीन या आयोडीन के कणों द्वारा प्रतिस्थापित किया गया है, सूक्ष्म रूप से फैले धातु सोडियम के साथ बातचीत कर सकते हैं। सामान्य प्रतिक्रिया समीकरण होगा:
2RHal + 2Na → R-R + 2NaHal, इस प्रक्रिया की खोज 1870 में फ्रांसीसी रसायनज्ञ एफ. वुर्ज ने की थी। बाद में, P. P. Sharygin ने अपने तंत्र को स्पष्ट किया जिससे एक अल्केन का उत्पादन हुआ। यह पता चला कि हलोजन परमाणु को पहले धातु द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है। फिर परिणामी ऑर्गोसोडियम पदार्थ एक अन्य हेलोकेन अणु के साथ बातचीत करता है। इस प्रतिक्रिया ने उच्च पैराफिन के संश्लेषण की तकनीक में आवेदन पाया है।
संतृप्त हाइड्रोकार्बन के गुण
कार्बनिक यौगिकों के प्रत्येक वर्ग की भौतिक विशेषता निर्धारित की जाती हैगुण जो स्वाभाविक रूप से बदलते हैं और पदार्थों के अणुओं की संरचना पर निर्भर करते हैं। तो, अल्केन्स के पहले चार समरूप, जिन प्रतिक्रियाओं पर हमने पहले विचार किया, वे गैसें हैं। 5 से 14 कार्बन परमाणुओं से युक्त पैराफिन तरल चरण में मौजूद होते हैं, जबकि शेष अल्केन ठोस यौगिक होते हैं। गैसीय और ठोस पदार्थ गंधहीन होते हैं, तरल पैराफिन से मिट्टी के तेल या गैसोलीन जैसी गंध आती है। पदार्थों के सबसे महत्वपूर्ण रासायनिक गुणों में शामिल हैं, उदाहरण के लिए, कठोर ऑक्सीकरण - दहन, जिसके परिणामस्वरूप बड़ी मात्रा में गर्मी निकलती है:
CH4 + 2O2=CO2 + 2H 2ओ
याद रखें कि मीथेन मुख्य ईंधन - प्राकृतिक गैस का मुख्य घटक है।
प्रतिस्थापन प्रतिक्रियाएं
मुक्त मूलक तंत्र द्वारा हलोजनीकरण की प्रक्रिया अल्केन्स की एक और विशेषता है। यह प्रतिस्थापन प्रतिक्रियाओं को संदर्भित करता है और यौगिकों के निर्माण की ओर जाता है - पैराफिन के हलोजन डेरिवेटिव:
सी5एच12+सीएल2=एचसीएल + सी5 H11Cl (क्लोरोपेंटेन)।
नाइट्रेशन एक उत्प्रेरक की उपस्थिति में और दबाव में पतला नाइट्रेट एसिड के साथ अल्केन्स की बातचीत है, जिसे 1889 में एन.एम. कोनोवलोव द्वारा खोजा गया था। पैराफिन नाइट्रो यौगिकों में रॉकेट ईंधन, विस्फोटकों के उत्पादन के साथ-साथ कार्बोक्जिलिक एसिड और एमाइन के निष्कर्षण के लिए कच्चे माल के रूप में अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला है।
एक उत्प्रेरक की उपस्थिति में सजातीय श्रृंखला के उच्च सदस्यों के ऑक्सीकरण से अल्कोहल और कार्बोक्जिलिक का उत्पादन होता हैप्लास्टिक और डिटर्जेंट के निर्माण में उपयोग किए जाने वाले प्लास्टिसाइज़र को संश्लेषित करने के लिए उपयोग किए जाने वाले एसिड।
हमारे लेख में, हमने संतृप्त हाइड्रोकार्बन के गुणों की जांच की और अध्ययन किया कि उन्हें कैसे प्राप्त किया जाए।
