Sikloalkana adalah ... Sikloalkana: sediaan, formula, sifat kimia dan fisika

Sikloalkana adalah hidrokarbon, yang dalam komposisi mereka memiliki struktur tertutup. Pertimbangkan fitur dari senyawa ini, ruang lingkupnya.

Fitur Kelas

Apa itu sikloalkana? Rumus untuk kelas CnH2n menunjukkan kekurangan atom hidrogen. Situasi ini mengasumsikan dua skenario pembangunan. Entah dalam struktur harus ada ikatan rangkap, atau molekulnya mengandung struktur tertutup. Struktur apa yang memiliki sikloalkana? Rumus mereka sesuai dengan kasus kedua, yaitu adanya struktur tertutup dalam molekul. Spesifisitas struktur yang menentukan sifat fisik dan kimia spesifik dari kelas hidrokarbon ini.

Berapa banyak sikloalkan yang berbeda sesuai dengan komposisi C4H8? Untuk menemukan jawaban atas pertanyaan ini, perlu dianalisis jenis isomerisme yang merupakan karakteristik sikloalkana. Dua isomer dengan komposisi kualitatif dan kuantitatif dapat memiliki struktur siklik: siklobutana, metilpopopropana. Ini disebut isomerisme rantai samping.

Karena sikloalkana adalah isomer interclass dari olefin tak jenuh, adalah mungkin untuk mempertimbangkan formula zat dimana ada ikatan rangkap. Dalam bentuk ini, mungkin ada dua struktur: butena-1 dan butena-2. Menjawab pertanyaan tentang berapa banyak sikloalkana yang berbeda dapat ada untuk formula yang diusulkan, perlu untuk mempertimbangkan tidak hanya sikloalkana, tapi juga alkena. Hanya dalam kasus ini, mungkin untuk menyajikan jawaban yang benar.

Jadi, sikloalkana adalah hidrokarbon, yang memiliki paling sedikit dua jenis isomerisme.

Fitur Nomenklatur

Nama hidrokarbon spesifik dari komposisi siklik diberikan sesuai dengan nomenklatur internasional. Dasar menggunakan jumlah karbon di sirkuit tertutup. Selanjutnya, perhatikanlah atom-atom yang tersedia di rantai samping. Misalnya, methylcyclopropane. Sikloalkana adalah senyawa dimana atom karbon berada dalam keadaan hibrida sp3, serupa dengan hidrokarbon yang membatasi. Fitur ini menentukan metode utama untuk mendapatkan dan sifat karakteristik kelas ini.

Varian untuk pembuatan sikloalkana

Bagaimana saya bisa mendapatkan sikloalkana? Contoh reaksi utama menunjukkan bahwa ada beberapa pilihan untuk pembentukannya. Misalnya, sikloheksana dibentuk dengan hidrogenasi benzena aromatik. Senyawa dengan tiga, empat atom karbon di dalam cincin dapat diperoleh dengan pembelahan halogen dari molekul alkana yang dihalogenasi. Juga, sikloalkana diperoleh dengan pirolisa garam asam organik dikarboksilat. Pemanasan tanpa kehadiran udara mengarah pada pembentukan siklopentana dan sikloheksana.

Sifat kimia

Dengan sifat kimia, naphthenes mirip dengan hidrokarbon akhir. Mereka dicirikan oleh reaksi dengan halogen oleh substitusi. Selain itu, perwakilan naphthenes bereaksi secara kimia dengan asam nitrat. Sikloalkana tahan terhadap asam sulfat pekat. Dengan asam klorosulfat dan oleum, reaksinya juga mungkin terjadi: akhirnya, sulfur oksida terbentuk (4).

Naphthenes, yang memiliki molekul 5 dan 6 atom karbon, dianggap sebagai senyawa yang stabil secara kimia. Tapi bila terpapar dengan bromida atau aluminium klorida, isomerisasi mereka terjadi, disertai penyempitan atau pelebaran siklus awal.

Isomerisasi

Misalnya, dalam proses isomerisasi, sikloheksana membentuk methylcyclopentane. Dalam minyak, berbagai turunan siklopentana dan sikloheksana ditemukan, sisa naphthenes di dalamnya praktis tidak ada.

Ciri khas dari siklus rata-rata adalah kemampuan untuk membentuk konformasi di mana beberapa atom karbon tidak diarahkan keluar, tapi berada di dalam siklus. Koneksi semacam itu disebut intranular, dan yang berada di dalam ring disebut koneksi extranular.

Misalnya, untuk siklodekana, enam atom hidrogen ekstranular intranular dan empat belas diasumsikan dalam konformasi yang paling menguntungkan. Ini menyiratkan ketidaksetaraan pengelompokan CH2, yang mencerminkan peningkatan energi pengikat, berkontribusi terhadap peningkatan sifat kimia senyawa ini.

Untuk hidrokarbon dengan 12 atau lebih atom karbon, mobilitas konformasional adalah karakteristik. Karena rotasi bebas dimungkinkan melalui ikatan CC, tidak ada bentuk trans dan cis yang ada untuk senyawa tersebut.

Siklon (naphthenes) dapat diisi dengan minyak alami berkisar antara 25 sampai 75 persen. Kandungan kuantitatif ini bergantung pada pembobotan fraksi. Dalam fraksi minyak, yang memiliki titik didih tinggi, terjadi peningkatan jumlah struktur aromatik. Terutama banyak naphthenes ditemukan di embmen dan minyak Baku.

Dalam rasio kuantitatif, angka tersebut mencapai 80 persen. Ketergantungan antara jenis minyak dan distribusi sikloalkana pada pecahan terungkap. Yang kurang tahan termodinamika adalah hidrokarbon monosiklik, yang memiliki rantai alkil sisi panjang. Distribusi CnH2n menurut jenis struktur berhubungan langsung dengan suhu yang digunakan dalam distilasi minyak.

Misalnya, naphthenes monosiklik tidak terdeteksi pada kisaran suhu 300-350 derajat Celcius, dan senyawa bicyclic hilang saat suhu melebihi 400 derajat Celsius.

Karakterisasi siklopropana

C3H6 adalah representasi naphthenes yang paling sederhana. Ini adalah zat gas dengan sedikit kelarutan dalam air. Di antara karakteristik sifat kimia dasar senyawa organik yang diberikan, kita memilih hidrogenasi katalitik. Produk dari interaksi ini adalah propana hidrokarbon paling akhir. Sebagai tambahan, siklopropana, seperti hidrokarbon lainnya, bereaksi dengan oksigen udara, membentuk karbon dioksida, uap air, energi yang cukup.

Fitur perwakilan kelas ini

Jika kita membandingkan titik didih dari perwakilan kelas sikloalkana dengan alkana yang memiliki jumlah atom karbon serupa, maka akan sedikit lebih tinggi. Alasannya terletak pada struktur siklus kelas ini. Kepadatan naphthenes lebih tinggi dari pada alkana, tapi sedikit lebih rendah dari arena.

Untuk memahami berapa banyak sikloalkan yang berbeda sesuai dengan satu formula, perlu untuk menyusun varian isomer bukan hanya dari spesies siklik, tetapi juga dengan kerangka langsung, di mana ada ikatan rangkap. Bila ada substituen dalam molekul dalam bentuk radikal hidrokarbon, suhu leleh sikloalkana menurun.

Jika kita menganalisis sifat fisika dan kimia dari kelas hidrokarbon ini, kita dapat melakukan subdivisi bersyarat zat menjadi senyawa dengan siklus kecil (tiga sampai empat), standar (lima, enam, tujuh), medium (dari delapan sampai dua belas), dan juga dengan siklus besar Dua belas karbon).

Sphere penggunaan

Mari kita bicara tentang aplikasi utama sikloalkana. Naphthenes digunakan dalam pengobatan. Misalnya, siklopropana adalah obat narkotika. Cyclopentane dianggap sebagai pelarut yang baik, sangat dibutuhkan dalam sintesis organik. Sikloheksana diperlukan dalam reaksi kimia untuk sintesis nilon, kapron (produksi serat poliamida), sebagai tambahan, permintaan untuk produksi benzena. Alkana jenuh dan sikloalkana memiliki sedikit reaktivitas. Fakta ini dapat dijelaskan oleh polaritas yang diabaikan dari ikatan C-C. Sebagai tambahan, sejumlah besar sikloalkana digunakan dalam industri kimia.

Kesimpulan

Campuran naphthene dan hidrokarbon individu digunakan untuk pembuatan pelumas. Perwakilan dari kelas hidrokarbon ini dapat meningkatkan kinerja bahan bakar diesel. Sebagai contoh, penambahan sikloalkana secara signifikan meningkatkan bilangan oktan, meningkatkan viskositas, meningkatkan panas pembakaran mesin. Inilah sebabnya mengapa sikloalkana tidak terisolasi dari produk olahan, namun tertinggal dalam fraksi bensin.

Konsentrasi naphthenes digunakan dalam bentuk pelarut organik. Sikloalkana dengan berat molekul rata-rata diminati dalam produksi deterjen sintetis. Sejumlah naphthenes juga digunakan sebagai bahan bakar, karena selama pembakarannya, sejumlah besar panas dilepaskan.