Wydrukuj Pobierz materiał do PDF Zaloguj się, aby skopiować i edytować materiał Zaloguj się, aby udostępnić materiał Zaloguj się, aby dodać całą stronę do teczki

Czy potrafisz zdefiniować pojęcie „węglowodory”? Czy wiesz, jak zbudowane są cząsteczki tych związków chemicznych? Czy znasz reguły ich nazewnictwa? Co zrobisz, jeśli otrzymasz do identyfikacji dwie próbki węglowodorów, z których jeden będzie węglowodorem nasyconym, a drugi nienasyconym? Czy wiesz, jakie są właściwości fizykochemiczne węglowodorów? Na ile z tych pytań potrafisz odpowiedzieć? Zapoznaj się z poniższym materiałem i usystematyzuj swoją wiedzę na temat związków chemicznych węgla z wodorem.

1. Skąd wziął się podział na chemię organiczną i nieorganiczną?

Rok 1828 uważa się za przełomowy w rozwoju chemii organicznej. Wówczas to niemiecki chemik, Friedrich Wöhler (czyt. fridriś wuler), w warunkach laboratoryjnych otrzymał substancję organiczną (mocznik) z soli nieorganicznej. W ten sposób obalony został pogląd, że związki organiczne mogą być wytwarzane wyłącznie przez organizmy żywe dzięki ich sile witalnej (łac. vis vitalis). Stosowany często podział chemii, na nieorganiczną i organiczną, ma zatem podłoże historyczne. Obecnie, pomiędzy tymi dwoma dziedzinami nie istnieje wyraźna i ostra granica. Podział ten stosowany jest jednak po dzień dzisiejszy.

Uproszczony podział wiedzy chemicznej na poszczególne jej dziedziny przedstawiono na poniższym wykresie.

1
RobqlynxxrU0d1
Mapa myśli. Lista elementów:
  • Nazwa kategorii: CHEMIA
    • Elementy należące do kategorii CHEMIA
    • Nazwa kategorii: NIEORGANICZNA
      • Elementy należące do kategorii NIEORGANICZNA
      • Nazwa kategorii: tlenki
      • Nazwa kategorii: wodorotlenki
      • Nazwa kategorii: kwasy
      • Nazwa kategorii: sole
      • Nazwa kategorii: wodorki
      • Nazwa kategorii: inne (np. nadtlenki, azotki, węgliki)
      • Koniec elementów należących do kategorii NIEORGANICZNA
    • Nazwa kategorii: ORGANICZNA
      • Elementy należące do kategorii ORGANICZNA
      • Nazwa kategorii: węglowodory
        • Elementy należące do kategorii węglowodory
        • Nazwa kategorii: nasycone
          • Elementy należące do kategorii nasycone
          • Nazwa kategorii: alkany
          • Koniec elementów należących do kategorii nasycone
        • Nazwa kategorii: nienasycone
          • Elementy należące do kategorii nienasycone
          • Nazwa kategorii: alkeny
          • Nazwa kategorii: alkiny
          • Koniec elementów należących do kategorii nienasycone
          Koniec elementów należących do kategorii węglowodory
      • Nazwa kategorii: pochodne węglowodorów
        • Elementy należące do kategorii pochodne węglowodorów
        • Nazwa kategorii: jednofunkcyjne
        • Nazwa kategorii: alkohole
        • Nazwa kategorii: aminy
        • Nazwa kategorii: kwasy karboksylowe
        • Nazwa kategorii: estry (w tym tłuszcze)
        • Nazwa kategorii: inne (np. aldehydy, ketony)
        • Koniec elementów należących do kategorii pochodne węglowodorów
      • Nazwa kategorii: wielofunkcyjne
        • Elementy należące do kategorii wielofunkcyjne
        • Nazwa kategorii: aminokwasy
        • Nazwa kategorii: cukry
        • Nazwa kategorii: białka
        • Nazwa kategorii: inne (np. hydroksykwasy)
        • Koniec elementów należących do kategorii wielofunkcyjne
        Koniec elementów należących do kategorii ORGANICZNA
      Koniec elementów należących do kategorii CHEMIA
Uproszczony podział wiedzy z zakresu chemii organicznej i nieorganicznej
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Na mapie myśli ukazano podział wiedzy z zakresu chemii organicznej i nieorganicznej. W skład chemii organicznej wchodzą węglowodory, pochodne węglowodorów oraz wielofunkcyjne. Węglowodory dzieli się na nasycone (alkany) oraz nienasycone (alkeny i alkiny). Pochodne węglowodorów to aminy, alkohole, kwasy karboksylowe, estry (w tym tłuszcze), jednofunkcyjne oraz inne, np. aldehydy i ketony. Wielofunkcyjne to cukry, aminokwasy, białka i inne np. hydroksykwasy. W skład chemii nieorganicznej wchodzą wodorotlenki, kwasy, sole, wodorki, tlenki oraz inne, np. nadtlenki, azotki i węgliki.

1

Związki organiczne to związki chemiczne węgla z innymi pierwiastkami (między innymi z wodorem, tlenem i azotem). Do związków organicznych nie zaliczamy tych związków węgla, które zaklasyfikowane zostały do związków nieorganicznych. Są to między innymi tlenki węgla (tlenek węgla(II) i tlenek węgla(IV)), kwas węglowy oraz jego sole (węglany).

Ważne!

Atomy węgla w cząsteczkach związków organicznych są zawsze czterowartościowe (czterowiązalne).

ieDiBhnPdP_d5e323

2. Węglowodory – podział

Węglowodory to związki chemiczne węgla z wodorem. W cząsteczkach węglowodorów nasyconych, pomiędzy atomami węgla, występują wyłącznie wiązania pojedyncze. Natomiast w cząsteczkach węglowodorów nienasyconych, pomiędzy atomami węgla, występuje przynajmniej jedno wiązanie wielokrotne – podwójne lub potrójne. Uproszczony podział węglowodorów, wraz z krótkim opisem budowy ich cząsteczek oraz nazewnictwa, zebrano w poniższej tabeli.

Podział węglowodorów

alkany

alkeny

alkiny

nasycone

nienasycone

nienasycone

wyłącznie pojedyncze wiązania węgiel–węgiel

jedno podwójne wiązanie węgiel–węgiel, pozostałe – pojedyncze

jedno potrójne wiązanie węgiel–węgiel, pozostałe – pojedyncze

Wzór ogólny szeregu homologicznego:

CnH2n+2

Wzór ogólny szeregu homologicznego:

CnH2n

Wzór ogólny szeregu homologicznego:

CnH2n-2

Nazwy czterech pierwszych alkanów to: metan, etan, propanbutan.

Począwszy od alkanu, zawierającego 5 atomów węgla w cząsteczce (połączonych w prosty (nierozgałęziony), łańcuch nazwy alkanów tworzymy, rozpoczynając od greckich liczebników (kolejno: pent–, heks–, hept–, okt–, non–, dek–). Do odpowiedniego liczebnika dodajemy następnie przyrostek –an.

np. pentan, oktan

Nazwy systematyczne nierozgałęzionych alkenów tworzy się z nazw odpowiednich alkanów, o tej samej liczbie atomów węgla w cząsteczkach, zamieniając przyrostek –an (w nazwie alkanu) na przyrostek –en.

Jeśli cząsteczka alkenu zbudowana jest z przynajmniej czterech atomów węgla, połączonych w prosty (nierozgałęziony) łańcuch, to w nazwie alkenu przed przyrostkiem –en zapisujemy numer atomu węgla, przy którym swój początek ma wiązanie podwójne (lokant wiązania podwójnego)

np. eten, pent–2–en

Nazwy systematyczne nierozgałęzionych alkinów tworzy się z nazw odpowiednich alkanów, o tej samej liczbie atomów węgla w cząsteczkach, zamieniając przyrostek –an (w nazwie alkanu) na przyrostek –yn.

Jeśli cząsteczka alkinu zbudowana jest z przynajmniej czterech atomów węgla, połączonych w prosty (nierozgałęziony) łańcuch, to w nazwie alkinu przed przyrostkiem –yn zapisujemy numer atomu węgla, przy którym swój początek ma wiązanie potrójne (lokant wiązania potrójnego)

np. etyn, pent–2–yn

Budowę węglowodorów można opisywać za pomocą wzorów sumarycznych, strukturalnych oraz półstrukturalnych.

Wzór sumaryczny uwzględnia symbole i liczby poszczególnych atomów tworzących cząsteczkę związku. Wzór strukturalny uwzględnia symbole atomów, ich liczbę oraz wszystkie wiązania między nimi, a wzór półstrukturalny, oprócz symboli i liczby atomów tworzących cząsteczkę, uwzględnia wiązania chemiczne utworzone wyłącznie pomiędzy atomami węgla w tej cząsteczce.

W poniższych tabelach przedstawiono wzory sumaryczne i półstrukturalne oraz modele cząsteczek wybranych węglowodorów.

1
Szereg homologiczny alkanów o prostych (nierozgałęzionych) łańcuchach węglowych.
Wzory i modele cząsteczek alkanów o nierozgałęzionych łańcuchach węglowych

Liczba atomów węgla w cząsteczce

Nazwa systematyczna

Wzór sumaryczny

Wzór półstrukturalny

Model cząsteczki

2

etan

C2H6

CH3CH3

R12TxggjPf3Kh
Źródło: epodręczniki.pl, licencja: CC BY-SA 3.0.

5

pentan

C5H12

CH3CH2CH2CH2CH3

R1Fwj9gQLwsQd
Źródło: epodręczniki.pl, licencja: CC BY-SA 3.0.

7

heptan

C7H16

CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH3

RSXoqoJ7w0wxt
Źródło: epodręczniki.pl, licencja: CC BY-SA 3.0.

9

nonan

C9H20

CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH3

R1I9k7Sz7FT13
Źródło: epodręczniki.pl, licencja: CC BY-SA 3.0.
Szereg homologiczny alkenów o prostych (nierozgałęzionych) łańcuchach węglowych.
Wzory i modele cząsteczek alkenów o nierozgałęzionych łańcuchach węglowych, w których wiązanie podwójne znajduje się pomiędzy pierwszym i drugim atomem węgla

Liczba atomów węgla w cząsteczce

Nazwa systematyczna

Wzór sumaryczny

Wzór półstrukturalny

Model cząsteczki

2

eten

C2H4

CH2=CH2

Rkf11p7WC6oIS
Źródło: epodręczniki.pl, licencja: CC BY-SA 3.0.

5

pent–1–en

C5H10

CH2=CHCH2CH2CH3

R1NzVSZ51dyi9
Źródło: epodręczniki.pl, licencja: CC BY-SA 3.0.

7

hept–1–en

C7H14

CH2=CHCH2CH2CH2CH2CH3

RkoLxPsg4rX4X
Źródło: epodręczniki.pl, licencja: CC BY-SA 3.0.

9

non–1–en

C9H18

CH2=CHCH2CH2CH2CH2CH2CH2CH3

RnS1UITKclFWn
Źródło: epodręczniki.pl, licencja: CC BY-SA 3.0.
Szereg homologiczny alkinów o prostych (nierozgałęzionych) łańcuchach węglowych.
Wzory i modele cząsteczek alkinów o nierozgałęzionych łańcuchach węglowych, w których wiązanie potrójne znajduje się pomiędzy pierwszym i drugim atomem węgla

Liczba atomów węgla w cząsteczce

Nazwa systematyczna

Wzór sumaryczny

Wzór półstrukturalny

Model cząsteczki

2

etyn

C2H2

CH≡CH

RoMLAMQjmJbJL
Źródło: epodręczniki.pl, licencja: CC BY-SA 3.0.

5

pent–1–yn

C5H8

CHCCH2CH2CH3

RfFQheH8cFR0G
Źródło: epodręczniki.pl, licencja: CC BY-SA 3.0.

7

hept–1–yn

C7H12

CHCCH2CH2CH2CH2CH3

R1PwxY7unLLJG
Źródło: epodręczniki.pl, licencja: CC BY-SA 3.0.

9

non–1–yn

C9H16

CHCCH2CH2CH2CH2CH2CH2CH3

Rav05QOmrQBBP
Źródło: epodręczniki.pl, licencja: CC BY-SA 3.0.
ieDiBhnPdP_d5e382
1

3. Właściwości fizyczne węglowodorów

Na poniższej mapie myśli opisano wybrane właściwości fizyczne węglowodorów, których cząsteczki zbudowane są z prostych (nierozgałęzionych) łańcuchów węglowych.

1
R1FOAPSJqmTkr1
Mapa myśli. Lista elementów:
  • Nazwa kategorii: WĘGLOWODORY
    • Elementy należące do kategorii WĘGLOWODORY
    • Nazwa kategorii: barwa
      • Elementy należące do kategorii barwa
      • Nazwa kategorii: bezbarwne
      • Koniec elementów należących do kategorii barwa
    • Nazwa kategorii: rozpuszczalność w wodzie
      • Elementy należące do kategorii rozpuszczalność w wodzie
      • Nazwa kategorii: praktycznie nierozpuszczalne w wodzie
        • Elementy należące do kategorii praktycznie nierozpuszczalne w wodzie
        • Nazwa kategorii: przyczyna: niepolarna budowa cząsteczek
        • Koniec elementów należących do kategorii praktycznie nierozpuszczalne w wodzie
        Koniec elementów należących do kategorii rozpuszczalność w wodzie
    • Nazwa kategorii: temperatura wrzenia
      • Elementy należące do kategorii temperatura wrzenia
      • Nazwa kategorii: wzrasta w szeregu homologicznym wraz ze wzrostem długości łańcucha węglowego
      • Koniec elementów należących do kategorii temperatura wrzenia
    • Nazwa kategorii: temperatura topnienia
      • Elementy należące do kategorii temperatura topnienia
      • Nazwa kategorii: na ogół wzrasta w szeregu homologicznym wraz ze wzrostem długości łańcucha węglowego
      • Koniec elementów należących do kategorii temperatura topnienia
    • Nazwa kategorii: gęstość
      • Elementy należące do kategorii gęstość
      • Nazwa kategorii: na ogół wzrasta w szeregu homologicznym wraz ze wzrostem długości łańcucha węglowego
      • Koniec elementów należących do kategorii gęstość
    • Nazwa kategorii: lotność
      • Elementy należące do kategorii lotność
      • Nazwa kategorii: maleje w szeregu homologicznym wraz ze wzrostem długości łańcucha węglowego
      • Koniec elementów należących do kategorii lotność
    • Nazwa kategorii: stan skupienia w temperaturze pokojowej, pod ciśnieniem normalnym
      • Elementy należące do kategorii stan skupienia w temperaturze pokojowej, pod ciśnieniem normalnym
      • Nazwa kategorii: stały
        • Elementy należące do kategorii stały
        • Nazwa kategorii: alkany i alkiny, których cząsteczki zawierają więcej niż 16 atomów węgla
        • Nazwa kategorii: alkeny, których cząsteczki zawierają więcej niż 17 atomów węgla
        • Koniec elementów należących do kategorii stały
      • Nazwa kategorii: ciekły
        • Elementy należące do kategorii ciekły
        • Nazwa kategorii: alkany i alkiny, których cząsteczki zawierają od 5 do ok. 16 atomów węgla
        • Nazwa kategorii: alkeny, których cząsteczki zawierają od 5 do 17 atomów węgla
        • Koniec elementów należących do kategorii ciekły
      • Nazwa kategorii: gazowy
        • Elementy należące do kategorii gazowy
        • Nazwa kategorii: alkany, których cząsteczki zawierają od 1 do 4 atomów węgla
        • Nazwa kategorii: alkeny i alkiny, których cząsteczki zawierają od 2 do 4 atomów węgla
        • Koniec elementów należących do kategorii gazowy
        Koniec elementów należących do kategorii stan skupienia w temperaturze pokojowej, pod ciśnieniem normalnym
      Koniec elementów należących do kategorii WĘGLOWODORY
Wybrane właściwości fizyczne węglowodorów, których cząsteczki zbudowane są z prostych (nierozgałęzionych) łańcuchów węglowych. W przypadku węglowodorów nienasyconych, opisano zmiany dla szeregów homologicznych alk–<math aria‑label="jeden">1–enów i alk–<math aria‑label="jeden">1–ynów.
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Na mapie myśli ukazano wybrane właściwości fizyczne węglowodorów, których cząsteczki zbudowane są z prostych (nierozgałęzionych) łańcuchów węglowych. W przypadku węglowodorów nienasyconych, opisano zmiany dla szeregów homologicznych alk–1–enów i alk–1–ynów. Węglowodory, w temperaturze pokojowej pod ciśnieniem normalnym, występują we wszystkich stanach skupienia. W stanie ciekłym występują alkeny, których cząsteczki zawierają od pięciu do siedemnastu atomów węgla oraz alkany i alkiny, których cząsteczki zawierają od pięciu do około szesnastu atomów węgla. W stanie stałym występują alkeny, których cząsteczki zawierają więcej niż siedemnaście atomów węgla oraz alkany i alkiny, których cząsteczki zawierają więcej niż szesnaście atomów węgla. W stanie gazowym występują alkany, których cząsteczki zawierają od jednego do czterech atomów węgla oraz alkeny i alkiny, których cząsteczki zawierają od dwóch do czterech atomów węgla. Węglowodory są bezbarwne i praktycznie nierozpuszczalne w wodzie ze względu na niepolarną budowę cząsteczek. Temperatura topnienia węglowodorów na ogół wzrasta w szeregu homologicznym wraz ze wzrostem długości łańcucha węglowego. Temperatura wrzenia również wzrasta w szeregu homologicznym wraz ze wzrostem długości łańcucha węglowego. Lotność maleje w szeregu homologicznym wraz ze wzrostem długości łańcucha węglowego, a gęstość na ogół wzrasta w szeregu homologicznym wraz ze wzrostem długości łańcucha węglowego.

1
Polecenie 1
RSNaP0xr0o9HQ
Łączenie par. Oceń prawdziwość poniższych zdań. Zaznacz ,,Prawda'', jeśli zdanie jest prawdziwe, lub ,,Fałsz'', jeśli jest fałszywe.. Heks–1–en w temperaturze pokojowej, pod ciśnieniem normalnym, jest cieczą.. Możliwe odpowiedzi: PRAWDA, FAŁSZ. Propan charakteryzuje się większą lotnością niż oktan.. Możliwe odpowiedzi: PRAWDA, FAŁSZ. Pierwsze cztery związki chemiczne z szeregu homologicznego alk–1–enów (o prostych łańcuchach węglowych) są gazami w temperaturze pokojowej.. Możliwe odpowiedzi: PRAWDA, FAŁSZ. Temperatura wrzenia alkanów wzrasta w szeregu: pentan, butan, propan.. Możliwe odpowiedzi: PRAWDA, FAŁSZ. Pent–1–yn dobrze rozpuszcza się w wodzie.. Możliwe odpowiedzi: PRAWDA, FAŁSZ
Źródło: Gromar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
ieDiBhnPdP_d5e416

4. Spalanie węglowodorów

Węglowodory to substancje palne. W zależności od dostępności tlenu, produkty spalania węglowodorów mogą być różne.

1
RfuhDaIQA5dnk1
Mapa myśli. Lista elementów:
  • Nazwa kategorii: Spalanie węglowodorów
    • Elementy należące do kategorii Spalanie węglowodorów
    • Nazwa kategorii: przy nieograniczonym dostępie tlenu
      • Elementy należące do kategorii przy nieograniczonym dostępie tlenu
      • Nazwa kategorii: spalanie całkowite
        • Elementy należące do kategorii spalanie całkowite
        • Nazwa kategorii: produkty: tlenek węgla(IV) i woda (w postaci pary wodnej)
        • Koniec elementów należących do kategorii spalanie całkowite
        Koniec elementów należących do kategorii przy nieograniczonym dostępie tlenu
    • Nazwa kategorii: przy ograniczonym dostępie tlenu
      • Elementy należące do kategorii przy ograniczonym dostępie tlenu
      • Nazwa kategorii: spalanie niecałkowite
        • Elementy należące do kategorii spalanie niecałkowite
        • Nazwa kategorii: produkty: tlenek węgla(II) (czad) i woda (w postaci pary wodnej)
        • Nazwa kategorii: produkty: węgiel (sadza) i woda (w postaci pary wodnej)
        • Koniec elementów należących do kategorii spalanie niecałkowite
        Koniec elementów należących do kategorii przy ograniczonym dostępie tlenu
      Koniec elementów należących do kategorii Spalanie węglowodorów
Produkty spalania węglowodorów
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Mapa myśli ukazuje produkty spalania węglowodorów przy ograniczonym i przy nieograniczonym dostępie tlenu. Przy ograniczonym dostępie tlenu następuje spalanie niecałkowite, a jego produktami są: tlenek węgla dwa (czad) i woda (w postaci pary wodnej) lub węgiel (sadza) i woda (w postaci pary wodnej). Przy nieograniczonym dostępie tlenu następuje spalanie całkowite, a jego produktami są: tlenek węgla cztery i woda (w postaci pary wodnej).

Równania reakcji całkowitego i niecałkowitego spalania wybranych węglowodorów (w zależności od dostępności tlenu) przedstawione na ponieższej grafice:

R1BkrOwQPxtwX1
Źródło: Dariusz Adryan, dostępny w internecie: epodreczniki.pl, licencja: CC BY-SA 3.0.
1
1
Polecenie 2

Zapisz równania spalania całkowitego oraz niecałkowitego propynu.

R1DAt3ymLfY1R
Równanie 1. . Równanie 2. . Równanie 3. .
Źródło: Gromar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
Polecenie 2

Zdecyduj, czy podane poniżej równania opisują spalanie całkowite, czy niecałkowite propynu.

R1GUHNw4QBJH9
Spalanie całkowite Możliwe odpowiedzi: 1. C3H4+O23 C+2 H2O, 2. 2 C3H4+5 O26 CO+4 H2O, 3. C3H4+4 O23 CO2+2 H2O Spalanie niecałkowite Możliwe odpowiedzi: 1. C3H4+O23 C+2 H2O, 2. 2 C3H4+5 O26 CO+4 H2O, 3. C3H4+4 O23 CO2+2 H2O
Źródło: Gromar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
Polecenie 3

Równanie reakcji spalania pewnego węglowodoru o wzorze sumarycznym CxHy (gdzie x i y to indeksy stechiometryczne określające kolejno liczbę atomów węgla i wodoru w cząsteczce węglowodoru) ma postać:

2 CxHy+15 O210 CO2+10 H2O

Na podstawie równania spalania zidentyfikuj węglowodór CxHy i wskaż jego nawę systematyczną.

RR3MDbUK7o6P4
Możliwe odpowiedzi: 1. dec–1–en, 2. dekan, 3. dec–1–yn, 4. pentan, 5. pent–1–en, 6. pent–1–yn
Źródło: Gromar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

5. Reakcje addycji (przyłączania)

Węglowodory nasycone, do których należą alkany, są stosunkowo bierne (mało aktywne) chemicznie. Z kolei węglowodory nienasycone, w tym alkeny i akiny, wykazują stosunkowo dużą aktywność chemiczną.

Aktywność chemiczna węglowodorów nienasyconych związana jest z obecnością w ich cząsteczkach wiązań wielokrotnych. Reakcjami charakterystycznymi dla węglowodorów nienasyconych są reakcje typu addycji, nazywane również reakcjami przyłączania. W reakcjach addycji, do cząsteczki węglowodoru nienasyconych, przyłączają się bowiem atomy innych pierwiastków chemicznych. Produktem reakcji addycji jest tylko jeden związek organiczny – inny niż wyjściowy

Alkeny i alkiny mogą przyłączać do swoich cząsteczek między innymi atomy wodoru i bromu. Reakcje węglowodorów nienasyconych z wodorem, nazywane są często reakcjami uwodornienia lub hydrogenacji. Przebiegają one w obecności odpowiedniego katalizatora. Reakcje węglowodorów nienasyconych z bromem nie wymagają użycia katalizatora i zachodzą w temperaturze pokojowej.

Węglowodory nasycone nie ulegają reakcjom addycji.

W poniższej tabeli zilustrowano wybrane równania reakcji typu addycji do propenu i propynu.

1
Porównanie równań reakcji addycji wodoru i bromu do cząsteczek wybranych węglowodorów. W zapisie równań reakcji wykorzystano wzory strukturalne związków chemicznych.

alkany

alkeny

alkiny

nie ulegają reakcjom addycji

R1etk50iPWbv0
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
R14i13PQMIhAm
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

lub

R1W6uyAkIWZQz
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
R1BeYFnSflx4O
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
R9Qksju9zzGh2
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

lub

RwM2FR38FhrwS
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

6. W jaki sposób odróżnić węglowodory nasycone od nienasyconych?

Fakt, że węglowodory nienasycone ulegają reakcjom addycji, a węglowodory nasycone nie, można wykorzystać w celu ich doświadczalnego odróżniania.

Odczynnikami  stosowanymi najczęściej do odróżniania węglowodorów nasyconych od nienasyconych są:

  • zakwaszony wodny roztwór manganianu(VII) potasu (czyli innymi słowy – wodny roztwór manganianu(VII) potasu z dodatkiem kwasu, np. kwasu siarkowego(VI) oraz

  • odpowiedni roztwór bromu (wodny roztwór bromu lub roztwór bromu w rozpuszczalniku organicznym).

Zabarwienie obydwu odczynników przed i po wprowadzeniu do nich odpowiednich węglowodorów zobrazowano w poniższej tabeli.

R4DpahSjDpqa4
Zabarwienie odczynników stosowanych do odróżniania węglowodorów nasyconych od węglowodorów nienasyconych
Źródło: GroMar sp. z o. o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Ogólne równanie reakcji zachodzącej po wprowadzeniu alkenu do roztworu bromu (w środowisku bezwodnym) można zapisać jako:

R1IFFj6QTEaUT
Ogólne równanie reakcji addycji bromu do alkenu, gdzie R (R1R2) to symbol atomu lub wzór reszty węglowodorowej (reszty alkilowej)
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
Dla zainteresowanych

Reakcja chemiczna zachodząca po wprowadzeniu węglowodoru nienasyconego (alkenu lub alkinu) do wody bromowej jest nieco bardziej skomplikowana od reakcji tych związków z bromem, w środowisku bezwodnym. Produktami tych reakcji są bowiem tak zwane bromohydryny. Przykładowo, po wprowadzeniu  etenu do wody bromowej, może powstawać mieszanina produktów, wśród których znajdować się będzie między innymi związek chemicznych o wzorze:

RUoGDf6ZqTKHe
<math aria‑label="jeden">1–bromoetanol
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Z kolei po wprowadzeniu etenu do wodnego roztworu manganianu(VII) potasu, z dodatkiem kwasu siarkowego(VI), oprócz odbarwienia się fioletowego roztworu (lub zmiany jego barwy na bladoróżową) możemy również zaobserwować wydzielanie się bezbarwnego gazu. Gazem tym, jest powstający w wyniku zachodzącej reakcji tlenek węgla(IV). Podobne obserwacje odnotujemy wprowadzając do zakwaszonego roztworu manganianu(VII) potasu węglowodory z szeregu homologicznego alkenów i alkinów, w cząsteczkach których wiązanie wielokrotne znajduje się pomiędzy pierwszym i drugim atomem węgla.

Polecenie 4
RR7uLtd8I2IEz
Poniżej zamieszczono nazwy wybranych węglowodorów. Wybierz i zaznacz nazwy wszystkich tych węglowodorów, które wprowadzone do roztworu bromu w rozpuszczalniku organicznym spowodują jego odbarwienie. Możliwe odpowiedzi: 1. propen, 2. etyn, 3. but–1–en, 4. butan, 5. but–2–yn, 6. heksan, 7. pent–1–yn, 8. metan, 9. but–2–en
Źródło: Gromar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
ieDiBhnPdP_d5e544

7. Reakcja polimeryzacji

Cząsteczki związków nienasyconych, w odpowiednich warunkach ciśnienia i temperatury oraz w obecności odpowiednich katalizatorów, mogą łączyć się ze sobą, tworząc długie łańcuchy. Reakcja polegająca na łączeniu się wielu cząsteczek związku nienasyconego (monomerów) w jedną cząsteczkę o bardzo długim łańcuchu węglowym (polimer) to reakcja polimeryzacji.

Na poniższej grafice zilustrowano uproszczone zapisy równania reakcji polimeryzacji etenu, której produktem jest polimer o nazwie polietylen.

RNTz3tJpwwgfw1
Schematyczny zapis równania reakcji polimeryzacji etenu
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

8. Zastosowanie węglowodorów

Wybrane zastosowania węglowodorów opisano na poniższej mapie myśli. Zapoznaj się z nimi.

1
RJQv9DZfUd24L1
Mapa myśli. Lista elementów:
  • Nazwa kategorii: Zastosowanie węglowodorów
    • Elementy należące do kategorii Zastosowanie węglowodorów
    • Nazwa kategorii: węglowodory nasycone
      • Elementy należące do kategorii węglowodory nasycone
      • Nazwa kategorii: metan
        • Elementy należące do kategorii metan
        • Nazwa kategorii: paliwo
          • Elementy należące do kategorii paliwo
          • Nazwa kategorii: w kuchenkach gazowych
          • Nazwa kategorii: w piecach (tzw. junkersach)
          • Koniec elementów należących do kategorii paliwo
        • Nazwa kategorii: surowiec do otrzymywania
          • Elementy należące do kategorii surowiec do otrzymywania
          • Nazwa kategorii: kwasu octowego
          • Nazwa kategorii: tworzyw sztucznych
          • Nazwa kategorii: materiałów wybuchowych
          • Koniec elementów należących do kategorii surowiec do otrzymywania
          Koniec elementów należących do kategorii metan
      • Nazwa kategorii: propan i butan jako mieszanina
        • Elementy należące do kategorii propan i butan jako mieszanina
        • Nazwa kategorii: gaz w butlach turystycznych i zapalniczkach
        • Nazwa kategorii: paliwo samochodowe
        • Nazwa kategorii: gaz nośny w dezodorantach do ich rozpylania
        • Koniec elementów należących do kategorii propan i butan jako mieszanina
      • Nazwa kategorii: parafina
        • Elementy należące do kategorii parafina
        • Nazwa kategorii: mieszanina stałych alkanów
          • Elementy należące do kategorii mieszanina stałych alkanów
          • Nazwa kategorii: do produkcji
            • Elementy należące do kategorii do produkcji
            • Nazwa kategorii: sztucznej wazeliny
            • Nazwa kategorii: świec
            • Nazwa kategorii: smarów
            • Koniec elementów należących do kategorii do produkcji
            Koniec elementów należących do kategorii mieszanina stałych alkanów
          Koniec elementów należących do kategorii parafina
        Koniec elementów należących do kategorii węglowodory nasycone
    • Nazwa kategorii: węglowodory nienasycone
      • Elementy należące do kategorii węglowodory nienasycone
      • Nazwa kategorii: eten
        • Elementy należące do kategorii eten
        • Nazwa kategorii: hormon rośliny przyspieszający dojrzewanie owoców i wzrost upraw
        • Nazwa kategorii: surowiec do otrzymywania
          • Elementy należące do kategorii surowiec do otrzymywania
          • Nazwa kategorii: etanolu (do celów przemysłowych)
          • Nazwa kategorii: kwasu octowego
            • Elementy należące do kategorii kwasu octowego
            • Nazwa kategorii: produkcja sztucznego jedwabiu
            • Koniec elementów należących do kategorii kwasu octowego
          • Nazwa kategorii: glikolu etylenowego
            • Elementy należące do kategorii glikolu etylenowego
            • Nazwa kategorii: produkcja farb i rozpuszczalników
            • Nazwa kategorii: produkcja niezamarzającego płynu do chłodnic samochodowych
            • Koniec elementów należących do kategorii glikolu etylenowego
          • Nazwa kategorii: polimerów
            • Elementy należące do kategorii polimerów
            • Nazwa kategorii: polistyrenu
              • Elementy należące do kategorii polistyrenu
              • Nazwa kategorii: produkcja styropianu
              • Koniec elementów należących do kategorii polistyrenu
            • Nazwa kategorii: poli(chlorku winylu)
              • Elementy należące do kategorii poli(chlorku winylu)
              • Nazwa kategorii: produkcja stolarki okiennej
              • Nazwa kategorii: produkcja wykładzin podłogowych
              • Nazwa kategorii: produkcja rur kanalizacyjnych
              • Koniec elementów należących do kategorii poli(chlorku winylu)
            • Nazwa kategorii: poli(octan winylu)
              • Elementy należące do kategorii poli(octan winylu)
              • Nazwa kategorii: produkcja klejów i farb emulsyjnych
              • Koniec elementów należących do kategorii poli(octan winylu)
              Koniec elementów należących do kategorii polimerów
            Koniec elementów należących do kategorii surowiec do otrzymywania
          Koniec elementów należących do kategorii eten
      • Nazwa kategorii: etyn
        • Elementy należące do kategorii etyn
        • Nazwa kategorii: surowiec do otrzymywania polimerów i tworzyw sztucznych
          • Elementy należące do kategorii surowiec do otrzymywania polimerów i tworzyw sztucznych
          • Nazwa kategorii: analogicznie jak eten
          • Koniec elementów należących do kategorii surowiec do otrzymywania polimerów i tworzyw sztucznych
        • Nazwa kategorii: palniki acetylenowo-tlenowe do cięcia i spawania metali
        • Nazwa kategorii: dawniej – lampy gazowe (tzw. karbidówki)
        • Koniec elementów należących do kategorii etyn
        Koniec elementów należących do kategorii węglowodory nienasycone
      Koniec elementów należących do kategorii Zastosowanie węglowodorów
Wybrane zastosowania węglowodorów
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Mapa myśli ukazuje wybrane zastosowania węglowodorów z podziałem na węglowodory nasycone i nienasycone. Do węglowodorów nasyconych należy metan, który wykorzystywany jest jako paliwo w piecach (tak zwanych junkersach) i w kuchenkach gazowych, a także jako surowiec do otrzymywania tworzyw sztucznych, kwasu octowego i materiałów wybuchowych. Kolejnym węglowodorem nasyconym jest parafina, która to stanowi mieszaninę stałych alkanów i służy do produkcji świec, smarów oraz sztucznej wazeliny. Propan i butan, jako mieszanina, wykorzystywane są jako paliwo samochodowe, gaz w butlach turystycznych i zapalniczkach, a także jako gaz nośny w dezodorantach do ich rozpylania. Do węglowodorów nienasyconych należy eten, który wykorzystywany jest między innymi jako hormon rośliny przyspieszający dojrzewanie owoców i wzrost upraw. Służy on również jako surowiec do otrzymywania wielu związków chemicznych, np. glikolu etylenowego, który służy do produkcji niezamarzającego płynu do chłodnic samochodowych oraz do produkcji farb i rozpuszczalników. Innymi związkami chemicznymi są kwas octowy, który używany jest do produkcji sztucznego jedwabiu oraz etanol (do celów przemysłowych). Z etenu otrzymuje się również polimery. Poli(chlorek winylu) służy do produkcji rur kanalizacyjnych, produkcji stolarki okiennej oraz do produkcji wykładzin podłogowych. Polistyren używany jest do produkcji styropianu, a poli(octan winylu) używa się do produkcji klejów i farb emulsyjnych. Kolejnym węglowodorem nienasyconym jest etyn, który wykorzystywany jest w palnikach acetylenowo tlenowych do cięcia i spawania metali oraz jako surowiec do otrzymywania polimerów i tworzyw sztucznych, analogicznie jak eten. Dawniej, etyn był używany w lampach gazowych (tak zwanych karbidówkach).

Dla zainteresowanych

Zanim przejdziesz do rozwiązywania ćwiczeń oraz testu podsumowującego, usystematyzuj swoją wiedzę. W tym celu, z każdego z poniższych obszarów (IIII), wybierz przynajmniej po dwa polecenia. Odpowiedzi (jeśli nie podano inaczej) zapisz w zeszycie.

1. Pamiętam i rozumiem

  • Wyjaśnij zasady tworzenia nazw alkenów i alkinów na podstawie nazw alkanów. Napisz nazwy węglowodorów (należących do każdej z grup) zawierających po trzy i cztery atomy węgla w cząsteczkach. Załóż, że cząsteczki tych węglowodorów zbudowane są z prostych (nierozgałęzionych) łańcuchów węglowych, a ewentualne wiązanie wielokrotne znajduje się między pierwszym a drugim atomem węgla w cząsteczce.

  • Opisz  krótko właściwości chemiczne węglowodorów. W swoim opisie zwróć uwagę na reaktywność każdej z grup węglowodorów. Uwzględnij poznane rodzaje reakcji chemicznych jakim ulegają poszczególne grupy węglowodorów.

  • Wymień naturalne źródła węglowodorów.

  • Określ jaki czynnik decyduje o produktach reakcji spalania węglowodorów. Napisz nazwy i wzory sumaryczne tych produktów, w zależności od wskazanego czynnika.

  • Wyjaśnij krótko na czym polega reakcja polimeryzacji.

2. Czytam i interpretuję

  • Z tablic chemicznych odczytaj zależność między liczbą atomów węgla w cząsteczkach węglowodorów a ich gęstością, temperaturą wrzenia, topnienia i lotnością. Opisz krótko odczytane zależności.

  • W dowolnym źródle (podręczniki, książki, encyklopedie, Internet) znajdź informacje dotyczące zastosowania etenu i etynu. Wyjaśnij, jakie właściwości fizykochemiczne, wskazanych związków chemicznych, zadecydowały o ich zastosowaniu.

  • Korzystając z układu okresowego, oblicz masy cząsteczkowe propanu, propenu i propynu.

  • Na podstawie dostępnych źródeł (podręczniki, książki, encyklopedie, Internet) wyjaśnij, dlaczego węglowodory nasycone nazywa się również parafinami.

3. Rozwiązuję problemy

  • W dwóch nieopisanych kolbach znajdują się bezbarwne gazy: propen i propan. Zaproponuj doświadczenie pozwalające je odróżnić. Wymień niezbędne odczynniki oraz sprzęt laboratoryjny. Napisz instrukcję wykonania doświadczenia. Zapisz przewidywane obserwacje oraz skonstruuj odpowiednie wnioski.

  • Zaproponuj przynajmniej trzy sposoby zmniejszenia ilości zużytych opakowań jednorazowego użytku.

  • Zaproponuj przynajmniej pięć wyrobów, które może wytwarzać producent polietylenu.

  • Wymień możliwe zagrożenia płynące z używania wadliwie działającego piecyka gazowego.

1

Ćwiczenia

Pokaż ćwiczenia:
RFa1H7rVuGS9R1
Ćwiczenie 1
Uczniowie pracując w grupach, mieli podać po trzy nazwy przykładowych organicznych związków węgla. Poniżej zaprezentowano odpowiedzi uczniów należących do poszczególnych grup. Wskaż, która grupa (lub które grupy) uczniów poprawnie wykonała (wykonały) zadanie. Możliwe odpowiedzi: 1. GRUPA I: kwas węglowy, butan, czad, 2. GRUPA II: etyn, metan, eten, 3. GRUPA III: węglan wapnia, metan, tlenek węgla(II), 4. GRUPA IV: tlenek węgla(II), tlenek węgla(IV), kwas węglowy, 5. GRUPA V: pentan, pent–1–en, pent–2–en, 6. GRUPA VI: węglan sodu, węglan wapnia, węglan magnezu
Źródło: Gromar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
Rrp0pKM1WmZZM1
Ćwiczenie 2
Dopasuj podane poniżej wzory sumaryczne węglowodorów do odpowiednich grup. ALKANY: Możliwe odpowiedzi: 1. C8H16, 2. C5H10, 3. C14H28, 4. C20H40, 5. C14H26, 6. C10H20, 7. C8H18, 8. C15H32, 9. C20H38, 10. C20H42, 11. C4H10, 12. C10H18, 13. C8H14, 14. C4H6, 15. C11H24 ALKENY: Możliwe odpowiedzi: 1. C8H16, 2. C5H10, 3. C14H28, 4. C20H40, 5. C14H26, 6. C10H20, 7. C8H18, 8. C15H32, 9. C20H38, 10. C20H42, 11. C4H10, 12. C10H18, 13. C8H14, 14. C4H6, 15. C11H24 ALKINY: Możliwe odpowiedzi: 1. C8H16, 2. C5H10, 3. C14H28, 4. C20H40, 5. C14H26, 6. C10H20, 7. C8H18, 8. C15H32, 9. C20H38, 10. C20H42, 11. C4H10, 12. C10H18, 13. C8H14, 14. C4H6, 15. C11H24
Źródło: Gromar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
R1ELV05c8Oleq1
Ćwiczenie 3
Łączenie par. Oceń prawdziwość poniższych zdań. Zaznacz ,,Prawda'', jeśli zdanie jest prawdziwe, lub ,,Fałsz'', jeśli jest fałszywe.. Wraz ze wzrostem liczby atomów węgla w cząsteczkach alkanów rosną ich masy cząsteczkowe.. Możliwe odpowiedzi: PRAWDA, FAŁSZ. Wraz ze wzrostem liczby atomów węgla w cząsteczkach alkenów (o prostych łańcuchach węglowych) rośnie lotność tych związków chemicznych.. Możliwe odpowiedzi: PRAWDA, FAŁSZ. Im mniej atomów węgla znajduje się w cząsteczce alkanu (o prostym łańcuchu węglowym), tym mniejsza jest jego temperatura wrzenia.. Możliwe odpowiedzi: PRAWDA, FAŁSZ. Im mniej atomów węgla znajduje się w cząsteczce alkinu (o prostym łańcuchu węglowym), tym większa jest jego gęstość.. Możliwe odpowiedzi: PRAWDA, FAŁSZ
Źródło: Gromar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
2
Ćwiczenie 4

Przeprowadzono doświadczenie, którego schemat przedstawiono poniżej:

ReAQtaQCT3pDX
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Przeprowadzono doświadczenie polegające na dodaniu pewnego węglowodoru X do zakwaszonego, wodnego roztworu manganianu(VII) potasu o fioletowym zabarwieniu.

R1SBh5sZsb5Oq
W czasie wykonywania doświadczenia stwierdzono m.in., że fioletowy roztwór odbarwił się. Wskaż nazwy węglowodorów, które nie mogły być wykorzystane w powyższym doświadczeniu jako węglowodór X. Możliwe odpowiedzi: 1. eten, 2. propan, 3. propen, 4. etan, 5. propyn
Źródło: Gromar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
Rz6ejx5KyacUS2
Ćwiczenie 5
Spośród zapisanych poniżej równań reakcji chemicznych wybierz i zaznacz te, które obrazują reakcje addycji. Możliwe odpowiedzi: 1. C2H2+2 Br2C2H2Br4, 2. 2 C2H2+5 O24 CO2+2 H2O, 3. C2H4+2 O22 CO+2 H2O, 4. C2H4+H2C2H6, 5. C3H6+Br2C3H6Br2
Źródło: Gromar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
R137zJs0UJVKJ2
Ćwiczenie 6
Poniżej zamieszczono wzory półstrukturalne wybranych węglowodorów. Do każdego ze wzorów dopasuj odpowiadającą mu nazwę.
Źródło: Gromar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
Ćwiczenie 7
RCPo7LWXUzzif3
W laboratorium chemicznym identyfikowano pewien węglowodór. W oparciu o odpowiednie analizy stwierdzono, że masowy skład procentowy tego węglowodoru to: 85,7% węgla i 14,3% wodoru. Wskaż, który z węglowodorów mógł zostać zidentyfikowany w laboratorium: Możliwe odpowiedzi: 1. but-1-en, 2. heksan, 3. pent-1-yn
Źródło: Gromar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
3
Ćwiczenie 8
R1TcoDvQ7vvkj
Poniżej, w języku angielskim, opisano wybrane zastosowania węglowodorów. Do każdego z zastosowań dopasuj nazwę odpowiadającego mu węglowodoru. accelerates fruit ripening Możliwe odpowiedzi: 1. propene, 2. ethyne, 3. ethene, 4. propane, 5. methane used in oxyacetylene burner Możliwe odpowiedzi: 1. propene, 2. ethyne, 3. ethene, 4. propane, 5. methane fuel gas stoves and gas furnaces Możliwe odpowiedzi: 1. propene, 2. ethyne, 3. ethene, 4. propane, 5. methane component of gas in lighters Możliwe odpowiedzi: 1. propene, 2. ethyne, 3. ethene, 4. propane, 5. methane raw material for polypropylene production Możliwe odpowiedzi: 1. propene, 2. ethyne, 3. ethene, 4. propane, 5. methane
Źródło: Gromar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
Glossary

Projekt badawczy

Twoim zadaniem będzie realizacja projektu badawczego, który możesz przeprowadzić samodzielnie lub w grupie. W tym celu ustal dokładny harmonogram eksperymentu, który pozwoli Ci na zweryfikowanie postawionej hipotezy. Zgromadź potrzebne materiały i sprzęt. Wyniki przedstaw w postaci dowolnej metody prezentacji – może być to krótki film, infografika, artykuł, plakat czy prezentacja multimedialna. Na samym końcu opisz, czego nowego dowiedziałaś/łeś się podczas doświadczenia.

Harmonogram projektu badawczego

Składowa

Zawartość składowej

Tytuł projektu

Rozpuszczalność węglowodorów

Temat projektu

Określenie rozpuszczalności węglowodorów i uzasadnienie powiedzenia „podobne rozpuszcza się w podobnym”

Badana hipoteza

Węglowodory oraz ich mieszaniny (np. nafta, benzyna) nie rozpuszczają się w wodzie.
Węglowodory oraz ich mieszaniny (np. nafta, benzyna) rozpuszczają się w rozpuszczalnikach organicznych, np. w alkoholu i w oleju.

Materiały źródłowe

Analizując wyniki przeprowadzonych badań skorzystaj z przynajmniej dwóch różnych pozycji literatury (podręczników, artykułów itp.). Zapisz stosowną bibliografię.

Co dokładnie mam zamiar zrobić, by sprawdzić, czy hipoteza jest prawdziwa?

Zaplanować doświadczenie pozwalające na zbadanie rozpuszczalności mieszanin węglowodorów (benzyny i nafty) w wodzie i rozpuszczalniku organicznym.

Jakie odczynniki należy przygotować aby zweryfikować postawioną hipotezę?

naftę, benzynę, wodę, olej (np. słonecznikowy), etanol (np. spirytus przemysłowy)

Co będę obserwować (mierzyć)?

Zastanów się, na co musisz zwrócić uwagę w czasie trwania badań.

Czas trwania

kilka minut

Wyniki

Przygotuj kartę pracy z zapisem obserwacji doświadczenia oraz relacji fotograficznej z jej przebiegu.

Wniosek

W oparciu o uzyskane wyniki i na podstawie dostępnych źródeł informacji (wymienionych w bibliografii) uzasadnij powiedzenie: „podobne rozpuszcza się w podobnym”. Uwzględnij informacje dotyczące budowy węglowodorów oraz wykorzystanych rozpuszczalników (lub związków chemicznych wchodzących w ich skład).

Czego się nauczyłam/łem podczas tego projektu?miejsce na indywidualne spostrzeżenia

indywidualne spostrzeżenia

Karta pracy:

RNsbRP7vSeRkB1
W załączniku znajduje się plik word do pobrania. W dokumencie należy zapisać wyniki i wnioski z projektu badawczego. Karta do uzupełnienia składa się z dwóch kolumn i trzech wierszy. W pierwszym wierszu kolejno od lewej strony znajduje się tekst: "Wyniki". Dalej mamy zamieszczone dwie tabelki, w których musimy wykonać opisy i wstawić zdjęcia. W drugim wierszu mamy tekst: "Wniosek", a dalej zapisano: "Uzasadnienie powiedzenia „podobne rozpuszcza się w podobnym” na podstawie dostępnych źródeł." W trzecim wierszu jest tekst: "Czego się nauczyłam/em podczas tego projektu?", a dalej znajduje się wolne pole na wpisanie odpowiedzi.
Źródło: Małgorzata Bartoszewicz, licencja: CC BY 3.0.

Zapoznaj się z poniższym opisem projektu badawczego, a następnie wykonaj ćwiczenia sprawdzające.

Tytuł projektu

Rozpuszczalność węglowodorów

Temat projektu

Określenie rozpuszczalności węglowodorów i uzasadnienie powiedzenia „podobne rozpuszcza się w podobnym”

Badana hipoteza

Węglowodory oraz ich mieszaniny (np. nafta, benzyna) rozpuszczają się w rozpuszczalnikach organicznych, np. w alkoholu i w oleju. Węglowodory oraz ich mieszaniny (np. nafta, benzyna) nie rozpuszczają się w wodzie.

Sprzęt laboratoryjny

  • statyw z probówkami – sprzęt umożliwiający utrzymywanie wielu probówek w pozycji pionowej; jest on zbudowany na planie prostokąta, w którym znajdują się równomiernie rozmieszczone otwory, pozwalające na włożenie do nich probówek;

  • pipety Pasteura – podłużne rurki, zwężające się na jednym z końców, wykonane ze szkła laboratoryjnego i umożliwiające pobieranie niewielkich ilości cieczy z wykorzystaniem ssawki (smoczka);

  • bagietki szklane – podłużne pręty, wykonane ze szkła laboratoryjnego, służące do mieszania.

Odczynniki

nafta, benzyna, woda, olej (np. słonecznikowy), etanol (np. spirytus przemysłowy)

Przebieg doświadczenia

  1. Do czterech probówek znajdujących się w statywie kolejno po około trzy centymetry sześcienne wody.

  2. Następnie do każdej z nich za pomocą pipet dodawano odpowiednio:

  • do pierwszej: około trzy centymetry sześcienne nafty;

  • do drugiej: około trzy centymetry sześcienne benzyny;

  • do trzeciej: około trzy centymetry sześcienne oleju słonecznikowego;

  • do czwartej: około trzy centymetry sześcienne etanolu.

  1. Zawartość każdej z probówek wymieszano dokładnie z pomocą bagietki.

  2. Obserwowano zmiany.

Obserwacje

W trzech pierwszych probówkach po wymieszaniu zaobserwowano stopniowe rozwarstwianie się. Po kilku minutach, w każdej z trzech probówek (to jest: z naftą, benzyną i olejem utworzyły się dwie warstwy cieczy, jedna nad drugą). W ostatniej, czwartej probówce woda z etanolem zmieszały się, a po wymieszaniu wyjściowa objętość obu cieczy uległa zmniejszeniu.

Wyniki

Nafta, benzyna oraz olej nie mieszają się z wodą. Natomiast etanol miesza się z wodą.

Wnioski

Budowa związków chemicznych wpływa na ich właściwości. Długie łańcuchy węglowodorów obecne w związkach wchodzących w skład nafty, oleju oraz benzyny warunkują ich hydrofobowy charakter, natomiast obecny w etanolu krótki łańcuch węglowy (składający się dwóch atomów węgla) oraz grupa hydroksylowa, stanowią o charakterze hydrofilowym, a co za tym idzie, powodują, że woda miesza się z etanolem.

RwRcOgp0LD7oU1
Ćwiczenie 9
Podczas wykonywania doświadczenia dla wody z etanolem zaobserwowano zjawisko kontrakcji, czyli zjawisko fizyczne polegające na zmianie objętości roztworu lub mieszaniny na skutek występowania oddziaływań międzycząsteczkowych. Podaj, która grupa obecna w cząsteczce etanolu umożliwiła obserwację opisanego zjawiska. Możliwe odpowiedzi: 1. CH3, 2. CH2, 3. OH
4370Brawo, udało Ci się zaliczyć poziom!Niestety, nie udało Ci się zaliczyć poziomu, spróbuj jeszcze raz.1
Test

Liczba pytań:
4
Limit czasu:
3 min
Twój ostatni wynik:
-

Bibliografia

Dudek–Różycki K., Płotek M., Wichur T., Kompendium terminologii oraz nazewnictwa związków organicznych. Poradnik dla nauczycieli i uczniów, Kraków 2020.

Danikiewicz W., Chemia. Związki organiczne, Podręcznik do liceów i techników. Zakres rozszerzony, Warszawa 2013.

Krzeczkowska M., Loch J., Mizera A., Repetytorium chemia. Liceum – poziom podstawowy i rozszerzony, Warszawa – Bielsko–Biała 2010.

bg‑gray3

Notatnik

RuWwPXsD3ttT1
(Uzupełnij).
Źródło: Gromar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.