Alkeni su vrijedne "prijelazne" supstance. Uz njihovu pomoć možete dobiti alkane, alkine, derivate halogena, alkohole, polimere i druge. Glavni problem nezasićenih ugljovodonika je njihova skoro potpuna odsutnost u prirodi; uglavnom se tvari ove serije rudare u laboratoriju kemijskom sintezom. Da biste razumjeli karakteristike reakcija za dobijanje alkena, morate razumjeti njihovu strukturu.
Šta su alkeni?
Alkeni su organske supstance koje se sastoje od atoma ugljenika i vodonika. Karakteristika ove serije su dvostruke kovalentne veze: sigma i pi. Oni određuju hemijska i fizička svojstva supstanci. Njihova tačka topljenja je niža od one odgovarajućih alkana. Takođe, alkeni se razlikuju od ove "osnovne" serije ugljovodonika po prisustvu reakcije adicije, koja nastaje prekidom pi veze. Karakteriziraju ih četiri tipa izomerizma:
- prema poziciji dvostruke veze;
- za promjene u karbonskom skeletu;
- međuklasa (sa cikloalkanima);
- geometrijski (cis- i trans-).
Drugi naziv za ovoniz supstanci - olefina. To je zbog njihove sličnosti s polihidričnim karboksilnim kiselinama, koje u svom sastavu imaju dvostruku vezu. Nomenklatura alkena se razlikuje po tome što je prvi atom u ugljikovom lancu određen postavljanjem višestruke veze, čiji je položaj također naznačen u nazivu supstance.
Krekovanje je glavni način ekstrakcije alkena
Krekiranje je vrsta rafinacije ulja na visokim temperaturama. Glavni cilj ovog procesa je ekstrakcija supstanci niže molekularne težine. Krekiranje za proizvodnju alkena nastaje prilikom razgradnje alkana, koji su dio naftnih derivata. To se dešava na temperaturama od 400 do 700 °C. U toku ove reakcije za dobijanje alkena, pored supstance koja je bila svrha njenog sprovođenja, nastaje i alkan. Ukupan broj atoma ugljika prije i poslije reakcije je isti.
Druge industrijske metode za dobijanje alkena
Ne možete nastaviti govoriti o alkenima bez spominjanja reakcije dehidrogenacije. Za njegovu implementaciju uzima se alkan u kojem se može formirati dvostruka veza nakon eliminacije dva atoma vodika. Odnosno, metan neće ući u ovu reakciju. Stoga, određeni broj alkena počinje od etilena. Posebni uslovi za reakciju su povišena temperatura i katalizator. Nikl ili krom (III) oksid može djelovati kao potonji. Rezultat reakcije će biti alken s odgovarajućim brojem atoma ugljika i bezbojni plin (vodik).
Još jedna industrijska metoda za dobijanje supstanci ove serije je hidrogenacija alkina. Ova reakcija za dobijanje alkena odvija se na povišenim temperaturama i uz učešće katalizatora (nikl ili platina). Mehanizam hidrogenacije se zasniva na prekidu jedne od dvije pi veze datog alkina, nakon čega se atomi vodonika dodaju na mjesta destrukcije.
Laboratorijska metoda korištenjem alkohola
Jedan od najjednostavnijih i najjeftinijih načina je intramolekularna dehidracija, odnosno eliminacija vode. Prilikom pisanja jednadžbe reakcije, vrijedi zapamtiti da će se ona provoditi prema pravilu Zaitseva: vodonik će se odvojiti od najmanje hidrogeniranog atoma ugljika. Temperatura mora biti iznad 150°C. Kao katalizator morate koristiti tvari s higroskopnim svojstvima (sposobne povući vlagu), na primjer, sumpornu kiselinu. Dvostruka veza će se formirati na mestu razdvajanja hidroksilne grupe i vodonika. Rezultat reakcije će biti odgovarajući alken i jedna molekula vode.
Laboratorijski bazirani halo derivati
Postoje još dvije laboratorijske metode. Prvi je djelovanje alkalne otopine na derivate alkana, koji u svom sastavu imaju jedan atom halogena. Ova metoda se zove dehidrohalogenacija, odnosno eliminacija vodikovih spojeva sa nemetalnim elementima sedme grupe (fluor, brom, hlor, jod). Implementacija mehanizma reakcije, kao iu prethodnom slučaju, odvija se po praviluZaitsev. Katalitički uslovi su alkoholna otopina i povišena temperatura. Nakon reakcije nastaje alken, sol elementa alkalnog metala i halogen, voda.
Druga metoda je vrlo slična prethodnoj. Izvodi se pomoću alkana, koji u svom sastavu ima dva halogena. Na takvu supstancu djeluje aktivni metal (cink ili magnezij) u prisustvu otopine alkohola i povišene temperature. Reakcija će se odvijati samo ako je vodonik zamijenjen halogenom na dva susjedna atoma ugljika, ako uvjet nije ispunjen, tada se ne formira dvostruka veza.
Zašto uzimati cink i magnezijum? Tokom reakcije dolazi do oksidacije metala koji može donirati dva elektrona, a dva halogena se eliminišu. Ako uzmete alkalne elemente, oni će reagirati s vodom, koja je dio otopine alkohola. Što se tiče metala koji su posle magnezijuma i cinka u seriji Beketov, oni će biti preslabi.
