07. Алканы. Методы получения. Применение

На уроке будет рассмотрена тема «Алканы. Методы получения. Применение». Эта тема входит в школьный курс химии за 10 класс. В ходе занятия вы получите новую информацию об алканах, узнаете о том, какие методы получения и выделения алканов существуют в наше время и как применяют алканы.

До настоящего времени алканы в основном не получают, а выделяют из природного сырья: природного газа, нефти, каменного угля. Алканы являются основными компонентами природного газа, нефти, каменного угля. В промышленности алканы выделяют из природных источников. Эти источники все ещё считаются почти неисчерпаемыми. Но было время, когда необходимо было синтезировать алканы. Например, процесс Фишера-Тропша (1) был разработан в 20-е гг. ХХ в. в Германии в связи с дефицитом бензина. Сейчас этот метод не используется.

Метан и другие газообразные алканы образуются при разложении остатков растительных и животных организмов без доступа воздуха. Разработан способ проведения этого процесса искусственно – в специальных баках (рис. 1).

Образующийся газ, состоящий на из метана, называют биогазом. Для получения синтез-газа из метана используют два процесса, протекающие при  и в присутствии катализаторов .

1. Декарбоксилирование солей карбоновых кислот.

Соли карбоновых кислот смешивают с твёрдыми щелочами и сильно нагревают (сплавляют). При этом выделяется углеводород, который содержит на один атом углерода меньше, чем исходная соль.

2. Гидролиз карбида алюминия.

При взаимодействии карбида алюминия с водой образуется метан.

3. Реакция Вюрца.

При нагревании галогеналканов с натрием образуются алканы, содержащие в два раза больше атомов углерода, чем исходный галогеналкан. Эту реакцию используют для получения углеводородов с более длинной углеродной цепью.

1. Энергоносители (топливо). Алканы нефти и природного газа используются как энергоносители. Они являются топливом для транспорта, для тепловых электростанций (рис. 2). Кроме того, лёгкие алканы используются и как бытовое топливо (рис. 3).

Из алканов нефти и природного газа получают алкены, ароматические углеводороды, сажу как наполнитель для резины (рис. 4). Из алканов получают синтетические моющие средства, галогеналканы, ацетилен, метанол и т. д.

3. Жидкие алканы служат растворителями, входят в состав смазочных масел, смесь твёрдых алканов – парафин используется при производстве свечей (рис. 5).

Добыча и производство алканов в промышленных масштабах является не только положительным процессом, но и это приводит к некоторым экологическим проблемам.

Метан, например, является 3-м по значимости парниковым газом, т. е. газом, который, накапливаясь в атмосфере Земли, усиливает парниковый эффект. Вклад его в парниковый эффект заметен. Из-за парникового эффекта метана необходимо изучать его вклад в этот процесс для возможного прогнозирования климата.

Подведение итога урока

На уроке была рассмотрена тема: «Алканы. Методы получения. Применение». В ходе занятия вы получили новую информацию об алканах, узнали о том, какие методы получения и выделения алканов существуют в наше время и как применяют алканы.

Список литературы

1. Рудзитис Г. Е. Химия. Основы общей химии. 10 класс: учебник для общеобразовательных учреждений: базовый уровень / Г. Е. Рудзитис, Ф. Г. Фельдман. – 14-е издание. – М.: Просвещение, 2012.

2. Химия. 10 класс. Профильный уровень: учеб. для общеобразоват. учреждений / В. В. Еремин, Н. Е. Кузьменко, В. В. Лунин и др. – М.: Дрофа, 2008. – 463 с.

3. Химия. 11 класс. Профильный уровень: учеб. для общеобразоват. учреждений / В. В. Еремин, Н. Е. Кузьменко, В. В. Лунин и др. – М.: Дрофа, 2010. – 462 с.

4. Хомченко Г. П., Хомченко И. Г. Сборник задач по химии для поступающих в вузы. – 4-е изд. – М.: РИА «Новая волна»: Издатель Умеренков, 2012. – 278 с.

Полезные ссылки

1. Интернет-портал «Химик».

Проверь себя

1. № 4, 5 (с. 23) Рудзитис Г. Е., Фельдман Ф. Г. Химия: Органическая химия. 10 класс: учебник для общеобразовательных учреждений: базовый уровень / Г. Е. Рудзитис, Ф. Г. Фельдман. – 14-е издание. – М.: Просвещение, 2012.

2. Какое применение находят жидкие алканы?

3. Почему получение алканов представляет угрозу экологии?