Węglowodory

Stanowią one grupę związków organicznych składających się z atomów węgla i wodoru, do których należą alkany, alkeny i alkiny.

Alkany

To węglowodory nasycone, charakteryzujące się występowaniem wiązania pojedynczego pomiędzy atomami węgla. Można ułożyć je w szereg homologiczny (stanowi go taki szereg związków organicznych o zbliżonej budowie i właściwościach, w którym dwa kolejne związki różnią się o jedną grupę CH2. Szereg homologiczny alkanów oraz ich wzory półstrukturalne przedstawiono w Tabeli 1.

Nazwa alkanu

Wzór sumaryczny

Metan

CH4

etan

C2 H6

propan

C3 H8

butan

C4 H10

pentan

C5 H12

heksan

C6H14

heptan

C7 H16

oktan

C8 H18

nonan

C9 H20

dekan

C10 H22

Tabela 1. Szereg homologiczny alkanów

Wzór ogólny alkanów:

CnH2n+2

Własności fizyczne węglowodorów nienasyconych:

  • zawierające od 1 - 4 atomów węgla występują w stanie gazowym
  • zawierające od 5 - 15 atomów węgla występują w stanie ciekłym
  • zawierające od 15 atomów węgla występują w stanie stałym
  • nie rozpuszczają się w wodzie

Własności chemiczne:

Ulegają reakcji spalana w zależności od dostępności tlenu:

  • spalanie całkowite - produktami są CO2 oraz H2O

CH4 + 2O2 = CO2 + 4H2O

  • półspalanie - produktami są CO (tlenek węgla (II)) oraz H2O

2CH4 + 3O2 = 2CO + 4H2O

  • spalanie niecałkowite - produktami są C oraz H2O

CH4 + O2 = C + 2H2O

Własności fizyczne metanu:

  • gaz
  • bezbarwny
  • jest lżejszy niż powietrze
  • bezwonny
  • nierozpuszczalny w wodzie

Własności chemiczne metanu:

  • wybuchowy
  • tworzy mieszankę wybuchowa w powietrzu

Węglowodory nienasycone charakteryzują się posiadaniem wiązań podwójnych, w przypadku alkenów

lub potrójnych - alkinów.

Alkeny

Ich wzór ogólny jest następujący:

CnH2n

Tworzą one szereg homologiczny, który został przedstawiony w Tabeli 2.

Nazwa alkenu

Wzór sumaryczny

Wzór półstrukturalny

Eten

C2H4

CH2=CH2

propen

C3H6

CH2=CH-CH3

Buten

C4H8

CH2=CH-CH2- CH3

Penten

C5H10

CH2=CH-(CH2)2- CH3

Tabela 2. Szereg homologiczny alkenów

Alkiny

Ich wzór ogólny:

CnH2n-2

Podobnie jak dwie poprzednie grupy tworzą szereg homologiczny, który został przedstawiony w Tabeli 3.

Nazwa alkinu

Wzór sumaryczny

Wzór półstrukturalny

Etyn

C2H2

CH≡CH

propyn

C3H4

CH≡C-CH3

Butyn

C4H6

CH≡C-CH2- CH3

Pentyn

C5H8

CH≡C-(CH2)2- CH3

Tabela 3. Szereg homologiczny alkinów

Aldehydy

Aldehydy mają postać cieczy lub ciała stałego, jedynie formaldehyd HCHO (aldehyd mrówkowy) jest gazem. Aldehydy nasycone alifatyczne występują niezbyt często. Niektóre z nich odznaczają przyjemnym zapachem np. anyżowym, waniliowym.

Otrzymywanie

Można otrzymać je przez utlenianie alkoholi.

Zastosowanie:

  • w przemyśle tworzyw sztucznych, barwników
  • w branży spożywczej oraz kosmetycznej jako ingredienty kompozycji zapachowych i aromatów spożywczych
  • garbarstwo (aldehyd glutarowy)
Ketony

Ketony o małej masie cząsteczkowej mają postać cieczy o specyficznym zapachu, są mało toksyczne, rozpuszczają się w wodzie. Występują w przyrodzie bardzo często, np. menton, który wchodzi w skład olejku miętowego.

Zastosowanie

  • używane jako rozpuszczalniki
  • używa się ich jako półproduktów w syntezie organicznej
  • są komponantami kompozycji zapachowych oraz przypraw spożywczych
  • chloro- i bromopochodnych ketonów używa się jako trujących środków