Alkeni su vrijedne "prijelazne" tvari. Uz njihovu pomoć možete dobiti alkane, alkine, derivate halogena, alkohole, polimere i druge. Glavni problem nezasićenih ugljikovodika je njihova gotovo potpuna odsutnost u prirodi; većinom se tvari ove serije rudare u laboratoriju kemijskom sintezom. Da biste razumjeli značajke reakcija za dobivanje alkena, morate razumjeti njihovu strukturu.
Što su alkeni?
Alkeni su organske tvari koje se sastoje od atoma ugljika i vodika. Značajka ove serije su dvostruke kovalentne veze: sigma i pi. Oni određuju kemijska i fizikalna svojstva tvari. Njihovo talište je niže od tališta odgovarajućih alkana. Također, alkeni se od ove "osnovne" serije ugljikovodika razlikuju po prisutnosti reakcije adicije, koja nastaje prekidom pi veze. Karakteriziraju ih četiri vrste izomerizma:
- prema položaju dvostruke veze;
- za promjene u karbonskom kosturu;
- međuklasa (s cikloalkanima);
- geometrijski (cis- i trans-).
Drugi naziv za ovoniz tvari – olefina. To je zbog njihove sličnosti s polihidričnim karboksilnim kiselinama, koje u svom sastavu imaju dvostruku vezu. Nomenklatura alkena razlikuje se po tome što je prvi atom u ugljikovom lancu određen postavljanjem višestruke veze, čiji je položaj također naznačen u nazivu tvari.
Krekiranje je glavni način ekstrakcije alkena
Pukanje je vrsta rafiniranja ulja na visokim temperaturama. Glavni cilj ovog procesa je ekstrakcija tvari niže molekularne mase. Krekiranje za proizvodnju alkena događa se tijekom razgradnje alkana, koji su dio naftnih derivata. To se događa na temperaturama od 400 do 700 °C. U tijeku ove reakcije za dobivanje alkena, osim tvari koja je bila svrha njezine provedbe, nastaje i alkan. Ukupan broj ugljikovih atoma prije i poslije reakcije je isti.
Druge industrijske metode za dobivanje alkena
Ne možete nastaviti govoriti o alkenima bez spominjanja reakcije dehidrogenacije. Za njegovu provedbu uzima se alkan u kojem se može formirati dvostruka veza nakon eliminacije dva atoma vodika. Odnosno, metan neće ući u ovu reakciju. Stoga brojni alkeni polaze od etilena. Posebni uvjeti za reakciju su povišena temperatura i katalizator. Nikal ili krom (III) oksid može djelovati kao potonji. Rezultat reakcije bit će alken s odgovarajućim brojem ugljikovih atoma i bezbojni plin (vodik).
Druga industrijska metoda za dobivanje tvari ove serije je hidrogenacija alkina. Ova reakcija za dobivanje alkena odvija se na povišenim temperaturama i uz sudjelovanje katalizatora (nikl ili platina). Mehanizam hidrogenacije temelji se na prekidu jedne od dvije pi veze datog alkina, nakon čega se atomi vodika dodaju na mjesta uništenja.
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: vodik 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. Na mjestu razdvajanja hidroksilne skupine i vodika stvorit će se dvostruka veza. Rezultat reakcije bit će 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 s nemetalnim elementima sedme skupine (fluor, brom, klor, jod). Provedba mehanizma reakcije, kao iu prethodnom slučaju, odvija se prema praviluZaitsev. Katalitički uvjeti su alkoholna otopina i povišena temperatura. Nakon reakcije nastaje alken, sol elementa alkalnog metala i halogen, voda.
Druga metoda je vrlo slična prethodnoj. Provodi se pomoću alkana, koji u svom sastavu ima dva halogena. Na takvu tvar djeluje aktivni metal (cink ili magnezij) u prisutnosti otopine alkohola i povišene temperature. Reakcija će se odvijati samo ako se vodik zamijeni halogenom na dva susjedna ugljikova atoma, ako uvjet nije ispunjen, tada se ne stvara dvostruka veza.
Zašto uzimati cink i magnezij? Tijekom reakcije dolazi do oksidacije metala koji može donirati dva elektrona, a dva halogena se eliminiraju. Ako uzmete alkalne elemente, oni će reagirati s vodom, koja je dio otopine alkohola. Što se tiče metala koji su nakon magnezija i cinka u seriji Beketov, oni će biti preslabi.
