アルカンの調製

化学の主要分野の 1 つは有機化学で、主に共有結合と炭素原子を含む有機化合物の構造、特性、および反応を中心に展開します。

炭化水素は、水素と炭素の 2 種類の原子を構成する有機化合物です。これらの化合物は一般に無色で、弱いにおいがあります。古代の化学者は、炭化水素を芳香族または脂肪族と表現しています。炭化水素を調製する方法はいくつかあります。

炭化水素とは?

前述したように、炭化水素は、水素と炭素と呼ばれる必須原子から構成される有機化合物です。通常、これらは無色の気体で、ほとんど臭いがありません。

炭化水素は、その種類に基づいて、単純な構造または複雑な構造を持つ場合があります。日常生活において、炭化水素は重要な役割を果たしており、その研究は、その官能基の特性と準備に関する深い洞察を提供します。

炭化水素は 6 つのカテゴリーに分類できます。これらには、飽和炭化水素、不飽和炭化水素、シクロアルカン、芳香族炭化水素、脂肪族炭化水素、および脂環式炭化水素が含まれます。

アルカンとは?

アルカンは、単結合の水素と炭素単位を持つ有機化合物と言えます。 CnH2n+2 はアルカンの式です。

アルカンは、シクロアルカン、分岐アルカン、鎖状アルカンの 3 つの主要なグループにさらに分類できます。

アルカンの調製

アルカンは飽和炭化水素です。それらの炭素原子は、シグマ結合のみで異なる炭素原子のセットに密接に結合します。

アルカンでは、C1 から C4 までの最初の 4 つのメンバーは気体であり、C5 から C17 までは液体です。対照的に、18以上のものはソリッドです。

色やにおいがなく、さまざまな技術を使用していくつかの産業で製造されています。

不飽和炭化水素からのアルカンの調製

アルカンを調製するさまざまな方法を見てみましょう:-

アルケンとアルキンから

水素化と呼ばれるプロセスを使用して、アルケンとアルキンからアルカンを調製します。二水素ガスは、アルキンおよびアルケンと混合されて、パラジウムやニッケルなどの触媒になり、アルカンを形成します。

ニッケルの存在下では、温度が上昇して反応が起こります。一方、パラジウムの場合、反応は室温で起こります。

ハロゲン化アルキルからのアルカンの調製

ハロゲン化アルキルからアルカンを調製するには 2 つの方法があります。それらは次のとおりです。

CH3Cl + H2 (Zn,H+)→ CH4 +HCl

2. ハロゲン化アルキルを介してアルカンを調製する別の方法は、ウルツ反応と呼ばれます。ハロゲン化アルキルを乾燥エーテル中でナトリウム金属で処理すると、アルカンの生成が高くなります。炭素数が偶数の場合、反応により高級アルカンが得られます。

これの化学式は次のとおりです:

CH3-Br + 2Na + BrCH3 → CH3-CH3 + 2NaBr.

カルボン酸からのアルカンの調製

次の 2 つの方法で、カルボン酸からアルカンを調製できます。

これの化学式は次のとおりです:

2. Kolbe の電解法では、カルボン酸ナトリウムのカリウム塩を電気分解してアルカンを生成します。この反応は、ルドルフ・シュミットとヘルマン・コルベにちなんで名付けられました。

これの化学式は次のとおりです:

2CH3COO–Na+ + 2H2O → CH3 –Ch3 + 2CO2 + H2 + 2NaOH .

酢酸ナトリウム

クレメンセン還元

クレメンセン還元は、亜鉛アマルガムと塩酸を使用して、ケトンまたはアルデヒドをアルカンに還元するために使用される反応です。この反応の名前は、デンマークの化学者である Erik Christian Clemmensen に由来します。

結論

炭化水素は、水素と炭素と呼ばれる必須原子から構成される有機化合物です。一方、アルカンは、単結合の水素と炭素化合物を持ち、化学式 CnH2n+2 を持つ有機化合物です。さらに、アルカンとシクロアルカン、分岐アルカン、鎖状アルカンに分けることができます。ここでは、炭化水素 - アルカンの調製について説明しました。

水素化により、アルケンとアルキンからアルカンを調製できます。ハロゲン化アルキルを介してアルカンを調製するには、2 つの方法があります。まず、希塩酸と亜鉛で還元します。もう一つは、ウルツ反応と呼ばれるものです。また、カルボン酸からのアルカンの調製についても説明し、クレメンセン還元についても簡単に説明しました。