• Thời gian đăng: 18:59:53 PM 05/02/2023
  • 0 bình luận

Hiđrocacbon là gì? Tổng hợp kiến thức về hiđrocacbon

Hiđrocacbon là hợp chất hữu cơ quan trọng cấu tạo lên các chất trong thực phẩm, cơ thể sinh vật và con người. Vậy hiđrocacbon là gì? Có mấy loại hiđrocacbon và những đặc điểm của chúng như thế nào?... Hãy cùng VIETCHEM trả lời những câu hỏi này trong bài viết dưới đây.

I. Hiđrocacbon là chất gì?

1. Định nghĩa

Hiđrocacbon là một loại hợp chất hữu cơ mà trong cấu tạo chỉ bao gồm cacbon (C) và hidro (H). Chúng có thể liên kết với nhau bằng các liên kết đơn, đôi hoặc ba.

2. Phân loại hiđrocacbon

Dựa vào các liên kết các nguyên tử C và H mà Hiđrocacbon thường chia làm 3 loại như sau:

  • Hiđrocacbon no: trong phân tử chỉ có liên kết đơn (C-C), gồm 2 nhóm chính là ankan và cycloankan.
  • Hiđrocacbon không no: Trong phân tử có các liên kết đôi (C=C) hoặc ba (C ≡ C), gồm 3 nhóm chính anken (chứa 1 liên kết đôi), ankadien (chứa 2 liên kết đôi) và ankin (chứa 1 liên kết ba). Điển hình là Anken, Ankin (dùng làm nhựa, cao su).
  • Hiđrocacbon thơm: Các nguyên tử C khép kín tạo thành vòng. Đây là nhóm quan trọng nhất trong ngành dung môi hóa chất (Benzen, Toluen, Xylen).
hidrocacbon-la-gi

Hợp chất Hidrocacbon là gì? 

II. Tìm hiểu về Hiđrocacbon no

Chúng ta cùng tìm hiểu chi tiết hơn về các loại Hiđrocacbon khác nhau. Dưới đây là những đặc điểm nổi bật về Hiđrocacbon no.

1. Tìm hiểu về Ankan

Ankan là các hiđrocacbon không tạo mạch vòng, trong mỗi phân tử chứa số nguyên tử hydro cực đại và không chứa các liên kết đôi. Ankan còn có tên gọi khác là parafin.

- Công thức chung: ???2?+2(?≥1)

- Tên gọi: 

  • Tên thay thế: Số chỉ vị trí nhánh + tên nhánh + mạch nhánh chính + an  (Ví dụ: Metan, Etan, Propan)
  • Tên thông thường: Nếu chỉ có một nhánh duy nhất CH3 ở nguyên tử C số 2 thì thêm tiền tố iso, nếu có 2 nhánh CH3 ở C số 2 thì thêm tiền tố neo.

- Tính chất vật lý của Ankan

  • Ở nhiệt độ thường, 
    • Từ C1 - C4 (Khí): Dùng làm khí đốt, nhiên liệu (Gas, khí thiên nhiên).
    • Từ C5 - C17 (Lỏng): Các loại như n-Hexane, Heptan được dùng làm dung môi trích ly dầu thực vật, dung môi pha keo, và là thành phần chính của xăng dầu.

 

    • Từ C18 trở lên (Rắn): Dùng làm sáp nến, lớp phủ bảo vệ (Parafin rắn).
  • Nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi và khối lượng riêng của Ankan nói chung đều tăng theo số lượng nguyên tử C trong phân tử tức là tăng theo phân tử khối. Ankan nhẹ hơn nước.
  • Ankan không tan trong nước và đều là những chất không màu.
mot-so-hop-chat-ankan

Một số hợp chất của ankan

- Tính chất hóa học của Ankan

  • Phản ứng thế bởi Halogen:

Clo có thể thay thế lần lượt từng nguyên tử H trong phân tử metan. Chú ý: Sản phẩm thế ưu tiên với H ở C bậc cao.

CH4 + Cl2 → CH3Cl + HCl

CH3Cl + Cl2 → CH2Cl2 + HCl

CH2Cl2 + Cl2 → CHCl3 + HCl

CHCl3 + Cl2 → CCl4 + HCl

  • Phản ứng tách.

Tách H2 (để hidro hóa)

Phản ứng cracking (bẻ gãy mạch cacbon)

  • Phản ứng oxi hóa hoàn toàn (phản ứng cháy): CnH2n+2 + (3n+1)/2 O2 → n CO2 + (n+1)H2O

- Điều chế Ankan

Tùy theo điều kiện khác nhau mà ankan được điều chế từ các cách khác nhau như:

  • Phòng thí nghiệm: CnH2n +H2 (Pt, Ni hoặc Pd), nhiệt độ ---> CnH2n+2
  • Trong công nghiệp, metan và các đồng đẳng được tách từ khí thiên nhiên và dầu mỏ.

- Chú ý: 

  • Phân biệt isoankan với isoankyl và neoankal với neoankyl.
  • Isooctan là 2,2,4 - trimetylpentan.

- Ứng dụng: Hidrocacon có C1 đến C20 được ứng dụng làm nhiên liệu, điều chế chất sinh hàn. Nhờ tác dụng của nhiệt và các phản ứng oxi hóa không hoàn toàn tạo thành HCHO, rượu metylic, axit axetic,... Ngoài ra, nhiều ankan còn được dùng làm dung môi hữu cơ và dầu bôi trơn máy.

2. Tìm hiểu về Xicloankan

- Định nghĩa: Xicloankan là những hiđrocacbon no mạch vòng, chỉ chứa liên kết đơn trong phân tử.

- Công thức tổng quát:  CnH2n (n ≥ 3)

Tên gọi của Xicloankan: Tên = số chỉ vị trí nhánh + tên nhánh + xiclo + tên mạch chính + an

- Tính chất hóa học:

  • Phản ứng thế: Khi chiếu sáng hoặc đun nóng, nguyên tử hidro bị thay thế bởi nguyên tử halogen.
phan-ung-the-xicloankan

Phản ứng thế của Xicloankan

  • Phản ứng cháy: 

Phương trình tổng quát: CnH2n + (3n/2)O2 → nCO2 + nH2O

  • Phản ứng cộng 

Ngoài phản ứng trên, Xiclopropan, Xiclobutan còn có phản ứng cộng mở vòng. Riêng Xiclopropan còn phản ứng với dd brom hoặc axit:

phan-ung-cong-xicloankan

Phản ứng cộng mở vòng của Xicloankan

- Điều chế Xicloankan: 

Xicloankan được điều chế bằng phương pháp chưng cất dầu mỏ, khí tự nhiên chưng cất phân đoạn.

Ngoài ra, nó còn có thể điều chế bằng cách H2, đóng vòng ankan.

III. Tổng quan về Hiđrocacbon không no

Hiđrocacbon không no theo định nghĩa chính là hiđrocacbon có chứa ít nhất một liên kết đôi trở lên trong cấu trúc phân tử của nó, tuy nhiên trong phân tử phải không cómạch vòng như hiđrocacbon thơm, mà chỉ có dạng mạch thẳng hoặc phân nhánh.

1. Phân loại Hiđrocacbon không no

Hiđrocacbon không no được phân loại thành 3 nhóm chính dưới đây:

  • Anken: CnH2n với n≥2. Tiêu biểu là Etilen (C2H4), Propilen (C3H6). Dùng để sản xuất nhựa PE, nhựa PP, cồn công nghiệp.
  • Ankadien: CnH2n-2 với n≥3, trong phân tử có hai liên kết đôi. 
  • Ankin: CnH2n-2 với n≥2, trong phân tử có một liên kết ba. Tiêu biểu là Axetilen (C2H2) dùng trong đèn xì hàn cắt kim loại
  • Dạng hỗn hợp của ba dạng trên.

Ngoài ra, một số Hiđrocacbon không no có chứa liên kết đôi, chúng còn chia thành những đồng phân cis-trans (đồng phân hình học) do những nhóm này mỗi một bên của liên kết đôi khác nhau. Chính vì vậy mà khi quay quanh mặt phẳng chứa liên kết đôi thì trở thành các dạng khác nhau.

dong-phan-hinh-hoc-cua-but-2-en

Đồng phân hình học của but-2-en

2. Tính chất hóa học của Hiđrocacbon không no

Những phản ứng đặc trưng của Hiđrocacbon không no gồm:

  • Phản ứng với hidro tạo ra hiđrocacbon no (nếu hidro hóa hoàn toàn):

H2+C3H6→C3H8

2H2+C3H4→C3H8

  • Phản ứng oxi hóa gồm các phản ứng cháy, anđehit hóa, rượu hóa,... 
  • Phản ứng với hidro clorua tạo ra các chất dẫn xuất halogen như:

HCl+C3H6→C3H7Cl

CH≡CH+HCl→CH2=CHCl

  • Phản ứng cháy của Anken: CnH2n+(3n2)O2→nCO2+nH2O
  • Phản ứng cháy của ankadien và ankin: CnH2n-2+((3n-1)/2)O2→nCO2+(n-1)H2O

IV. Tổng quan về Hiđrocacbon thơm

Hiđrocacbon thơm là Hiđrocacbon mà phân tử của nó gồm các nguyên tử cacbon khép kín.

1. Phân loại hidrocacbon thơm

Chúng bao gồm:

  • Benzen (C6H6): Trước đây dùng nhiều nhưng do độc tính cao và nguy cơ gây ung thư, hiện nay bị hạn chế nghiêm ngặt.
  • Toluen (C6H5CH3): Dung môi thay thế tốt cho Benzen, bay hơi nhanh, dùng phổ biến trong pha sơn, keo dán.
  • Xylen (C6H4(CH3)2): Hỗn hợp 3 đồng phân, khả năng hòa tan tốt, dùng trong sản xuất thuốc trừ sâu, in ấn.

2. Tính chất hóa học của hiđrocacbon thơm

Những phản ứng đặc trưng của Hiđrocacbon thơm:

  • Phản ứng thế nguyên tử H của vòng Benzen.
ankylbenzen-phan-ung-voi-brom

Phản ứng của benzen với halogen

benzen-phan-ung-voi-axit-nitric

Benzen tác dụng với axit nitric

  • Phản ứng cộng:
  • Phản ứng oxi hóa không hoàn toàn:
pu-oxi-hoa-khong-hoan-toan

Phản ứng Toluen với KMnO4

 

  • Phản ứng cháy:  CnH2n-6 + (3n-3)/2 O2 → nCO2 + (n-3)H2O

Hiđrocacbon thơm, đặc biệt là Benzen và toluen là những nguyên liệu rất quan trọng được sử dụng nhiều trong công nghiệp hóa học. Việc sản xuất benzen, toluen hiện nay chủ yếu vẫn từ nhựa và than đá hoặc từ sản phẩm đề hidro đóng vòng hexan, heptan tương ứng.

Trên đây là những thông tin cơ bản về Hiđrocacbon. Nếu có bất cứ thắc mắc nào bạn có thể liên hệ với chúng tôi trong thanh chat phía cuối màn hình hoặc tham khảo thêm những bài viết trên vietchem.com.vn.

Bài viết liên quan

Công Thức Tính Hiệu Suất Phản Ứng: Hướng Dẫn Chi Tiết

Hiệu suất phản ứng không chỉ là một con số khô khan trong các bài kiểm tra hóa học, mà nó chính là "chìa khóa vàng" quyết định trực tiếp đến lợi nhuận, chi phí và sự thành công trong quy trình sản xuất hóa chất công nghiệp.

0

Xem thêm

Chất Xúc Tác Là Gì? Phân Loại, Cơ Chế Và Ứng Dụng Thực Tiễn | Vietchem

Trong sản xuất công nghiệp, thời gian là tiền bạc. Để tối ưu hóa hiệu suất, chất xúc tác (catalyst) đóng vai trò là 'người dẫn đường' then chốt. Từ công nghệ lọc hóa dầu đến sản xuất dược phẩm, việc hiểu rõ chất xúc tác là gì và cơ chế vận hành của chúng không chỉ giúp nâng cao sản lượng mà còn là chìa khóa để tiết kiệm năng lượng bền vững.

0

Xem thêm

Băng Cháy Là Gì?

Trong bối cảnh các nguồn năng lượng hóa thạch truyền thống như dầu mỏ và than đá đang dần cạn kiệt, nhân loại đang ráo riết tìm kiếm những giải pháp thay thế bền vững. Băng cháy không chỉ là một hiện tượng địa chất mà còn là bài toán hóa lý phức tạp thách thức mọi công nghệ khai thác hiện nay.

0

Xem thêm

Vôi Bột Là Gì? Tác Dụng, Giá Cả & Cách Sử Dụng Hiệu Quả

Vôi bột là một trong những vật liệu "kinh điển" nhất. Dù công nghệ hóa học phát triển vượt bậc, bột vôi vẫn giữ vai trò không thể thay thế nhờ tính đa năng và chi phí thấp. Từ việc cải tạo đất nông nghiệp, xử lý nước thải công nghiệp đến khử trùng chuồng trại, vôi bột chính là giải pháp tối ưu nếu bạn hiểu rõ bản chất hóa học và cách vận hành của nó. Cùng VIETCHEM tìm hiểu qua bài viết dưới đây nhé.

0

Xem thêm

Gửi bình luận mới

Gửi bình luận

Hỗ trợ

HÓA CHẤT & THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM
MIỀN BẮC

MIỀN BẮC

Hóa chất & Thiết bị thí nghiệm

0826 020 020

MIỀN TRUNG

MIỀN TRUNG

Hóa chất & Thiết bị thí nghiệm

0826 020 020

MIỀN NAM

MIỀN NAM

Hóa chất thí nghiệm

0825 250 050

MIỀN NAM

MIỀN NAM

Thiết bị thí nghiệm

0939 154 554

HÓA CHẤT CÔNG NGHIỆP TẠI HÀ NỘI & CÁC TỈNH MIỀN BẮC
Đinh Phương Thảo

Đinh Phương Thảo

Giám đốc kinh doanh

0963 029 988

Phan Thị Bừng

Phan Thị Bừng

Hóa Chất Công Nghiệp

0989 301 566

HÓA CHẤT CÔNG NGHIỆP TẠI HỒ CHÍ MINH & CÁC TỈNH MIỀN NAM
Hồ Thị Hoài Thương

Hồ Thị Hoài Thương

Hóa chất và Thiết bị thí nghiệm

096 7609897

Nguyễn Ngân

Nguyễn Ngân

Hóa Chất Công Nghiệp

0981 848 987

HÓA CHẤT CÔNG NGHIỆP TẠI CẦN THƠ & CÁC TỈNH MIỀN TÂY
Trần Sĩ Khoa

Trần Sĩ Khoa

Hóa Chất Công Nghiệp

0888 851 648

Mai Văn Đền

Mai Văn Đền

Hóa Chất Công Nghiệp

0888 337 431

HÓA CHẤT CÔNG NGHIỆP TẠI ĐÀ NẴNG & CÁC TỈNH MIỀN TRUNG
Phạm Văn Trung

Phạm Văn Trung

Hóa Chất Công Nghiệp

0918 986 544 0328.522.089

Kiều Nhật Linh

Kiều Nhật Linh

Hóa Chất Công Nghiệp

0325909968

Hà Nội - Ms. Đinh Thảo : 0963029988 Hà Nội - Ms. Phương Hoa : 0904338331 HCM : 0826050050 Cần Thơ : 0971252929 Đà Nẵng : 0918986544