alİfatİk bİleŞİklerİn Özellİklerİ-1
TRANSCRIPT
T.CMİLLİ EĞİTİM BAKANLIĞI
MEGEP(MESLEKÎ EĞİTİM VE ÖĞRETİM SİSTEMİNİN GÜÇLENDİRİLMESİ
PROJESİ)
KİMYA TEKNOLOJİSİ
ALİFATİK BİLEŞİKLERİN ÖZELLİKLERİ-1
ANKARA 2008
Milli Eğitim Bakanlığı tarafından geliştirilen modüller;
Talim ve Terbiye Kurulu Başkanlığının 02.06.2006 tarih ve 269 sayılı Kararı ileonaylanan, Mesleki ve Teknik Eğitim Okul ve Kurumlarında kademeli olarakyaygınlaştırılan 42 alan ve 192 dala ait çerçeve öğretim programlarındaamaçlanan mesleki yeterlikleri kazandırmaya yönelik geliştirilmiş öğretimmateryalleridir (Ders Notlarıdır).
Modüller, bireylere mesleki yeterlik kazandırmak ve bireysel öğrenmeyerehberlik etmek amacıyla öğrenme materyali olarak hazırlanmış, denenmek vegeliştirilmek üzere Mesleki ve Teknik Eğitim Okul ve Kurumlarındauygulanmaya başlanmıştır.
Modüller teknolojik gelişmelere paralel olarak, amaçlanan yeterliğikazandırmak koşulu ile eğitim öğretim sırasında geliştirilebilir ve yapılmasıönerilen değişiklikler Bakanlıkta ilgili birime bildirilir.
Örgün ve yaygın eğitim kurumları, işletmeler ve kendi kendine mesleki yeterlikkazanmak isteyen bireyler modüllere internet üzerinden ulaşabilirler.
Basılmış modüller, eğitim kurumlarında öğrencilere ücretsiz olarak dağıtılır.
Modüller hiçbir şekilde ticari amaçla kullanılamaz ve ücret karşılığındasatılamaz.
ii
AÇIKLAMALAR .................................................................................................................... vGİRİŞ .......................................................................................................................................1ÖĞRENME FAALİYETİ-1 .....................................................................................................31. ALKANLAR (PARAFİNLER ............................................................................................ 3
1.1. Alkanların Adlandırılması............................................................................................. 81.1.1. Alkanlarda İzomeri ................................................................................................ 81.1.2. İzomerlerin ve Karışık Moleküllülerin Adlandırılması .......................................111.1.3. Sikloalkanların Adlandırılması ............................................................................14
1.2. Alkanların Elde Ediliş Yöntemleri..............................................................................161.2.1. Wurtz (Vürtz) Sentezi.......................................................................................... 161.2.2. Gignard Sentezi ...................................................................................................171.2.3. Kolbe Sentezi.......................................................................................................181.2.4. Organik Asit Tuzlarından .................................................................................... 191.2.5. Doymamış Hidrokarbonlardan ............................................................................201.2.6. Alkil Halojenürlerin İndirgenmesinden............................................................... 201.2.7. Fischer-Tropsch Yöntemi .................................................................................... 21
1.3. Alkanların Özellikleri .................................................................................................211.3.1. Fiziksel Özellikleri............................................................................................... 211.3.2. Alkanların Kimyasal Özellikleri..........................................................................22
1.4. Petrolün Oluşumu ve Kullanıldığı Yerler ...................................................................231.5. Metan (CH4)................................................................................................................27
1.5.1. Metanın Eldesi .....................................................................................................291.5.2. Metanın Türevleri ................................................................................................ 30
UYGULAMA FAALİYETİ .............................................................................................. 31ÖLÇME VE DEĞERLENDİRME .................................................................................... 35
ÖĞRENME FAALİYETİ-2 ...................................................................................................382. ALKENLER (OLEFİNLER) ............................................................................................. 38
2.1. Alkenlerin Adlandırılması........................................................................................... 392.1.1. Sikloalkenlerin Adlandırılması ............................................................................43
2.2. Alkenlerin Elde Ediliş Yöntemleri..............................................................................442.2.1. Monoalkollerden Su Çekilmesi (Dehidratasyon) ................................................442.2.2. Alkil Halojenürlerden Hidrohalojenür Çekilmesi (Dehidrohalojenasyon) ..........452.2.3. Alkanların Eliminasyon (Ayrılma) Reaksiyonundan ..........................................452.2.4. Komşulu Alkil Halojenürlerin Çinko Tozu ile Isıtılmasından............................. 462.2.5. Alkinlerin Hidrojen ile İndirgenmesinden........................................................... 46
2.3. Alkenlerin Özellikleri .................................................................................................462.3.1. Fiziksel Özellikler................................................................................................ 462.3.2. Kimyasal Özellikler ............................................................................................. 47
2.4. Etilen (CH2 = CH2).....................................................................................................572.4.1. Etilenin Eldesi......................................................................................................572.4.2. Fiziksel Özellikleri............................................................................................... 582.4.3. Kimyasal Özellikleri ............................................................................................ 58
2.5. Alkadienler.................................................................................................................. 612.5.1. Bütadien...............................................................................................................622.5.2. Doğal Kauçuk ......................................................................................................63
İÇİNDEKİLER
iii
2.5.3. Yapay Kauçuklar .................................................................................................64UYGULAMA FAALİYETİ .............................................................................................. 67ÖLÇME VE DEĞERLENDİRME .................................................................................... 70
ÖĞRENME FAALİYETİ-3 ...................................................................................................753. ALKİNLER (ASETİLENLER).......................................................................................... 75
3.1. Genel Bilgi .................................................................................................................. 753.2. Adlandırılması.............................................................................................................75
3.2.1. Sikloalkinlerin Adlandırılması.............................................................................773.3. Elde Ediliş Yöntemleri................................................................................................ 77
3.3.1. 1,1 ve 1,2 Dihalojen Alkanlardan .......................................................................773.3.2. Komşulu Tetra Halojenürlerin Çinko ile Isıtılmasından......................................783.3.3. Asetilenin Alkillenmesi Yoluyla .........................................................................793.3.4. Asidik Alkinlerin Katalitik Oksidasyonu Yoluyla...............................................79
3.4. Alkinlerin Özellikleri ..................................................................................................803.4.1. Fiziksel Özellikleri............................................................................................... 803.4.2. Kimyasal Özellikleri ............................................................................................ 80
3.5. Asetilen (H2C = CH2) ................................................................................................ 883.5.1. Asetilenin Eldesi..................................................................................................883.5.2. Fiziksel Özellikleri............................................................................................... 893.5.3. Kimyasal Özellikleri ............................................................................................ 89
UYGULAMA FAALİYETİ .............................................................................................. 93ÖLÇME VE DEĞERLENDİRME .................................................................................... 97
ÖĞRENME FAALİYETİ 4 .................................................................................................1014. ALKOLLER..................................................................................................................... 101
4.1. Alkollerin Sınıflandırılması ...................................................................................... 1024.1.1. Monoalkoller .....................................................................................................1024.1.2. Polialkoller (Polioller) ...................................................................................... 103
4.2. Alkollerin Adlandırılması ......................................................................................... 1034.2.1. Özel Adlandırılması........................................................................................... 1034.2.2. IUPAC Kuralına Göre Adlandırılması .............................................................. 1044.2.3. Karbinole Göre Türeterek Adlandırma.............................................................. 104
4.3. Elde Ediliş Yöntemleri.............................................................................................. 1064.3.1. Karbonil Bileşiklerinin İndirgenmesinden......................................................... 1064.3.2. Alkil Halojenürlerin Alkali Hidroksitlerle Hidrolizlenmesinden ...................... 108
4.3.3. Alkenlere Kuvvetli Asitlerin Katalizörlüğünde Su Katılması Yoluyla.................. 1094.3.4. Gignard Bileşiklerinden..................................................................................... 1094.3.5. Alkil Halojenürlerin Gümüş Oksitle (Ag2O) Reaksiyonuyla ............................ 1104.3.6. Esterlerin NaOH veya KOH ile Hidrolizinden .................................................. 1114.3.7. Organik Asitlerin Hidrojenle İndirgenmesinden ...............................................111
4.4. Alkollerin Özellikleri ................................................................................................ 1114.4.1. Fiziksel Özellikleri............................................................................................. 1114.4.2. Alkolün Kimyasal Özellikleri............................................................................113
4.5. Metanol / Metil Alkol Karbinol (CH3OH) ................................................................ 1184.5.1. Metil Alkolün Teknikte Eldesi ..........................................................................1194.5.2. Kimyasal Özellikleri .......................................................................................... 1194.5.3. Kullanıldığı Yerler............................................................................................. 119
4.6. Etanol / Etil Alkol (C2H5OH) .................................................................................. 119
iv
4.6.1. Etil Alkolün Eldesi ............................................................................................ 1204.6.2. Etil Alkolün Kullanıldığı Yerler ........................................................................121
4.7. Glikol / Etandiol (C2H4 (OH)2).................................................................................. 1214.8. Gliserin / Gliserol / 1,2,3-Propan Triol (C3H5 (OH)3) ...............................................123
4.8.1. Gliserinin Eldesi ................................................................................................ 123UYGULAMA FAALİYETİ ............................................................................................ 125ÖLÇME VE DEĞERLENDİRME .................................................................................. 130
MODÜL DEĞERLENDİRME ............................................................................................ 133CEVAP ANAHTARLARI ...................................................................................................139KAYNAKÇA....................................................................................................................... 142
v
AÇIKLAMALAR
KOD 524KI0159
ALAN Kimya Teknolojisi
DAL Lastik Üretimi
MODÜLÜN ADI Alifatik Bileşiklerin Özellikleri 1
MODÜLÜN TANIMIAlkanlar, alkenler, alkinler ve alkoller ile ilgili bilgilerinverildiği öğrenme materyalidir.
SÜRE 40/32
ÖN KOŞULOrganik Bileşiklerin Nitel Ve Nicel Analizi modülünübaşarmış olmak
YETERLİK Alifatik bileşiklerin özelliklerini incelemek.
MODÜLÜN AMACI
Genel AmaçGerekli ortam sağlandığında, kuralına uygun olarak alifatikbileşiklerin özelliklerini inceleyebileceksiniz.Amaçlar:Gerekli ortam sağlandığında, kuralına uygun olarak;
1. Alkan elde edebileceksiniz.2. Alken elde edebileceksiniz.3. Alkin elde edebileceksiniz.4. Alkol elde edebileceksiniz.
EĞİTİM ÖĞRETİMORTAMLARI VEDONANIMLARI
Ortam: Sınıf, atölye, laboratuvar, işletme, kütüphane, ev,bilgi teknolojileri ortamı (İnternet) vb, kendi kendinize veyagupla çalışabileceğiniz tüm ortamlar.Donanım: Projeksiyon, bilgisayar, DVD çalar, televizyon,deney tüpü, lastik tıpa, bunzen beki, kıskaç, tel kafes, plastikhortum, cam balon, destek çubuğu, beher, cam çubuk,termometre, cam boru, üç ayak, mezür, ayırma hunisi, gaztoplama şişesi, su banyosu, pipet, puar, saat
ÖLÇME VEDEĞERLENDİRME
Modülün içinde yer alan herhangi bir öğrenme faaliyetindensonra, verilen ölçme araçları ile kendi kendinizideğerlendireceksiniz.Modül sonunda, teorik ve pratik performansınız, modüluygulaması ile kazandığnğz bilgi ve beceriler, öğretmeniniztarafından çeşitli ölçme teknikleri kullanarakdeğerlendirilecektir.
AÇIKLAMALAR
1
o GİRİŞ
GİRİŞ
Sevgili Öğrenci,
Hepimizin çok iyi bildiği meşhur bir bilmeceyi ve yanıtını hatırlayalım:“Çarşıdan aldım bir tane, eve geldim bin tane!” (Yanıt: Nar).
İşte, tam da bu tanıma uyan ve aslında başlangıçta tek bir madde iken binlerce, hattamilyonlarca çeşide dönüşebilen organik bir maddeyi tanıyalım: PETROL.
Esasen, işlenmezden önce sadece yakıt olarak kullanılabilen petrol, günümüz tekno-lojisinin de yardımıyla insanoğlunun günlük yaşantısında, zengin ürün yelpazesi ileneredeyse sınırsız bir çeşitlilik içinde yer almıştır. Bugün için petrol, yalnızca ulaştırmaendüstrisinin can damarını teşkil eden hayati bir unsur olmakla kalmayıp,
Üzerimize giydiğimiz kıyafetlerden (yağmurluk, eldiven, çizme vs.), hemen her günkullandığımız temizlik malzemelerine (deterjanlar, yağ çözücüler vs.)
Mutfak gereçlerinden (plâstikten yapılmış tek kullanımlık çatal, bıçak, tabak, petbardak, saklama kapları vs.), evlerimizin inşaatında ve yalıtımında kullanılan çeşitli yapımalzemelerine (hortum, PVC kapı ve pencere sistemleri, plastik su ve elektrik tesisatıboruları, conta vs.)
Tıp dünyasının keşfi olan son derece değerli ilaç ve sağlık gereçlerinden kozmetiksektörü ürünlerine
Verimi artırmak üzere tarım alanında başvurulan sentetik gübrelerden, sokaklarımızınasfaltlanmasına kadar, kısacası modern insanın tüm yaşamsal alanlarının vazgeçilmezi hâlinegelmiştir.
Bu modülü başarı ile bitirdiğinizde;
İçinde yaşadığımız dünyadaki ihtiyaçlarımızın büyük bir kısmının bir tek kaynaktankarşılandığını keşfedeceksiniz.
Günlük kullanımlarınızdaki madde ve materyallerin aslında kimya ile ne kadar iç içeolduğu bilinciyle, hayata ve çevrenize daha farklı bir gözle bakmasını öğrenecek,dolayısıyla bu bilimin pratik yaşantınız için ne denli önemli olduğunu kavrayacaksınız.
GİRİŞ
2
3
ÖĞRENME FAALİYETİ-1RENME FAALİYETİ-1
Gerekli ortam sağlandığında, kuralına uygun olarak alkan elde edebileceksiniz.
Metan neden “bataklık gazı” olarak adlandırılmaktadır?Araştırınız. Benzindeki “oktan sayısı” ne anlama gelmektedir? Araştırınız. Evlerinizdeki mutfak tüplerinin etiket bilgilerini inceleyiniz. Benzin ve mazot bileşiminde hangi maddelerin bulunduğunu araştırınız.
1. ALKANLAR (PARAFİNLER)
C elementinin H, O, N, S ve halojenlerle (X) yaptığı bileşiklere organik bileşikler, bubileşikleri inceleyen kimyaya ise organik kimya adı verilir.
Resim 1.1. Organik bileşikleri oluşturan doğal ve beşeri kaynaklar
6C elementinin sp3, sp2 ve sp hibritleşmeleriyle oluşturduğu bileşiklerin sayısı tümelementlerin yaptıkları toplam bileşik sayısından daha fazla olduğundan organik kimyayakarbon kimyası da denilmektedir. Organik bileşikleri oluşturan element sayısı sınırlıolmasına rağmen, organik bileşiklerin sayısı sınırsızdır. Bunun sebebi;
ÖĞRENME FAALİYETİ-1
AMAÇ
ARAŞTIRMA
organik yayılım
4
Karbonun dört bağ yapması yanında, karbon atomlarının birbirine 1, 2, 3 bağ ilebağlanabilmesi
H H
H – C – C – H H – C = C – H H – C ≡ C – H
H H H H
sp3 hibritleşmesi sp2 hibritleşmesi sp hibritleşmesi
Bileşiği meydana getiren atomların uzayda çok çeşitli şekilde sıralanmaları, yani izomerlikolayının görülmesi
Organik bileşiklerde;
C: 4 bağ – C – O : 2 bağ O –
X(halojen) : 1 bağ X –
N: 3 bağ N – H : 1 bağ H –
ORGANİK MADDELERİN SINIFLANDIRILMASI
Açık (düz) Zincirli Bileşikler Halkalı Yapılı Bileşikler
Sadece C ve H’den oluşan bileşiklere hidrokarbon denir. Hidrokarbon bileşikleri;kapalı, açık ve yarı açık olmak üzere üç ayrı formül ile gösterilirler:
Hidrokarbonlar HidrokarbonlardanTüremiş Bileşikler
1- Alkanlar 1- Alkoller2- Alkenler 2- Eterler3- Alkinler 3- Aldehitler4- Alkadienler 4- Ketonlar
5- Organik asitler6- Esterler7- Yağlar8- Karbonhidratlar9- Azotlu bileşikler
Siklo bileşikleri Aromatikler
1- Siklo hidrokarbonlar 1- Benzen2- Halkalı yapılı 2- Benzenden
fonksiyonlu gruplar türemişbileşikler
5
Kapalı formül
Bir molekülü oluşturan atomların sadece sayılarının gösterildiği formüldür.
C2H6
Açık formül
Atomların sayısının yanında bağ sayısının da gösterildiği formüldür.
H H
H – C – C – H
H H
Yarı Açık formül
Açık formüldeki her karbonun kendi arasında kapalı yazıldığı formüldür.
CH3 – CH2 – CH3
Molekül yapılarında, çeşitli atomların birbirlerine kovalent bağlanarak oluşmuş düzveya dallanmış zincir şeklinde iskelet içeren organik bileşikler ve bunların türevlerinealifatik bileşikler adı verilir.
Alifatik hidrokarbonlar düz zincirli, dallanmış ya da halkalı olabilir. Buhidrokarbonlar karbon iskeleti şeklinde de gösterilebilir.
CH3 – CH2 – CH2 – CH3
Düz zincirli
CH3 – CH – CH3
CH3
Dallanmış
H H
H – C – C – H
H – C – C – H
H HHalkalı
CH 3C H 3
CH3
CH3
CH3
6
Alifatik bir hidrokarbonda karbon atomları birbirine tek bağ ile bağlıysa (yanitüm karbon atomları sp3 hibritleşmesine uğradıysa) bu tür hidrokarbonlara dahafazla hidrojen bağlanamayacağından doymuş hidrokarbonlar adı verilir.
Eğer karbon atomları arasında çift ya da üçlü bağ varsa (sp2 ya da sphibritleşmesi) bu tür hidrokarbonlara doymamış hidrokarbonlar denir. Çünkübu tür hidrokarbon-lara daha fazla hidrojen atomu bağlanabilir.
Genel formülleri: CnH2n+2 Burada n = 1, 2, 3, 4… gibi tamsayılardır.
Alkan moleküllerindeki her bir karbon atomu sp3 melez orbitalleri ile bağ yapar.Bu yüzden alkan moleküllerinde ( C–C ) ve ( C–H ) bağlarının tamamı sigmabağıdır.
Alkanlar artan karbon sayılarına göre sıralandığında,birbirini izleyen iki alkanmole-külünün formülleri arasında –CH2– kadar fark olduğu görülür. Formülleriarasında –CH2– kadar fark bulunan bileşiklerin oluşturduğu sıraya homologsıra denir.
Homolog sıra meydana getiren bileşikler yakın özellik gösterir
KarbonSayısı
(n )
KapalıFormülü
AdıMol Kütlesi
(g/mol)e.n.(°C)
k.n.(°C)
Yoğunluk(g/mol)
İzomerSayısı
1 CH4 Metan 16 –183 –162 0,416 1
2 C2H6 Etan 30 –172 –89 0,546 1
3 C3H8 Propan 44 –187 –42 0,581 1
4 C4H10 Bütan 58 –138 –0,5 0,579 2
5 C5H12 Pentan 72 –130 36,1 0,626 3
6 C6H14 Hekzan 86 –95 68,7 0,656 5
7 C7H16 Heptan 100 –91 98,4 0,684 9
8 C8H18 Oktan 114 –57 125,7 0,703 18
9 C9H20 Nonan 128 –54 150,8 0,718 35
10 C10H22 Dekan 142 –30 174,1 0,730 75
Tablo 1.1. Bazı alkan bileşikleri ve fiziksel özellikleri
Alkan moleküllerinden bir hidrojen çıkarıldığında geriye kalan kısma alkil kökveya alkil radikal denir.
CnH2n+1 = alkil kök = R –
Alkil kök serbest hâlde bulunmaz.
7
Alkil gubunun sonuna bazı gupların bağlanmasıyla diğer organik bileşikler eldeedilir.
R – X Alkil halojenür R – C = O Organik asitR – OH Alkol
R – O – R Eter OHR – C = O Aldehit
OH
R – C – R KetonR – C = O Ester
R
Alkil kökleri türedikleri alkanın sonundaki –an eki kaldırılıp yerine –il ekigetirilerek adlandırılırlar.
Tablo 1.2. Alkil Kökleri
Alkanın adı Formülü Alkilin adı Formülü
Metan CH4 Metil CH3 –
Etan C2H6 Etil C2H5 –
Propan C3H8 Propil C3H7 –
Bütan C4H10 Bütil C4H9 –
Pentan C5H12 Pentil C5H11 –
Hekzan C6H14 Hekzil C6H13 –
Heptan C7H16 Heptil C7H15 –
Oktan C8H18 Oktil C8H17 –
Nonan C9H20 Nonil C9H19 –
Dekan C10H22 Dekil C10H21 –
8
1.1. Alkanların Adlandırılması
Sayıları milyonu aşan her bir organik bileşiğe özel ad vermek ve bunları akılda tutmakson derece güçtür.
1892’de Cenevre’de bir araya gelen Uluslararası Kimyacılar Birliği bumeseleyi çözmek üzere organik kimyada düzenli adlandırmanın temeliniatmıştır. O tarihten itibaren, bazı bileşik ve bileşik sınıfları bulunduğundan,zaman içinde bu kurallara bir takım eklemeler ve değişikler yapma gereğidoğmuş, bu ihtiyaçtan yola çıkarak Uluslararası Temel ve UygulamalıKimyacılar Birliği (IUPAC) 1957 senesindeki toplantısında 70 adlandırmakuralı benimsemiş, söz konusu kurallar 1960’ta yayınlanmıştır. Bu kurallara“Cenevre sistemine göre adlandırma” veya “IUPAC sistemine göreadlandırma” denilmektedir.
Bu modülde, adlandırma kurallarının hepsine değil, temel bileşiklerde uygulanankurallara yer verilecektir.
Alkanların genel adlandırılmasında ilk dört üyenin adı (metan, etan, propan,bütan) özeldir.
Beş veya daha fazla karbonlu üyelerde karbon sayısının Latince karşılığınınsonuna –an eki getirilerek adlandırma yapılır.
n = 5 penta C5H12 = pentan
n = 6 hekza C6H14 = hekzan
n = 7 hepta C7H16 = heptan
n = 8 okta C8H18 = oktan
n = 9 nona C9H20 = nonan
n = 10 deka C10H22 = dekan
1.1.1. Alkanlarda İzomeri
Kapalı formülleri aynı, açık (yapı) formülleri farklı olan bileşiklere birbirinin izomeribileşikler denir.
İzomer bileşiklerin;
Molekül ağırlıkları ve % bileşimleri aynıdır.
Fiziksel özellikleri farklıdır.
Farklı fonksiyonlu izomer bileşiklerin kimyasal özellikleri de farklıdır.
9
Alkanlarda ilk üç üyenin izomeri yoktur. Çünkü, kapalı formülleri aynı iki veya dahafazla bileşiğin birbiriyle izomer olabilmesi için alkil köklerinin karbon zincirinde baş vesonda olmayan ara karbonlara bağlanması gerekir.
Metan Etan Propan
Şekil 1.1. Alkanların İlk Üç Üyesinin Molekül Modelleri ve Adları
Bir alkan molekülü düz zincir halinde yazılmışsa n-alkan (normal alkan), anazincirin ikinci karbonuna bir tane CH3–(metil) gubu bağlıysa izo-, ana zincirin ikincikarbonuna iki tane CH3– gubu bağlıysa neo- ön ekleri getirilir. Bileşik izo- ya da neo- önekleriyle adlandırılırken moleküldeki toplam karbon atomu sayısı alkan adına karşılık gelir.
CH3 – CH2 – CH2 – CH3 n-bütan (normal bütan)
CH3 – CH – CH3 izobütan (2-metilpropan)
CH3
CH3
CH3 – C – CH2 – CH3 neohekzan (2, 2-dimetilbütan)
CH3
İzomeri olan en küçük alkan bütandır.
CH3 – CH2 – CH2 – CH3 n-bütan
CH3
CH3 – CH2 – CH2 n-bütan
10
Resim 1.2. Bütan ve izobütanın molekül modelleri ve yapı formüller
Tablo 1.3. Bütan ve pentanın izomerleri
n – bütan bütan k.n. –0,5C
izobütan 2 – metilpropan k.n. -11,7C
n – pentan pentan k.n. 36C
izopentan 2 – metilbütan k.n. 28C
neopentan 2 , 2 – dimetilpropan k.n. 9,5C
Tablo 1.3. Bütan ve pentanın izomerleri
CH3
CH3 – CH – CH3 izobütan
11
Bütanın izomer sayısı iki iken, pentanda izomer sayısı üçtür. Bu durum hidrokarbonzincirinde karbon sayısı arttıkça izomer sayısının da artacağını gösterir. Ancak buartış,hidrokarbon zincirinde düzenli olarak artan karbon sayısına bağlı olarak ardışık veyageometrik değildir. (Tablo 1.3).
Pentanın izomerlerinde olduğu gibi izomer moleküllerde dallanma arttıkça, molekülsimetrisi bozulmakta, moleküller arası van der Waals kuvvetleri azalmakta ve kaynamanoktaları düşmektedir.
Alkil köklerinin de izomerleri vardır. Bu köklerin adlandırılması da Cenevrekurallarından faydalanılarak yapılır.
Düz zincir yapıda CH3 – (CH2)n – olan alkile, n-alkil,
CH3
CH3 – CH – (CH2)n – şeklinde olan alkile izo-alkil denir.
Açıkta bulunan bağın bulunduğu karbonda hidrojen sayısı en az iki ise alkilprimer, hidrojen sayısı bir ise alkil sekonder (sec–alkil), hiç hidrojen yoksatersiyer (ter–alkil)dir.
n bütil (primer ) CH3 – CH2 – CH2 – CH2 – n-bütil
sec bütil CH3 – CH2 – CH – CH3 sec-bütil
izo bütil CH3 – CH – CH2 – izo-bütil
t-bütil CH3 – C – CH3 t-bütil
CH3
1.1.2. İzomerlerin ve Karışık Moleküllülerin Adlandırılması
İzomerlerin ve daha karışık moleküllerin adlandırılmasında sistematik (IUPAC)adlandırma esas alınır. Buna göre:
Öncelikle, moleküldeki en uzun karbon zinciri belirlenir. Bu zincirdeki C sayıları 1, 2, 3, 4 … şeklinde numaralandırılır. Bu işlem
yapılırken özellikle şu noktalara dikkat edilir: Karbona bağlı farklı guplar varsa (dallanmışsa), numaralandırmaya bu gupların
yoğun olduğu taraftan başlanır. Farklı alkil ya da fonksiyonel guplar zincirin iki ucuna eşit uzunlukta ise,
bunlardan alfabetik sıralamada daha önde olan gup ya da atoma en küçüknumara verilir.
12
Alkil kökünün bağlı olduğu karbon numarası yazılarak tire (–) çekilir vegup, atom veya alkilin adı yazılır.
Alkil gubunun zincirde birkaç kez tekrarlanması durumunda, bağlandıklarıkarbonların numaraları arasına virgül (,) konarak art arda yazılır. Ana zincirebirkaç değişik alkil gubu bağlanmışsa bunlar küçükten büyüğe doğru veyaalfabetik sıraya göre adlandırılır.
Alkil kökünün sayısı, Latince karşılıklarıyla (di, tri, tetra, penta vB )) belirtilirve adı eklenir.
Alkil kökü adıyla bitişik olarak ana zincirin adı yazılır.
Şimdi bu kuralları örnekler üzerinde uygulayalım:
Örnek:
Aşağıda açık formülü verilen bileşiği adlandıralım.
C2H5
CH3 – CH2 – CH2 – CH2 – C – CH2 – CH3
C2H5
En uzun C zinciri yatay olup yedi karbonludur.
Bağlı guplar sağ tarafa yakın olduğu için numaralandırmaya sağdan başlanır.
C2H5
7 CH3 – 6 CH2 –5 CH2 – 4 CH2 – 3 C – 2 CH2 – 1 CH3
C2H5
3, 3 – di etil heptan
C’lerin sayısı bağlı en uzun numarası gubun zincirin adı
Örnek:
CH3 C2H5 CH3
H – 2C – 3CH2 – 4CH2 – 5CH – 6C – CH3 bileşiğini adlandıralım.
1CH37CH2 – 8CH3
Molekülde en uzun zincir ok yönündedir.Ana zincir sekiz karbonludur.Ana zincire bağlı alkil köklerine küçük numara verebilmek için karbonlar soldan sağa doğrunumaralanmalıdır.
Bileşiğin adı: 5-etil-2,6,6-trimetiloktan
13
Örnek:
CH3
5 CH3 – 4 CH – 3 CH – 2 CH – 1 CH3 bileşiğini adlandıralım.
CH3 Cl
Ana zincir beş karbonludur.Ana zincire bağlı CH3 – ve Cl, karbon zincirinin iki ucuna eşit uzunlukta bulunduğu içinalfabetik sıralamaya göre numaralandırma yapılır.Alfabetik sıralamada “klor” kelimesi, “metil” kelimesinden önce geldiğinden, numa-ralandırmaya klorun bulunduğu taraftan başlanır.Bileşiğin adı: 2-klor-3,4-dimetilpentan
Örnek:
3-brom-3-etil-2,2,4-trimetil nonan bileşiğinin açık formülünü yazalım.
Bileşiğin sonundaki “nonan” kelimesi, ana zincirin dokuz karbonlu olduğunu gösterir.Dokuz karbonlu zincir yazılır ve uzun zincirin herhangi bir ucundan başlanarak karbonatomları numaralanır.
1 C – 2 C – 3 C – 4 C – 5 C – 6 C – 7 C – 8 C – 9 C Bileşiğin adından ana zincirde;
İkinci karbona iki tane, dördüncü karbona bir tane metil gubunun,
Üçüncü karbona bir brom ve yine üçüncü karbona bir etil gubunun bağlı olduğuanlaşılır.
CH3 Br CH3
1 C – 2 C – 3 C – 4 CH – 5 C – 6 C – 7 C – 8 C – 9 CH3
CH3 C2H5
Farklı guplar bağlandıktan sonra geride kalan karbonlara, karbon atomunun dört bağyapacağı şekilde, hidrojenler yerleştirilir.
CH3 Br CH3
1 CH3 – 2 C – 3 C – 4 CH – 5 CH2 – 6 CH2 – 7 CH2 – 8 CH2 – 9 CH3
CH3 C2H5
14
Problem
Mol kütlesi 58 g/mol olan bir alkan bileşiğinin formülü nedir? (H:1; C:12 )
Alkanların genel formülü CnH2n+2’dir.
Çözüm
CnH2n+2 = 58
nx12 + 2n x 1 + 2 x 1 = 58
14n = 56
n = 4
Alkanın formülü: C4H10 (bütan)dur.
1.1.3. Sikloalkanların Adlandırılması
Açık zincirin iki tarafında bulunan karbonların birbirine bağlanması ile oluşanbileşiklerdir.
Genel formülleri CnH2n+2’ye uymaz. İki uç birer hidrojen kaybederek birbirinebağlanacağından genel formülleri CnH2n’dir.
Sikloalkanların ilki üç karbonludur. Bu bileşiklerde tüm karbonlar iki hidrojenli olup, daha kısa olarak çokgen
formülleri ile gösterilirler.
Adlandırılırken, açık zincirdeki adının başına siklo sözcüğü getirilir.
CH2
sikloprapan CH2 CH2
CH2 CH2
CH2 CH2
CH2
CH2 CH2
siklopentan
CH2 CH2
siklobütan
15
Halkadaki karbonlar eş değerdir. Bu nedenle, halkaya bir atom ya da gup bağlı isenumaralandırmaya gerek yoktur. Takılan maddenin adının sonuna sikloalkan adı yazılır.
Cl
etilsiklohekzan klorsiklopentan
Eğer halkaya birden fazla atom ya da gup bağlı ise, bunlar en küçük numarayı alacakşekilde daha önce belirtilen adlandırma kurallarına uyularak adlandırma yapılır.
CH3
Cl
1,3-dimetil siklohekzan 1-brom-2-klorsiklopentan
1-brom-3-klorsiklopentan
Halkadan bir hidrojen çıkarılırsa sikloalkiller oluşur. .
siklopropil siklobütil siklopentil siklohekzil
12 6
35
4
Br
CH3
Br
Cl
CH2CH3
16
Örnek
Aşağıda açık formülü verilen bileşiği adlandıralım.
CH3
1 C H 3 – 2 C – 3 C H – 4 C H – 5 C H 3
CH3 CH3
3-siklobütil-2,2,4-trimetilpentan
Alkanlarda karbon atomları sp3 hibriti oluşturduğundan bağ açılarının 109,5o olmasıgerekir. Siklopropan ve siklobütanda bağ açıları 60 o ve 90 o olduğunda bu bileşiklerkararsızdır. Bu nedenle siklopropan H2 ve Br2 ile, siklobütan H2 ile katılma reaksiyonu verir.
1.2. Alkanların Elde Ediliş Yöntemleri
1.2.1. Wurtz (Vürtz) Sentezi
Alkil halojenürlerin metalik sodyumla etkileşmesinden elde edilir.
2R – X + 2Na R – R + 2NaX (X: halojen)alkil alkan tuzhalojenür
Örnek:
2CH3 – I + 2Na CH3 – CH3 + 2NaImetil etaniyodür
Wurtz senteziyle metan (CH4) elde edilemez. Çünkü bu yöntemde en az iki alkil gububirleşeceğinden, alkil gupları metil (CH3) gupları olsa bile, oluşan alkanda karbon sayısı ikitane olur.
Wurtz senteziyle çift karbonlu alkan elde edilecekse, elde edilecek alkanın karbonsayısının yarısı sayıda karbon içeren alkil halojenür kullanılmalıdır. Bir tür alkil halojenürkullanıldığı zaman saf alkan elde edilir .
Örnek:
2C2H5 – Cl + 2Na C2H5 – C2H5 + 2NaCletil klorür n - bütan
Wurtz sentezinde iki farklı alkil halojenürün Na ile etkileşmesinden de alkan eldeedilebilir. Ancak burada üç ürün meydana gelme ihtimali bulunduğundan oluşan alkan safdeğildir. Wurtz sentezi verimi düşük bir yöntem olduğundan, oluşan yan ürünler nedeniylereaksiyonun verimi daha da düşecektir.
17
Örnek:
Bu yöntemde farklı alkil halojenürler kullanarak n-pentan elde edelim:
C2H5 – C2H5 bütan (yanürün)
C2H5 – Br + C3H7 – Br + 2Na C2H5 – C3H7 n–pentan + 2 NaBr
etil bromür propil bromür C3H7 – C3H7 hekzan(yanürün)
İkiden fazla karbon içeren alkil halojenürlerde halojenin bağlı olduğu karbon atomununbilinmesi gerekir. Çünkü alkil gupları birbirlerine halojenin çıktığı karbon atomundanbağlanacağından farklı izomerler elde edilir.
Örnek:
1-brompropan (n - propil bromür)
2-brompropan (izopropil bromür) bileşiklerini sodyum ile etkileştirerek tepkimedenklem-lerini yazalım ve oluşan ürünleri adlandıralım.
CH3–CH2–CH2–Br + 2Na + Br–CH2–H2–CH3 CH3–CH2–CH2–CH2–CH2–CH3 + 2NaBr1-brompropan 1-brompropan n-hekzan
CH3 CH3 CH3 CH3
CH3 – CH – Br + 2Na + Br – HC – CH3 CH3 – C – C – CH3
2-brompropan 2-brompropan
H H2,3-dimetilbütan
Oluşan bu iki madde birbirinin izomeridir.
1.2.2. Gignard Sentezi
R - MgX bileşiğine Gignard (ginyar) bileşiği denir. Alkil halojenür susuz (kuru)eterli ortamda magnezyum metaliyle etkileştiğinde, alkil magnezyum halojenürleri verir.
kuru eter
R – X + Mg R – MgXalkil halojenür Gignard bileşiği
Gignard bileşiğinin halojenli asitler, su ya da alkil halojenürlerle etkileşmesindenalkanlar elde edilir.
18
R – MgX + HX R – H + MgX2
asit alkan
R – MgX + H2O R – H + Mg(OH)Xsu alkan
R – MgX + R – X R – R + MgX2
alkil alkanhalojenür
Örnek
kuru eter
C2H5 – Cl + Mg C2H5 – MgCletil klorür etil
magnezyum klorür
C2H5 – MgCl + HCl C2H6 + MgCl2
etan
C2H5 – MgCl + H2O C2H6 + Mg(OH)Cletan
C2H5 – MgCl + C2H5 – Cl C4H10 + MgCl2
bütan1.2.3. Kolbe Sentezi
Karboksilli asitlerin alkali hidroksitlerle reaksiyona girmesinden karboksilli asit tuzlarımeydana gelir. Oluşan karboksilli asit tuzlarının elektrolizlenmesiyle anoda gidenkarboksilat anyonu önce elektron, arkasından da karbondioksit kaybeder. Böylece alkilradikal, alkil radikallerin birleşmesinden de alkanlar meydana gelir.
R – COOH + NaOH R – COONa + H2Okarboksilli asit karboksilli asit
sodyum tuzusuda
R – COONa R – COO– + Na+
karboksilatanyonu
anot
R – COO– R – COO + e–
dekarboksilasyon
R – COO R· + CO2
alkilradikali
R· + R· R – Ralkan
19
ÖrnekKolbe sentezine göre n - pentan elde edelim.
CH3 – CH2 – COOH + NaOH CH3 – CH2 – COONa + H2OPropanoik asit sodyum propiyonat
suda
CH3 – CH2 – COONa CH3 – CH2 – COO - + Na +
anot
CH3 – CH2 – COO– CH3 – CH2 – COO + e
dekarboksilasyon
CH3 – CH2 – COO CH3 – CH2· + CO2
etil radikali
CH3 – CH2 – CH2 – COOH + NaOH C H3 – CH2 – CH2 – COONa + H2Obütanoik asit
suda
C H3 – CH2 – CH2 – COONa C H3 – CH2 – CH2 – COO– + Na
anot
C H3 – CH2 – CH2 – COO– C H3 – CH2 – CH2 – COO + e
dekarboksilasyon
C H3 – CH2 – CH2 – COO C H3 – CH2 – CH2· + CO2
propil radikali
CH3 – CH2· + C H3 – CH2 – CH2
· CH3 – CH2 – CH2 – CH2 – CH3
n-pentan
1.2.4. Organik Asit TuzlarındanKarboksilli asitlerin sodyum tuzları NaOH veya sulu kireç (NaOH + Ca(OH)2) ile
kuru olarak ısıtılırsa alkanlar meydana gelir.
kuru ısıtma
R – COONa + NaOH R – H + Na2CO3
20
Örnekkuru ısıtma
C H3 – COONa + NaOH CH4 + Na2CO3
Sodyum asetat Metan
1.2.5. Doymamış HidrokarbonlardanDoymamış hidrokarbonlara (alken ve alkinlere) Ni, Pt veya Pd katalizörlüğünde
hidrojen katılmasıyla alkanlar oluşur.
Pt (Pd, Ni)
R – CH = CH2 + H2 R – CH2 – CH3 + H2ısı
Pt (Pd, Ni)
R – C = C – R + 2H2 R – CH2 – CH2 – Rısı
Örnek:
Pt (Pd, Ni)
CH3 – CH = CH2 + H2 CH3 – CH2 – CH3
propenısı
n-propan
Örnek:
Pt (Pd, Ni)
CH3 – C ≡ C – CH3 + 2H2 CH3 – CH2 – CH2 – CH3
dimetil asetilenısı
n-bütan
Bu yöntemle metan elde edilemez. Çünkü katılma reaksiyonuna giren alken veya alkinmolekülünde karbon sayısı en az ikidir.
1.2.6. Alkil Halojenürlerin İndirgenmesinden
Alkil halojenürlerin indirgenmesiyle alkanlar elde edilebilir. İndirgen olarak Zn/HClveya LiAlH4 (lityum alüminyum hidrür) kullanılabilir.
ısı
R – Cl + Zn + HCl R – H + ZnCl2
eter
4R – Cl + LiAlH4 4R – H + LiCl + AlCl3
21
Örnek:
ısı
C2H5 – Cl + Zn + HCl C2H6 + ZnCl2
etil klorür etan
Örnek:
eter
4C2H5 – Cl + LiAlH4 4C2H6 + LiCl + AlCl3
etil klorür etan
1.2.7. Fischer-Tropsch YöntemiKarbonmonoksit gazı yüksek sıcaklık ve katalizörler yanında tepkimeye girer ve diğer
bileşikler yanında alkanlar da oluşur.
ısı
nCO + ( 2n + 1 ) H2 CnH2n+2 + nH2O
Örnek
ısı
2CO + 5H2 C2H6 + 2H2O
1.3. Alkanların Özellikleri
1.3.1. Fiziksel Özellikleri İlk dört karbonlu alkanlar gaz, beş ile on beş karbonluya kadar olanlar sıvı, daha
fazla karbonlular ise katıdır. Renksizdirler ve kendilerine özgü kokuları vardır. Sudan hafiftirler. Alkanlar apolar moleküller olduklarından su ve benzeri polar çözücülerde
çözün-mezler. Alkanlar nötral maddeler olduklarından sülfürik asit ve sodyum hidroksit gibi
kuvvetli asit ve bazlarda da çözünmezler. Alkanlar eter, kloroform, karbon tetra klorür gibi organik çözücülerde
çözünürler. Yapılarında ikili veya üçlü bağlar olmadığı için polimerleşmezler*. Alkan molekülleri apolar olduğundan moleküller arası kuvvetler sadece van der
Waals kuvvetleridir. Molekül büyüdükçe van der Waals kuvvetleri artacağındanerime ve kaynama noktaları yükselir.
22
Tablo: 1.4. Bazı alkan bileşiklerinin fiziksel özellikleri
K.n. E.n.
CH4 –162 –183
C2H6 –88 –172
C3H8 –42 –187
n – C5H12 36 –130 sıvı alanı geniş
i – C5H12 28 –160
neo – C5H12 9,5 20 sıvı alanı dar
Yukarıdaki örnekte düz zincirli (normal) hidrokarbonlarda sıvı alanının geniş (yanierime noktasıyla kaynama noktası arasndaki fark), en çok dallanmış olan izomerde(neopentan) sıvı alanının dar olduğu görülür. Bunun sebebi molekül yapılarıyla açıklanabilir.Düz zincirli moleküllerde, moleküllerin yüzeyleri birbirine çok değer ve van der Waalskuvvetleri etkisini gösterir. Fakat dallanma arttıkça molekül yüzeylerinin birbirine değmesiazalır. Erime noktalarını etkileyen ise kristal halin düzenli bir yapıya sahip olmasıdır.Dallanmış moleküllerin daha çok simetrik olma hali bulunabileceğinden düzenli kristallermeydana getirebilirler ve erme noktası daha yüksek olur.
(*) Moleküldeki ikili veya üçlü bağların açılarak birbirine katılması olayınapolimerleşme adı verilir.
1.3.2. Alkanların Kimyasal ÖzellikleriAlkanların bir adı da parafinlerdir. Latince’de “parafin” tembel, ilgisiz anlamlarına
gelmektedir.
Tepkimelere karşı ilgisizdirler. Oda sıcaklığında su, derişik asit, aktif metal ve kuvvetliyükseltgenlerle tepkimeye girmezler. Yüksek sıcaklıkta ve buhar fazında HNO3 ile etkileşir.Etkileşme verimi düşüktür.
H2SO4
CH4 + HNO3 CH3 – NO2 + H2O400˚C nitro metan
Alkanlar doymuş hidrokarbon olduklarından yani bağı içermediklerinden katılmatepkimesi vermezler.
C – C ve C – H kovalent bağları çok güçlü bağlar olduğu için kolay tepkime vermezler.Ancak H atomları koparılırsa, yerine başka atom ya da atom gubu bağlanabilir.
Sübstitüsyon (yer değiştirme) reaksiyonu verirler. Bir moleküldeki bir atom yerine başkabir atom veya gubun geçmesine sübstitüsyon (yer değiştirme) denir.Bu reaksiyonlarınyürümesi için katalizör olarak ışık ve ısı gerekir. Soğukta ve karanlıkta bu reaksiyonyürümez.
23
ışık ve ısı
R – H + Cl2 R – Cl + HClalkan alkil
halojenür
ışık ve ısı
CH4 + Cl2 CH3 – Cl + HClmetan metil klorür
(klorometan)
Oluşan metil klorürde, karbona bağlı hidrojenler bulunduğundan, sübstitüsyonreaksiyonu hidrojenler bitene kadar devam eder.
Cl2, ışık ve ısı Cl2, ışık ve ısı Cl2, ışık ve ısı
CH3 – Cl CH2 – Cl2 CHCl3 CCl4
metil klorür-HCl
metilen klorür-HCl
kloroform-HCl
karbon tetra(diklor metan) (triklor metan) klorür
Oluşan metil klorür, metilen klorür, kloroform ve karbon tetra klorürün kaynamanoktaları birbirinden farklı olduğu için karışımdan ayrılabilirler. Sübstitüsyon reaksiyonunaflor katıldığı zaman çok hızlı gerçekleşir ve reaksiyon kontrol altında tutulamaz. Brom,klorüre göre daha yavaş reaksiyona girer. İyotla ise reaksiyon vermezler.
Oksijen ile yanma tepkimesi verirler. Bu reaksiyon ekzotermiktir. Reaksiyon sonundaCO2, H2O ve fazla miktarda ısı açığa çıkar.
CnH2n+2 + O2 nCO2 + (n+1) H2O
C2H6 + 7/2 O2 2CO2 + 3H2O
Çok karbonlu alkanlar, katalizörün etkisiyle daha küçük karbonlu hidrokarbonlaraparçalanır.
1.4. Petrolün Oluşumu ve Kullanıldığı Yerler
Alkan bileşikleri doğal biçimde petrol ve doğal gazda bulunur. Petrol ve doğal gazınkökeni ise milyonlarca yıl önce yaşamış olan bitkisel ve hayvansal canlıların (yani ölüorganizmaların) kalıntılarına dayanmaktadır. Bu organik kalıntılar, değişik dış faktörlerinetkisiyle ince taneli tortullarla birlikte deniz tabanına çökmüş ve geçen çok uzun bir zamandiliminde katmanları oluşturmuştur. Jeolojik hareketler katmanların bir bölümününyerkürenin derinliklerine gömülmesine neden olmuştur. Yine zaman içerisinde organikmaddeler, üzerlerindeki çökeltilerin ağırlığı ve baskısıyla sıkışmış; artan basınç ve sıcaklığınetkisiyle de tortullar kayaçlara, organik maddelerse petrole dönüşmüştür.
3n+1
2
24
Resim 1.3. Petrolün kaynağı; canlı organizmalar
Petrole dönüşen organik maddeleri içeren bu kayaçlara kaynak kayaçlar adı verilir.Petrol ve doğal gaz bu kaynak kayaçların gözeneklerinde, damlacıklar ve gaz kabarcıklarıhalinde bulunuyordu. Milyonlarca yıl içinde kaynak kayaçların gözeneklerindeki petrol vedoğal gaz basıncın daha düşük olduğu ortamlara göç etti. Bir kısmı yeryüzüne çıktı, büyükbir kısmı ise daha ileri gitmelerini önleyen, geçirgen olmayan kayaçların altında birikti. Buoluşumlara hazne adı verilir. Bu haznelerdeki petrol sanıldığının aksine “göl” halindedeğildir. Haznedeki petrol ve doğal gaz, kum taşı ve kireç taşı gibi geçirgen ve gözeneklikayaçların haznelerinde bulunur. Petrolü sünger gibi tutan hazne kayaçları, kendisi için bir“kapan” oluşturan gözeneksiz katmanların arasına hapsolmuştur. Bu haznelerde petrol, doğalgaz ve su bir arada bulunur. Öz kütlelerine bağlı olarak en üstte doğal gaz, altında petrol veen altta da su bulunur.
Petrol sözcüğünün kökeni, Latince’de “taş” anlamına gelen “petra”yla, “yağ”anlamına gelen “oleum” sözcüklerine dayanıyor. Petrol sözcüğü (benzin, gazyağı, motorin,motor yağı, fuel oil gibi) belli bir yakıt değil, doğal hâlde bulunan ve yer altından çıkarılanham petrol için kullanılmaktadır. Petrol, belli hidrokarbonların farklı oranlarda karışımındanoluşur; ancak belli bir bileşeni yoktur. Metan, etan, propan, bütan ve benzerleri, karbon vehidrojenin uygun miktarlardaki bileşimleriyle meydana gelen çeşitli hidrokarbonlardır.Bunlar bir araya gelerek, parafin bazlı, asfalt bazlı gibi farklı petrol tiplerini oluştururlar.Petrol kuyusundan gelen petrole “ham petrol” adı verilmesi de, bu maddenin, aslında benzin,kerosen, asfalt, parafin gibi, farklı yoğunlukta hidrokarbonlardan oluşmasından kaynak-lanmaktadır.
25
Belli bir yerde petrol bulunup bulunmadığı sondaj yoluyla anlaşılır. Sondajkuyularından alınan kayaç numüneleri laboratuvarlara getirilerek incelenir. Elde edilenveriler değerlendirilerek petrol rezervuarına rastlanılması ve ekonomik olması hâlinde petrolsahasında üretim sondajları yapılmasına karar verilir.
Resim 1.5. Arama sondajı
Petrol sıvı hâlde iken genellikle kahverengi, koyu yeşil veya siyah renktedir.
Resim 1.6. Laboratuvar incelemesine alınan ham petrol
Ham petrol, çok çeşitli ürünler elde edilmek üzere rafinerilerde işlenmektedir.
26
Resim 1.6. Petrolden Rafinerizasyon Sonrası Elde Edilen Ürünler
TPAO (Türkiye Petrol Anonim Ortaklığı), ülkemizin petrol ve doğal gazgereksinimini karşılamak üzere yurtiçinde ve yurtdışında arama ve üretim etkinliklerinisürdüren ulusal çapta bir petrol şirketidir. TPAO, denizlerimizde henüz keşfedilmemişhidrokarbon potansiyelini araştırmak ve ortaya çıkarabilmek amacıyla, son yıllardaKaradeniz’de yüksek teknolojiler kullanarak çalışmalarını sürdürmektedir.
Resim 1.7. Denizde İnşa Edilmiş Bir Petrol Arama Platformu ve Bir Petrol Arama Gemisi
hampetrol
ayrışmakolonu
C1–C4 (20˚C) sıvılaştırılmış gaz
C5–C9 (70˚C) kimyevi madde(nafta)
C5–C10 (120˚C) otomobil yakıtı
C10–C16 (170˚C) uçak yakıtı, parafin(karosen)
C14–C206 (270˚C) dizel yakıt (mazot)
C20–C50 makine yağı, vazelin, cila
C20–C70 (600˚C) gemi, fabrika,(fuel oil) kalorifer yakıtı
> C70 asfalt ve çatı kaplamamalzemeleri
27
1.5. Metan (CH4) Alkanların ilk üyesidir. Petrol yataklarında, doğal gazda, taşkömürü yataklarında, bataklıklarda bulunur. Renksiz, kokusuz, tatsız ve suda çözünmeyen bir gazdır. Havadan hafiftir.
Resim 1. 8. Metanın üç boyutlu (3-D) molekül modelleri
Metanın hava ile %5-%15’lik karışımı patlayıcıdır. Bu karışım madenocaklarında “gizu” denilen büyük patlamalara yol açar.
Resim 1. 9. Maden ocağı
Metan oksijenle soluk mavi renkli bir alevle yanar.
CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O
28
Resim 1. 10. Metan gazı alevi
Resim 1. 11. Metan gazı oluşumunu sağlayan çöplükler
Çöplükler yoluyla meydana gelen metan gazının büyük bir kısmı, dünyadaki çöp oranıen fazla olan gelişmiş ülkeler sebebiyle oluşmaktadır. Bu ortamlar, zengin organik maddeleriçermesi ve anaerobik koşullar taşıması dolayısıyla metan oluşumu için idealdir.
Metan gaz hidrat, metan (CH4) gazının yüksek basınç altında suyla birleşmesiyleoluşur. Gaz metan hidratın derin deniz/okyanus altında veya buzullar içinde bulunduğu ilkolarak Ruslarca tespit edilmiştir.
Resim 1. 12. Metan gaz hidratın donmuş stokları: buzdağları
29
Dünyadaki gaz hidrat rezervi, fosil yakıtların yaklaşık 2 katını oluşturmaktadır. Deniztabanından alınan numuneler yüzeye çıkarıldığında, sıcaklık ve basınç şartları değiştiğinden,gaz hidrat da orijinal durumunu ve yapısını değiştirmektedir. Çıkarılması petrole oranla sonderece zordur ve teknoloji henüz bunu başaracak düzeyde değildir. Bilim adamları, burezervlerin ancak 10-15 yıl sonra kullanıma geçebileceğini tahmin etmektedirler. Gaz hidrat,uygun ortamda yakıldığında gaz ve su olarak ayrılır. Doğal gaza eş değerdir ve yandıktansonra doğal gaz ile aynı emisyonu yapar. Doğal gazdan 6 kat daha az hacim kaplar.
Resim 1. 13. Metan gaz hidratın gaz ve katı (donmuş) hali
1.5.1. Metanın Eldesi
1.5.1.1. Laboratuvarda Metan Eldesi
Alüminyum karbürün (Al4C3) su ve hidroklorik asitle reaksiyonundanAl4C3 + 12H2O 4Al (OH)3 + 3CH4
4Al (OH)3 + 12HCl 4AlCl3 + 12H2O
Toplam: Al4C3 + 12HCl 4AlCl3 + 3CH4
Metan Sodyum asetatın (CH3COONa) sudlu kireç ile kızdırılmasından
NaOH (CaO, ısı)
CH3COONa CH4 + CO2 + Na2O
Gignard bileşiğinden
CH3MgCl + HCl CH4 + MgCl2
1.5.1.2.Teknikte Metan Eldesi
Karbon üzerinden nikel katalizörlüğünde 1200˚C’de hidrojen geçirilmesindenNi
C(k) + 2H2 CH4
1200˚C
30
Karbonmonoksit gazından
Karbonmonoksit gazı üzerinden Nikel katalizörlüğünde 300˚C-400˚C’de hidrojen gazıgeçirilirse metan oluşur.
Ni
CO + 3H2 CH4 + H2O300˚C-400˚C
1.5.2. Metanın Türevleri
Etil klorür (C2H5Cl), lokal anestezide, özellikle diş sağaltımında önemli narkotiktir;püskürtme ile soğuk anestezi için kullanılır.
Metilen klorür (CH2Cl2) de narkotik etkilidir; aynı zamanda endüstride çokkullanılır.
Kloroform (CHCl3), çözücü olarak özellikle bazı maddeleri ekstrakte etmek içinkullanılır. Narkotik olarak kloroform, solunumu, eterden daha az etkiler; fakat toksik etkisikalp ve karaciğer bozukluklarına neden olabilmektedir.
Karbontetra klorür (CCl4), organik çözücü olarak kullanılır. Karbontetra klorürünbelirli bir narkotik etkisi vardır; fakat kronik zehirlenme sonucu karaciğer harabiyetioluşturur.
Bromoform (CHBr3), eczacılıkta alkol ile karıştırılarak kullanılır; sütle birlikteboğmaca öksürüğüne karşı etkilidir.
İyodoform (CHI3), sarı pul şeklinde kristalleri ve karakteristik kokusuyla tanınır,antiseptik etkilidir.
31
UYGULAMA FAALİYETİ
İşlem Basamakları Öneriler
Susuz sodyum asetatı (CH3COONA )3H2O)hazırlamak için üç mol su içeren sodyum asetatı,porselen kapsülde bunzen bekinde yavaşça ısıtınız.
İş önlüğünüzü giyerekçalışma masanızıdüzenleyiniz.
Isıtma işlemini yaparkenbekin hava ve gaz ayarınıyapınız.
Buhar çıkışına dikkat ediniz. Fazla ısıtma yapmayınız.
Erimiş tuzu soğumaya bırakınız. Kuru bir havandatoz hâline getiriniz.
Erimiş tuzu tamamensoğutmayınız.
Soğuması için uzun sürebeklemeyiniz.
Sodyum asetatı sıcakkenkapsülden alınız.
Hızlı ve dikkatli çalışınız. 4 g sodyum asetat tartınız.
Tartımı çabuk yapınız.
Tartım kurallarına uyunuz.
1 g kalsiyum hidroksit tartınız.
Tartım kurallarına uyunuz.
UYGULAMA FAALİYETİ
32
2 g sodyum hidroksit tartınız.
Nem kapmaması için sodyumhidroksiti en son tartınız.
Tartımları yapılan sodyum asetat, sodyumhidroksit ve kalsiyum hidroksiti karıştırarak iyiceeziniz.
Daha sonra cam balona koyunuz.
Karışımın nem kapmamasıiçin çok çabuk şekilde cambalona koyunuz.
33
Resimdeki gibi, deney düzeneğini kurunuz vekristalizuarı suyla doldurunuz.
Gaz toplama kabını da tamamen suyla doldurarakcam borunun ucuna yerleştiriniz.
Cam balonu alttan bunzen bekiyle ısıtınız.
Balonun gaz kaçırmasınıengelleyiniz.
34
Gaz toplama kabının ağzına, içindeki gazıkaçırmadan, ateş yaklaştırınız, alevin renginigözlemleyiniz.
Gözlemlerinizi not etmeyiunutmayınız.
Yakma işlemini cam balonunçok yakınında yapmayınız.
Sonuçları rapor ediniz. İşiniz bittikten sonra tüm
malzemeleri yıkayıp yerlerinekaldırınız.
35
ÖLÇME VE DEĞERLENDİRME
Aşağıdaki sorularda uygun seçeneği işaretleyiniz.
1. A: İzopentan B: Neopentan
Yukarıdaki a ve b maddelerine ilişkin:I- Kimyasal özellikleri aynıdır.
II- Birbirinin yapı izomeridirler.
III- A’daki van der Walls kuvveti daha küçüktür.
yargılarından hangisi ya da hangileri doğrudur?
A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve II D) I, II ve III
2. H2C – CH2
H2C – CH2
Hidrokarbonun bir molü için;
I- Yakılırsa 4 mol CO2 oluşur.
II- Siklo bütandır.
III- Molekülün yapısında sigma bağları bulunur.
IV- 1 mol H2 katılır.
yargılarından hangisi ya da hangileri doğrudur?
A ) I ve II B ) I, II ve III C ) II, III ve IV D ) I, II ve IV
3. 2-etil 3,4,5-metil hekzan bileşiğinin kapalı formülü aşağıdakilerden hangisidir?
A ) C11H24 B ) C11H20 C ) C6H24 D ) C6H10
4. Bir doymuş hidrokarbonun 0,2 molünü yakmak için 8,96 L O2 gazı kullanılıyor. Bunagöre doymuş hidrokarbonun formülü aşağıdakilerden hangisidir?
(H:1 ; C:12 O:16)
A ) C4H10 B ) C3H8 C ) C2H6 D ) CH4
5. I- C atomları arasında sp3 hibritleşmesi vardır.
II- Genel formülleri CnH2n+1
III- Bağların tamamı sigma bağıdır.
Yukarıda verilen yargılardan hangisi ya da hangileri alkanların genel özelliklerin-dendir?
A ) Yalnız II B ) I ve III C ) I ve II D ) I, II ve III
ÖLÇME VE DEĞERLENDİRME
36
6. I- CH3 – MgCl + HCl
II- H2C = CH2 + H2
III- R – X + Na
Yukarıdaki reaksiyonlardan hangisi ya da hangilerinden CH4 elde edilebilir?
A ) Yalnız I B ) Yalnız III C ) I ve II D ) I, II ve III
7. Pentan gazının ekzotermik bir reaksiyonla CO2 ve H2O’ ya dönüşmesi aşağıdakireaksiyon çeşitlerinden hangisine aittir?
A ) Sübstitüsyon B ) KatılmaC ) Polimerleşme D ) Redoks
8. I- Metan.
II- Propan
III- Dimetil propan
Yukarıdakilerden hangisi ya da hangilerine bir klor atomu, farklı bileşikler oluşturacakbiçimde bağlanabilir?
A ) Yalnız I B ) Yalnız II C ) Yalnız III D ) II ve III
9. Bir parafinin 0,1 molünün tam olarak yanmasıyla 10,8 g su buharı oluşuyor. Bunagöre parafinin formülü aşağıdakilerden hangisidir? (H:1 ; C:12 O:16)
A ) C5H12 B ) C4H10 C ) C3H6 D ) C2H6
10. Würtz sentezine göre aşağıdakilerden hangisi elde edilemez?
A ) Metan B ) Etan C ) Propan D ) Bütan
DEĞERLENDİRME
Sorulara verdiğiniz cevaplar ile cevap anahtarınızı karşılaştırınız, cevaplarınız doğruise uygulamalı teste geçiniz. Yanlış cevap verdiyseniz öğrenme faaliyetinin ilgili bölümünedönerek konuyu tekrar ediniz.
37
UYGULAMALI TEST
Metan gazı oluşumu ile ilgili uygulama faaliyetini yaparak raporunuzu hazırlayınız.İşlemlerden sonra aşağıdaki kontrol listesini doldurunuz. Cevabı “Hayır” olan sorularıöğretmeninize danışınız.
Gerekli malzemeler1. Sodyum asetat 8.Bunzen beki 15.Kristaluzuar2. Sodyum hidroksit 9.Kıskaç 16.Porselen kap3. Kalsiyum hidroksit 10.Tel kafes 17.Cam çubuk4. Lastik tıpa 11.Plastik hortum5. Spatül 12.Cam balon6. Terazi 13.Destek çubuğu7. Çeşme suyu 14.Beher
Değerlendirme Ölçütleri Evet Hayır
1 İş önlüğünüzü giyip çalışma masanızı düzenlediniz mi?
2 Susuz sodyum asetatı hazırladınız mı?
3 4 g Sodyum asetatı tarttınız mı?
4 1 g Kalsiyum hidroksiti tarttınız mı?
5 2 g sodyum hidroksiti tarttınız mı?
6 Isıtma düzeneğini kurdunuz mu?
7 Yanıklara karşı önlem aldınız mı?
8 Bekin hava–gaz ayarını düzgün yaptınız mı?
9 Gaz toplama kabında gaz çıkışını gözlemlediniz mi?
10Gaz toplama kabını, içindeki gazı kaçırmadan aleve yaklaştırdınızmı?
11 Alevin rengini gözlemlediniz mi?
12İşiniz bittikten sonra tüm malzemeleri yıkayıp yerlerinekaldırdınız mı?
13 Sonuçları rapor ettiniz mi?
DEĞERLENDİRME
Bu faaliyet sırasında bilgi konularında veya uygulamalı iş parçalarında anlamadığınızveya beceri kazanamadığınız konuları tekrar ediniz. Konuları arkadaşlarınızla tartışınız.Kendinizi yeterli görüyorsanız diğer öğrenme faaliyetine geçiniz. Yetersiz olduğunuzudüşünüyorsanız öğretmeninize danışınız.
38
ÖĞRENME FAALİYETİ-2
Gerekli ortam sağlandığında, kuralına uygun olarak alken elde edebileceksiniz.
Günlük yaşantımızda kullandığımız plastik elyafların hangi ham maddelerdenüretildiğini araştırınız.
Plastik tek kullanımlık bardak,tabak üzerindeki PE,PP, PS ne anlama gelmektedir?Araştırınız.
2. ALKENLER (OLEFİNLER)
Genel formülleri: CnH2n
Karbon atomları birbirine çift bağlarla (C = C) bağlanmıştır. Çift bağı oluşturan karbon atomları sp2 hibritleşmesi yapmışlardır. (C = C) çift bağlarından biri sigma, diğeri pi bağıdır.
H δ π δH
C = C
H δ δ δH
Sigma bağının (δ) bağ enerjisi 83 kcal/mol; pi bağının (π) bağ enerjisi 62kcal/mol’dür. Bu değerlerden pi bağının zayıf bir bağ olduğu anlaşılmaktadır.
Karbonlar arasında çift bağ bulunduğundan karbon sayısı tek olamaz.İlk üyesi n = 2 olan etendir.
ÖĞRENME FAALİYETİ-2
AMAÇ
ARAŞTIRMA
39
H H
120˚ ( C = C Çift bağın her iki tarafında eşit hidrojen bulunduğu için simetriktir.
H H
CH3 – CH = CH2 propen
Propende çift bağın yanındaki karbonlarda hidrojen sayısı eşit olmadığı içinasimetriktir.
l Alkenlerin fonksiyonel (işlevsel) gubu (–C = C–)’dir. Yani, alkenlere ait
reaksiyonlar, bu gupla ilgilidir.
l Alkenler de alkanlar gibi homolog sıra oluştururlar.
KarbonSayısı
(n)
KapalıFormülü
Adı Yarı Açık Formülüe.n.
( °C )k.n.
( °C )
2 C2H4 Eten/Etilen CH2 = CH2 –169 –105
3 C3H6 Propen/propilen CH3 – CH = CH2 –188 –47
4 C4H8 1-Büten/1-Bütilen CH3 – CH2 – CH = CH2 –185 –6,5
5 C5H10 1-Penten/1-Pentilen CH3 – (CH2)2 – CH = CH2 –165 –30
Tablo 2.1. Bazı alken bileşikleri ve fiziksel özellikleri
2.1. Alkenlerin Adlandırılması Alkenler özel olarak adlandırmada, aklanların sonundaki -an eki yerine -ilen eki
getirilerek adlandırılır.
Alkan Alken
C2H6 etan C2H4 etilen
C3H8 propan C3H6 propilen
C4H10 bütan C4H8 bütilen
IUPAC (Cenevre) kurallarına göre adlandırılması ise alkanlarınkine benzer.Alkanların sonundaki -an eki kaldırılıp yerine -en eki getirilir. Etilen vepropilenden sonra gelen alkenler zincir izomerliği gösterdiklerinden dolayı çiftbağın yerini belirtmek gerekir.
Çift bağın bulunduğu en uzun karbon zinciri seçilir.Çift bağa yakın uçtan başlanarak numaralandırma yapılır.
40
Ana zincirde dallanma ya da değişik guplar varsa, alkanlarda olduğu gibi yeri ve türübelirtilir.Çift bağın bulunduğu ilk karbonun numarası belirtilerek alkenin adı eklenir.
Örnek:
CH3
4 CH3 – 3 CH – 2 CH = 1 CH2
3-metil-1-büten
Örnek:
CH3
3 CH3 – 2 C = 1 CH2
2-metil propen
Örnek:1 CH3 – 2 C = 3 CH – 4 CH – 5 CH3
CH3 CH3
2,4-dimetil-2-penten
Çift bağ her iki uçtan eşit uzaklıkta ise diğer guplara küçük numaralar gelecekşekilde numaralama yapılır.
Eğer molekülde birden fazla çift bağ varsa yerleri belirtilmeli ve -en so nekiyerine; iki çift bağ varsa -dien, üç çift bağ varsa –trien son eki getirilir.
Örnek:1 CH2 = 2 CH – 3 CH = 4 CH2
1,3-bütadien
Örnek:1 CH2 = 2 CH – 3 CH = 4 CH – 5 CH = 6 CH2
1,3,5-hekzatrien
Alkenlerden bir hidrojen çıkarılmasıyla oluşan guplara alkenil denir. Alkenilgupları adlandırılırken türediği alkenin adının sonuna -il eki getirilir. Alkenilköklerin de özel adları ve Cenevre kurallarına göre adları vardır.
IUPAC ÖZEL ADICH2 = CH2 eten CH2 = CH – vinilCH3 – CH = CH2 propen CH3 – CH = CH – allilCH3 – CH2 – CH = CH2 1-büten CH3 – CH2 – CH = CH – krotil
41
l Alkenlerde de alkanlarda olduğu gibi zincir izomerliği vardır.
Örnek:
Kapalı formülü C4H8 olan bütenin 3 zincir izomeri vardır.
CH3 – CH2 – CH = CH2 1-büten
CH3 – CH = CH – CH3 2-büten
CH3
CH3 – C = CH2 izo bütilen
Alkenlerde zincir izomerliğinden başka geometrik (cis-trans) izomerliği devardır. Alkenlerde çift bağlı karbonlar ve buna bağlı guplar bir düzlemiçerisinde bulunur. Bileşikteki çift bağ dönmeye engel olur.
Geometrik izomeride, çift bağlı karbonlardan birisinde farklı iki atom veya gupbulunmalıdır (a, b gibi). Diğer karbonda da (a, b; a, d; veya b, d) gibi atom ya daguplar bulunmalıdır. Benzer olan atom veya guplar aynı tarafta bulunuyorlarsabileşik cis izomeridir (Latincede cis, aynı taraf anlamındadır). Yine, benzeratom veya guplar farklı taraflarda bulunuyorlarsa bileşik trans izomeridir(Latincede trans, çapraz anlamındadır).
a a a b a a a d a d
C = C C = C C = C C = C C = C
b b b a b d b a b bcis trans cis trans cis
42
Örnek:
Cl Cl
C = C cis-1,2-dikloreten
H H k.n. = 60˚CHidrojenler aynı tarafta
Cl H
C = C trans-1,2-dikloreten
H Cl k.n. = 48˚CHidrojenler farklı tarafta
Örnek:
H H
C = C cis-2-penten
C2H5 CH3 k.n. = 37˚CHidrojenler aynı tarafta
C2H5 H
C = C trans-2-penten
H CH3 k.n. = 35˚CHidrojenler farklı tarafta
Çift bağ çevresindeki atom veya guplar serbest dönemeyeceğinden, cis ve transizomerler kolaylıkla birbirine dönüşemez. Cis ve trans izomerler farklıbileşiklerdir.
Örnek:
C2 H2 Cl2 formülüne sahip izomerleri yazarak adlandıralım.
C2 H2 Cl2 bileşiğinin formülü CnH2n genel formülüne uymaktadır.
Cl H
C = C
Cl H1,1-dikloreten
Cl Cl
C = C
H Hcis-1,2-dikloreten
43
Cl H
C = C
H Cltrans-1,2-dikloreten
2.1.1. Sikloalkenlerin AdlandırılmasıOlefin sınıfına ait halka yapılı bileşiklere sikloalken denir.
Genel formülleri CnH2n-2’dir.
Halkalı alkan adlarındaki -an eki kaldırılıp yerine -en eki getirilerek adlandırılır.
CH siklopropen
CH2 CH
CH2 CH2
CH CH
CH2
CH CH2
siklopenten
CH CH2
Halka üzerinde birden fazla çift bağ ya da başka guplar varsa, çift bağlara en küçüksayı gelecek şekilde numaralandırılır.
Br
CH3
1,3-dibrom siklohekzen 3,4-dimetil siklopenten 1,3-siklohekzadien
siklobüten
12 6
35
4
CH3
Br
44
Problem
C6Hx bileşiği halkalı yapıda olup, yapısında bir tane pi bağı varsa X kaçtır?
Çözüm
Yapısında bir tane pi bağı olduğuna göre, hidrokarbon alkendir. Halkalı ise bileşiksikloalkendir.
CnH2n-2 : sikloalken
n = 6 ise X = 2n – 2= 2 x 6 – 2= 10
CH
HC CH2
siklohekzen H2C CH2
CH2
2.2. Alkenlerin Elde Ediliş Yöntemleri
2.2.1. Monoalkollerden Su Çekilmesi (Dehidratasyon)
Derişik sülfürik asit (H2SO4), alüminyum oksit (Al2O3), difosfor penta oksit (P2O5) gibimaddelerin katalizörlüğünde mono alkollerden su çekilirse alkenler elde edilir.
Der. H2SO4
R – CH2 – CH2 – OH R – CH = CH2 + H2Omonoalkol ısı alken
Örnek
Der. H2SO4
CH3 – CH2 – CH2 – OH CH3 – CH = CH2 + H2Opropilalkol ısı propen
45
2.2.2. Alkil Halojenürlerden Hidrohalojenür Çekilmesi (Dehidrohalojenasyon)
Alkil halojenürler derişik, kuvvetli bazların alkoldeki çözeltileriyle reaksiyona girdiğindealkenler oluşur.
alkol
R – CH2 – CH2 – X + KOH R – CH = CH2 + KX + H2Oalkil halojenür ısı alken
Örnek
Alkol
CH3 – CH2 – Cl + KOH CH2 = CH2 + KCl + H2Oetil klorür ısı eten
2.2.3. Alkanların Eliminasyon (Ayrılma) ReaksiyonundanMoleküllerden bazı atom veya gupların ayrılmasıyla doymamış bileşik
oluşmasına eliminasyon (ayrılma) reaksiyonları denir.
H H– C – C – C = C + AB
H HA B
doymuş bileşik alken
Örnek:
Etan molekülü kızgın borudan geçirilirse iki hidrojen atomu ayrılarak etenoluşur.
kızgın boru
CH3 – CH3 CH2 = CH2 + H2
etan ısı eten
Aynı şekilde alkanlardan 800˚C’de Al2O3 ile hidrojen ayrılırsa alken oluşur.
Al2O3
R – CH2 – CH3 R – CH = CH2 + H2
800˚C
Örnek:
Al2O3
CH3 – CH2 – CH3 CH3 – CH = CH2 + H2
propan 800˚C propen
46
2.2.4. Komşulu Alkil Halojenürlerin Çinko Tozu ile Isıtılmasından
Komşu karbonlarda birer halojen bulunduran alkanlar Zn metali ile ısıtılırsa alkenler oluşur.
ısı
R – CH – CH – R + Zn R – CH = CH – R + ZnBr2
Br Br
Örnek
ısı
CH3 – CH – CH – C2H5 + Zn CH3 – CH = CH – C2H5 + ZnBr2
2-pentenBr Br
2,3-dibrom pentan
2.2.5. Alkinlerin Hidrojen ile İndirgenmesindenAlkinlerin palladyum (Pd) ve silikajel katalizörlüğünde hidrojen ile indirgenmesindenalkenler elde edilir.
Pd/Silikajel
R – C ≡ C – H + H2 R – CH = CH2
270˚C
Örnek
Pd/Silikajel
H – C ≡ C – H + H2 CH2 = CH2
asetilen 270˚C etilen (eten)
2.3. Alkenlerin Özellikleri
2.3.1. Fiziksel Özellikler
Alkenlerin fiziksel özellikleri, alkanların fiziksel özelliklerine çok benzer.Homolog sırada 2, 3, 4 karbonlular gaz, 5-15 karbon arası (15 dahil) olanlarsıvı; karbon sayısı daha fazla olanlar katıdır.
Apolar madde olduklarından suda çözünmezler. Benzen, eter, kloroform, petrol eteri gibi organik çözücülerde çözünürler. Alken molekülleri arasında zayıf, van der Walls bağları vardır. Moleküldeki karbon atomlarının sayısı arttıkça erime noktası ve kaynama
noktası artar.
47
2.3.2. Kimyasal Özellikler
Alkenlerde bulunan pi bağı, sigma bağına göre daha düşük enerjili olduğundankimyasal reaksiyonlara yatkındırlar. Alkenler:
Katılma reaksiyonu,Yükseltgenme reaksiyonu,Sübstitüsyon reaksiyonu verirler.
Bunlardan katılma ve yükseltgenme çift bağlara bağlı olarak gerçekleşir.Sübstitüsyon reaksiyonunda ise çift bağlar etkilenmez.
2.3.2.1. Katılma ReaksiyonuMoleküllerin karbonlar arasındaki çift bağlardan pi bağı açılarak bu bağa yeni atom
veya atom gupları bağlanır. Bu tür reaksiyonlara katılma reaksiyonu adı verilir.
Bir mol alkene bir mol H2 , X2 (halojen), HX (halojenli asit) ya da H2O (su) katılabilir.
Eğer alkende iki tane çift bağ varsa (dien ise) 2 mol H2 veya X2 katılabilir.
Hidrojen katılması
Alkenlere platin, palladyum veya raney nikel (çok ince dağılmış nikel) katalizörlü-ğünde hidrojen katılırsa alkanlar oluşur.
Pt, Pd, ısı
R – CH = CH2 + H2 R – CH2 – CH3
alken veya raney Ni alkan
Örnek
Pt, Pd
CH3 – CH = CH2 + H2 CH3 – CH2 – CH3
propen ısı propan
Sıvı yağlardaki doymamış yağ asitleri hidrojenle doyurularak katı hâle getirilir.
Resim: 2.1. Sıvı yağın hidrojenlenmesiyle elde edilen margarin
48
Bir organik molekülün indirgenmesi moleküle hidrojen girmesi, yükseltgenmesi isemolekülden hidrojen çıkması anlamına gelir.
Halojen Katılması
Alkenlere Cl2 ve Br2 çok kolay katılır, iyot ise yeterince aktif değildir. Brom çözeltisisu, CCl4 (karbon tetra klorür) ya da CHCl3 (kloroform) gibi çözücülerle birliktehazırlanarak doymamış gupların tanınmasında kullanılır.
X X
R – CH = CH2 + X2 R – CH – CH2
Örnek
Br BrCCl4
CH3 – CH = CH2 + Br2 CH3 – CH – CH2
propen kırmızı 1,2-dibrom propanrenkli renksiz
Brom, alkenlerin ayıracıdır. Bir hidrokarbonun alkan ya da alken olduğu bromlusu ile anlaşılabilir. Hidrokarbon bromlu su ile karıştırıldığında bromunkırmızı rengi kayboluyorsa alken, kaybolmuyorsa alkandır.
Problem
He, CO2 ve C2H4 gazları karışımının normal koşullarda toplam hacmi 30 lt’dir. bugaz karışımı;
I. Önce NaOH çözeltisinden geçirilince hacmi 8,28 L azalıyor.
II. Daha sonra bromlu sudan geçirilince 48 g Brom harcanıyor.
Buna göre, karışımdaki helyumun hacmi nedir? (Br: 80)
Çözüm
Birinci işlem: Baz tarafından tutulan gaz CO2’dir.
Hacim 8,28 l azalıyorsa, CO2 gazı 8,28 lt’dir.
İkinci işlem: Bromlu su ile C2H4 reaksiyona girer.
49
2 4
480,3
160C Hn mol
C2H4 + Br2 C2H4Br2
Denkleme göre: 1 mol C2H4 ile 1 mol Br2 reaksiyona girerse,X mol C2H4 0,3 mol Br2
X = 0,3 mol C2H4
0,3 mol C2H4 = 0,3 × 22,4= 6,72 L
He + CO2 + C2H4 = 30 L
8,28 L 6,72 L
He = 30 – (8,28 + 6,72)= 30 – 15
He = 15 lt.
Problem
Bir alkenin 12,6 g’ı %24’lük 300 g bromlu suyun rengini tamamen gideriyor. Bualkenin formülü ve adı nedir? (H: 1; C: 12; Br: 80)
Çözüm
Önce, 300 g bromlu su çözeltisindeki Brom miktarını bulalım.
24× 300 = 72 g Br2
100
CnH2n + Br2 CnH2nBr2
12.6 g 72 g
12,6 g CnH2n 72g.Br2 ile reaksiyona girerseX g CnH2n 160 g.Br2 ile reaksiyona girer.
X = 28 g CnH2n
50
CnH2n = 2812n + 2n = 2814n = 28n = 2 CnH2n = C2H4 (Eten)
Halojen asit katılması
Halojenli asitler Markownikoff (Markownikov) kuralına göre katılır. Polar molekuller(HX, H2O, …) alkenlere katılırken, pozitif atom ya da atom gubunun çift bağa bağlı karbonatomlarından hidrojeni fazla olan karbona katılmasına Markownikoff kuralı denir.
R – CH = CH2 + H+X- R – CH – CH3
X
CH3 – CH = CH2 + HBr R – CH – CH3
propen
Br2-brom propan
H2O katılması
Alkenler H2SO4 veya H3PO4 katalizörlüğünde su ile katılma reaksiyonu verirler.Reaksiyon sonucunda monoalkoller oluşur. Reaksiyon Markownikoff kuralına göre yürür.Suyun yapısında bulunan H+ iyonu, çift bağlı karbon atomlarından daha fazla hidrojen atomubulunan karbona bağlanır.
H2SO4
R – CH = CH2 + H2O R – CH – CH3
ısı
OHalkol
Örnek
H2SO4
CH3 – CH = CH2 + H2O CH3 – CH – CH3
ısı
OHizopropil alkol
Problem
8,4 g Propen gazına H2O katılmasıyla oluşan bileşik hangisidir ve yeni bileşiğinmolekül ağırlığı kaç gamdır? (H: 1; C: 12; O: 16)
51
Çözüm
Propene su katılması Markovnikoff kuralına göre gerçekleşir. Suyun yapısındakihidrojen çift bağ yanındaki karbonlardan hangisinin hidrojeni fazla ise o karbona bağlanır.
CH3 – CH = CH2 + H – OH CH3 – CH – CH3
OHizopropil alkol
Denklemimize göre:CH3 – CH = CH2 : (12×3) + (6×1) = 42 g
CH3 – CH – CH3 : (12×3) + (8×1) + 16 = 60 gOH
42 g Propenden 60 g Alkol oluşursa8,4 g Propenden X g Alkol oluşur.
X = 12 g alkol
Sülfürik asit katılması
Sülfürik asit H+ ve HSO4- e ayrılarak, Markownikoff kuralına göre alkene katılır. HSO4
-
karbon atomuna O ile bağlanır, oluşan ürünlere alkil sülfürik asitler denir.
R – CH = CH2 + H2 SO4 R – CH – CH3
OSO3Halkil sülfürik asit
Alkil sülfürik asit soğukta kararlıdır seyreltik çözeltisi ısıtıldığında alkol ya da eterleredönüşür.
ClOH (Hipokloröz Asit) KatılmasıHipokloröz asit, alkenlere katılırken Cl+ ve OH- iyonlarına ayrılır. Katılmada
Markownikoff kuralı geçerlidir. ClOH kararsız olduğundan reaksiyon ortamında oluşturulur.
Cl2 + H2 O ClOH + HCl
10˚C
R – CH2 – CH = CH2 + Cl – OH R – CH2 – CH – CH2
OH Clalken klor hidrin
52
Örnek
10˚C
CH3 – CH2 – CH = CH2 + Cl – OH CH3 – CH2 – CH – CH2
OH Clbütilen klor hidrin
(1-klor-2-hidroksi bütan) PolimerleşmeMoleküldeki ikili veya üçlü bağların açılarak birbirine katılması olayına
polimerleşme, oluşan ürüne polimer denir. Polimeri oluşturan en küçük birime monomerdenir
H H H H
n C = C – C – C –
H H H H n
monomer polimer ürünetilen (eten) polietilen (politen)
Polimerin başlıca özellikleri şunlardır:
Ana hidro karbonun özelliklerini göstermez. Polimerler, büyük moleküller olduğu için değme noktaları ve buna bağlı olarak
van der Walls kuvvetleri de büyüktür. Polimerlerin, monomerlerine göre e.n. ve k.n. yüksek, daha dayanıklı, kimyasal
reaksiyonlara daha güç giren maddelerdir. Bu özelliklerinden yararlanılarakgünlük yaşantımızda dayanıklı madde yapımında kullanılır.
Polietilenin oluşumu:
Etilen bir gazdır. Etilenin polimeri olan polietilen ise sert bir maddedir.
R R R R
nCH = CH2 + nCH = CH2 nCH – CH2 + nCH – CH2
˙ ˙ ˙ ˙
R R
— CH – CH2 – CH – CH2 — A*
n
(A*) Radikal tutucu. Burada radikal tutucu reaksiyon sonunda ortama ilave edilir.
53
asit katalizörü CH2=CH2 nCH2=CH2
CH2 = CH2 + H+ CH3–C+H2 CH3–CH2–CH2–C+H2
CH3 – CH2 – (CH2 – CH2)n – CH2 – CH2 – CH2 – Nü*
polietilen (politen)
(Nü*) Burada Nü (Nükleofil), polimerleşme reaksiyonunu durdurur. Nükleofiliksübstitüsyon reaksiyonlarına, Alkollerin Elde Edilişi başlığı altında yer verilmiştir.
Problem
A = Siklo bütan
B = 1 büten
Yukarıdaki bileşiklere ilişkin:
I. İkisi de katılma tepkimesi verir.
II. İzomerdirler.
III. İkisi de polimerleşebilir.
Yargılarından hangileri doğrudur?
Çözüm
A bileşiği için: Siklo, halkalı yapıda olduğunu gösterir.
Bütan sözcüğündeki -an ekinden, bunun alkan, yani doymuş hidrokarbon olduğunuanlarız. Bileşik dört karbonludur.
C4H8
B bileşiği için: Büten sözcüğündeki -en ekinden bunun alken, yani doymamış birhidrokarbon olduğu anlaşılır. Bileşik dört karbonludur. Çift bağ da, 1 nu.lu karbondabulunmaktadır.
1 CH2 = 2 CH – 3 CH2 – 4 CH3 C4H8
I. Katılma tepkimesini, yapısında ikili (alken) ve üçlü (alkin) bağ bulunduranbileşikler verir. Alkanlar ise vermez.
II. Kapalı formülleri aynı, açık formülleri ayrı maddeler izomerdir. A ve Bmaddelerinin kapalı formülleri aynı, ancak açık formülleri farklıdır.
54
III. Yapısında pi bağı bulunan bileşikler (alkenler ve alkinler) polimerleşmereaksiyonu verirler.
Siklo bütan polimerleşme reaksiyonu vermez.
1 – Büten polimerleşme reaksiyonu verir.
Yukarıdaki açıklamalara göre yalnız II doğrudur.
2.3.2.2. Yükseltgenme (Oksidasyon) ReaksiyonuAlkenler H2O2 (hidrojen peroksit), MnO4
- (permanganat), O3 (ozon) gibiyükseltgenlerle reaksiyon verir.
H2O2 Etkisi
Alkenler H2O2 ile zayıf asitli ortamda (CH3COOH: asetik asit), diol yani iki –OHkökü bulunduran alkol oluşturur.
H2O2, H+
R – CH = CH – R R – CH – CH2 – R90˚C
OH OH-diol
Örnek
H2O2, H+
CH3 – CH = CH – CH3 CH3 – CH – CH2 – CH3
2-Büten 90˚C
OH OH2,3-dihidroksi bütan
KMnO4 etkisi
Permanganatla ortamın asidik ve bazik olmasına göre değişik yükseltgen ve ürünleriverirler.
Asidik ortam: Asitli ortamda kuvvetli yükseltgenlerle olan reaksiyon sonucunda çiftbağlar kopar, çift bağın bağlı olduğu karbonda hidrojen varsa karboksilli asit, hidrojen yoksaketon oluşur.
H2SO4, KMnO4
R1 – C = CH – R3 R1 – C = O + R3 – COOH
R2 R2
keton karboksilli asit
55
Örnek
H2SO4, KMnO4
CH3 – C = CH – C2H5 CH3 – C = O + C2H5 – COOH
CH3 CH3
2-metil-2-penten aseton propanoik asit
Bazik ortam: Soğukta seyreltik bazik ortamda KMnO4’ın rengini giderirler. Potas-yumpermanganat ile sodyum karbonatın sulu çözeltisine Baeyer (Bayer) ayıracı denir.
KMnO4 , Na2CO3
R – CH = CH2 R – CH – CH2
0˚C
OH OHÖrnek
Na2CO3
3H – CH = CH2 + 2KMnO4 + 4H2O 3H – CH – CH2 + 2MnO2+ 2KOH0˚C kahverengi
OH OH1,2-etandiol
Baeyer testi alkenlerin ayıracıdır. Potasyum permanganatın mor rengi kaybolarakkahve renginde bir çökelek oluşur.
Ozon etkisiOzon güçlü bir yükseltgendir. Düşük sıcaklıkta bile çift bağı parçalayarak ozonür
bileşiğini oluşturur. Ozonür, kararsız ve patlayıcı bir madde olduğundan, reaksiyonortamından ayımadan hemen su ile hidrolizlenir. Hidrolizleme sonucunda beşli halkaparçalanır, aldehit, keton ve hidrojen peroksit meydana gelir.
O – O
R – C = CH – R + O3 R – C CH – R ozon
R R Oozonür
56
O – O
R – C CH – R + H2O R – C = O + R – CHO + H2O
R O Rketon aldehit
Yanma sonucunda açığa çıkan ısı aynı sayıda karbon atomu içeren alkanlardandüşüktür.
CnH2n + O2 nCO2 + nH2O
C3H6 + 9/2 O2 3CO2 + 3H2O Δ H˚ = -2050 kjpropen
C3H8 + 5O2 3CO2 + 4H2O Δ H˚ = -2220 kjpropan
Problem
Gaz hâlindeki bir alkenin 0,2 litresini tamamen yakmak için aynı şartlarda 1,2 litreoksijen harcandığına göre bileşiğin formülü nedir?
Çözüm
Aynı şartlarda gazların hacimleri ile mol sayıları doğru orantılıdır. V n
CnH2n + 3n O2 nCO2 + nH2O2
0,2 L alken için 1,2 L O2 harcanırsa,1 L alken için X L O2 harcanır.
X = 6 L O2
Yanma olayı da alkenlerin havanın oksijeni ile CO2 ve H2Overecek şekilde yükseltgenmesidir.
3n
2
3n
2
3n
2
57
Reaksiyon denklemine göre 1 L alkeni yakmak için litre O2 gerekir.
ise n = 6 CnH2n : C4H8 (Büten)
2.3.2.3. Sübstitüsyon Reaksiyonları
300˚C’de klor veya brom, alkenlerin çift bağına katılmaz. Çift bağa komşu olankarbon üzerindeki hidrojen ile sübstitüsyon reaksiyonu verir. Buna, allil klorlaması veyaallil bromlaması denir. İyot ise bu reaksiyona katılmaz.
300˚C
CH3 – CH = CH2 + Cl2 CH2 = CH2 – Cl + HClpropilen allil klorür
300˚C
CH3 – CH = CH – CH3 + Br2 CH3 – CH = CH – CH2 – Br + HBr2-büten krotil bromür
2.4. Etilen (CH2 = CH2) Alkenlerin ilk üyesidir. Petrolün parçalanma ürünlerinde, hava gazı ve doğal gazda bulunur.
Şekil 2.1. Etilenin üç boyutlu (3-d) molekül modelleri
2.4.1. Etilenin Eldesi
Etil Alkolden su çekilmesi yoluylaEtil alkolden asitli ortamda su çekilecek olursa etilen elde edilir.
H2SO4 , ısı
CH3 – CH2 – OH CH2 = CH2
etil alkol –H2O etilen
Tepkimenin mekanizması şu şekilde işlemektedir:
H+ ısı 170˚C
CH3 – CH2 – OH CH3 – CH2 – OH+2 CH3 – C+H2 CH2 = CH2
etil alkol soğukta alkoksonyum –H2O –H+
katyonu
3n= 6
2
58
Etil Bromüre Potasyum Hidroksit Etkisi YoluylaEtil bromüre derişik KOH etki etmesi durumunda etilen gazı oluşur.
Derişik KOH
CH3 – CH2 – Br CH2 = CH2 + KBretil bromür –H2O
1,2-Dibrom Etanın Çinko Tozlarıyla Etkileşmesi Yoluyla1,2-dibrom etanın çinko tozlarıyla reaksiyonundan etilen elde edilir.
Zn (ısı)
CH2 – CH2 CH2 = CH2 + ZnBr2
Br Br1,2-dibrom etan
2.4.2. Fiziksel Özellikleri Etilen suda az çözünür. Organik çözücülerde iyi çözünür. Renksizdir ve kendine has bir kokusu vardır.
2.4.3. Kimyasal Özellikleri2.4.3.1. Katılma Reaksiyonları
Hidrojen KatılmasıNi
CH2 = CH2 + H2 CH3 – CH3
etilen ısı etan
Halojen katılması
CCl4
CH2 = CH2 + Cl2 CH – CH2
Cl Cl1,2-diklor etan
59
Halojenli hidrojen katılmasıCH2 = CH2 + HCl CH2 – CH3
Cl1-klor etan
Su katılması
H2SO4 , ısı
CH2 = CH2 + H2O CH3 – CH2 – OH120˚C etil alkol
Asit (H2SO4) katılması
HO – SO3H
CH2 = CH2 CH2 – CH3
O – SO3Hetil sülfürik asit
ClOH (hipo kloröz asit) katılmasıCl2 + H2O ClOH + HCl
Cl2 + H2O
CH2 = CH2 CH2 – CH2
10˚C
OH Cletan klor hidrin
Etilenin polimerleşmesiPolimerleşme sanayinin temel maddelerinden biri olan etilen, çeşitli organikpreparatların hazırlanmasında önemli bir çıkış maddesidir.
asit katalizörü CH2=CH2 nCH2=CH2
CH2 = CH2 + H+ CH3–C+H2 CH3–CH2–CH2–C+H2
CH3 – CH2 – (CH2 – CH2)n – CH2 – CH2 – CH2 – Nü*
polietilen (politen)
Polivinil klorür (PVC) oluşumu vinil klorürün katalizörler yardımıyla pi bağı açılarak diğervinil klorür molekülleri bu bağlara katılır. Oluşan polivinil klorür 150˚C’de kalıplanarakboru, izolatör haline getirilir.
n(CH2= CH) (CH2– CH2)n
Cl Cl
60
Resim 2.2 :Çeşitli PVC pencere ve borular
Politetrafluoretilen (TEFLON) oluşumu tetraflüoretilenin peroksit katalizörleriylepolimerleşmesinden oluşur.
n(CF2=CF2) (CF2– CF2)n
Şekil: 2.2. Teflonun molekül yapısı Resim:2.3.Teflondan yapılmış mutfak gereçleri
2.4.3.2. Yükseltgenme Reaksiyonları Oksijen ile yanmasıEtilen parlak bir alevle yanar.
C2H4 + 3O2 2CO2 + 2H2O ΔH˚ = -1411 kj
Etanın, metana göre parlak alevle yanması karbon miktarının fazla olduğunun birişaretidir.
H2O2 (hidrojen peroksit) ile yükseltgenme reaksiyonuH2O2 (H+)
CH2 = CH2 CH2 – CH2
90˚C
OH OHetan-1,2-diol (etilen glikol)
61
KMnO4 (potasyum permanganat) ile yükseltgenme reaksiyonuKMnO4 (H+)
CH2 = CH2 CH3 – COOHsıcakta asetik asit
Bayer ayıracı ile reaksiyonuKMnO4 , Na2CO3
CH2 = CH2 CH2 – CH2
0˚C
OH OHetan-1,2-diol (etilen glikol)
2.5. AlkadienlerMolekülünde birden fazla çift bağ bulunduran maddeler polien olarak adlandırıl-
maktadır. Bunlardan, molekülünde iki çift bağ bulunduran maddelere alkadien denir.Alkadienler de kendi aralarında, çift bağlarının sıralanış durumu bakımından üç guba ayrılır:
Kümüle dienlerYapısında bulunan çift bağlar birbirini izliyorsa molekül kümüle diendir.
CH2 = C = CH2 – CH3 1,2-bütadien (kümüle dien)
Konjuge dienlerİki çift bağ arasında bir tek bağ bulunan dienlerdir.
CH2 = CH – CH = CH2 1,3-bütadien (konjuge dien)
İzole dienlerİki çift bağ arasında birden fazla tek bağ bulunan dienlerdir.
CH2 = CH – CH2 – CH2 – CH = CH2 1,5-hekzadien (izole dien)
1,4-siklohekzadien
Tablo 2.2: Bazı konjüge alkadienler ve bazı fiziksel özellikleri
62
Adı Açık Formülü k.n. (°C) e.n. (°C)
C4H6
Büta DienCH2 = CH – CH = CH2
1, 3 - Bütadien45 -136
CH3 HC = CH2
C = C
H HCis - 1, 3 - Pentadien
44 -40
CH3 H
C = C
H HC = CH2
Trans - 1, 3 Pentadien
42 -87
C5H8
Penta Dien
CH3
CH2 = CH – C = CH2
İzopren2 Metil - 1, 3 - Bütadien
34 -149
Alkadienlerin en kararlı hali konjüge olanlarıdır.
2.5.1. BütadienCH2 = CH – CH = CH2
Konjüge yapıya sahiptir. Konjügedienler doymamış bileşik olduklarından katılmareaksiyonu verirler. Katılma reaksiyonu sonucu iki tür ürün meydana gelir: (1,2 - katılmaürünü ve 1, 4 - katılma ürünü)
CH2 = CH – CH = CH2 + Br – Br CH2 – CH – CH = CH2 + CH2 – CH = CH –CH2
Br Br Br Br
Bütadien, başlangıç maddesi olarak kireç taşından elde edilebilir.
900˚C-1000˚C 3˚C, 2000˚C 2H2O
CaCO3 CaO CaC2 HC ≡ CH–CO2 –CO Ca(OH)2
OH HHgSO4, H2SO4 CH3CHO(OH-)
CH3 – C = O CH3 – CH – CH2 – C = O
+H2O H β-hidroksi bütanol
asetaldehit
63
H2(Ni)
CH3 – CH – CH2 – CH2 CH2 = CH – CH = CH2
–2H2O
OH OH 1,3-bütadien1,3-bütandiol
2.5.2. Doğal Kauçuk
Alkadienlerin polimerleşmesiyle meydana gelen polimerde çift bağlar bulunur.İzoprenin doğal polimeri kauçuktur. Kauçuk, tropik bölgelerde yetişen bazı bitki türlerindebulunur. Bu bitkilerin kabuğu çizilerek, süt kıvamında lateks adı verilen beyaz sıvı alınır.Kauçuk, lateksin içinde kollaidal hâlde dağılmış olarak bulunur. Elde edilen bu sıvı hamkauçuktur. Elastikiyet özelliği, gerinme direnci ve dayanıklılığı zayıftır. Biraz soğukta sert,kırılgan; biraz sıcakta ise yumuşak ve yapışkan bir özellik kazanır. Molekül ağırlığı 1 milyonkadardır. 14 bin kadar izopren molekülünden oluşur.
Resim 2. 4. Kauçuk ağacından elde edilen lateks (ham kauçuk)
— CH2 – CH = C – CH2 —
CH3
n
Kauçuğun elastikiyetini ve dayanıklılığını artırmak için kendi ağırlığının %3-4’ükadar kükürtle 130-140˚C’de 1-4 saat kadar ısıtılır. Isıtma işlemi sırasında kauçuğun çiftbağları açılır ve açılan bu bağlara kükürt atomları yerleşir. Buna kauçuğun vulkanizasyonuadı verilir. Vulkanize olmuş kauçuğun gerinme direnci, esnekliği ve dayanıklılığı artmıştır.
64
CH3 CH3
— CH2 – C = CH – CH2 — — CH2 – C – CH – CH2 —
S S n S S
— CH2 – C = CH – CH2 — — CH2 – C – CH – CH2 —
CH3 CH3
n nvulkanize olmuş kauçuk
Vulkanizasyon işleminde kauçuğun %30-40’ı kadar kükürt katılırsa sert bir maddeolan ebonit elde edilir. Kauçuk işlenirken içine bir takım renk ve dolgu maddeleri katılır.Bunlar; çinko oksit (ZnO), çinko sülfür (ZnS), baryum sülfat (BaSO4), kurşun iki oksit(PbO), antimon-III sülfür (Sb2S3), karbon (C) gibi maddelerdir.
2.5.3. Yapay Kauçuklar
2.5.3.1. Buna Kauçuğu
İlk yapay kauçuk Almanya’da, 1. Dünya Savaşı sırasında 2,3-dimetil bütadieninpolimerleştirilmesiyle lastiğe benzer bir kütle hâlinde edilmiştir. Ancak özellikleri iyiolmadığı için günümüzde üretimi yapılmamaktadır. Bütadienin polimerleşmesiyle oluşankauçuğa buna kauçuğu denir.
CH3 CH3 CH3 CH3
CO2 , Na
nCH2 = C – C = CH2 + nCH2 = C – C = CH2
CH3 CH3 CH3 CH3
— CH2 – C – C = CH2 – CH2 = C – C – CH2 —n
buna Kauçuğu
2.5.3.2. Buna-S Kauçuğu
Günümüz endüstrisinde kauçuk daha çok kopolimerleşme yoluyla elde edilmektedir.Doymamış gup bulunduran iki ayrı maddenin uygun katalizörlerle kendi aralarındabirbirlerini doyurarak art arda bağlanmalarına kopolimerleşme denir. Buna-S kauçuğubütadien ve stirenin (C6H5–CH = CH2) kopolimerleşmesiyle elde edilir.
65
C6H5 C6H5
nCH2 = CH – CH = CH2 + nCH = CH2 —CH2 – CH = CH – CH2 – CH – CH2—n
buna-S Kauçuğu
2.5.3.3. Buna-N KauçuğuBütadien ile akrilonitrilin kopolimerleşmesiyle elde edilir.
CN CN
nCH2 = CH – CH = CH2 + nCH2 = CH —CH2 – CH = CH – CH2 – CH – CH2—n
buna-N Kauçuğu
Bu kauçuk yüksek sıcaklıklara karşı dayanıklı olup, gerilme direnci son dereceyüksektir.
2.5.3.4. Neopren Kauçuğu
2-klor-1,3-bütadienin (klorpren) polimerleştirilmesi yoluyla elde edilir.
Cl Cl polimerleşme
nCH2 = CH – C = CH2 —CH2 – CH = C – CH2 —n
neopren Kauçuğu
Özellikleri, doğal kauçuğa en yakın sentetik kauçuktur. Hava oksitlenmesine, organikçözücü ve yağlara karşı daha dirençli olduğundan doğal kauçuktan daha üstün, dolayısıyladaha pahalıdır.
2.5.3.5. Butil Kauçuğu
İzobütenin polimerleştirilmesi sonucunda elde edilir.
CH3 CH3
polimerleşme
nC = CH2 — C – CH2 — n
CH3 CH3
izobüten butil Kauçuğ
66
Polimerleşme sonunda bütün çift bağlar doyacağından, vulkanizasyon yapılamaz.Vulkanizasyon işlemiyle iyi nitelikli bir kauçuk elde etmek için %3 kadar izopren ya dabütadienle karıştırılıp kopolimerleşmesi sağlanır. Hava oksitlenmesi ve gazlarındifüzlenmesine son derece dayanıklı olması sebebiyle otomotiv sanayinde iç lastikimalatında kullanılır.
Resim 2. 5. Günlük yaşamda kullanılan butil kauçuğundan yapılmış çeşitli malzemeler
67
UYGULAMA FAALİYETİ
İşlem Basamakları Öneriler
500 ml hacimli kuru bir balona 50 ml. etanoltartınız.
İş önlüğünüzü giyerekçalışma masanızıdüzenleyiniz.
100 ml H2SO4 ölçerek mezüre koyunuz.
Çeker ocakta çalışınız.
Balona 100 ml H2SO4 ekleyiniz.
Balonu kristalizuardasoğutmayı unutmayınız.
Etanol ve sülfürik asit karışımı bulunan balonadeney işlemi sırasında köpürmesini önlemekmaksadıyla 5-7 g kadar kristal suyu alınmışalüminyum klorür ilave ediniz.
Alüminyum klorürü dikkatliekleyiniz.
UYGULAMA FAALİYETİ
68
25 g NaOH tartarak balon jojeye koyunuz.
NaOH’in, havadan nemkapmaması için en sontartınız.
Tartılan NaOH’i havanda eziniz.
Hızlı çalışınız.
Ezilen NaOH’i balon jojeye ekleyiniz.
Dikkatli çalışınız.
69
Hazırlanan %10’luk NaOH çözeltisini cam şişeyekoyunuz.
Düzeneği kurunuz ve balonu alttan ısıtınız.
Sıcaklığın 200˚C’yigeçmesini önleyiniz.
İşlem esnasında etilen gazınınkaçmasını önlemek üzeregerekirse tıpa çevresinimacunla kapatınız.
Sıcaklık 180˚C’ye geldiğindeetilen gazının oluştuğunugözlemleyiniz.
Çıkan gazı yakınız.
Alev rengine dikkat ediniz. Gözlemlerinizi not etmeyi
unutmayınız.
Sonuçları rapor ediniz.
İşiniz bittikten sonra tümmalzemeleri yıkayıp yerlerinekaldırınız.
Amacınızı, işlembasamaklarınızı, sonucunuzuiçeren bir rapor hazırlayınız.
70
ÖLÇME VE DEĞERLENDİRME
Aşağıdaki sorularda uygun seçeneği işaretleyiniz.
1.
CH3 CH3
H3C = C – C = C– CH3
bileşiğinin adı aşağıdakilerden hangisidir?
A ) 1,3-dimetil-2,4-pentadienB ) 2,3- dimetil-1,3-pentadienC ) 2,3- dimetil-1,4-heptadienD ) 1,4- dimetil-2,3-heptadien
2. Aşağıdakilerden hangisi sikloalken olabilir?
A ) C4H8 B ) C4H10 C ) C6H10 D ) C6H14
3.
I. C2H5 C2H5 C2H5 H
H – C – C – H ¸ H – C – C – H
H H H C2H5
II. H H H Br
C = C ¸ C = C
Br C2H5 C2H5 H
III. Cl Cl H Cl
C = C ¸ C = C
H H Cl H
Yukarıdaki üç bileşik çiftinden hangilerindeki bileşikler birbirinin cis-trans izomeridir?
A ) Yalnız I B ) Yalnız II C ) I ve III D ) II ve III
ÖLÇME VE DEĞERLENDİRME
71
4. CH4 ve C3H6 karışımının normal koşullarda 5,6 litresi bromlu sudan geçirildiğinde 32g brom harcanmaktadır. Buna göre karışımdaki CH4 kaç litredir? (H: 1; C: 12; Br:80)
A ) 1,12 B ) 2,24 C ) 4,48 D ) 0,56
5. Bir alkenin 0,25 molü normal koşullarda hacmi 11,2 L olan hidrojenle tepkimeyegiriyor, buna göre alken kaç tane pi bağı içerir?
A ) 1 B ) 2 C ) 3 D ) 4
6. CH3 – CH2 – CH2 – CH = CH2 + HBr A
reaksiyonu sonucu oluşan A bileşiğinin adı nedir?
A ) pentil bromür B ) 2-brom pentan C ) 1-brom pentan D ) 1-bromhekzan
7. Bütan ve siklo bütan bileşikleri için;
I- Molekül yapısı
II- Atom tür ve sayısı
III- Kimyasal özellikleri
ifadelerinden hangisi ya da hangileri aynıdır?
A ) Yalnız II B ) Yalnız III C ) I, ve II D ) I ve III
8.
Cl H
C = C
Cl H
Bileşiği için;
I- Bromlu suyun rengini giderir.
II- Cis-trans izomerisi vardır.
III- Polimerleşme reaksiyonu verir.
IV- Bileşiğin yapısında 4 tane sigma bağı vardır.
ifadelerinden hangisi ya da hangileri doğrudur?
A ) I ve III B ) I, II ve III C ) I, III ve IV D ) I I, III ve IV
72
9. Aşağıdaki bileşiklerden hangisinin bir molünü bir mol H2 doymuş hâle getirebilir?
A ) CH3 – CH2 – CH3 B ) C ) □ D )
H2C – CH2
H2C – CH2
10. Kapalı formülü C5H12 olan bir bileşik bromlu su ile reaksiyona girmiyor.Bu bileşikaşağıdakilerden hangisi olabilir?
A ) Alken B ) Sikloalken C ) Sikloalkan D ) Alkan
DEĞERLENDİRME
Sorulara verdiğiniz cevaplar ile cevap anahtarınızı karşılaştırınız, cevaplarınız doğruise uygulamalı teste geçiniz. Yanlış cevap verdiyseniz öğrenme faaliyetinin ilgili bölümünedönerek konuyu tekrar ediniz.
73
UYGULAMALI TEST
Etilen gazı oluşumu ile ilgili uygulama faaliyetini yaparak raporunuzu hazırlayınız.İşlemlerden sonra aşağıdaki kontrol listesini doldurunuz. Cevabı “Hayır” olan sorularıöğretmeninize danışınız.
Gerekli malzemeler1. Etanol 10.Termometre2. sülfürik asit 11.Cam boru3. Alüminyum klorür 12.Bek4. Sodyum hidroksit 13.Üçayak5. Spatül 14.Tıpa6. Balon joje 15.Mezur7. Cam balon8. Terazi9. Saf su
Değerlendirme Ölçütleri Evet Hayır
1 İş önlüğünüzü giyip çalışma masanızı düzenlediniz mi?
2 50 ml. etanol hazırladınız mı?
3 100 ml. sülfürik asit ölçtünüz mü?
4 Etanolün bulunduğu cam balonun içine sülfürik asidi koyarkensoğutma suyunda soğuttunuz mu?
5 %10’luk sodyum hidroksit çözeltisini hazırladınız mı?
6Etanol ve sülfürik asit bulunan balona deney sırasında köpürmeyiönlemek için kristal suyu alınmış alüminyum klorür ko
7 Isıtma düzeneğini kurdunuz mu?
8 Yanıklara karşı önlem aldınız mı?
9 Bekin hava–gaz ayarını doğru biçimde yaptınız mı?
10 Gaz toplama kabında gaz çıkışını gözlemlediniz mi?
11 Gazı yaktınız mı?
12 Alevin rengini gözlemlediniz mi?
13İşiniz bittikten sonra tüm malzemeleri yıkayıp yerlerinekaldırdınız mı?
14 Sonuçları rapor ettiniz mi?
74
DEĞERLENDİRME
Bu faaliyet sırasında bilgi konularında veya uygulamalı iş parçalarında anlamadığınızveya beceri kazanamadığınız konuları tekrar ediniz. Konuları arkadaşlarınızla tartışınız.Kendinizi yeterli görüyorsanız diğer öğrenme faaliyetine geçiniz. Yetersiz olduğunuzudüşünüyorsanız öğretmeninize danışınız.
75
ÖĞRENME FAALİYETİ-3
Gerekli ortam sağlandığında, kuralına uygun olarak alkin elde edebileceksiniz.
Kaynakçılıkta kullanılan asetilen gazı nasıl elde edilmektedir? Elektrik izolasyon maddelerinde hangi plastikler kullanılmaktadır? Araştırınız.Hangi çeşit giysilerimizde polimer ürünleri bulunmaktadır? Araştırınız.
3. ALKİNLER (ASETİLENLER)
3.1. Genel Bilgi
l Genel formülleri: CnH2n-2 ‘ dir.
l Karbon atomları birbirine üçlü bağlarla (C ≡ C) bağlanmıştır. Bağlardan biri sigma,
diğer ikisi pi bağıdır.
πH
δC
δC
δH
180˚ π 180˚
Üçlü bağı oluşturan karbon atomları sp hibritleşmesi yapmışlardır. Bu nedenleasetilenin bağ açısı 180˚ dir.
İlk üyesi etin (asetilen)dir. Alkinler için etinin özel adı asetilenler olarakkullanılabilir.
Alkinlerin fonksiyonel gubu (– C ≡ C –)’dir. Alkinler de alkanlar ve alkenler gibi homolog sıra oluştururlar.
3.2. Adlandırılması Alkinler aynı karbon sayılı alkanın adının sonundaki –an eki kaldırılıp yerine –
in eki getirilmesiyle adlandırılır.
ÖĞRENME FAALİYETİ-3
AMAÇ
ARAŞTIRMA
76
Alkan Alkin
CH3 – CH3 etan H – C ≡ C – H etin (asetilen)
CH3 – CH2 – CH3 propan CH3 – C ≡ CH propin
CH3 – CH2 – CH2 – CH3 bütan CH3 – CH2 – C ≡ CH 1-bütin
Karbon
Sayısı (n)
Kapalı
Formülü
IUPAC
AdıÖzel Adı Yarı Açık Formülü
e.n.
(°C)
k.n.
(°C)
2 C2H2 Etin Asetilen CH ≡ CH –84
3 C3H4 Propin Metil asetilen CH3 – C ≡ CH –101,5 –23
1-Bütin Etil asetilen CH3 – CH2 – C ≡ CH –122 84 C4H6
2-Bütin Dimetil asetilen CH3 – C ≡ C – CH3 27 –32
1-Pentin Propil asetilenCH3 – CH2 – CH2 – C ≡
CH340 –106
2-Pentin Metil etil
asetilen
CH3 – CH2 – C2 ≡ C –
CH3
56 –1095 C5H18
3-Metil 1-
Bütin
İzopropil
asetilen
CH3 – CH – C ≡ CH
CH3
- -
Tablo 3.1. Bazı alkin bileşikleri ve fiziksel özellikleri
Dallanmış zincirli alkinlerin adlandırılmasında da IUPAC kuralları uygulanır.Üçlü bağı taşıyan en uzun karbon zinciri belirlenerek üçlü bağın yakın olduğu uçtanbaşlanarak karbon atomları numaralandırılır.Ana zincirde dallanma ya da değişik guplar varsa alkenlerde olduğu gibi yeri ve türübelirtilir.En uzun karbon zincirine sahip alkan adının sonundaki –an eki kaldırılarak yerine –in ekigetirilir.
Örnek:
CH3
H – 1 C ≡ 2 C – 3 CH – 4 CH3
3-metil-1-bütin
Örnek:1 CH3 – 2 C ≡ 3 C – 4 CH – 5 CH3
CH3
4-metil-2-pentin
Asetilen ve türevleri biçiminde de adlandırılabilir.
77
Örnek:
CH2 = CH – C ≡ CH3
vinil asetilen
Yapısında hem C = C hem de C ≡ C varsa, ana zincirde çift bağ karbonlarına yakınuçtan numaralandırma yapılır.
5 CH3 – 4 C ≡ 3 C – 2 CH = 1 CH2
pent-1 en-3 in
3.2.1. Sikloalkinlerin Adlandırılması
Asetilen sınıfı hidrokarbonlarının halkalı yapıda olan bileşiklerine sikloalkinler denir.Genel formülü: CnH2n–4’dir.
Halkalı alkanların adlarındaki –an eki kaldırılıp yerine –in eki getirilir.
CH2
siklopropin C C
CH2 C
CH2 C
Numaralandırma, halka üzerinde yer alan üçlü bağlara en küçük sayı gelecek şekildeyapılır.
Örnek
1 2
Cl4 3
4-klor siklobutin
3.3. Elde Ediliş Yöntemleri
3.3.1. 1,1 ve 1,2 Dihalojen Alkanlardan
Alkinler, 1, 1 veya 1, 2 dihalojen aklanların alkolde çözünmüş KOH veya NaNH2
(sodyum amit) ile eliminasyon reaksiyonlarından elde edilir.
siklobütin
78
H X KOH (alkol), ısı
R – C – C – R' R – C ≡ C – R' + 2KX + 2H2O NaNH2
H X1,1-dihalojenür
Örnek:
Cl300˚C KOH (alkol), ısı
CH3 – CH2 – CHO CH3 – CH2 – C – H CH3 – C ≡ CHpropiyon aldehit –(2KCl + 2H2O) propin
Cl
Br BrCCl4 KOH (alkol), ısı
CH3–CH=CH–CH3+Br2 CH3–CH–CH–CH3 CH3–C≡C–CH3
2-büten 2,3-dibrom bütan –(2KBr + 2H2O) dimetil asetilen
H X KOH (alkol), ısı
R – C – C – R' R – C ≡ C – R' NaNH2
X H1,2-dihalojenür
Örnek:
Br BrCCl4 KOH (alkol)
CH3–CH=CH–CH3+Br2 CH3–CH–CH–CH3 CH3–C≡C–CH3
2-büten 2,3-dibrom bütan ısı dimetil asetilen
3.3.2. Komşulu Tetra Halojenürlerin Çinko ile Isıtılmasından
Alkinler, bitişik komşulu tetra halojenürlerin çinko tozu ile ısıtılmasından elde edilir.
X X ısı
R – C – C – R + 2 Zn R – C ≡ C – R + 2 ZnX2
X X1,2-tetrahalojenür
79
Örnek
Br Br
CH3 – C – C – CH3 + 2Zn CH3 – C ≡ C – CH3 + 2ZnBr2
2-bütinBr Br (dimetil asetilen)
2,2-3,3-tetrabrom bütan
3.3.3. Asetilenin Alkillenmesi Yoluyla
Asetilenin hidrojenleri (NaNH2) alınabilir. Reaksiyon sonunda asetilenür tuzumeydana gelir.
H – C ≡ C – H + NaNH2 H – C ≡ C– : Na+ + NH3
asetilen sodyum asetilenür
Oluşan tuz alkil halojenürle etkileştirildiğinde anyona alkil bağlanır.
H – C ≡ C– : Na+ + R – X H – C ≡ C – R + X–
alkil halojenür monoalkil asetilen
Örnek:
H – C ≡ C– : Na+ + CH3 – X CH3 – C ≡ C – H + NaBrmetil asetilen
Eğer, dialkil asetilenür elde edilmek isteniyorsa monoalkil asetilenür alınarak aynıişlemler tekrar edilir.
NaNH2 R' – X
R – C ≡ C – H R – C ≡ C– : Na+ R – C ≡ C – R'-NH3 -NaX dialkil asetilenür
Örnek:
NaNH2 CH3–Br
CH3 – C ≡ C – H CH3 – C ≡ C– : Na+ CH3 – C ≡ C – CH3
-NH3 -NaBr dimetil asetilenür
3.3.4. Asidik Alkinlerin Katalitik Oksidasyonu Yoluyla
Asidik alkinler katalizör yanında hava oksijeni ile yükseltgenirse iki üçlü bağ içerensimetrik dialkin elde edilir.
Cu2Cl, NH4Cl, O2
2CH3 – C ≡ C – H CH3 – C ≡ C – C ≡ C –CH3
-H2 2,4-hekzadiin
80
3.4. Alkinlerin Özellikleri
3.4.1. Fiziksel Özellikleri
Aynı karbon iskeletine sahip alkan ve alkenlerin fiziksel özellikleriyle benzerlikgösterir.
Karbon sayısı 1 ile 3 arasında olanlar gaz, diğerleri sıvıdır. Asetilenin sıvı alanı dar olduğu hâlde (e.n. ile k.n. arasındaki fark) molekül
büyüdükçe bu alan da genişler. Yoğunlukları sudan azdır. Suda çözünmezler. Benzen, aseton, eter gibi organik çözücülerde çözünürler. E.n. ve k.n. aynı sayıda karbon atomu taşıyan alkan ve alkenlere göre daha
yüksektir.
3.4.2. Kimyasal Özellikleri
Alkinler yapılarında bulunan üçlü bağdan dolayı kimyasal reaksiyonlara katılırlar.
Alkinler;
Katılma reaksiyonu, Yükseltgenme reaksiyonu, Tuz oluşturma reaksiyonlarını gerçekleştirirler.
3.4.2.1. Katılma Reaksiyonu Alkinler -alkenler gibi- doymamış hidrokarbon olduklarından katılma
reaksiyonu verirler. Alkinlerin katılma reaksiyonunun hızı alkenlere göre dahayavaştır.
Hidrojen, halojenler, hidrohalojen asitleri ve su ile katılma reaksiyonu verirler. Katılma reaksiyonu verirken yapılarındaki üçlü bağlardan ikisi pi bağı
olduğundan tam doyurmak için bir mollerine karşılık ikişer mol hidrojen,halojen, hidrohalojen asidi ve su katılmalıdır.
Hidrojen KatılmasıAlkinlerin platin, palladyum veya ince dağılmış nikel (raney nikel) ile katalitik
hidrojenlenmesi, alkenlere göre daha hızlı olur. Birinci basamakta cis-alken, ikincibasamakta alkan oluşur.
R R'H2 (Raney Ni) H2 (Raney Ni)
R – C ≡ C – R' C = C R – CH2 – CH2 – R'veya (Pt, Pd) (Pt, Pd) alkan
hızlı H H yavaş
cis-alken
81
Örnek
H HH2 (Raney Ni) H2 (Raney Ni)
H – C ≡ C – H C = C CH3 – CH3
hızlı yavaş etanH H
eten
Örnek
H2 (Ni)
CH ≡ C – CH2 – CH = CH2 CH2 = CH – CH2 – CH = CH2
penta-1-en-4-in 1,4-pentadien
Aynı molekülde ikili ve üçlü bağ varsa, katalitik hidrojen-lenmede önce üçlü bağa hidrojen katılır.
82
Problem
8 mol C2H4 ve C2H2 gaz karışımını tamamen doyurabilmek için 14 mol H2
harcandığına göre karışımın % kaçı C2H4’dır?
Çözüm
C2H4: Eten, yani alken (=) olduğundan yapısında bir tane π bağı bulunup,doyurulması için 1 mol H2 gerekir.
C2H2: Etin, yani alkin (≡) olduğundan yapısında iki tane π bağı bulunup,doyurulması için 2 mol H2 gerekir.
C2H4 gazının mol sayısına X, C2H2 gazının mol sayısına ise Y diyelim.
C2H4 + H2 C2H6
X mol Y mol
C2H2 + 2H2 C2H6
Y mol 2Y mol
X + Y = 8X + 2Y = 14
Y (C2H2) = 6 mol iseX (C2H4) = 8 – 6 = 2 mol’dür.
8 mol karışımın 2 molü C2H4 ise100 mol karışımın X molü C2H4
X = %25 C2H4
Halojen katılmasıHalojen katılmasında katalizör olarak susuz FeCl3 (Demir-III-Klorür) kullanılır.
Reaksiyonun ilk basamağı hızlı, ikinci basamağı yavaş gerçekleşir.
Cl Cl Cl ClFeCl3 Cl2 (FeCl3)
R – C ≡ C – H + Cl2 R – C = C – H R – C – C – Hhızlı 1,2-diklor alken yavaş
Cl Cl1,1,2,2-tetraklor alkan
83
Örnek
Cl Cl Cl ClFeCl3 Cl2 (FeCl3)
CH3–C≡C–CH2–CH3+Cl2 CH3–C=C–CH2–CH3 CH3–C–C–CH2–CH3
hızlı 1,2-diklor -2-penten yavaş
Cl Cl
2,2,3,3-tetraklor pentan
Br BrFeCl3
CH≡ C – CH2 – CH = CH2 + Br2 CH≡ C – CH2 – CH – CH2
penta-1-en-4-in 4,5-dibrom-1-pentin
Halojenli asit katılmasıAlkinlere halojenli asitler HgCl2 katalizörlüğünde Markovnikoff kuralına uygunolarak katılır. İlk reaksiyon hızlı ikincisi ise yavaştır.
Cl ClHgCl2 HCl (HgCl2)
R – C ≡ C – H + HCl R – C = CH2 R – C – CH3
hızlı 2-klor alken yavaş
Cl2,2-diklor alkan
Örnek
Cl ClHgCl2 HCl (HgCl2)
CH3–CH2–C≡ CH+HCl CH3 –CH2 –C=CH2 CH3–CH2–C–CH3
1-bütin hızlı 2-klor-1-büten yavaş
Cl2,2-diklor bütan
Su katılması (hidratasyon)Sülfürik asit ve civa - II sülfatın (HgSO4) katalitik etkisiyle Markovnikoff kuralına
uygun olarak alkinlere su katılır. Alkinin yapısına bağlı olarak aldehit veya keton meydanagelir. Katılmanın ilk basamağında enol oluşur (Çift bağın bağlı olduğu karbona -OH bağlıise bu bileşiklere enol denir. -en çift bağı, -ol ise alkolun son ekini belirtir).
Aynı molekülde ikili ve üçlü bağ varsa, halojen katılmasıöncelikle çift bağ olur.
84
Karbonil gubu içeren bileşiklere(– C = O) keto denir.Enol ve keto bileşikleri dengehalindedir.
OH O
HgSO4, H2SO4 ॥
R – C ≡ CH + H2O R – C = CH2 R – C – CH3
alkin enol- keto-(kararsız) (kararlı)
Molekülün temel iskeletinde büyük değişiklik olmadan hidrojen atomu yerdeğiştirdiğinde buna bağlı olarak ikili ve üçlü bağın da yeri değişirse, yeni oluşan bileşik ileeskisi arasında bir denge meydana gelir.Buna tautomerlik denir. Yukarıdaki keto-enoltautomerliğinde, enoldeki – OH’ın hidrojeni keto bileşiğindeki karbona geçmiş ve çiftbağların da yeri değişmiştir.Örnek:
OHHgSO4, H2SO4
HC ≡ CH + H2O CH2 = CH CH3 – C = Oasetilen etenol
Hetanal (aldehit)
Örnek:
OH O
HgSO4, H2SO4 ॥
CH3 – C ≡ CH + H2O CH3 – C = CH2 CH3 – C – CH3
propin propen-2-ol propanon (keton)
3.4.2.2. Yükseltgenme Reaksiyonları
Alkinler KMnO4, K2Cr2O7 (potasyum bikromat), O3 (ozon) ile yükseltgenmereaksiyonu verirler.
Sülfürik asitli ortamda KMnO4 veya K2Cr2O7 etkisi
Sülfirik asitli ortamda KMnO4 veya K2Cr2O7 gibi yükseltgenlerle üçlü bağın olduğuyerden etkileşir. Etkileşme sonucu asitler oluşur.
KMnO4 , H2SO4
R – C ≡ C – R' R – COOH + R' – COOHveya K2Cr2O7 , H2SO4
85
Örnek
KMnO4 , H2SO4
CH3 – CH2 – C ≡ C – CH3 CH3 – CH2–COOH + CH3 – COOH2-pentin veya K2Cr2O7 , H2SO4 propan-oik asit asetik asit
Ozon etkisiAlkinlere ozon etkidiğinde, yine karboksilli asitler oluşur.
R – C ≡ C – R' + O3 R – COOH + R' – COOH
Oksijen EtkisiAlkinler de diğer hidrokarbonlar gibi oksijenli ortamda yanarlar.
CnH2n-2 + O2 nCO2 + (n-1) H2O
Örnek
yanma
CH3 – C ≡ C – H + 4O2 3CO2 + 2 H2O
3.4.2.3. Tuz Oluşturma Reaksiyonlarını
Üçlü bağı oluşturan karbon atomlarında hidrojen bulunan alkinlere uç alkinler denir.
H – C ≡ C – H R – C ≡ C – H R – C ≡ C – Ruç alkin uç alkin iç alkin
HC ≡ CH ve R – C ≡ CH şeklindeki alkinlerin üçlü bağ karbonuna bağlı hidrojenleriasidik hidrojenlere sahiptir. Fakat bu asitlik özelliği HCl, CH3COOH gibi asitlerlekarşılaştırılamayacak kadar küçüktür. Bu asidik hidrojenler gevşek olduğundan NaNH2 bazikortamda bakır-I-klorür (Cu2Cl2), gümüş nitrat (AgNO3) ile reaksiyona girerek bakır vegümüş tuzlarını oluştururlar.
NaNH2 ile reaksiyonu
R – C ≡ C – H + NaNH2 R – C ≡ C– : Na+ + NH3
alkil asetilenürsodyum tuzu
Oluşan alkil asetilenür tuzu suyla etkileşerek tekrar alkini oluşturur.
R – C ≡ C– : Na+ + H – OH R – C ≡ C – H + NaOH
3n-1
2
86
Örnek
CH3 – C ≡ C – H + NaNH2 CH3 – C ≡ C– : Na+ + NH3
metil asetilenürsodyum tuzu
CH3 – C ≡ C– : Na+ + H – OH CH3 – C ≡ C – H + NaOHmetil asetilenür
Cu2Cl2 ile reaksiyonu
Amonyaklı ile reaksiyona girdiğinde suda çözünmeyen tuz oluşturur. Oluşan tuzkararsız olduğundan kurutulup ısıtılırsa veya çekiçle vurulursa patlar.
2R – C ≡ C – H + Cu2Cl2 + 2NH3 2R – C ≡ C– : Cu++ 2NH4Clbakır-I-asetilenür
(kiremit rengi)Örnek
2CH3 – C ≡ C – H + Cu2Cl2 + 2NH3 2CH3 – C ≡ C– : Cu++ 2NH4Clbakır propin
Problem
I- X ve Y hidrokarbonlarının 0,2’şer molleri yandığında 0,4’er mol CO2 gazı oluşuyor.
II- X amonyaklı ortamda Cu2Cl2 çözeltisi ile reaksiyon verdiği hâlde, Y kesinliklereaksiyon vermiyor.
Buna göre, X ve Y bileşiklerinin formüllerini bulunuz.
Çözüm
2x+y
CxHy + O2 XCO2 + yH2O2
0,2 mol CxHy’den 0,4 mol CO2 oluşursa1 mol CxHy’den X CO2
X = 2 mol CO2 oluşur.
2 mol CO2 oluştuğuna göre, hidrokarbonların yapısında 2 tane C var demektir.
87
X amonyaklı ortamda Cu2Cl2 çözeltisi ile reaksiyon verdiğine göre, alkindir.
Y Cu2Cl2 çözeltisi ile reaksiyon vermediğine göre, alkandır.
X = C2H2
Y = C2H6
AgNO3 ile reaksiyonu
Alkinler amonyaklı AgNO3 ile de Cu2Cl2 de olduğu gibi suda çözünmeyen kararsıztuz oluşturur. Bu tuz da kurutulup ısıtılırsa patlayıcıdır.
R – C ≡ C – H + Ag(NH3)+
2 R – C ≡ C– : Ag++ NH3+ NH4
gümüş asetilenür(beyaz çökelek)
Örnek
CH3 – C ≡ C – H + Ag(NH3)+
2 CH3 – C ≡ C– : Ag++ NH3+ NH4
gümüş asetilenür
U Y A R I !Gümüş ve bakır asetilenür tuzları, patlayıcı olduğundan dolayı, elde edildikten sonra
çöp kutusu gibi yerlere rastgele atılmayıp, HNO3 ile etkileştirilerek bozulmalıdır:
R – C ≡ C– : Ag++ HNO3 R – C ≡ C – H
Cu2Cl2 ve AgCl reaksiyonları alkinlerin belirteci olarakkullanılır. Bu iki reaksiyon alkindeki üçlü bağın zincirsonunda olduğunu (yani alkinin uç alkin olduğunu)kanıtlar.
88
3.5. Asetilen (H2C = CH2)
Alkinlerin ilk üyesidir. Total sentezle elde edilir. Total sentez, karbonu (kokkömürünü) ana madde olarak kullanıp herhangi bir bileşiğin elde edilmesi yöntemidir. Totalsentezin ilk basamak ürünü CaC2 (kalsiyum karbür), ikinci basamak ürünü C2H2 (asetilen)dir.
Resim 3. 1. Asetilenin üç boyutlu (3-d) molekül modelleri
3.5.1. Asetilenin Eldesi
3.5.1.1. Kalsiyum Karbonatın Isıtılması Yoluyla
Kireç ve kok kömürü elektrik fırınında 3000˚C’da ısıtılırsa, kalsiyum karbür (karpit)elde edilir. Karpitin suyla reaksiyonundan asetilen elde edilir.
ısı
CaCO3 CaO + CO2
Δ / 3000˚C
CaO + 3C CaC2 + COkalsiyumkarbür
hidroliz
CaC2 + 2H2O C2H2 + Ca(OH)2
asetilen
3.5.1.2. Elementlerinden Elde Edilmesi
Karbon ve hidrojenin etkileşmesinden asetilen elde edilebilir.
elektrik arkı
2C + H2 HC ≡ CH
89
3.5.1.3. Metanın Yanması YoluylaMetanın az oksijenli ortamda yanmasından asetilen oluşur.
Δ / 1500˚C
6CH4 + O2 2HC ≡ CH + 2CO + 10H2O
3.5.1.4. 1,1 ve 1,2 Dihalojenür Etandan1, 1 veya 1, 2 dihalojenür alkanların alkolde çözünmüş KOH veya NaNH2 (sodyum
amit) ile ısıtılmasından elde edilir.
H H KOH (alkol), ısı
H – C – C – H H – C ≡ C – H + 2KBr + 2H2O
Br Br1,2-dibrom etan
3.5.1.5. Komşulu Tetra Halojenürlerin Zn Tozu ile Isıtılmasından
Cl Cl ısı
H – C – C – H + 2Zn H – C ≡ C – H + 2ZnCl2
Cl Cl1,1,2,2-tetraklor etan
3.5.2. Fiziksel Özellikleri Asetilen suda az çözünür. Organik çözücülerde çok çözünür. Renksizdir.
3.5.3. Kimyasal Özellikleri
3.5.3.1. Oksijen ile YanmasıAsetilen yandığında yüksek ısı verir. Bu özelliğinden yararlanılarak kaynakçılıktakullanılır.
C2H2 + 5/2O2 2CO2 + H2O ΔH = -1326 kj
90
Resim 3. 2: Kaynakçılıkta kullanılan asetilen
3.5.3.2. Hidrojen KatılmasıH H
H2 (Raney Ni) H2 (Raney Ni)
H – C ≡ C – H C = C CH3 – CH3
hızlı yavaş etanH H
eten
3.5.3.3. Halojen KatılmasıCl Cl Cl Cl
FeCl3 Cl2 (FeCl3)
H – C ≡ C – H + Cl2 H – C = C – H H – C – C – Hhızlı 1,2-diklor etilen yavaş
Cl Cl1,1,2,2-tetraklor etan
3.5.3.4. Su Katılması (Hidratasyon)OH
HgSO4, H2SO4
HC ≡ CH + H2O CH2 = CH CH3 – C = Oasetilen vinil alkol
(kararsız) Hasetaldehit
Asetaldehitin Mn+2 tuzlarının katalitik etkisiyle hava oksijeniyle yükseltgenmesindenasetik asit oluşur.
Mn+2
CH3 – C = O + O2 (hava) CH3 – C = O
H OHasetaldehit asetik asit
91
3.5.3.5. HCl (Klorlu Hidrojen Gazı) KatılmasıHgCl2
H – C ≡ C – H + HCl H2C = CHClvinil klorür
Oluşan vinil klorürün polimerleşmesi sonucunda polivinil klorür (PVC) oluşur.
H H H H polimerleşme
n C = C – C – C –
H Cl H Cl n
monomer polimer ürünvinil klorür PVC
3.5.3.6. HCN (Hidrosiyanik Asit) KatılmasıH
Cu2Cl2, 80˚C
H – C ≡ C – H + H – C ≡ N H2C = C – C ≡ Nvinil siyanür(akrilonitril)
Akrilonitril, bütadienle kopolimerleştiğinde* orlon ve akrilen oluşur. Oluşan bukopolimerler iplik haline getirilerek dokuma sanayinde kullanılır.
Resim 3. 3. Bütadienin polimerleşme ürünlerinden bazıları
(*) Kopolimerleşme, doymamış gup bulunduran iki ayrı maddenin birbirlerinidoyurarak ardı ardına bağlanmalarıdır.
3.5.3.7. Asetilenin Dimerleşmesi
Asetilen molekülünün başka bir asetilen molekülüne katılmasına dimerleşme denir.Dimerleşme sonunda vinil asetilen elde edilir. Oluşan vinil asetilen plastik sanayinin önemlibir maddesidir.
92
Cu2Cl2, NH4Cl
H – C ≡ C – H + H – C ≡ C – H H – C ≡ C – CH = C – H2
vinil asetilen(dimer)
3.5.3.8. Asetilenin TrimerleşmesiAsetilen kızgın bir borudan geçirilirse trimerleşir, benzen elde edilir.
H
C Δ (500˚C-600˚C) H – C C – H
3H – C ≡ C – H
asetilen H – C C – H(monomer) C
Hbenzen
(polimer)
3.5.3.9. Cu2Cl2 ile ReaksiyonuAmonyaklı bakır-I- klorür çözeltisinden asetilen gazı geçirilirse her iki uçtaki H’ler
metallerle yer değiştirir, tuğla kırmızısı renginde bakır asetilenür tuzu çöker.
H – C ≡ C – H + Cu2Cl2 + 2NH3 Cu+ – C ≡ C– : Cu++ 2NH4Clbakır asetilenür(kiremit rengi)
3.5.3.10. Amonyaklı AgNO3 ile ReaksiyonuAsetilen alkinlerin ayıracı olan amonyaklı AgNO3 kompleksleriyle etkileşmesi sonucu
her iki uçtaki H’ler metallerle yer değiştirir, beyaz renkli gümüş asetilenür tuzu çöker.
H–C≡C–H+Ag(NH3)+
2NO3 Ag+–C– ≡ C– :Ag++ 2NH3 + 2NH4NO3
gümüş asetilenür(beyaz çökelek)
93
UYGULAMA FAALİYETİ
İşlem Basamakları Öneriler
10 g kalsiyum karbür (CaC2 / Karpit) tartınız.
İş önlüğünüzü giyerekçalışma masanızıdüzenleyiniz.
Güvenlik tedbirleri almayıunutmayınız.
Cam balonun içine konan karpit üzerine azmiktarda kum ilave ediniz.
Cam balonun üzerine damıtma hunisiniyerleştiriniz.
UYGULAMA FAALİYETİ
94
Damıtma hunisinin içine 25 ml. tuzlu su koyunuz.
Tuzlu su, reaksiyonun yavaşgerçekleşmesini sağlar.
Kristaluzuar içine seyreltik bakır (II) sülfat(CuSO4) ve seyreltik H2SO4 koyunuz.
95
Damlatma hunisini yavaşça açarak reaksiyonunbaşlamasını sağlayınız.
Asetilen gazının gaz toplama kabında biriktiğinigözlemleyiniz.
Reaksiyon tamamlanınca gaz toplama kabını,içinden asetilen gazı kaçmayacak biçimde, çabucakaleve yaklaştırınız. Alevin rengini gözlemleyiniz.
Asetilen gazı patlayıcı bir gazolduğundan, gaz toplamakabını aleve yaklaştırırken,başka herhangi bir ısıkaynağının çevredebulunmamasına dikkat ediniz.
96
Sonuçları rapor ediniz.
Gözlemlerinizi not etmeyiunutmayınız.
İşiniz bittikten sonra tümmalzemeleri yıkayıp yerlerinekaldırınız.
Amacınızı, işlembasamaklarınızı, sonucunuzuiçeren bir rapor hazırlayınız.
97
ÖLÇME VE DEĞERLENDİRME
Aşağıdaki sorularda uygun seçeneği işaretleyiniz.
1. HC ≡ C – CH2 – C (CH3)3 bileşiği için hangisi yanlıştır?
A ) 4,4-dimetil-1-pentin olarak adlandırılır.B ) Kapalı formülü C7H14’tür.C ) Bir mol yakıldığında 6 mol su oluşur.D ) Nikel katalizörlüğünde H2 ile doyurulduğunda 2,2-dimetil pentan bileşiğini verir.
2. I- Alkenlerde sp2 , alkinlerde sp hibritleşmesi vardır.
II- Alkenler ve alkinler polimerleşme reaksiyonu verirler.
III- Alkenlere ve alkinlere eşit mol sayıda halojen katılır.
Yukarıda verilen yargılardan hangisi ya da hangileri doğrudur?
A ) Yalnız I B ) I ve II C ) I ve III D ) II ve III
3. Asetilen sınıfı bir hidrokarbonun bir molünün yanması için 7 mol oksijen kullanılı-yor. Bu hidrokarbonun mol kütlesi kaç gamdır? (H: 1; C: 12)
A ) C5H8 B ) C4H6 C ) C3H4 D ) C2H4
4. 12,8 gam kalsiyum karbürden elde edilen asetileni tam yakmak için gereken havanınnormal şartlarda hacmi kaç litredir? (C: 12; Ca: 40)
A ) 11,2 B ) 22,4 C ) 56 D ) 112
5. Eten ve etin gazlarından oluşan bir karışımın 0,3 molü hidrojenle doyurularak etanadönüştürülüyor. Harcanan hidrojen 0,4 mol olduğuna göre karışımdaki eten kaç moldür? (H: 1; C: 12)
A ) 0,05 B ) 0,1 C ) 0,15 D ) 0,2
6. Etilen ve asetilen gazları karışımının 20 g amonyaklı gümüş nitrat çözeltisindengeçirilince 48 g çökelek oluşuyor. Karışımdaki asetilenin kütlece %’si nedir? (H: 1;C: 12; Ag: 108)
A ) 26 B ) 37 C ) 50 D ) 74
7. 2,3-diklor pentanın KOH ile reaksiyonundan aşağıdakilerden hangisi elde edilir?
A ) 2-pentan B ) 2-pentin C ) 2,3-pentedien D ) 3-pentin
ÖLÇME VE DEĞERLENDİRME
98
8. 1-Bütinin yeterince brom ile reaksiyonundan aşağıdakilerden hangisi oluşur?
A) 2,2-dibrom bütenB) 2,2-dibrom bütanC) 1,1,2,2-tetrabrom bütanD) 1,1,2,2-tetrabrom büten
9. CH3 – C ≡ C – C (CH3)3 bileşiği için hangisi doğrudur?
A) 1 molü yandığında 3 mol su oluşur.B) Klor ile tepkimesinde 2,2,3,3-tetraklor bütan oluşur.C) Siklo heptan ile izomerdir.D) Amonyaklı Cu2Cl2 ile reaksiyona girer.
10. I- Propen
II- Propin
III- Siklopropen
Yukarıda verilen bileşiklerden hangisi ya da hangilerinin genel formülü CnH2n-2
formülüne uymaktadır?
A ) Yalnız II B ) I ve II C ) I ve III D ) II ve III
DEĞERLENDİRME
Sorulara verdiğiniz cevaplar ile cevap anahtarınızı karşılaştırınız, cevaplarınız doğruise uygulamalı teste geçiniz. Yanlış cevap verdiyseniz öğrenme faaliyetinin ilgili bölümünedönerek konuyu tekrar ediniz.
99
UYGULAMALI TEST
Asetilen gazı oluşumu ile ilgili uygulama faaliyetini yaparak raporunuzu hazırlayınız.İşlemlerden sonra aşağıdaki kontrol listesini doldurunuz. Cevabı “Hayır” olan sorularıöğretmeninize danışınız.
Gerekli malzemeler1. Kalsiyum karbür 8.Gaz toplama şişesi2. Seyreltik bakır(II) sülfat 9.Kum3. Seyreltik sülfürik asit 10.Tıpa4. Isıtma düzeneği 11.Cam boru5. Spatül 12.Cam balon6. Terazi7. Ayırma hunisi
Değrelendirme Ölçütleri Evet Hayır
1 İş önlüğünüzü giyip çalışma masanızı düzenlediniz mi?
2250 ml.lik cam balona ufak parçalar halinde CaC2 kum koydunuzmu ?
3Deney düzeneğini kurarak damlatma hunisine 25 ml. tuzlu sukoydunuz mu?
4 Çıkış borusunu gaz toplama kabının altına tam yerleştirdiniz mi?
5CaC2 üzerine damlatma hunisinden yavaş yavaş su damlattınız mı?
6 Isıtma düzeneğini kurdunuz mu?
7 Yanıklara karşı önlem aldınız mı?
8 Bekin hava–gaz ayarını düzgün yaptınız mı?
9 Gaz toplama kabında gaz çıkışını gözlemlediniz mi?
10Gaz toplama kabını, içindeki gazı kaçırmadan aleve yaklaştırdınızmı?
11 Alevin rengini gözlemlediniz mi?
12İşiniz bittikten sonra tüm malzemeleri yıkayıp yerlerinekaldırdınız mı?
13 Sonuçları rapor ettiniz mi?
100
DEĞERLENDİRME
Bu faaliyet sırasında bilgi konularında veya uygulamalı iş parçalarında anlamadığınızveya beceri kazanamadığınız konuları tekrar ediniz. Konuları arkadaşlarınızla tartışınız.Kendinizi yeterli görüyorsanız diğer öğrenme faaliyetine geçiniz. Yetersiz olduğunuzudüşünüyorsanız öğretmeninize danışınız.
101
ÖĞRENME FAALİYETİ 4
Gerekli ortam sağlandığında, kuralına uygun olarak alkol elde edebileceksiniz.
Motorlu araçlarda antifiriz olarak kullanılan madde hangisidir? Araştırınız. Kozmetik sektöründe hangi alkoller kullanılmaktadır? Araştırınız.
4. ALKOLLER
Alkoller, alkanlardan bir hidrojen çıkarıp yerine hidroksil (–OH) gubugeçmesiyle oluşan organik bileşiklerdir.
R – H + OH R – OH-H
Suyun yapısındaki hidrojen yerine bir alkil kökünün bağlanmış şekliyle oluşanbileşikleri alkol şeklinde düşünebiliriz.
H – OH + R – R – OH-H
Genel formülleri:CnH2n+2O olup, R–OH şeklinde gösterilirler.
Cδ+ – Oδ- –
Alkollerde oksijen atomu sp3 hibritleşmesi yapmıştır. Bağlı olduğu C ve Hatomları ile yaklaşık 109,5˚C’lik açı oluşturur.
• •
OH3C • • H
107˚
Fonksiyonel gubu –OH’dır.
ÖĞRENME FAALİYETİ 4
AMAÇ
ARAŞTIRMA
102
4.1. Alkollerin SınıflandırılmasıAlkoller, molekül yapılarında bulunan –OH sayısına göre Monoalkoller ve
Polialkoller olmak üzere iki guba ayrılır.
4.1.1. Monoalkoller Moleküllerinde bir tane –OH gubu bulunduran alkollerdir. Genel gösterilişleri;
R–OH
CnH2n+1OH
CnH2n+2O şeklindedir.
Genel molekül ağırlıkları: 14n+18 ( n: karbon sayısı )
ÖrnekCH3 –OHMetanol
Monoalkoller –OH gubunun bağlı bulunduğu karbondaki alkil sayısına göre üçeayrılır.
MONOALKOLLER (BİR DEĞERLİ ALKOLLER)
Birincil (Primer) Alkol
–OH’lin bağlı olduğukarbonda bir tane alkilkökünün bulunduğualkoldür.
R – CH2 – OH
1˚ alkol
İkincil (Sekonder) Alkol
–OH’lin bağlı olduğukarbonda iki tane alkilkökünün bulunduğualkoldür.
R2
R1 – CH – OH
2˚ alkol
Üçüncül (Tersiyer) Alkol
–OH’lin bağlı olduğukarbonda üç tane alkilkökünün bulunduğualkoldür.
R2
R1 – C – OH
R3
3˚ alkol
103
4.1.2. Polialkoller (Polioller)Farklı karbon atomuna bağlı olmak şartıyla birden fazla –OH gubu bulunan
alkollerdir:
Dioller (iki değerli alkoller)Molekülünde iki tane –OH gubu bulunan alkole diol (dialkol) denir.
Genel formülü: CnH2n(OH)2
Genel molekül ağırlığı: 14n + 34
Örnek
CH2 – OHCH2 – OH
etandiol
Trioller (Üç Değerli Alkoller)Molekülünde üç tane –OH gubu bulunan alkole triol (trialkol) denir.
Genel formülü: CnH2n-1(OH)3
Genel molekül ağırlığı: 14n + 50
Örnek
CH2 – OH
CH2 – OHCH2 – OH
propantriol
4.2. Alkollerin Adlandırılması
4.2.1. Özel AdlandırılmasıAynı karbon sayılı hidrokarbonun adının sonundaki -an eki yerine -il eki getirilir.
Oluşan alkil köküne de alkol sözcüğü eklenir.
CH3 – OHmetil alkol
CH3 – CH2 – CH2 – OH
n-propil alkol
104
4.2.2. IUPAC Kuralına Göre Adlandırılması
OH’ın bağlı bulunduğu en uzun karbon zinciri seçilir. Numaralandırma –OH’ın bağlı olduğu karbona en küçük numara gelecek
şekilde yapılır. Karbonlara bağlı atom veya atom gupları alfabetik sıralamaya göre yazılır.
Örnek:
CH3
4 CH3 –
3CH2 –
2CH –
1CH2 – OH
2-metil-1–Bütanol
Örnek:
Cl CH3 CH3
5 CH2 – 4 CH – 3 CH – 2 CH2 – 1 CH2 – OH
5-klor-3,4-dimetil-1-pentanol
Yine, IUPAC’a göre, hidroksil önekinden yararlanılarak adlandırma yapılır.
Örnek:3 CH3 – 2 CH2 – 1 CH2 – OH
1-hidroksi propan
Örnek:4 CH3 – 3 CH2 – 2 CH – 1 CH3
OH
2-hidroksi bütan
4.2.3. Karbinole Göre Türeterek Adlandırma
Metil alkolün bir adı karbinol’dür. Aromatik alkollerle, çok dallanmış alkollerinadlandırılmasında kullanılır.
CH3 C6H5 C6H5
C6H5 – C – OH C6H5 – CH – OH C6H5 – C – OH
CH3 C6H5
dimetil fenil karbinol difenil karbinol trifenil karbinol(2-fenil-2-hidroksi propan)
105
Tablo 4.1. Monoalkollerin özel ve IUPAC kurallarına göre adları
Cenevre Kuralına Göre Adı
…-ol son eki ile
CnH2n+1 – OH Alkil Alkol Alkanol Hidroksi Alkan
CH3 – OH Metil alkol Metanol Hidroksi metan
CH3 – CH2 – OH Etil alkol Etanol Hidroksi etan
CH3 – CH2 – CH2 – OH n-Propil alkol 1-Propanol 1 Hidroksi propan
CH3 – CH – OH
CH3
İzo-Propil alkol 2-Propanol 2 Hidroksi propan
CH3 – CH2 – CH2 – CH2 – OH n-Bütil alkol 1-Bütanol 1 Hidroksi bütan
CH3 – CH2 – CH – CH3
OH
Sec-bütil alkol
(2˚ Alkol)2-Bütanol 2 Hidroksi bütan
CH3 – CH – CH2 – OH
CH3
İzo-Bütil alkol 2-Metil-1-Propanol2-Metil-1-Hidroksi
propan
CH3
CH3 – C – OH
CH3
Tert-Bütil alkol 2-Metil-2-Propanol2-Metil-2-Hidroksi
propan
CH3 – (CH2)3 – CH2 – OHn-Pentil alkol
(n amil alkol)1-Pentanol 1 Hidroksi pentan
CH3 – CH2 – CH2 – CH – CH3
OH
Sec-amil alkol 2-Pentanol 2 Hidroksi pentan
CH3
CH2 – CH – CH2 – CH2 – OH
İzo-amil alkol 3-Metil-1-bütanol3-Metil-1-Hidroksi
bütan
OH
CH3 – CH2 – C – CH3
CH3
Tert-amil alkol 2-Metil-2-bütanol2-Metil-2-Hidroksi
bütan
CH3
CH3 – C – CH2 – OH
CH3
Neo-amil alkol2,2-Dimetil-1-
propanol
2,2-Dimetil-1-Hidroksi
propan
CH2 = CH – CH2 – OH Allil alkol 1-Propenol 1-Hidroksi-2-propen
CH3 – CH = CH – CH2 – OH Krotil alkol 2-Büten-1-ol 1-Hidroksi-2-büten
C6H5 – CH2 – OH Benzil alkol Fenilmetanol Fenil hidroksi metan
C6H11 – OH Siklohekzil alkol Siklohekzanol Hidroksi siklohekzan
106
ı
Cenevre Kuralına Göre Adı
…-ol son eki ile
Dioller Özel Adı AlkandiolNumara- Dihidroksi
Alkan
OH OH
CH2 – CH2
Glikol
(Etilen glikol)Etan-1,2-diol 1,2-dihidroksi etan
OH OH
CH3 – CH2 – CH2
Propilen glikol Propan-1,2-diol 1,2-dihidroksi propan
Trioller Özel Adı AlkantriolNumara- Trihidroksi
Alkan
OH OH OH
CH2 – CH2 – CH2
Gliserin
(Gliserol)Propan-1,2,3-triol 1,2,3-trihidroksi propan
Polioller Özel Adı AlkanpoliolNumara-
Polihidroksi Alkan
CH2 – CH – CH – CH – CH – CH2
OH OH OH OH OH OH
mannitolHekzan-1,2,3,4,5,6
hekzol
1,2,3,4,5,6-hekza-
hidroksi hekzan
Tablo 4.2. Polialkollerin özel ve IUPAC kurallarına göre adlar
4.3. Elde Ediliş Yöntemleri
4.3.1. Karbonil Bileşiklerinin İndirgenmesinden
Karbonil Bileşikleri olan aldehit ve ketonlar lityum alüminyum hidrür (LiAlH4),sodyum bor hidrür (NaBH4) gibi indirgenler ve katalitik hidrojenlenme ile indirgendiklerindealkolleri verirler.
Aldehitlerin bir kademe indirgenmesinden primer alkoller elde edilir.
LiAlH4
R – CHO + H2 R – CH2 – OHaldehit primer alkol
Örnek
LiAlH4
C2H5 – C = O + H2 C2H5 – CH2 – OH
H propanolpropanal
107
Ketonların bir kademe indirgenmesinden sekonder alkoller oluşur.
R LiAlH4 RC = O + H2 CH – OH
R Rketon sekonder alkol
Örnek
CH3 LiAlH4 CH3
C = O + H2 CH – OHC2H5 C2H5
metil etil keton 2 - bütanol
Aldehit ve ketonlar LiAlH4’ün dietil eterdeki çözeltisi ile karıştırıldığında lityum tetra– alkoksi alüminyum oluşur. Bu bileşik suyla hidrolizlendiğinde alkol oluşur.
4H2O
4CH3–CH=O+Li+AlH-4 (CH3–CH2O)4Al-Li+ CH3–CH2OH+Al(OH)3+LiOH
aset aldehit lityum tetra etil alkoletoksi alüminyum
Karboniller Pt, Pd veya Ni katalizörlüğünde alkollere dönüşür.
Katalizör
R – CHO + H2 R – CH2 – OHaldehit ısı primer alkol
Örnek
Pt, Pd
CH3 – CHO + H2 CH3 – CH2 – OHasetaldehit ısı etanol
R Katalizör RC = O + H2 CH – OH
R ısı Rketon sekonder alkol
Örnek
CH3 Pt, Pd CH3
C = O + H2 CH – OHCH3 ısı CH3
metil keton izopropil alkol(sekonder propanol)
108
4.3.2. Alkil Halojenürlerin Alkali Hidroksitlerle Hidrolizlenmesinden
Alkil halojenürlerin su-etil alkol karışımındaki (suda çözünmez) çözeltileri alkalihidroksitlerle (NaOH, KOH) hidrolizlenirse alkoller oluşur.
H2O , C2H5OH
R – Cl + NaOH R – OH + NaCl
Örnek
H2O , C2H5OH
CH3 – CH2 – CH2 – Cl + KOH CH3 – CH2 – CH2 – OH + KCl
Propil klorür propil alkol
Molekülden bir atom veya gubun ayrılarak bunların yerine başka bir atom veya gubungirmesine nükleofilik sübstitüsyon reaksiyonları denir. Ayrılan gup elektron çiftleriylegider, gelen gup da yine elektron çiftleriyle gelir. Elektron çiftiyle giren guplara nükleofilgup denir. Nükleofilik sübstitüsyon reaksiyonu genel olarak şu şekilde gösterilir:
: Nü + R – X R – Nü + : X
Problem
1,42 gam CH3I(metil iyodür)ün 0,25 M 50 ml.lik KOH çözeltisi ile reaksiyonundankaç gam metanol elde edilebilir? (H:1 ; C:12 ; O:16 ; I:127 )
Çözüm
Önce verilen maddelerin mol sayılarını bulalım.
CH3I=124 + 3x1 + 127=142 g/mol
m 1,42
n CH3I = = = 0,01 molMA 142
nM= nKOH = M x V
VnKOH =0,25 x 50
nKOH =0,0125 mol
CH3 – I + KOH CH3 – OH + KI0,01 mol 0,0125 mol
109
KOH miktarı fazla olduğundan reaksiyon az olan CH3I’e göre gerçekleşir.
1 mol CH3I’den 32 g CH3OH oluşursa0,01 mol CH3I’den Xg.CH3OH oluşur.
X=0,32 g CH3OH
4.3.3. Alkenlere Kuvvetli Asitlerin Katalizörlüğünde Su Katılması Yoluyla
Alkenlere H2SO4 , H3PO4 gibi kuvvetli asitlerle su katıldığında alkoller elde edilir.Katılmada Markovnikoff kuralı geçerlidir.
H2SO4
CH2 = CH2 + H2O CH3 – CH2 – OHetilen etil alkol
H2SO4
CH3 – CH = CH2 + H2O CH3 – CH – CH3
propilen
OHizopropil alkol
4.3.4. Gignard Bileşiklerinden
Gignard reaksiyonlarıyla primer, sekonder, tersiyer alkoller elde edilebilir.
kuru eter
R – X + Mg R – MgXalkil halojenür Gignard bileşiği
(alkil mağnezyum halojenür)
Bu gibi bileşiklere organometal bileşiği denir. Bileşiminde metal bulunan her bileşikorganometal değildir. Örneğin, sodyum asetat (CH3COONa) organometal bileşiği değildir.Çünkü sodyum atomu oksijen atomuna bağlıdır. Metal atomu doğrudan karbon atomunabağlıysa organometal bileşiğidir.
Primer alkollerin elde edilmesi için gignard bileşiğinden formaldehit gazı geçirilir.Oluşan bileşik hidrolizlendiğinde birincil alkol elde edilir.
asit
R – MgX + HCHO R – CH2 OMgX R – CH2 – OH+ MgX2
formaldehit katılma bileşiği birincil alkolÖrnek
asit
CH3–MgCl+ HCHO CH3–CH2 OMgCl CH3–CH2–OH+MgCl2
metil magnezyum etil alkolklorür
110
Sekonder alkoller elde edilmek istenirse gignard bileşiği herhangi bir aldehitleetkileştirilir.
R H asit
R – MgX + R'CHO R' – CHOMgX R – C – OH
aldehit R'sekonder alkol
Örnek
CH3 – CH2
CH3 – CH2 – MgBr + CH3 – CHO CH – OMgBrasetaldehit CH3
CH3 – CH2 HBr CH3 – CH2
CH – OMgBr CH – OH + MgBr2
CH3 CH3
sec – bütil alkol
Tersiyer alkoller elde edilmek istenirse, gignard bileşiği bir ketonla etkileştirilir.
R1 R1
R2 asit
R1 – MgX + C = O R2 – C – OMgX R2 – C – OHR3
R3 R3
keton tersiyer alkol
Örnek
CH3 CH3
CH3 HI
CH3 – MgI + C = O CH3 – C – OMgI CH3 – C – OHC2H5 -MgI2
C2H5 C2H5
metil etil keton 1-etil-1-metil etanol
4.3.5. Alkil Halojenürlerin Gümüş Oksitle (Ag2O) ReaksiyonuylaAlkil halojenürün suda Ag2O ile reaksiyonundan alkoller elde edilir.
2R – X + Ag2O + H2O 2R – OH + 2AgX
Örnek
2C2H5 – Cl + Ag2O + H2O 2C2H5 – OH + 2AgCl
111
4.3.6. Esterlerin NaOH veya KOH ile Hidrolizinden
KOH
R' – C = O + H2O R' – C = O + ROH Hidroliz
OR OHester organik asit alkol
Örnek
KOH
C2H5 – C = O + H2O C2H5 – C = O + CH3OH Hidroliz
OCH3 OHmetil propiyonat propanoik asit metanol
4.3.7. Organik Asitlerin Hidrojenle İndirgenmesindenOrganik asitlerin iki kademe hidrojenle indirgenmesinden primer alkoller elde edilir.
NaBH4
R – C = O + 2H2 R – CH2 – OH + H2O
OH OHorganik asit primer alkol
Örnek
NaBH4
C2H5 – C = O + 2H2 C2H5 – CH2 – OH + H2O
OH propanolpropanoik asit
4.4. Alkollerin Özellikleri
4.4.1. Fiziksel Özellikleri
C – O bağı polar olduğundan alkoller polar bileşiklerdir. Molekül ağırlığı arttıkça kaynama noktaları da artar. Birincil alkollerde, alkil köklerinin dallanmasıyla kaynama noktası düşer.
Bunun sebebi dallanma arttıkça moleküllerin değme yüzeyleri azalacak, van derWalls kuvvetleri küçülecektir.
112
Örnek
CH3 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – OH1 - pentanolk.n. = 138˚C
CH3
CH3 – CH – CH2 – CH2 – OH
3 - metil - 1 – Bütanolk.n. = 132˚C
CH3
CH3 – C – CH2 – OH
CH3
2, 2 - dimetil propanolk.n. = 113˚C
Karbon sayıları eşit birincil alkollerin k.n. en yüksek, ikincil alkollerin bunlardandüşük, üçüncül alkillerin ise en düşüktür. Bunun sebebi de yine dallanmaya bağlıdır.
Örnek
CH3 – CH2 – CH2 – CH2 – OH CH3 – CH2 – CH – CH3 CH3
n-bütil alkol
1˚ alkol OH CH3 – C – OHk.n. = 117˚C sec-bütil alkol
2˚ alkol CH3
k.n. = 99,5˚C tert-bütil alkolk.n. = 83˚C
Karbon sayısı 12’ye (Dodekanol, e.n. = 24˚C) kadar olan alkoller oda sıcaklığındasıvı, karbon sayısı 12’den fazla olanlar katıdır. Karbon sayısı arttıkça e.n. da artar. Dallanmaarttıkça e.n. düşer. Simetrik dallanma olan alkollerde bu kural geçerli değildir.
113
Örnek
CH3 – CH2 – CH2 – CH2 – OH CH3 – CH – CH2 – CH3 CH3
n-bütil alkol
1˚ alkol OH CH3 – C – OHe.n. = -90˚C izo-bütil alkol
e.n. = -108˚C CH3
tert-bütil alkole.n. = 25˚C
R H R H R H R
O O O O O O O : Hidrojen Bağı
H H H H H H H
Su ile başka bir molekül arasında hidrojen bağı meydana gelmesine hidrofilasosyasyon denir. Bu olay, bileşiğin suda çözünmesini artırır. Asosyasyon kimyasal bağkadar güçlü olmayan bir birleşmedir.
Metanol, etanol, propanol suda her oranda çözünür. Bütanol ve sonra gelen alkollerinsudaki çözünürlüğü molekül büyüdükçe azalır. Bütanol %8, pentanol %2, hekzanol %1oranında suda çözünür. Alkol moleküllerinde birbiriyle zıt etki gösteren iki gup bulunur:
R – OHhidrofob gup hidrofil gup
(suyu sevmeyen) (suyu seven)
Küçük moleküllü alkollerde, –OH gubunun (suyu seven) özellikleri, R gubununözelliklerini bastırır. Böylece, hidrofilik özellik ortaya çıkar, alkol suda çözünür. Eğer R(suyu sevmeyen) büyükse, hidrofob özellik –OH gubunun özelliklerini bastırır, dolayısıylaalkol suda çözünmez.
Hidrojen bağları nedeniyle, molekül kütleleri aynı olan hidrokarbonlar ya daizomerleri olan eterlerden kaynama noktaları daha yüksektir.
C2H5–OH CH3– O– CH3
etil alkol dimetil eter
k.n:78,5˚C k.n:-23,6˚C
4.4.2. Alkolün Kimyasal Özellikleri
Alkollerde fonksiyonlu gup –OH olduğundan kimyasal reaksiyonlar bu gup üzerindemeydana gelir. Alkoller iki şekilde reaksiyon gerçekleştirebilir:
Hidrojen ayrılması R – OHHidroksil gubunun ayrılması R – OHAlkollerin ayrıca yükseltgenme reaksiyonları da vardır.
114
4.4.2.1. Hidrojenin Ayrılmasıyla Gerçekleşen Reaksiyonlar
Alkollerin alkali metallerle reaksiyonu
Alkoller, alkali metaller ile reaksiyona girer. Bu etkileşme alkali metallerle reaksiyonagiren suyun etkileşmesinden daha yavaştır.
yavaş
R – OH + Na R – O–Na+ + 1/2H2
çok hızlı
H – OH + Na NaOH + 1/2H2
Örnek
yavaş
CH3 – OH + Na CH3 – O: –Na+ + 1/2H2
sodyum metoksit(sodyum metilat)
Alkoller Na, K gibi alkali metallerle reaksiyona girdiklerinde yapılarında bir tane – OHgubu varsa mol başına 1/2 mol H2, iki tane – OH gubu varsa mol başına 1 molH2, üç tane – OH gubu varsa mol başına 3/2 mol H2 gazı açığa çıkarırlar.
Alkollerin R – O–Na+ metal tuzlarına alkolat (veya alkoksit) denir.
Alkollerin alkali tuzları suyla hidrolizlenerek tekrar alkolleri oluşturur.
CH3 – CH2 – O: –Na+ + H2O CH3 – CH2 – OH + NaOH
Problem
Bir mol alkolün K ile tepkimesinden alkolat ve 2 mol H2 oluşmaktadır. Bu alkolatınbir molünün yapısında kaç gam K bulunur? (H:1 ; C:12 ; O:16 ; K:39 )
Çözüm
Bir alkolün 1 molü yeterli K ile:0,5 mol H2 gazı çıkarıyorsa mono alkol1 mol H2 gazı çıkarıyorsa di alkol1,5 mol H2 gazı çıkarıyorsa tri alkol2 mol H2 gazı çıkarıyorsa tetra alkol yapısındadır.Bu alkolün yapısında 4 tane –OH gubu olduğuna göre K ile reaksiyonunda–OH’lardan çıkan H’ler yerine K girer ve oluşan potasyum alkolatın 1 molünde 4 mol
K vardır.
115
1 mol K 39 gam ise
4 mol K X gam
X = 156 g
Problem
12 gam alkol yeteri kadar Na ile reaksiyona girdiğinde 2,24 L H2 gazı ile birlikte 0,2mol alkolat oluştuğuna göre alkol kaç karbonludur? (H:1 ; C:12 ; O:16 ; Na:23 )
Çözüm
0,2 mol alkolat oluşurken 2,24 L H2 açığa çıkıyorsa
1 mol alkolat oluşurken X L H2
X = 11,2 L H2
1 mol alkolden 1 mol alkolat ve normal şartlarda 11,2 L H2 gazı oluştuğuna görereaksiyona giren alkol mono alkoldür.
0,2 molü 12 g.ise
1 molü X g
X = 60 g.
Mono alkol:14n+18
14n+18=60
60−14n = n = 3
18
Alkol C3H7– OH’dür.
Alkollerdeki hidrojenin başka pozitif guplarla yer değiştirmesi
Açil gubu (R – C+O) pozitif bir guptur. Etkin açil gubu veren bileşikler asit klorürler,asit anhidritlerdir.
OOH-
R – OH + R' – COCl R – C – O – R' + HCl
116
Örnek:
OOH-
C2H5 – OH + C6H5 – COCl C2H5 – C – O – C6H5 + HCletil alkol benzil klorür etil benzoat
(ester)
Örnek:
OCH3 – CO
CH3 – OH + O CH3 – C – O – CH3 + CH3 – COOHCH3 – CO metil asetat asetik asit
metil alkol asetanhidrit
Alkollerin organik asitler (veya türevleri) ile reaksiyonundan oluşan bileşiklere esterdenir. Esterler, anorganik asitlerle de oluşur. Bu bileşiklere de anorganik esterler denir.
CH3 – OH + HO – SO2 – OH CH3 – O – SO2 – OH + H2Osülfürik asit metil hidrojen sülfat
CH3 – O – SO2 – OH + HO – CH3 CH3 – O – SO2 – O – CH3 + H2Odimetil sülfat
4.4.2.2. Hidroksil Gubunun Ayrılmasıyla Gerçekleşen ReaksiyonlarAlkollerin –OH gubu etkin reaktiflerle etkileştiğinde atom veya atom gubuyla yer
değiştirebilir.
Alkollere tiyonil klorür (SOCl2) etkisiAlkoller tiyonil klorür ile etkileşerek alkil halojenürleri verir. SOCl2 sülfüröz asidin
diklorüdür.
R – OH + SOCl2 R – Cl + SO2 + HCl
Örnek
CH3–CH2–CH2 –CH2–OH+SOCl2 CH3–CH2–CH2–CH2–Cl+ SO2+HCln-bütil alkol n-bütil klorür
Alkollere fosfor halojenür etkisiAlkoller, fosfor tri iyodür (PI3), fosfor tri bromür (PBr3), fosfor penta klorür (PCl5) ile
reaksiyona girdiğinde –OH ile halojen yer değiştirir.
3R – OH + PI3 3R – I + H3PO3
117
Örnek
C2H5 – OH + PI3 C2H5 – I + H3PO3
R – OH + PCl5 R – Cl + POCl3 + HClfosfor
oksi klorürÖrnek
C3H7 – OH + PCl5 C3H7 – Cl + POCl3 + HCl
Sülfürik asit etkisiAlkoller, nem çekici maddelerle (H2SO4) reaksiyona girdiğinde bir mol su çekilirse
eterler elde edilir.
H2SO4
R – OH R – O – R–H2O eter
Örnek
H2SO4
2C2H5 – OH C2H5 – O – C2H5
–H2O dietil eter
Alkollere LUCAS belirtecinin etkisiAlkoller, Lucas belirteci ile alkil halojenürleri oluşturur.Lucas belirteci: 136 g susuz çinko klorürün, 105 g derişik hidroklorik asitte ısıtılarak
çözülmesiyle elde edilir. Soğutulduktan sonra kullanılır.
ZnCl2
R – OH + HCl R – Cl + H2O
Örnek
ZnCl2
C2H5 – OH + HCl C2H5 – Cl + H2Oetanol kloro etan
Alkollerin yükseltgenmesiBirincil ve ikincil alkoller, asitli ortamda kuvvetli yükseltgenlerle (K2Cr2O7 , MnO4)
reaksiyona girdiklerinde karbonil bileşikleri meydana gelir.
Birincil alkollerin yükseltgenme reaksiyonuBirincil alkoller, kuvvetli yükseltgenlerle kromik asit (asitli ortamda potasyum
bikromat), asitli potasyum permanganat ile reaksiyona girdiğinde yükseltgenme iki aşamadagerçekleşir. Birinci aşamada aldehit, ikinci aşamada karboksilli asitler oluşur.
118
K2Cr2O7 / H2SO4 K2Cr2O7 / H2SO4
CH3 – CH2 – OH CH3 – CHO CH3 – COOHasetaldehit asetik asit
İkincil alkollerin yükseltgenme reaksiyonu
İkincil alkollerde, – OH gubunun bağlı olduğu karbonda bir H atomu bulunduğundanyükseltgenme tek aşamada olur, reaksiyon sonucunda keton oluşur.
K2Cr2O7 / H2SO4
CH3 – CH – OH CH3 – C = O + H2O
CH3 CH3
izopropil alkol aseton
Üçüncül Alkollerin Yükseltgenme Reaksiyonu
Üçüncül alkollerde, – OH gubunun bağlı olduğu karbonda H atomu bulunmadığındanyükseltgenmezler. Ancak, yüksek sıcaklıkta katalizör etkisiyle parçalanarak doymamışhidrokarbonları oluştururlar.
R katalizör R
R – CH2 – C – OH R – CH = C + H2O 350˚C RR
Örnek
CH3
katalizör CH3
CH3 – C H 2 – C – OH CH3 – CH = C + H2O 350˚C CH3
CH3
1,1-dimetil-1-propanol 1,1-dimetil-1-propen
4.5. Metanol / Metil Alkol Karbinol (CH3OH)
Metanol endüstride en çok kullanılan alkollerden biridir. Eskiden odunun kuru kuruyadamıtılmasından elde edilirdi, bu nedenle odun ruhu da denilmektedir.
Şekil 4. 1. Metanolün üç boyutlu (3-d) molekül modelleri
119
Metanol buharı havadan ağırdır. Kolay alevlenebilen zehirleyici bir kimyasal madde olan metanol su, etil alkol,
eter, benzen, ketonlar ve organik çözücülerin bir çoğu ile karışabilir. Patlama limitleri havadaki hacimce oranı %6-36,5 dir. K.n. 64,7˚C; e.n. -97˚C; parlama noktası 11˚C dir. Ortam sıcaklığı 455˚C olduğunda herhangi bir etkiye ihtiyaç duymadan
yanabilir. Alevi hemen hemen renksizdir.
Tam yanmaya uğradığında:
CH3OH + 3/2 O2 CO2 + H2O oluşur.
Metanol, etil alkol ile azeotropik karışım oluşturmaktadır. Azeotropik karışım hâlindekimetanolü destilasyon reftikasyon teknikleriyle etil alkolden, dolayısıyla alkollü içkiden tam olarakayırmak mümkün değildir.
Sanayide hammadde olarak kullanılan metanol, doğalgaz. kömür vB ) veya atıklarınhammadde olarak kullanıldığı proseslerde üretilmektedir.
Doğada ise metanol, pektinin pektolitik enzimlerle parçalanması sonucu meydana gelir.Metanol içermeyen tarımsal kökenli etil alkol üretmek mümkün değildir. Bu nedenle meyve gibifazla pektin içeren hammaddelerden üretilen içkilerde, melas ve hububattan üretilen içkilere oranladaha fazla metanol bulunmaktadır.
4.5.1. Metil Alkolün Teknikte Eldesi
CO ve H2’den elde edilir katalizör olarak krom oksit ve çinko oksit karışımı kullanılır.
Cr2O3 , ZnO
CO2 + H2 CH3 – OH400-500˚C
4.5.2. Kimyasal Özellikleri
Alkollerin Kimyasal özellikleriyle aynıdır.Metanolün yükseltgenmesi üç aşamada olur:
(O) (O) (O)
CH3 – OH HCHO HCOOH CO2 + H2O
4.5.3. Kullanıldığı Yerler
Teknikte boya, vernik, cila için çözgen olarak kullanılır. Formaldehit eldesinde, benzine karıştırmada kullanılır.
4.6. Etanol / Etil Alkol (C2H5OH)
Renksiz, hoş kokulu, zehirli olmayan bir sıvıdır. K.n. = 78 ˚C ; D )n. = -114˚C ; d = 0,79 g/cm3
120
Şekil 4. 2. Etanolün üç boyutlu (3-d) molekül modelleri
Suyla her oranda karışır.
4.6.1. Etil Alkolün Eldesi
Alkollerin genel elde ediliş yöntemleriyle aynıdır. Ayrıca alkolik fermantasyonla da eldeedilir.
4.6.1.1. Alkolik Fermantasyon
Bu yöntemin uygulandığı maddeler ikiye ayrılır:Nişastalı maddeler: Patates, mısır, buğday, yulaf vB )
Şekerli maddeler: Şeker pancarı, şeker kamışı, meyveler, melas (şeker fabrikalarındayan ürün olarak elde edilen, içinde %50-55 oranında şeker bulunan madde).
Fermantasyonda maya fermentleri kullanılır. Maya fermentleri sulu ortamda organikmaddeleri daha küçük moleküllere parçalar. Biyolojik katalizör denilen maya fermentleribitkisel ve hayvansal organik bileşiklerdir.
4.6.1.2. Nişastalı Maddelerden Alkol Eldesi
Nişastalı maddeler ezilerek 140-150˚C de su buharı ile pişirilip hamur haline getirilir.Soğutulan hamura içinde azotlu diyastaz enzimi bulunan malt (filizlenmiş arpa ezmesi)katılır, enzimin katalitik etkisiyle nişasta önce maltoza (C12H22O11) sonra glikoza (C6H12O6),glikoz da fermentlerin etkisiyle parçalanarak alkol ve karbondioksite dönüşür.
fermantasyon
C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2 + 24,5 Kcal.
Fermantasyon bitiminde alkol damıtılarak ayrılır.
4.6.1.3. Melastan Alkol EldesiMelas içinde bulunan Ca+2 iyonlarının çökmesi için 40-50 tonluk demir tanklarda
sulandırılarak bekletilir. Fermentlerin etkinliğini artırmak için mayşe adı verilen bir karışımeklenir. Bu karışım az miktarda H2SO4 ve bir ton melas için 2 kg amonyum sülfat + 0,2 kgmagnezyum sülfattan oluşur.
121
Mayşe 100-200˚C kadar ısıtılıp sterilize edilerek soğutulur. Soğutulan mayşeye tüpteüretilen maya katılır, 3-4 gün içinde fermantasyon gerçekleşir.
Karışımın ayrımsal damıtılması ile %95-96 saflıkta azeotropik alkol elde edilir.
4.6.1.4. Karpit ve Sülfit-Alkaliden Alkol EldesiKarpitin suyla reaksiyonundan asetilen gazı elde edilir.
CaC2 + H2O Ca (OH)2 + H – C ≡ C – Hkarpit asetilen
Asetilen gazına civa bileşikleri ve sülfürik asidin katalitik etkisinde su katılarakasetaldehit elde edilir.
H2SO4 / HgSO4
H – C ≡ C – H + H2O CH3 – CHO
Oluşan asetaldehitin nikel katalizörlüğünde hidrojenle indirgenmesinden etil alkol eldeedilir.
CH3 – CHO + H2O C2H5 – OH
Sülfit-alkali çözeltisi içerisinde %1-3 oranında şeker bulunur. Bu çözeltininmayalanmasıyla da etil alkol elde edilir.
4.6.2. Etil Alkolün Kullanıldığı Yerler
Organik boyalarda çözücü olarak kullanılır. Laboratuarlarda ilaç, tentürdiyot, esans ve kolonya yapımında kullanılır. Yakıt olarak motor yakıtına karıştırılır. Renkli ispirto yapımında içine metanol, renklendirici ve diğer kötü kokulu
maddeler katılarak “denatüre” edilir, böylece içilmesi önlenmiş olur. Alkollü içki üretiminde kullanılır.
4.7. Glikol / Etandiol (C2H4 (OH)2)
Diollerin ilk üyesidir. D n.-115˚C, k.n. 197˚C dir
Şekil 4. 3. Glikolün üç boyutlu (3-d) molekül modelleri
122
Etilenden çeşitli yöntemlerle elde edilir.
O OH OH
(Ag+) (H2O, H+)
CH2 = CH2 + O2(hava) CH2 – CH2 CH2 – CH2
250˚C etilen oksit etilenglikol (etan-1,2-diol)
Plastik sentezinde, otomobil radyatörlerinde antifiriz olarak ve hidrolik fren sıvısındakullanılır.
Propilen glikol ve trimetilen glikol de endüstride benzeri amaçlarla kullanılır.
OH OH OH OH
CH3 – CH – CH2 CH2 – CH2 – CH2
propilen glikol trimetilen glikol(propan-1,2-diol) (propan-1,3-diol)
Glikolün bazı reaktiflerle olan reaksiyonları aşağıdaki gibidir:
H2SO4
HO – CH2 – CH2 – OH H+2O – CH2 – CH2 – H+
2Oalkoksonyum katyonu
Na+ / NH3
HO – CH2 – CH2 – OH Na+O– – CH2 – CH2 – ONa+
disodyum glikolat
O OCH3COCl
HO – CH2 – CH2 – OH CH3 – C – O – CH2 – CH2 – O – C – CH3
glikolasetat
(O)
HO – CH2 – CH2 – OH HOOC – COOH 2CO2 + H2Ookzalik asit
KBr
HO – CH2 – CH2 – OH Br – CH2 – CH2 – Br1,2 dibrom etan
12
123
4.8. Gliserin / Gliserol / 1,2,3-Propan Triol (C3H5 (OH)3)
Triollerin ilk üyesidir.
Şekil 4. 4. Gliserinin üç boyutlu (3-d) molekül modelleri
Renksiz ve tatlı bir sıvıdır. Metanol, etanol ve suda her oranda çözünür. Benzen ve eterde çözünmez. Benzen ve eterde çözünmez.
4.8.1. Gliserinin Eldesi
4.8.1.1. Yağlardan Eldesi
Gliserin, bitkisel ve hayvansal yağlarda bulunur. Sabun fabrikalarında yan ürün olarakelde edilir.
R – COO – CH2 CH2 – OH
R – COO – CH + 3NaOH 3R – COO– : Na+ + CH – OH
R – COO – CH2 CH2 – OHyağ sabun gliserin
4.8.1.2. Propilenden EldesiGliserin yapay olarak propilenden elde edilir:
CH3 CH2 – Cl CH2 – OH CH2 – OH Cl2, 400˚C H2O, H+
HOCl CaO.NaOH
CH CH CH CH – OH –HCl
CH2 CH2 CH2 CH2 – Clpropilen allil klorür allil alkol 1-klor-2,3-propandiol
CH2 – OH CH2 – OH
CH H2O, H+ CH – OH
O
CH2 CH2 – OH2,3-epoksi-1-propanol gliserin
124
Gliserin alkollerin genel özelliklerini gösterir. Dumanlı nitrik asit ve derişik sülfürik asit karışımı ile reaksiyona girdiğinde
trinitro gliserin (TNG) oluşur.
CH2 – OH CH2 – O – NO2
H2SO4
CH – OH + 3HO – NO2 CH – O – NO2 + 3H2O
CH2 – OH CH2 – O – NO2
gliserin nitrik asit trinitro gliserin (TNG)
TNG, 45˚C’ nin üzerinde patlayıcı özelliğe sahiptir.Kieselgur denilen vediatome kalıntısı olan ince gözenekli kuma emdirildiğinde dinamit elde edilir.
125
UYGULAMA FAALİYETİ
İşlem Basamakları Öneriler
13,6 g ZnCl2 (Çinko klorür) tartınız.
İş önlüğünüzü giyerekçalışma masanızıdüzenleyiniz.
Laboratuar güvenlikkurallarına uyunuz
10,5 gam derişik HCl alınız. ml. cinsinden hesabını yapınız
Asitin bulunduğu şişeüzerindeki etiket bilgilerinden(yoğunluk ve yüzde)yararlanınız.
Mezürle ölçerek alınız.
Çeker ocakta çalışınız.
Asitlerle dikkatli çalışınız.
Hazırladığınız Lucas belirtecini şişeye boşaltınız. Temiz çalışınız.
UYGULAMA FAALİYETİ
126
Temiz deney tüpleri alarak sırasıylanumaralandırınız.
Titiz çalışınız.
Pipetle hazırladığınız belirteçten 5 ml. Alınız.
127
5 ml.hazırladığınız belirteçten ve 0,5 ml.primerbütil alkol alarak 1 nu.lu deney tüpüne koyunuz.
5 ml. belirteç ve 0,5 ml.Sekonder bütil alkol alarak2 nu.lu deney tüpüne koyunuz.
5 ml. belirteç ve 0,5 ml.tersiyer bütil alkol alarak 3nu.lu deney tüpüne koyunuz.
128
Daha sonra ısıtma banyosunda ısıtınız.
Isıtma işlemini yaparkenbekin hava ve gaz ayarınıuygun şekilde yapınız.
Laboratuar koşullarında (25˚C) içinde primer alkolbulunan 1 nu.lu deney tüpünü gözlemleyiniz.
Gözlemlerinizi not etmeyiunutmayınız.
Laboratuar koşullarında içinde sekonder alkolbulunan 2 nu.lu deney tüpünü 8-10 dakikabekleterek gözlemleyiniz.
Gözlemlerinizi not etmeyiunutmayınız.
129
Su banyosunda ısıtılan içinde tersiyer alkolbulunan 3 nu.lı deney tüpünü gözlemleyiniz.
Gözlemlerinizi not etmeyiunutmayınız.
Sonuçları rapor ediniz.
İşiniz bittikten sonra tümmalzemeleri yıkayıp yerlerinekaldırınız.
Amacınızı, işlembasamaklarınızı, sonucunuzuiçeren bir rapor hazırlayınız.
130
ÖLÇME VE DEĞERLENDİRME
Aşağıdaki sorularda uygun seçeneği işaretleyiniz.
1. CH3 – CH2– OH
II. CH3 – CH2– COOH
III. CH2 – CH – CH2
OH OH OH
Yukarıdaki bileşiklerden hangisi ya da hangileri Zn ile tepkime vermediği hâlde, K iletepkime verir?
A ) Yalnız I B ) Yalnız II C ) I ve III D ) I ve II
2. 0,2 molü 14,8 g olan mono alkol kaç karbonludur?
A ) 4 B ) 3 C ) 2 D ) 1
3. Bir mol alkol ile yeterli miktarda potasyumdan 0,5 mol H2 ve 84 g.potasyum alkolatoluşuyor.Buna göre alkolün formülü aşağıdakilerden hangisi olabilir? (H:1; C:12;O:16; K: 39)
A ) C2H5OH B ) C3H6(OH)2 C ) C3H7OH D ) C2H4(OH )2
4. Bir alkolün 1 molü Na ile reaksiyona girdiğinde normal koşullarda 22,4 litre hidrojengazı açığa çıktığına göre bu alkol kaç değerlidir?
A ) 1 B ) 2 C ) 3 D ) 4
5. Bir alkolün 0,5 molü Na ile 0,75 mol H2 ve 79 g.alkolat oluşuyor. Buna göre alkolünmolekül kütlesi kaç gamdır? (H:1; C:12; O:16; Na:23)
A ) 58 B ) 75 C ) 92 D ) 91
6. I- Primer alkoller bir derece yükseltgenirse aldehit oluşur.
II- Sekonder alkoller iki derece yükseltgenirse keton oluşur.
III- Tersiyer alkoller yükseltgenmezler.
Yukarıda verilen ifadelerden hangisi ya da hangileri yanlıştır?
A ) Yalnız II B ) I ve II C ) I ve III D ) II ve III
ÖLÇME VE DEĞERLENDİRME
131
7. CH2 – CH2 – CH2
OH OHbileşiğine ilişkin:
I-Bir molünün Na ile reaksiyonundan 1 mol H2 açığa çıkar.
II- Mg ile reaksiyon vermez.
III- Genel molekül ağırlığı 14n+78’ dir.
Yukarıdaki yargılardan hangisi ya da hangileri yanlıştır?
A ) Yalnız II B ) Yalnız III C ) I ve II D ) II ve III
8. Aşağıda formülleri yazılan bileşiklerden hangisi bir sekonder alkoldür?
A ) CH3–OH B ) CH3 ––CH2 ––OH
OH
C ) CH3 ––CH –CH3 D ) CH2 ––OH
CH2
OH
9. Aşağıdakilerden hangisi sadece primer alkollerin özelliğidir?
A) Yükseltgendiklerinde aldehitler oluşur.
B) Yükseltgendiklerinde ketonları oluşturur.
C) Aynı karbon sayılı eterlerle izomerdirler.
D) Potasyum ile reaksiyona girdiklerinde hidrojen gazı açığa çıkarırlar.
10. Propene asit katalizörlüğünde su katılırsa aşağıdakilerden hangisi oluşur?
A ) 1-propanol B )2-propanol C ) propanal D ) propanon
DEĞERLENDİRME
Sorulara verdiğiniz cevaplar ile cevap anahtarınızı karşılaştırınız, cevaplarınız doğruise uygulamalı teste geçiniz. Yanlış cevap verdiyseniz öğrenme faaliyetinin ilgili bölümünedönerek konuyu tekrar ediniz.
132
UYGULAMALI TEST
Alkollerin tepkime farklılıklarından yararlanarak tanınması ile ilgili uygulamafaaliyetini yaparak raporunuzu hazırlayınız. İşlemlerden sonra aşağıdaki kontrol listesinidoldurunuz. Cevabı “Hayır” olan soruları öğretmeninize danışınız.
Gerekli malzemeler1. Lucas belirteci 4. Tersiyer bütil akol 7. Pipet2. Etil alkol 5. Deney tüpü 8. Mezür3. Sekonder bütil alkol 6. Su banyosu 9. Terazi
Değerlendirme Ölçütleri Evet Hayır
1 İş önlüğünüzü giyip çalışma masanızı düzenlediniz mi?
2 Lucas belirtecini hazırlamak için 13,6 g ZnCl2 tarttınız mı?
310,5 g der.HCl hazırlarken asit şişesi üzerindeki yoğunluk ve yüzde bilgilerinidikkate aldınız mı ?
4 Tarttığınız 13,6 g ZnCl2 üzerine 10,5 g HCl eklediniz mi?
5 Üç adet deney tüpü alarak numaralandırdınız mı ?
6 1 nu.lu deney tüpüne 5 ml. belirteç ve 0,5 ml. tersiyer alkol koydunuz mu ?
71 nu.lu deney tüpüne 5 ml. belirteç ve 0,5 ml. sekonder bütil alkol koydunuz mu?
8 3 nu.lu deney tüpüne 5 ml. belirteç ve 0,5 ml. etil alkol koydunuz mu ?
9 3 nu.lu deney tüpünü su banyosuna koydunuz mu ?
10 Bekin hava–gaz ayarını düzgün yaptınız mı?
11 Yanıklara karşı önlem aldınız mı?
12 Su banyosunda ısıttığınız 1 nu.lı deney tüpünü gözlemlediniz mi?
13 Su banyosunda ısıttığınız 2 nu.lı deney tüpünü gözlemlediniz mi?
14 Su banyosunda ısıttığınız 3 nu.lı deney tüpünü gözlemlediniz mi?
15 İşiniz bittikten sonra tüm malzemeleri yıkayıp yerlerine kaldırdınız mı?
16 Sonuçları rapor ettiniz mi?
DEĞERLENDİRMEBu faaliyet sırasında bilgi konularında veya uygulamalı iş parçalarında anlamadığınız
veya beceri kazanamadığınız konuları tekrar ediniz. Konuları arkadaşlarınızla tartışınız.Kendinizi yeterli görüyorsanız diğer öğrenme faaliyetine geçiniz. Yetersiz olduğunuzudüşünüyorsanız öğretmeninize danışınız.
133
o modül değerlendirme
MODÜL DEĞERLENDİRMEAşağıdaki tabloda organik bileşikler ve bu bileşiklere etki eden maddeler yer
almaktadır. Oluşan ürünlerin kimyasal formülünü ve okunuşlarını yazınız. Etkileşmeyenmaddelere ise(-) işareti koyunuz.
ORGANİK BİLEŞİKLERE UYGULANAN REAKSİYONLAROrganik
Bileşik 1 Mol Cl2
katılması
1 Mol HBr
katılması
Amonyaklı
AgNO3
katılması
Amonyaklı
Cu2Cl2
etkisi
KMnO4 etkisiO2 ile
yükseltgenme
C3H4
C3H6
C3H8
2. Kaptaki toplam gaz basıncı 8 atmosferdir. Aynı sıcaklıkta karışım;
I. Amonyaklı AgNO3 çözeltisinden geçirildiğinde basınç 7 atmosfere düşüyor.
II. Kalan karışım bromlu sudan geçirildiğinde gaz basıncı 4 atmosfere düşüyor.
Buna göre, karışımdaki C2H6’nın kısmi basıncı kaç atmosferdir?A ) 1 B ) 2 C ) 3 D ) 4
MODÜL DEĞERLENDİRME
C2H6
C2H4
C2H2
134
3. I- CH3 – CH = CH – CH3
II- CH3 – C ≡ C – CH3
III- CH2 = CH – CH = CH2
Yukarıda verilen bilgilerden hangisi ya da hangilerinin 0,2 molü 0,4 mol H2
katabilir?
A ) Yalnız II B ) Yalnız III C ) I ve III D ) II ve III
4. I- C’ler arasında sp hibritleşmesi vardır.II- Bromlu suyun rengini giderirler.
III- Amonyaklı Cu2Cl2 ile reaksiyona katılırlar.
Yukarıdaki özelliklerden hangisi ya da hangileri alken ve alkinlerin ortaközelliklerindendir?
A ) Yalnız II B ) Yalnız IV C ) I ve II D ) II ve III
5. a b C = C
c d
Yukarıdaki organik bileşiğin cis-trans izomeri gösterebilmesi için
I- a, c’den farklı olmalı
II- b, d ile aynı olmalı
III- a, b, c, d’den ikisi aynı olmalı
şartlarından hangisini ya da hangilerini sağlaması gerekir?
A ) Yalnız I B ) I ve II C ) I ve III D ) II ve III
6. Hidrokarbonlara ilişkin aşağıdaki yargılardan hangisi yanlıştır?A) Alkanlar katılma reaksiyonu vermezler.B) Alkanlar ve alkinler bromlu suyun rengini giderirler.C) Alkinlerin genel formülü C2H2n’dir.D) Alkinler amonyaklı ortamda Cu2Cl2 ile reaksiyon verirler.
gün ışığı7. CH4 + Br2 CH3Br + HBr
reaksiyonu, aşağıdaki reaksiyon çeşitlerinden hangisine aittir?
A ) Sübstitüsyon B ) Katılma C ) Yanma D ) Polimerleşme8. 0,25 mol hidrokarbonun yanması sonucu normal şartlarda 5,6 L CO2 ve 9 g H2O elde
ediliyor.Buna göre, yakılan hidrokarbon aşağıdaki sınıflardan hangisine aittir?
A ) Asetilen B ) Olefin C ) Parafin D ) Monoalken
135
9. Bir alkolün bir molü;I- Yandığında 3 mol CO2 oluşuyor.
II- Bir derece yükseltgendiğinde keton oluşuyor.
Yukarıdaki verilen bilgilere göre, bu alkol aşağıdakilerden hangisidir?
A ) CH3 – CH2 – OH B ) CH3 – C (CH3)2 – OH
C ) CH3 – CH – OH D ) CH3 – CH2 – CH2 – OH
CH3
10. Eşit hacimlerde C4H6 ve H2 reaksiyona sokuluyor. Reaksiyon tamamlandığında bu ikigazdan hangisinde ve hacimce % kaç artma meydana gelir?A ) %75 H2 B ) %75 C4H6 C ) %25 H2 D ) %25 C4H6
11. Pentan-2-ol bileşiği için;I- Primer alkoldür.
II- Sekonder alkoldür.
III- Dialkoldür.
İfadelerinden hangisi veya hangileri doğrudur?
A ) Yalnız II B ) Yalnız III C ) I ve III D ) II ve III
12. 40 gam C3H8 ve C3H7 – OH karışımı Na ile reaksiyona sokulduğunda normalkoşullarda 5,6 L H2 gazı açığa çıkmaktadır.
Buna göre, karışımda C3H8’in kütlece yüzdesi kaçtır? (H:1; C:12; O:16)
A ) 10 B ) 25 C ) 30 D ) 40
13. I- CH3 – CH = CH2
II- CH3 – CH = CH – CH2 = CH2
III- CH3 – CH = CH – CH3
Yukarıdaki hidrokarbonlarla ilgili olarak aşağıda verilen bilgilerden hangisiyanlıştır?
A) I. bileşikte 8 sigma 1 pi bağı vardır.B) II. bileşiğin 1 molü 2 mol Cl2 katar.C) III. bileşiğin cis-trans izomeri vardır.D) II ve III. bileşiğin genel formülü CnH2n’dir.
136
14. I- 2-propanol yükseltgeniyor.II- 1-propanolün 1 molünden 1 mol su çekiliyor.
III- 1-propanolün 2 molünden 1 mol su çekiliyor.
Yukarıdaki herbir reaksiyon sonucunda oluşan maddelerin sırayla adları nelerdir?
A) Aseton, Propen, Dipropil eterB) Asetaldehit, Propen, Dipropil eterC) Aseton, Dipropil eter, PropenD) Asetaldehit, Dipropil eter, Propen
15. C2H5
CH3 – CH – CH2 – CH2 – CH2 – OH
bileşiğinin adı nedir?
A) 2-etil-5-pentanolB) 4-etil-1-pentanolC) 2-etil-2-metil-5-bütanolD) Heptanol
16. C4H6 ve C4H8 gazları karışımının 25 litresi yeterince hidrojen ile reaksiyonasokulduğunda 35 l hidrojen harcanıyor. Buna göre, karışımdaki C4H6’nın hacimceyüzdesi nedir?A ) 10 B ) 15 C ) 40 D ) 60
17.Na2CO3
3C2H4 + 2KMnO4 + 4H2O 3CH2 – CH2 + 2MnO2+ 2KOH0˚C
OH OHDenklemine göre,
I- Etilen yükseltgenmiştir.
II- KMnO4 indirgendir.
III- Bu reaksiyon, alkenleri tanımada kullanılır.
Yukarıda verilen ifadelerden hangisi ya da hangileri doğrudur?
A ) Yalnız I B ) I ve II C ) I ve III D ) I, II ve III
137
18. Aşağıdakilerden hangisi halkalı alkenlerin genel formülüdür?
A ) CnH2n B ) CnH2n-2 C ) CnH2n-4 D ) CnH2n+2
19. C5H8 olan bir alifatik bileşik için aşağıdaki yargılardan hangisi yanlıştır?
A) Sikloalkan olabilir.B) Sikloalken olabilir.C) Bileşiğin yapısında iki çift bağ bulunabilir.D) İki tane pi bağı bulunabilir.
20. Aşağıdaki bileşiklerden hangisi polimerleşme reaksiyonuna katılmaz?
A) CH2 = CH – CH = CH2B) CH3 – CH2 – C ≡ CHC) CH3 – CH = CH – CH3D) CH3 – (CH2)2 – CH3
DEĞERLENDİRME
Sorulara verdiğiniz cevaplar ile cevap anahtarınızı karşılaştırınız, cevaplarınız doğruise uygulamalı teste geçiniz. Yanlış cevap verdiyseniz öğrenme faaliyetinin ilgili bölümünedönerek konuyu tekrar ediniz.
138
PERFORMANS TESTİ
Aşağıda verilen malzemeler ile reaksiyon oluşumunu sağlayarak alkollerin primer,sekonder ve tersiyer alkol olduklarını kanıtlayınız. Ardından raporunuzu yazınız. İşlemlerdensonra aşağıdaki kontrol listesini doldurunuz. Cevabı hayır olan soruları öğretmeninizedanışınız.Gerekli malzemeler;
1. Deney tüpü 5. Mezur 9. Isıtma düzeneği2. ZnCl2 6. Sec bütil alkol 10.Pipet3. Der.HCl 7. Tersiyer bütil alkol4. Etil alkol 8. Beher
Değrelendirme Ölçütleri Evet Hayır
1 İş önlüğünüzü giyip çalışma masanızı düzenlediniz mi?
2 Temiz deney tüpleri aldınız mı?
3 Tüpleri sırası ile numaralandırdınız mı?
413,6 g.ZnCl2 ve 10,5 g.derişik HCl den Lucas belirtecini hazırladınız mı?
5Tüplere sırası ile tersiyer bütil alkol, sec bütil alkol, etil alkolkoydunuz mu?
6Oda sıcaklığında tersiyer bütil alkolün Lucas belirteciyle hemenreaksiyona girerek faz oluşturduğunu gözlemlediniz mi?
7Sec bütil alkol bulunan deney tüpünde 10 dakika sonra fazoluşturduğunu gözlemlediniz mi?
8Etil alkol bulunan deney tüpünün oda sıcaklığında faz oluşturmadığınıgözlemlediniz mi?
9 Isıtma düzeneği kurdunuz mu?
10 Etil alkol bulunan deney tüpünü su banyosunda ısıttınız mı?
11Su banyosunda ısıtılan deney tüpünde, faz oluştuğunu gözlemledinizmi?
12 Alkollerin faz oluşturmaları arasındaki farkları gözlemlediniz mi?
13 İşi biten malzemeleri temizlediniz mi?
DEĞERLENDİRME
Bu faaliyet sırasında bilgi konularında veya uygulamalı iş parçalarında anlamadığınızveya beceri kazanamadığınız konuları tekrar ediniz. Konuları arkadaşlarınızla tartışınız.Hayır cevapları için öğretmeninize danışınız.
139
CEVAP ANAHTARLARI
ÖĞRENME FAALİYETİ-1’İN CEVAP ANAHTARI
1 B2 B3 A4 D5 B6 A7 A8 B9 A10 A
ÖĞRENME FAALİYETİ-2’NİN CEVAP ANAHTARI
1 B2 C3 D4 A5 B6 C7 A8 A9 C10 D
ÖĞRENME FAALİYETİ-3’ÜN CEVAP ANAHTARI
1 B2 B3 A4 C5 D6 A7 B8 C9 C10 D
CEVAP ANAHTARLARI
140
ÖĞRENME FAALİYETİ-4’ÜN CEVAP ANAHTARI
1 C2 A3 A4 B5 C6 A7 B8 C9 A10 B
MODÜL DEĞERLENDİRME CEVAP ANAHTARI
ORGANİK BİLEŞİKLERE UYGULANAN REAKSİYONLAROrganik
Bileşik 1 Mol Cl2
katılması
1 Mol HBr
katılması
Amonyaklı
AgNO3
katılması
Amonyaklı
Cu2Cl2
etkisi
KMnO4 etkisiO2 ile
yükseltgenme
C3H4
CH = C – CH3
Cl Cl
1,2-diklor
propen
CH = C – CH3
H Br
2-brom propen
CH3 – C ≡
C – Ag
gümüş
propin
CH3 – C ≡
C – Cu
bakır
propin
HCOOH
formik asit
CH3COOH
asetik asit
CO2
ve
H2O
karbondioksit
ve su
C3H6
CH3 – CH –CH2
Cl Cl
1,2-diklor
propan
CH3– CH –CH3
Br
2-brom propan▬ ▬
CH3– CH –CH2
OH OH
1,2-dihidroksi
propan
CO2 ve H2O
karbondioksit
ve su
C3H8
Cl2 ile katılma
reaksiyonu
değil, yer
değiştirme re-
aksiyonu verir.
C3H7 – Cl
Propil klorür
▬ ▬ ▬ ▬
CO2 ve H2O
karbondioksit
ve su
141
MODÜL DEĞERLENDİRME CEVAP ANAHTARI
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Bkz.tablo
D D A C C A C C B
11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
A B D A B C C B A D
142
KAYNAKÇA
COMBA Cemalettin; Organik Kimya Laboratuvarı, MEB Yayınları, Ankara,1999.
ÇAKIR, Bayram, Tayfun SÖZEREN, Fuat ERTUĞRUL; OSS’ye Hazırlık –Okula Yardımcı Kimya-, Zafer Yayınları, Ankara, 1999.
ÇELİK Necdet; ÖYS’ye Hazırlık -Organik Kimya-, Nesil Matbaacılık,İstanbul, 1995.
KARACA Faruk, Lise 3 Kimya, Paşa Yayıncılık, Ankara, 1998. KOMİSYON, Bilim ve Teknik (Mayıs Sayısı), Tübitak Yayınları, Promat
Basım Yayın A )Ş., Ankara, 2006. KOMİSYON, ÖSS Hazırlık Kimya, FEM Yayınları, Sürat Basım Reklamcılık
ve Eğitim Araçları San.TiC ) A )Ş., İstanbul, 2005 KOMİSYON; ÖSS 2000 Kimya, Bil Yayınları. ÖKTEMER Atilla; Hayrettin KOCABAŞ; Nebahat KINAYOĞLU, İsmail
DEMİR, Organik Kimya ve Uygulaması; Milli Eğitim Basımevi, İstanbul,2001.
TÜZÜN Celal; Organik Kimya, Okan Yayınları, Ankara, 1988. YEMENİCİ Selami; ÖYS Kimya, Başarı Yayınları, 1992.
İNTERNET ADRESLERİ http://www.egitek.meB )gov.tr http://www.aof.edu.tr http://www.turkforum.in http://www.mustafaaltinisik.org.uk/56-1-1-08.ppt#4 http://www.popularmechanics.com/science/extreme_machines/1280836.html http://www.oceansatlas.com/unatlas/-ATLAS-/chapter7.html http://www.norlense.no/index.php?id=65,140,0,0,1,0 http://www.tpao.gov.tr/winter2005/bg-tr/alt/ogenciler.htm http://www.schoolscience.co.uk/content/4/chemistry/petroleum/knowl/4/crude.h
tml http://library.thinkquest.org/04oct/00927/naturalgas2.htm http://www.photoliB )noaA )gov/corps/corp1417.htm http://shiftingbaselines.org/blog/archives/2005_02.html http://pdA )physorg.com/lofi-news-gas-hydrates-ruppel_3460.html www.ghgonline.org/methanelandfill.htm http://www.3dchem.com/molecules.asp?ID=200 http://tuberose.com/Teflon.html http://www.artoftaste.no/servlet/side?section=9400000&item=11827 http://www.isotet.com/ http://www.sbportefinestre.it/finestre_pvC )htm http://www.rbgkew.org.uk/plants/rubber.html http://www.cropsoil.ugA )edu/courses/tropag/2004/PuertoViejo/PV09.html http://www.haffenden.com/bottler1.htm http://cgi.ebay.com/200x50-inner-tube-for-scooters-200-x-50-Razor-
Bladez_W0QQitemZ7232621299QQcategoryZ11332QQcmdZViewItem
KAYNAKÇA
143
http://www.angyengineer.blogspot.com2005_04_01_angyengineer_archive.html
http://www.httpe-kart.mynet.comviewcategory=hayvanlar&pageNum=3 http://www.httpenvip.busytrade.comproductCatVip.phpmemid=wuhuan&pCat=
Basketball http://www.standardsoap.co.uk/products.htm http://www.evrenselkozmetik.com/katalogev.html http://www.hayyam.com/uzumler/gapes.php?gape_id=3&gc=1