Alkena adalah zat "transisi" yang berharga. Dengan bantuan mereka, Anda bisa mendapatkan alkana, alkuna, turunan halogen, alkohol, polimer, dan lainnya. Masalah utama hidrokarbon tak jenuh adalah ketidakhadirannya yang hampir lengkap di alam; sebagian besar, zat-zat dari seri khusus ini ditambang di laboratorium dengan sintesis kimia. Untuk memahami ciri-ciri reaksi untuk memperoleh alkena, Anda perlu memahami strukturnya.
Apa itu alkena?
Alkena adalah zat organik yang terdiri dari atom karbon dan hidrogen. Fitur dari seri ini adalah ikatan kovalen ganda: sigma dan pi. Mereka menentukan sifat kimia dan fisik zat. Titik lelehnya lebih rendah daripada alkana yang sesuai. Juga, alkena berbeda dari rangkaian hidrokarbon "dasar" ini dengan adanya reaksi adisi, yang terjadi dengan memutuskan ikatan pi. Mereka dicirikan oleh empat jenis isomerisme:
- menurut posisi ikatan rangkap;
- untuk perubahan kerangka karbon;
- antar kelas (dengan sikloalkana);
- geometris (cis- dan trans-).
Nama lain untuk inisejumlah zat - olefin. Ini karena kesamaannya dengan asam karboksilat polihidrat, yang memiliki ikatan rangkap dalam komposisinya. Tatanama alkena berbeda karena atom pertama dalam rantai karbon ditentukan oleh penempatan ikatan rangkap, yang posisinya juga ditunjukkan dalam nama zat.
Cracking adalah cara utama untuk mengekstrak alkena
Cracking adalah jenis penyulingan minyak pada suhu tinggi. Tujuan utama dari proses ini adalah ekstraksi zat dengan berat molekul lebih rendah. Perengkahan untuk menghasilkan alkena terjadi selama pemecahan alkana, yang merupakan bagian dari produk minyak bumi. Ini terjadi pada suhu 400 hingga 700 °C. Dalam perjalanan reaksi ini untuk memperoleh alkena, selain zat yang menjadi tujuan penerapannya, juga terbentuk alkana. Jumlah atom karbon sebelum dan sesudah reaksi adalah sama.
Metode industri lain untuk memperoleh alkena
Anda tidak dapat melanjutkan pembicaraan tentang alkena tanpa menyebutkan reaksi dehidrogenasi. Untuk implementasinya, alkana diambil, di mana ikatan rangkap dapat terbentuk setelah penghapusan dua atom hidrogen. Artinya, metana tidak akan masuk ke dalam reaksi ini. Oleh karena itu, sejumlah alkena dimulai dari etilen. Kondisi khusus untuk reaksi adalah suhu tinggi dan katalis. Nikel atau krom (III) oksida dapat bertindak sebagai yang terakhir. Hasil reaksi akan menjadi alkena dengan jumlah atom karbon yang sesuai dan gas tidak berwarna (hidrogen).
Metode industri lain untuk memperoleh zat dari seri ini adalah hidrogenasi alkuna. Reaksi untuk memperoleh alkena ini berlangsung pada suhu tinggi dan dengan partisipasi katalis (nikel atau platinum). Mekanisme hidrogenasi didasarkan pada pemutusan salah satu dari dua ikatan pi dari alkuna yang tersedia, setelah itu atom hidrogen ditambahkan di lokasi penghancuran.
Metode laboratorium menggunakan alkohol
Salah satu cara paling sederhana dan paling murah adalah dehidrasi intramolekul, yaitu eliminasi air. Saat menulis persamaan reaksi, perlu diingat bahwa itu akan dilakukan sesuai dengan aturan Zaitsev: hidrogen akan terpisah dari atom karbon yang paling sedikit terhidrogenasi. Suhu harus di atas 150°C. Sebagai katalis, Anda perlu menggunakan zat dengan sifat higroskopis (mampu menarik uap air), misalnya asam sulfat. Ikatan rangkap akan terbentuk di tempat pemisahan gugus hidroksil dan hidrogen. Hasil reaksi akan menjadi alkena yang sesuai dan satu molekul air.
Turunan halo berbasis laboratorium
Ada dua metode laboratorium lagi. Yang pertama adalah aksi larutan alkali pada turunan alkana, yang memiliki satu atom halogen dalam komposisinya. Metode ini disebut dehidrohalogenasi, yaitu penghilangan senyawa hidrogen dengan unsur-unsur non-logam dari kelompok ketujuh (fluor, brom, klor, yodium). Implementasi mekanisme reaksi, seperti pada kasus sebelumnya, berjalan sesuai dengan aturanZaitsev. Kondisi katalitik adalah larutan alkohol dan suhu tinggi. Setelah reaksi, terbentuklah alkena, garam dari unsur logam alkali dan halogen.
Metode kedua sangat mirip dengan yang sebelumnya. Ini dilakukan dengan menggunakan alkana, yang memiliki dua halogen dalam komposisinya. Zat semacam itu dipengaruhi oleh logam aktif (seng atau magnesium) dengan adanya larutan alkohol dan suhu tinggi. Reaksi hanya akan berlangsung jika hidrogen digantikan oleh halogen pada dua atom karbon yang bertetangga, jika kondisi tidak terpenuhi, maka ikatan rangkap tidak terbentuk.
Mengapa mengonsumsi seng dan magnesium? Selama reaksi, logam dioksidasi, yang dapat menyumbangkan dua elektron, dan dua halogen dihilangkan. Jika Anda mengambil unsur alkali, mereka akan bereaksi dengan air, yang merupakan bagian dari larutan alkohol. Adapun logam setelah magnesium dan seng dalam deret Beketov, mereka akan terlalu lemah.
