Question

1) За яких умов гомолог ацитилену, що містить три атоми карбону, можна перетворити на гомолог етилену? Написати рівняння реакції Поясніть зміни агрегатного стану гомологів метану зі збільшенням кількості атомів карбону в молекулі

Answer 1

При каких условиях гомолог ацетилена, содержащий три атома углерода, можно превратить в гомолог этилена? Написать уравнение реакции Объясните изменения агрегатного состояния гомологов метана с увеличением количества атомов углерода в молекуле.

Решение. 
Гомолог этилена можно получить из гомолога ацетилена с помощью реакции гидрирования, в результате  которого тройная связь превратится в двойную:
H₃C - C ≡ СH  + H₂  ⇒   H₃C - CH = СH₂
   пропин                             пропен

пропин - гомолог ацетилена (этина)
пропен - гомолог этилена (этена)

Чем больше атомов углерода (по сути, длина цепи) в алканах, тем выше их молекулярная масса и силы межмолекулярного притяжения, соответственно, выше температура кипения и плавления. Так, метан CH₄ кипит при -161°С, этан С₂H₆ при - 89°С, пропан C₃H₈ при - 42, бутан C₄H₁₀ кипит при -1°С, пентан C₅H₁₂ при +36°С. Поэтому при обычных условиях низшие гомологи метана - сам метан, этан, пропан и бутан газообразны, гомологи от C₅H₁₂ до  С₁₃H₂₈ - жидкости, гомологи от  C₁₄H₃₀ и выше - твердые тела.

Answer 2

За умов, що гомолог ацетилену, що містить три атоми вуглецю, можна перетворити на гомолог етилену, необхідно провести реакцію додавання водню (гідрогенізацію) до молекули ацетилену. Реакція гідрогенізації ацетилену відбувається за наступним рівнянням:

C2H2 + H2 → C2H4

У цій реакції два атоми водню додаються до молекули ацетилену, утворюючи молекулу етилену. Ця реакція є каталізованою і відбувається за наявності каталізатора, такого як платина або нікель.

Зміни агрегатного стану гомологів метану зі збільшенням кількості атомів вуглецю в молекулі можуть бути наступними:

1. Метан (CH4): Метан є газом при нормальних умовах температури і тиску. Він має низьку температуру кипіння (-161,5 °C) і випаровується легко.

2. Етан (C2H6): Етан також є газом при нормальних умовах температури і тиску. Він має більшу температуру кипіння (-88,6 °C) порівняно з метаном, що свідчить про більшу силу міжмолекулярних взаємодій.

3. Пропан (C3H8): Пропан також є газом при нормальних умовах температури і тиску. Він має ще більшу температуру кипіння (-42,1 °C) порівняно з етаном, що свідчить про збільшення сил міжмолекулярних взаємодій.

4. Бутан (C4H10): Бутан може бути як газом, так і рідиною при нормальних умовах температури і тиску. Він має ще більшу температуру кипіння (-0,5 °C) порівняно з пропаном, що свідчить про подальше збільшення сил міжмолекулярних взаємодій.

Загалом, зі збільшенням кількості атомів вуглецю в молекулі гомологів метану, агрегатний стан змінюється від газу до рідини, оскільки збільшується молекулярна маса та зміцнюються міжмолекулярні взаємодії.