II.3.7. Exerciții și probleme rezolvate la alchine.

🔓 Exerciții și probleme rezolvate la alchine

1. Denumește conform IUPAC următoarele alchine:

a)

b)

Rezolvare:

a) Numerotăm atomii de C astfel încât să avem cea mai lungă catenă în care se află dubla legătură și atomul de carbon din dubla legătură să primească numărul cel mai mic.

b) Numerotăm atomii de C astfel încât să avem cea mai lungă catenă în care se află dubla legătură și atomul de carbon din dubla legătură să primească numărul cel mai mic.

2. Se dau următoarele formule moleculare: C₄H₁₀, C₆H₁₀, C₅H₁₀.
a) Precizează care dintre formulele moleculare corespund unor alchine.
b) Scrie formulele de structură ale tuturor izomerilor alchinelor respective, cu denumirea conform IUPAC.

Rezolvare:

a) Alchinele au formula generală C_nH_2n-2. Deci, numai C₆H₁₀ corespunde unei alchine.

b) Alchinele cu cel puțin 4 atomi de C în moleculă prezintă izomerie de poziție, iar alchinele cu cel puțin 5 atomi de C în moleculă prezintă și izomerie de catenă.

b.1. Izomerii de poziție a legăturii triple ai hexinei:

b.2. Izomerii de catenă ai hexinei sunt cu catenă liniară și cu catenă ramificată.

• 1-hexina (catenă liniară), 3-metil-1-pentina (catenă ramificată), 3,3-dimetil-1-butina (catenă ramificată):

• 2-hexina (catenă liniară), 4-metil-2-pentina (catenă ramificată):

• 3-hexina are același izomer de catenă cu 2-hexina (4-metil-2-pentina).

3. 1,7 g de hidrocarbură nesaturată, A, cu masa molară de 68 g/mol, adiționează 1,12 L de hidrogen cu formarea unei hidrocarburi saturate, B.
a) Determină formula moleculară a hidrocarburii A.
b) Scrie izomerii hidrocarburii A.

Rezolvare:

a)

Scriem ecuația reacției de adiție a H2 la hidrocarbura A:

A + x H₂ → B

Notăm datele problemei pe ecuația reacției chimice:

Din proporțiile astfel obținute, se calculează numărul de moli de H₂ ce adiționează la hidrocarbura A

Dacă hidrocarbura A reacționează cu 2 moli de H₂, înseamnă că este o alchină. Dacă A ar fi fost o alchenă, ea ar fi reacționat numai cu 1 mol de H₂ pentru a deveni saturată.

C_nH_2n-2 + 2 H₂ → C_nH_2n+2

Scriem formula generală a alchinelor, C_nH_2n-2. Calculăm numărul de atomi de C, n , știind masa molară a alchinei A:

Deci, hidrocarbura A are formula moleculară: C₅H₈.

b)

Scriem izomerii de poziție și de catenă cu formula moleculară C₅H₈:

4. 179,2 L acetilenă se hidrogenează. Știind că reacția de hidrogenare totală a acetilenei are un randament de 80% și cea parțială are un randament 20% și că se obțin 107,52 L etan, află ce volum de etenă se obține.

Rezolvare:

Se scriu ecuațiile reacțiilor de hidrogenare totală și parțială și notăm datele problemei pe ecuațiile reacțiilor chimice:

Din formula randamentului se calculează volumul teoretic, V_t1, de etan obținut, care observăm din ecuația reacției, că este egal cu volumul de acetilenă din hidrogenarea totală:

Calculăm volumul de acetilenă folosit pentru hidrogenarea parțială:

V_t2 = 179,2 L – 134,4 L = 44,8 L acetilenă folosită la halogenarea parțială = V_t2 de etenă obținută

Din formula randamentului se calculează volumul practic, V_p2, de etenă obținută din reacția de hidrogenarea parțială: