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Gli alcani
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2CH4 + 3O2 ---->2CO ↑ + 4H2O ↑ | DH = -608.7 KJ / mole |
temperatura < 800 °C
si ha solo l'ossidazione del carbonio dell'idrocarburo a monossido di
carbonio.
Nella seconda,
CH4 + 2O2----> C + 2H2O ↑
temperatura < 800 °C
lo stesso è ossidato solo a carbonio elementare.
Aprendo i fori d'ingresso dell'aria del bunsen si ottiene una fiamma sibilante. Ponendo un altro becker asciutto sopra la fiamma si osserva solo la condensazione del vapor d'acqua. In questo caso è avvenuta la completa ossidazione del carbonio a biossido di carbonio, con la reazione:
CH4 + 2O2 ----> CO2 ↑ + 2H2O ↑ | DH = -890 KJ / mole |
temperatura > 900 °C
La formazione di biossido di carbonio è, con molta difficoltà,
evidenziabile ponendo sopra la fiamma del bunsen una bacchetta di vetro bagnata di una
soluzione di idrossido di bario. Questo si intorbidirà lievemente per formazione
del carbonato di bario insolubile. La formazione del nerofumo può essere maggiormente
evidenziata utilizzando, al posto del becker, una capsula di porcellana bianca
Parte terza: verifica della scarsa reattività:
3.1) - Reattività del metano:
In un becker si versano 10 mL circa di acqua di bromo e si
diluisce con 50 mL di acqua distillata. Per mezzo di una cannula in vetro si fa
gorgogliare lentamente del metano nella soluzione. Poiché non si osserva alcun
cambiamento del colore della soluzione, si deduce che il bromo non ha subito alcuna
riduzione e il metano, di conseguenza, non si è ossidato.
3.2)- Reattività dell'esano:
In tre provette si pongono 1 o 2 mL di permanganato di potassio sol. 0.001 M. In una provetta si aggiungono alcune gocce di idrossido di sodio sol. 4 M; in un'altra alcune gocce di acido solforico sol. 1:5.
A tutte e tre le provette si aggiunge 1 mL circa di esano, si
agita e si osserva che in nessun caso si verifica la decolorazione del permanganato di
potassio; ciò indica che non è avvenuta, né in condizioni di neutralità né di
basicità né di acidità, riduzione del Mn7+ con conseguente ossidazione dell'alcano.
Parte quarta: prove comparative di miscibilità e solubilità:
Disponendo di più alcani o di loro derivati ( es. tetracloruro di
carbonio, cloroformio ) è possibile effettuare prove per verificare la
miscibilità di tali composti. Tali prove si possono eseguire anche con altri solventi
apolari ( es. benzene ) o polari ( es. acqua, etanolo).
Prove di solubilità si possono effettuare sciogliendo un alcano solido
(paraffina) in uno liquido e provando a sciogliere nello stesso sostanze di tipo
molecolare (es. iodio, saccarosio) o ionico (es. cloruro di sodio).
I risultati delle prove di cui sopra possono essere raccolti in una
tavola sinottica appositamente preparata.
Nota: In mancanza di esano le esperienze di cui sopra possono
essere effettuate con della benzina che, come è noto, è una miscela di
idrocarburi a 6-7-8 atomi di carbonio.
La quantità di calore o tonalità termica ( Q )
prodotta dalle reazioni di combustione può essere calcolata con la semplice formula Q
= - DH . Le variazioni di
entalpia delle reazioni ( DH
) sono state calcolate in modo teorico, secondo la legge di Hess ; l'entalpia di reazione
è data dalla differenza della somma algebrica delle entalpie di formazione (
DHf0
) dei prodotti
di reazione con la somma algebrica delle entalpie di formazione dei reagenti , a
condizioni standard, secondo la formula DH =
DHf0
prodotti - DHf0
reagenti .
In dettaglio, per la reazione di combustione completa del metano
si ha:
CH4 ----> C + H2 | + 74.9 KJ | |
C + O2 ----> CO2 | - 394 KJ | DH = DHf0 prodotti - DHf0 reagenti = -966 - 74.9 = -891.1 KJ / mole |
2H + O2 ----> 2H2O | - 572 KJ |
Per la combustione incompleta del metano si ha invece:
CH4 ----> C + H2 | + 74.9 KJ | |
C + ½O2 ----> CO | - 111.6 KJ | DH = DHf0 prodotti - DHf0 reagenti = -683.6 - 74.9 = -608.7 KJ / mole |
2H + O2 ----> 2H2O | - 572 KJ |
Aggiornamento: 17-Lug-2015 14:00 |
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