Vraag:
Waarom vormt C bij kraken dubbele bindingen?
User 17670
2014-08-24 21:27:02 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Ik heb gelezen over kraken en ik heb verschillende afbeeldingen en animaties gevonden die een proces als dit laten zien:

enter image description here

Maar ik ben er niet in geslaagd om de opeenvolging van gebeurtenissen te achterhalen om dit te bereiken, en waarom dit zou gebeuren.

Ik begrijp dat scheuren thermische ontleding inhoudt, waarbij een CC-binding wordt doorgesneden. Maar dat is voor zover ik naar waarheid kan zeggen dat ik het begrijp. Om deze reactie hieronder te krijgen, heb je nodig:

(1) Twee delen. De ene snede zou tussen twee C's zijn en de andere snede tussen een C en een H. Waarom moet een H ook worden afgesneden? Is dit voorbeeld dat ik eigenlijk een van de vele willekeurige en rommelige voorbeelden vond die toevallig 'ons uiteindelijk geven wat we willen'?

(2) De vrije H zou dan bij de alkaan moeten komen. Ik begrijp waarom dit gebeurt.

(3) Er wordt een dubbele binding gemaakt. Waarom?

Een antwoord:
ron
2014-08-25 02:39:36 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Als we koolwaterstoffen tot hoge temperaturen verhitten (iets lagere temperaturen als we een katalysator gebruiken), barsten ze. Dat betekent dat koolstof-koolstofbindingen worden verbroken en kleinere fragmenten worden gevormd. In het bovenste deel van de volgende tekening heb ik n-heptaan als voorbeeld gekozen. Je kunt zien dat er 3

enter image description here

verschillende bindingen zijn die we kunnen verbreken en een aantal verschillende fragmenten zal resulteren. Elk van de fragmenten die het resultaat zijn van het verbreken van een C-C-binding heeft een ongepaard elektron (er waren twee elektronen in de binding die we hebben verbroken, elk fragment bevat één elektron). Deze fragmenten met een ongepaard elektron worden radicalen genoemd. De koolstof met het ongepaarde elektron heeft geen stabiele octetconfiguratie, daarom zijn radicalen extreem reactieve soorten en zullen ze snel reageren op verschillende manieren om hun stabiele octetconfiguratie terug te krijgen.

Ik heb een van de mogelijke radicalen uitgekozen die in de bovenste tekening zijn gegenereerd en laat zien hoe deze verder kan reageren in de onderste helft van de figuur. Soms zal het een CH-binding verbreken en een waterstofatoom verliezen en een stabiele verbinding vormen met een dubbele binding (een olefine), soms zal het een waterstof verwijderen (abstract) uit een koolwaterstof (heptaan in ons voorbeeld) om een ​​nieuw alkaan te genereren ( pentaan) en een nieuwe radicaal (misschien een radicaal dat niet is gevormd tijdens de eerste kraakstap). Veel van de gevormde radicalen kunnen herschikken tot stabielere radicalen, dit maakt het totale proces nog ingewikkelder.

Dus als we beginnen met alleen heptaan, kunnen we een grote verscheidenheid aan verzadigde koolwaterstoffen en onverzadigde koolwaterstoffen krijgen. De situatie wordt exponentieel complexer als we, zoals gebruikelijk, naast heptaan wel veel meer koolwaterstoffen aanwezig hebben.

De sleutel hier is dat radicalen zeer reactieve soorten zijn - ze willen stabiliseren door het octet van elektronen terug te winnen rond het koolstofatoom dat het radicaal heeft. Ze kunnen dat octet krijgen en stabiel worden door een waterstofatoom toe te voegen (alkaanvorming) of een C-H-binding te verbreken en een waterstofatoom te elimineren om een ​​alkeen te vormen.

Ik wil er alleen op wijzen dat het kraken van koolwaterstoffen gebeurt in een gesloten container om te voorkomen dat zuurstof reageert met de koolwaterstoffen.
@LDC3 Als u het eens bent met het antwoord, waarom brengt u dan geen (n) (tegen) stem uit?
@Martin Ik was aan het wachten om te zien of je een antwoord zou posten dat even informatief was.
@LDC3 Ik kan hier niets informatiever aan toevoegen: D
@ron +1 Juist, ik heb net gehoord over die elektronen-puntdiagrammen (ik ben een beetje een noob), dus ik kan nu begrijpen wat je zegt over vrije radicalen. Dus ik begrijp waarom C zou willen reageren en waarom het een dubbele CC-binding kan vormen. Maar zegt u dat de foto die ik heb gepost slechts een van de mogelijke uitkomsten is? Is het 'toevallig' dat we een alkeen krijgen? Ik ben geïnteresseerd in de productie van plastic, dus ik ben gewoon benieuwd (als ze op grote schaal alkenen willen maken) of dit toevallig is.
@User17670 Ja, uw foto toont slechts één mogelijke uitkomst. Er kunnen veel verschillende alkenen en alkanen worden gevormd. De productverdeling wordt echter niet bepaald door toeval, maar door thermodynamica.
Als je naar een enkel molecuul en een reactiestap kijkt, is dat puur toeval. Maar uiteindelijk is het productaanbod vrij duidelijk: voor elk alkaanmolecuul $ C_xH_ {2x + 2} $ krijgt u ten minste één kortere alkaan plus een of meer moleculen met de steno-formule $ C_yH_ {2y} $, die kan alleen cycloalkanen of olefinen zijn.
@Ron - Ik denk niet dat dergelijke reacties "pure" thermodynamica zijn. Ik zou verwachten dat er verschillende katalysatoren kunnen worden gebruikt en dat verschillende katalysatoren verschillende mengsels opleveren. Dus in een continue stroombewerking kon de reactie worden gecontroleerd.
@MaxW De simplistische opvatting is dat katalysatoren * alleen * de activeringsenergie veranderen. Als dat waar is, zou dat suggereren dat verschillende katalysatoren de snelheid waarmee verschillende producten worden gevormd, kunnen veranderen, maar als het evenwicht eenmaal is bereikt, zou dezelfde thermodynamisch gecontroleerde productverdeling het resultaat zijn. In een flow-operatie zijn alle weddenschappen uitgeschakeld, omdat het waarschijnlijk een niet-evenwichtsproces is.


Deze Q&A is automatisch vertaald vanuit de Engelse taal.De originele inhoud is beschikbaar op stackexchange, waarvoor we bedanken voor de cc by-sa 3.0-licentie waaronder het wordt gedistribueerd.
Loading...