12Vite.com Përgatitje për Shkollën e Lartë
1. Kimia organike
Përbërjet organike (kimia organike) quhen ndryshe përbërjet e karbonit, sepse elementi kryesor përbërës i tyre është karboni (C). Janë quajtur organike, sepse në fillimet e tyre ishin substancat të cilat gatiteshin dhe gjendeshin vetëm tek gjallesat.
Në qendër të përbërjeve organike është C që është gjithmonë IV valent. Mënyra e vendosjes së tyre në përbërje formon skeletin karbonik, i cili mund të jetë vargor i thjeshtë, vargor i degëzuar ose ciklik.
Në varësi të pozicionit të karbonit (C), ata mund të jenë C parësor (primar), C dytësor (sekondar), C tretësor (terciar) ose C katërsor (kuaternar).
⇒ C parësor quajmë karbonin që lidhet vetëm me një C në skeletin karbonik.
⇒ C dytësor quajmë C që lidhet me dy C në skeletin karbonik.
⇒ C tretësor quajmë C që lidhet me tre C në skeletin karbonik.
⇒ C katërsor quajmë C që lidhet me katër C në skeletin karbonik.
2. Alkanet
Alkanet janë hidrokarbure alifatike. Formula e përgjithshme e tyre është CnH2n+2. Përmbajnë në skeletin e tyre karbonik vetëm karbone të hibridizimit sp3. Mund të jenë vargorë të thjeshtë ose të degëzuar.
Emërtimi:
Emërtimi i alkaneve të thjeshta sipas IUPAC realizohet nga numri i karboneve në skeletin karbonik në latinisht ose në greqishten e vjetër (rrënja e emrit) + prapashtesën – an.
Grupimi atomik që mbetet pasi alkanit i hiqet një hidrogjen (H) quhet radikal. Formula e radikalit është CnH2n+1. Emërtimi i një radikali përbëhet nga rrënja e emrit + prapashtesën – il.
Shembull: Strukturat e radikaleve më të perdorshme në përbërjet organike
Për alkanet e degëzuara ndjekim këto rregulla:
1. Përcaktojmë vargun më të gjatë.
2. Identifikojmë degëzimet
3. Numërtojmë vargun duke filluar nga ai skaj që janë më afër dhe më dendur degëzimet.
4. Emërtojmë degëzimet si me emrat e radikaleve përkatëse sipas rendit alfabetik. Pas emrit të radikalit shënohet numri i karboneve të vargut kryesor ku është lidhur degëzimi. Kjo bëhet për të gjitha degët. Nëse kemi më shumë se një degë të njëjtë, emri shënohet njëherë, shoqëruar me parashtesat: di- ; tri- ; tetra- ; penta- ; etj.
5. Emërtojmë vargun kryesor me emrin e alkanit të thjeshtë me të njëtijn numër karbonesh.
Shembull: Emërtimi i një alkani të degëzuar
Përbërjet që ndryshojnë midis tyre me një grupim CH2 përbëjnë një seri homologe. Seria homologe ka substance me veti të ngjashme fiziko-kimike. Përbërjet që kane formulë shume të njëjtë dhe strukturore të ndryshme quhen substanca izomere.
Shembull: Përbërjet e mëposhtme kanë të njëjtën formulë shume (C4H10), por ndryshojnë për nga struktura. Këto dy përbërje janë izomerë të njëra-tjetrës.
Gatitja/ sinteza e alkaneve
1. Alkanet gatiten nëpërmjet distilimit të thyesuar (Krekingut të naftës në industri).
2. Alkanet gatiten nga hidrogjenimi i alkeneve dhe alkineve.
Shembull: Nga hidrogjenimi i alkeneve në prani të katalizatorëve gatiten alkanet
Shembull: Nga hidrogjenimi i alkineve në prani të katalizatoreve gatiten alkane, por në këtë rast sasia e hidrogjenit duhet dyfishuar në krahasim me rastin e alkeneve.
3. Alkanet e degëzuara gatiten me anë të sintezës Wurtz. Gjatë këtij reaksioni, rrjedhësit e halogjenuar të alkaneve trajtohen me metale si Na ose Zn në temperaturë të lartë duke u kthyer në alkane.
4. Alkanet mund të gatiten nga shpërbërja me nxehtësi e kripërave të acideve karboksilike në prani të NaOH (pirolizë).
Vetitë fizike:
Alkanet janë substanca jopolare. Nuk treten në ujë, por treten mirë në tretësa jopolarë. Alkanet deri në 5C janë gaze (KN), deri në 15C janë të lëngëta dhe mbi 15C janë të ngurta. Një faktor që ndikon në temperaturën e shkrirjes dhe vlimit të alkaneve dhe njëkohësisht të të gjithë substancave të tjera është shkalla e degëzimit. Sa më e degëzuar të jetë substanca, aq më e ulët është temperatura e shkrirjes (Tsh) dhe e vlimit (Tvl).
Vetitë kimike:
Alkanet quhen ndryshe parafina, që nga greqishtja e vjetër do të thotë pa afri, pra alkanet janë substanca me një aktivitet të ulët kimik. Kjo shpjegohet me faktin që karbonet sp3 formojnë lidhje pothuajse të njëjta me karbonet e tjerë ose me hidrogjenin. Alkanet digjen në oksigjen duke formuar CO2 dhe H2O. Nëse sasia e oksigjenit nuk është e mjaftueshme, formohet CO ose C (blozë). Këto dy produkte janë shkaku kryesor i ndotjes urbane.
\(C_{n}H_{2n+2} + \frac{3n+1}{2} O_{2} \rightarrow nCO_{2} + (n+1)H_{2}O\)
\(CH_{4} + 2O_{2} \rightarrow CO_{2} + 2H_{2}O \)
\(CH_{4} + \frac{3}{2}O_{2} \rightarrow CO + 2H_{2}O \)
\(CH_{4} + O_{2} \rightarrow CO + 2H_{2}O \)
Një reaksion karakteristik i alkaneve është reaksioni i zëvendësimit radikalar (R.S.R).
Reaksion zëvendësimi (R.S) quajmë reaksionin gjatë të cilit një atom ose grupim atomik zëvendësohet me një atom ose grupim tjetër atomik. Radikalar quhet reaksioni, i cili ndodh nëpërmjet radikaleve. Alkanet japin R.S.R kur veprojnë me halogjenët duke formuar rrjedhës të halogjenuar të alkaneve. Ky reaksion përdor si katalizator energjinë diellore (sipër shigjetës së reaksionit vendoset hv).
CH4 + 4Cl2 → CCl4 + 4HCl
Stadi I:
Cl2 → 2Cl•
Stadi II:
Cl• + CH4 → HCl + •CH3 (metil)
•CH3 + Cl2 → Cl• + CH3Cl (klormetan)
CH3Cl + Cl• → HCl + CH2Cl (klormetil)
CH2Cl + Cl2 → Cl• + CH2Cl2 (diklormetan)
CH2Cl2 + Cl• → HCl + •CHCl2 (diklormetil)
•CHCl2 + Cl2 → Cl• + CHCl3 (triklormetan)
Cl• + CHCl3 → HCl + •CCl3 (triklormetil)
Stadi III:
•CCl3 + Cl• → CCl4 (tetraklormetan)
USHTRIME TË ZGJIDHURA
Ushtrimi 1: Të ndërtohen dhe emërtohen izomerët e alkaneve me 6C.
a) hekzan b) metil-2-pentan c) metil-3-pentan d) dimetil-2,2-butan e) dimetil-2,3-butan
Ushtrimi 2: Ndërtoni strukturat e përbërjeve.
a) metil-2-etil-3-pentan b) izopropil-3-metil-2-pentan c) etil-3-dimetil-2,2-hekzan d) trimetil-2,3,5-hekzan e) metil-3-hekzan f) metil-3-heptan g) trimetil-2,2,5-heptan h) etil-3-heptan i) dimetil-3,6-etil-3-izopropil-5-oktan
Ushtrimi 3: Ç’vëllim ajri nevojitet për djegien e plotë të 5l metan (CH4)?
TË DHËNA: \(V_{ajër} = ?\) \(V_{CH_{4}} = 5l\) ZGJIDHJA: \(CH_{4} + 2O_{2} \rightarrow CO_{2} + 2H_{2}O\) \(\frac{1mol CH_{4}}{2 mol O_{2}} = \frac{22,4 l CH_{4}}{2 \cdot 22,4l O_{2}} = \frac{5l CH_{4}}{x l O_{2}}\) \(x = \frac{2 \cdot 22,4 l \cdot 5 l}{22,4l} = \frac{44,8l \cdot 5 l}{22,4l} = 10 l O_{2}}\) \(V_{ajër} = 5 \cdot V_{O_{2}}\) \(V_{ajër} = 5 \cdot 10l = 50l ajër\)
Ushtrimi 4: Dendësia e një alkani në lidhje me ajrin është 2. Djegia e 29g të këtij alkani jep 85,3 g CO2. Gjej formulën e alkanit.
TË DHËNA: \(d_{r} = 2\) \(m = 29 g\) \(m_{CO_{2}} = 85,3 g\) ZGJIDHJA: \(d_{r} = \frac{M_{substancës}}{M_{krahasuesit}}\) Në rastin tonë, substancë krahasuese është ajri. \(d_{r} = \frac{M_{substancës}}{M_{ajër}}\Rightarrow M_{sub} = d_{r} \cdot M_{aj}\) \(M_{sub} = 2 \cdot 28,9 = 56 g/mol\) \(C_{n}H_{2n+2} + \frac{3n+1}{2} O_{2} \rightarrow nCO_{2} + (n+1)H_{2}O\) Nga reaksioni i përgjithshëm mësipërm për djegien e një alkani të panjohur për ne, ndërtojmë raportin: \(\frac{M_{alkanit}}{n \cdot M_{CO_{2}}} = \frac{29 g}{85,3 g}\) \(n = \frac{85,3g \cdot 56g/mol}{29g \cdot 44g/mol} = 4\) Përgjigje: Alkani me formulë të përgjithshme CnH2n+2 është C4H10.
Ushtrimi 5: Si përftohet dimetil-2,3-petan me metodën Wurtz?
ZGJIDHJA: Për të përftuar një alkan me anë të metodës Wurtz, duhet të nisemi nga dy halogjenalkane që veprojnë me një metal që mund të jetë Zn ose Na.
Ushtrimi 6: Shkruaj një alkan që ka një C dytësor, një C tretësor dhe një C katërsor.
Ushtrimi 7: Shkruaj barazimin e plotë kimik të bashkëveprimit të propanoatit të natriumit me NaOH. Llogarit masën e etanit që fitohet kur në reaksion përdoren 80g NaOH.
TË DHËNA: \(m_{NaOH} = 80g\) \(m_{C_{2}H_{6}} = ?\) ZGJIDHJA: \(CH_{3} – CH_{2} – COONa + 2 NaOH \rightarrow CH_{3} – CH_{3} + Na_{2}CO_{3}\) \(\frac{1 mol NaOH}{1 mol C_{2}H_{6}} = \frac{2 \cdot 40g/mol}{30 g/mol} = \frac{80 g NaOH}{x g C_{2}H_{6}}\) \(x = \frac{80g \cdot 30g/mol}{2 \cdot 40 g/mol} = 30 g C_{2}H_{6}\) Përgjigje: Masa e etanit të fituar është 30 g.
