La présentation est en train de télécharger. S'il vous plaît, attendez

La présentation est en train de télécharger. S'il vous plaît, attendez

LES RÉACTIONS DES ALCANES CHAPITRE 3 Vollhardt – Chapitre 3.

Présentations similaires


Présentation au sujet: "LES RÉACTIONS DES ALCANES CHAPITRE 3 Vollhardt – Chapitre 3."— Transcription de la présentation:

1 LES RÉACTIONS DES ALCANES CHAPITRE 3 Vollhardt – Chapitre 3

2 3.1 FORCE DES LIAISONS AU SEIN DES ALCANES (hydrocarbures saturés) : FORMATION DE RADICAUX H. H. + HH H°= kJmol H. H. + HH H°= DH° = 435 kJmol - Libération d'énergie lors de la formation d'une liaison - Énergie de dissociation d'une liaison (DH°) = force le la liaison

3 RUPTURE HOMOLYTIQUE ET HÉTÉROLYTIQUE

4 LES ÉNERGIES DE DISSOCIATION => RUPTURES HOMOLYTIQUES n n La force des liaisons entre lhydrogène et les halogènes décroît selon la séquence => F > Cl > Br > I n n Voir tableau 3.1

5 STABILITÉ DES RADICAUX VS FORCES DES LIAISONS C-H n n La force dune liaison C-H vaut environ 410 kJmol -1. n n La force dune liaison C-C vaut environ 360 kJmol -1. n n Voir tableau 3.2

6 STABILITÉ DES RADICAUX VS FORCES DES LIAISONS C-H n n La force dune liaison C-H vaut environ 410 kJmol -1. n n La force dune liaison C-C vaut environ 360 kJmol -1. n n Voir tableau 3.2 (R=p) (R=s) (R=t)

7 STABILITÉ DES RADICAUX ALKYLES

8 3.2 STRUCTURE DES RADICAUX ALKYLES: LHYPERCONJUGAISON

9 LHYPERCONJUGAISON Résonance : liaison p Hyperconjugaison : liaison s

10 3.3 LE CRAQUAGE DU PÉTROLE: UN EXEMPLE DE PYROLYSE (à lire)

11 3.4 CHLORATION DU CH 4 Rares réactions des alcanes : halogénation et combustion. DH°(kJ/mol) H°= E absorbée – E libérée = DH°(liaisons brisées) – DH°(liaisons formées) = ( ) – ( ) = -105 kJ / mol

12 3.4 CHLORATION DU CH 4 Mécanisme : INITIATION (amorçage) DH° = +243 kJ / mol

13 PROPAGATION DH° = +8 kJ / mol DH° = -113 kJ / mol

14 1 er ÉTAPE DE PROPAGATION

15 TERMINAISON Terminaison de chaîne

16 MÉCANISME InitiationPropagationTerminaison

17 3.5 AUTRES HALOGÉNATIONS RADICALAIRES DU MÉTHANE

18 3.6 LA CHLORATION DES ALCANES SUPÉRIEURS n Réactivité relative et sélectivité: À 25°C la réactivité relative des diverses liaisons C-H sont dans le cas de la chloration: t : s : p = 5 : 4 : 1. n Ceci est en accord avec la force relative des liaisons C-H.

19 RÉACTIVITÉS RELATIVES

20 Chloration du butane 1-chlorobutane 2-chlorobutane Statistiquement : 60% 40% Expérimentalement : 29% 71%

21 3.7 SÉLECTIVITÉ DE LHALOGÉNATION RADICALAIRE PAR LE FLUOR OU LE BROME

22 3.8 PARTICULARITÉS DE SYNTHÈSE DANS LES HALOGÉNATIONS PAR RADICAUX LIBRES

23 3.9 COMPOSÉS CHLORÉS DE SYNTHÈSE VS COUCHE DOZONE

24 CHLOROFLUOROCARBURES (CFC)

25 3.10 LA COMBUSTION MISE À PROFIT POUR ÉVALUER LES STABILITÉS RELATIVES DES ALCANES n Combustion: 2 C n H 2n+2 + (3n + 1)O 2 > 2n CO 2 + (2n +2) H 2 O + chaleur n La chaleur libérée lors de la combustion d'un alcane est appelée la chaleur de combustion = H° comb. n Voir tableau 3.7 (4 e Éd.)

26 BUTANE VS 2-MÉTHYLPROPANE

27 3.11 CHALEURS DE FORMATION n La stabilité relative des alcanes: chaleur de formation. n La chaleur de formation ( H° f ) d'une molécule est l'enthalpie associée à la production d'une mole de ladite substance à partir de ses éléments constitutifs. n Voir tableau 3.7 (3 e Éd.)

28 BUTANE VS 2-MÉTHYLPROPANE n La formation du butane et du 2-méthylpropane à partir des éléments montre que ce dernier est le plus stable. n Ainsi, le 2-méthylpropane libérera moins de chaleur lors de sa combustion.

29 Craquage du pétrole Craquage (« cracking ») : en faire des plus petits morceaux Craquage à la vapeur « steam cracking » implique les radicaux Craquage catalytique « catalytic cracking » implique les carbocations

30 Craquage du pétrole Craquage à la vapeur Généralement, des molécules de H 2 sont enlevés Saturés en insaturés Les oléfines (molécules contenant C=C) servent à « faire » de la chimie Sans ce craquage, le pétrole ne serait pas si utile (les saturés sont peu réactifs) Ce craquage fut précédé du craquage thermique (~1910) (Jesse Dubbs et son fils, C.P. (Carbon Petroleum)– qui lui même nomma ces filles Methyl et Ethyl). Carbon ajouta de la vapeur au processus (entraînement à la vapeur) (~1915).

31 Craquage du pétrole Craquage catalytique Généralement, réarrangement (carbocation) Saturés en saturés Utile pour la combustion

32 Fractionner le pétrole Distillation fractionnée Le pétrole contient des milliers de composés

33 Fractionner le pétrole Fraction Pt déb. CH 4 < 40°C Gaz naturel (un peu de C2-C4) Naphta (léger) °CEssence Surtout C5-C8 Naphta (lourd) °C Surtout C7-C12 Kérosène (huile à lampe) °C (combustible pour les avions) SurtoutC12-C16 Diésel °CC15-C22 Huiles, asphalte > 370°C > C22 Chacune de ces fractions peut ensuite être craquée. Production déthylène (PE), de 1,3-butadiène (caoutchouc), …

34 Mécanisme : Craquage à la vapeur Temps dexposition des molécules de pétrole à la vapeur « énergétique » (sous pression) : ms. Nomenclature des alcènes

35 Mécanisme : Craquage à la vapeur Avant craquage Après craquage H nest pas avantageux S est très avantageux (grosses molécules en petites, production de H 2 ) °T élevé, favorise rxs endothermiques (LeChatelier) Henri Louis Le Châtelier ( )

36 Produits du craquage à la vapeur 144 kg naphta léger (C5-C9) Craquage 45 kg Éthylène 19 kg Propylène 11 kg Butènes et butadiènes 38 kg Gazoline pyrolysée (7,7 kg benzène, 5 kg toluène) 21 kg Peu utile 10 kg H 2 et CH 4

37 Essence à haut indice doctane Les hydrocarbures linéaires font « claquer » le moteur (« knock »). hydrocarbures ramifiés Craquage à la vapeur radicaux linéaires saturés en linéaires insaturés Craquage catalytique carbocations linéaires saturés en ramifiés saturés

38 Essence à haut indice doctane Hydrocarbures ramifiés (de C 5 H 12 à C 9 H 20 ) Catalyseur : zéolites (silice + alumine)

39 Mécanisme : Craquage catalytique

40 Produits principaux du craquage Trois produits principaux du craquage : éthylène, propylène, benzène.

41 Produits principaux du craquage Trois produits principaux du craquage : éthylène, propylène, benzène. polyéthylène (Ziplock) (boyau darrosage) (sac dépicerie) (bouteille de shampooing) polypropylène (bouteille deau) (manche (souvent noir) de couteau) (chaise en plastique)

42 Produits principaux du craquage

43 Résine époxy

44 Produits principaux du craquage Polymère A crylonitrile- B utadiène- S tyrène (ABS) Tendance à se bosseler plutôt quà fendre.

45 SOMMAIRE n Alcanes, pas de fonctionalités, pas de rxs Nu ou E. n Force des liaisons rupture homolytique n + substitué = radicaux + stables (hyperconjugaison) n Rx en chaîne (3 étapes) n Radicaux : Rx se produit si avantageux au niveau des forces de liaisons n Sélectivité vs réactivité n + un composé est stable, – combustion libère dE n Pétrole, plusieurs fractions n éthylène, propylène, benzène

46 EXERCICES Vollhardt, Chap 3. 5 ième édition (p. 127) 14, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 24, 29, 31, 32, 39, ième édition 14, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 24, 25, 27, 29, 30, 34, 39, ième édition 10, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 20, 21, 23, 25, 26, 27, 30, 35, 39.


Télécharger ppt "LES RÉACTIONS DES ALCANES CHAPITRE 3 Vollhardt – Chapitre 3."

Présentations similaires


Annonces Google