Studiekompasset dk
[navn fjernet], 2q Kemi rapport
Side 1 af 6
Carbonhydriders egenskaber
Formål
Formålet med denne øvelse er, at undersøge nogle af carbonhydriders (kulbrinters) egenskaber.
Teori
Carbon og hydrogen er kemisk bundet sammen I carbonhydrider. Man kan inddele
carbonhydriderne groft I 3 grupper: alkanerne, cycloalkanerne (alkaner opbygget af ringstrukturer)
og arenerne (også kaldet aromaterne).
Alkanerne er de almindeligste forekommende carbonhydrider. Den kemiske formel for en
alkan er C
n
H
2n+2
, hvor n tilhører Z
+
. Carbonatomerne er bundet til hinanden med
enkeltbindinger, på samme måde som carbonatomerne er bundet til hinanden i
diamantstrukturen. Alle vinkler mellem bindingerne i molekylet er tetraedervinklen (ca.
109,5º). Det maksimale antal bindinger et carbonatom kan danne er fire, derfor kaldes
alkanerne for mættede carbonhydrider.
Cycloalkanerne er en ringstruktur af en alkan. Den generelle kemiske formel er C
n
H
2n,
hvor
n = 3,4,5, ….Der er ”spændinger” i disse molekyler, da bindingsvinklen ikke er på 109,5º,
som det er ved alkanerne.
Arenerne danner altid ringe med 6 carbonatomer, der er bundet sammen på samme måde,
som carbonatomerne er bundet til hinanden i grafitstrukturen. Molekylerne er plane, og alle
vinkler mellem bindinger til samme carbonatom er 120º. Der er tilsyneladende kun tre
bindinger mellem et carbonatom og dets nærmeste naboer. Men den fjerde binding til
carbonatomet er ikke lokaliseret til noget bestemt område mellem atomkerner i molekylet.
Til sidst har vi også en helt fjerde gruppe carbonhydrider, som dog ikke findes i råolie. Disse
kaldes alkener, og har den almene formel C
n
H
2n
, hvor n = 2, 3, 4, …. Den eneste forskel, der
er på alkaner og alkener er, at der i alkenerne er en dobbeltbinding mellem to
nabocarbonatomer. Dvs. at alle bindinger til disse to carbonhydrider, indbyrdes danner en
vinkler på 120º.
Studiekompasset dk
[navn fjernet], 2q Kemi rapport
Side 2 af 6
Materialer
Apparatur
3 reagensglas, 3 propper, mørkt skab, overheadprojekter, 2 bægerglas, dråbepipette,
indikatorpapir, 3 porcelænsskåle, ild
Kemikalier
Dibromvand, heptan, sølvnitrat, cyclohexen, benzen.
Fremgangsmåde
1. Vi startede med forsøget: ”undersøgelse af heptans reaktion med dibrom”:
Først hældte vi ca. 5 mL dibromvand i 2 reagensglas, hvorefter vi tilsatte ligeså meget
heptan.
Derefter tilproppede reagensglassene og rystede dem.
Det ene reagensglas blev placeret i mørke i elevskabet i ca. 10 min.
Det andet reagensglas belyste vi med lys fra lampen i en overheadprojekter.
Efter reaktionen hældte vi blandingerne over i to lille bægerglas og udtog noget af vandfasen
med en dråbepipette. Vandfasens pH-værdi blev målt.
Til sidst tilsatte vi nogle få dråber sølvnitrat til begge blandinger.
2. Derefter lavede vi forsøget: ”undersøgelse af cyclohexens reaktion med dibrom”:
Først hældte vi lidt dibromvand i et reagensglas, hvorefter det blev tilsat ligeså meget
cyclohexen.
Derefter tilproppede vi reagensglassene og rystede dem.
3. Til sidst lavede vi forsøget: ”forbrænding af heptan, cyclohexen og benzen (udføres af
læreren)”:
I 3 porcelænsskåle hældte Jon lidt af hhv: A: heptan B: cyclohexen C: benzen
Derefter antændte Jon væskerne og os elever iagttog flammernes udseende.
Desuden iagttog vi blandingerne efter hver ting vi udførte.
Studiekompasset dk
[navn fjernet], 2q Kemi rapport
Side 3 af 6
Resultater
Udførelse
Observation
Forklaring
Undersøgelse af heptans reaktion med dibrom
5 mL dibromvand (gult) + 5
mL heptan (klart)
Heptan ligger sig øverst, og
dibromvand (vandfasen) ligger sig
nederst.
Heptan ligger øverst fordi dets
massefylde er lettere end
vands.
Reagensglassene tilproppes
og rystes.
Væskerne blanderne og skilles igen
efter ca. 13 sek. Bromvandet er
blevet klart og heptanen er blevet
orange.
Heptanen er blevet blandet
med bromen, (Br
2
(heptan)).
Grunden til de skilles igen er,
at vand er polært og heptan er
upolært.
Det ene reagensglas placeres
i mørke.
Der sker ingenting.
Det andet reagensglas
belyses med lys fra
overheadprojekter.
Br
2
(heptan) affarves væsken
bliver klar.
C
7
H
16
(l) + Br
2
(heptan)
C
7
H
15
Br (l) + HBr(heptan)
Efter reaktionen måles pH-
værdien af vandfasen.
Ved lys: pH = 3
Ved mørke: pH = 6-7
Grunden til, at pH-værdien er
lavere ved den som har været i
lys er, at under substitutions-
reaktionen bliver der dannet en
syre, nemlig HBr.
Få dråber sølvnitrat tilsættes.
Ved lys: der dannes bundfald
Ved mørke: ingen reaktion
Ved lys:
HBr H
+
+ Br
-
AgNO
3
Ag
+
+ NO
3
-
Ag
+
(aq) + Br
–
(aq) AgBr(s)
Ved mørke:
Der sker ingen reaktion pga.
ingen bromidioner.
Studiekompasset dk
[navn fjernet], 2q Kemi rapport
Side 4 af 6
Undersøgelse af cyclohexens reaktion med dibrom
Lidt dibromvand (gult) +
ligeså meget cyclohexen
(klart)
Cyclohexenen ligger sig øverst, og
dibromvandet (vandfasen) ligger
sig nederst.
Cyclohexen ligger øverst fordi
dets massefylde er lettere end
vands.
Reagensglassene tilstoppes
og rystes.
Cyclohexenen forbliver klart,
vandfasen bliver farveløs.
Brom reagerer med cyclohexen:
C
6
H
10
(l) + Br
2
(aq) C
6
H
10
Br
2
Forbrænding af heptan, cyclohexen og benzene (udføres af læreren)
I tre porcelænsskåle hældes
lidt af hhv heptan,
cyclohexen og benzen, som
antændes.
Observation kan ses i følgende
skema.
Carbonhydrid
Formel
*w (C)
Flammens
udseende
Heptan
C
7
H
16
7 12, 01u
100% = 83,90%
(7 12,01) (16 1, 008)
Gul + lidt sod
Cyclohexen
C
6
H
10
6 12, 01u
100% = 87,73%
(6 12, 01) (10 1, 008)
Gul/orange + sod
Benzen
C
6
H
6
6 12, 01u
100% = 92,26%
(6 12, 01) (6 1,008)
Mere gul/orange +
meget mere sod.
x y F x y F x y
m(C) Antal C-atomer 12,01u x 12,01u
* w(C) = 100% = 100% = 100%
m(C H ) M (C H ) M (C H )
Her betegnes M
F
formelmassen af forbindelsen.
Studiekompasset dk
[navn fjernet], 2q Kemi rapport
Side 5 af 6
Efterbehandling
Mættede carbonhydrider: (kun enkeltbindinger i hele molekylet)
CH
3
CH
3
+
CH
3
CH
3
Br
Br Br
+
BrH
C
7
H
16
(l) Br
2
(heptan) C
7
H
15
Br HBr(heptan)
Heptan + dibrom 2-bromheptan + hydrogenbromid.
Dette er en substitutionsreaktion, da et hydrogen i heptanen bliver udskiftet med et bromid, og det
hydrogen, som er tilovers, sammen med brom danner hydrogenbromid.
Umættede carbonhydrider: (dobbeltbindinger mellem to nabocarbonatomer)
H
H
+
Br Br
Br
Br
C
6
H
10
(l) Br
2
C
6
H
10
Br
2
Cyclohexen + dibrom 1,2-dibromcyklohexan
Dette er en additionsreaktion, da dobbeltbindingen brydes og der bliver tilføjet de 2 brom atomer.
Fuldstændige forbrændinger:
C
7
H
16
(l) + 11 O
2
(g)
7 CO
2
(g) + H
2
O (g)
(Heptan + ilt kuldioxid + vand)
Ufuldstændig forbrænding
C
6
H
6
(l) + O
2
(g)
C (g) + CO (g) + H
2
O (aq)
(Benzen + ilt carbon + kulilte + vand)
C
6
H
10
(l) + O
2
(g)
C (g) + CO (g) + H
2
O (aq)
Studiekompasset dk
[navn fjernet], 2q Kemi rapport
Side 6 af 6
(Cyclohexen + ilt carbon + kulilte + vand)
Det der er fælles for de ufuldstændige forbrændinger er, at de ikke kan afstemmes korrekt, da man
ikke ved, hvor meget O
2
, der blev brugt under forbrændingen.
Strukturformlen for benzen. Den har halvandenbinding. Dog flytter bindinger sig.
Elektronerne flyver rundt.
Fejlkilder
Der er ikke nogle relevante fejlkilder i dette forsøg, da det gik ud på at påvise
carbonhydriders egenskaber, som lykkedes.
Konklusion
Vi fik undersøgt nogle af carbonhydriders (kulbrinters) egenskaber.