Окисление алканов
Окисление алканов — это превращение алканов при взаимодействии с окислителем, чаще всего кислородом. Главный пример — горение, при котором углерод и водород алкана превращаются соответственно в углекислый газ и воду, а энергия выделяется в виде теплоты и света.
Алканы относятся к восстановителям: углерод в них повышает степень окисления, отдавая электроны окислителю. Поэтому горение алкана является окислением органического вещества кислородом и одновременно окислительно-восстановительной реакцией. Окислительные свойства кислорода рассматриваются на странице об окислительных свойствах кислорода.
Полное горение
Общая формула алкана — \(\mathrm{C_nH_{2n+2}}\). При достатке кислорода происходит полное горение. Все атомы углерода переходят в \(\mathrm{CO_2}\), а атомы водорода — в \(\mathrm{H_2O}\).
При сгорании пропана \(\mathrm{C_3H_8}\) образуются три молекулы \(\mathrm{CO_2}\) и четыре молекулы \(\mathrm{H_2O}\): \(\mathrm{C_3H_8 + 5O_2 -> 3CO_2 + 4H_2O}\). Сначала уравнивают углерод и водород, затем кислород.
При недостатке кислорода алкан сгорает неполностью: вместо \(\mathrm{CO_2}\) могут образоваться угарный газ \(\mathrm{CO}\) или углерод \(\mathrm{C}\) (сажа). Это также окисление, но продукты зависят от количества кислорода. Окисление алкана не следует смешивать с окислением алкена: алканы не имеют двойной связи и обычно менее реакционноспособны.
Какой продукт образуется при полном горении любого алкана?
Главное
- Алканы при взаимодействии с кислородом окисляются; наиболее важный процесс — горение.
- При полном горении образуются \(\mathrm{CO_2}\) и \(\mathrm{H_2O}\), при недостатке кислорода — также \(\mathrm{CO}\) или сажа.
- Алканы выступают восстановителями, а кислород — окислителем.