Skąd wziąć doświadczenie do tego tematu w domu?

Wystarczy owoc. Do jednej papierowej torby wkładamy dwa zielone banany, do drugiej dwa takie same banany plus dojrzałe jabłko. Po dwóch–trzech dniach różnica w kolorze jest wyraźna: eten z jabłka przyspieszył dojrzewanie. Drugie „doświadczenie” to koszyk na plastik — wystarczy poszukać na opakowaniach trójkątów z „2 PE-HD” i „4 PE-LD” i sprawdzić, czy zgadzają się z opisem: twarde czy miękkie.

Jak odróżnić alkan od alkenu, gdy dziecko myli wzory?

Najkrócej: liczymy wodory. W alkenie jest ich dokładnie dwa razy tyle, co węgli (C_3H_6), a w alkanie o dwa więcej (C_3H_8). Pomaga też końcówka nazwy — „-an” to nasycony, „-en” to podwójne wiązanie. Warto poprosić o zapisanie obu wzorów jeden pod drugim dla tej samej liczby węgli; wtedy różnica dwóch wodorów rzuca się w oczy.

Czy trzeba umieć narysować wzór polietylenu na sprawdzianie?

Zwykle wystarczy zapis n\,CH_2=CH_2 → (-CH_2-CH_2-)_n i umiejętność opowiedzenia, co się w nim dzieje: pęka wiązanie podwójne, monomery łączą się w polimer. Egzamin ósmoklasisty częściej pyta o pojęcia (monomer, polimer, tworzywo sztuczne) i o skutki praktyczne — trwałość plastiku i sortowanie odpadów — niż o rysowanie długich łańcuchów.

Alkeny. Eten i polimeryzacja

około 12 minut

W tej lekcji1/11

Włóż zielone banany do papierowej torby razem z dojrzałym jabłkiem — zżółkną w dwa dni zamiast w tydzień. Jabłko wypuszcza niewidzialny gaz o wzorze $\mathrm{C_2H_4}$ , a ten sam gaz w fabryce zszywa się sam ze sobą w reklamówkę. Dziś poznasz cząsteczkę, która dojrzewa owoce i robi plastik.

Alkeny — węglowodory z podwójnym wiązaniem

Alkeny to węglowodory nienasycone: między dwoma atomami węgla mają jedno wiązanie podwójne, czyli dwie wspólne pary elektronowe zamiast jednej.

Propen — trzy węgle, sześć wodorów, jedna podwójna kreska

Wzór ogólny: $C_nH_{2n}$ — wodorów jest dokładnie dwa razy tyle, co węgli. Nazwa zawsze kończy się na -en: eten, propen, buten.

Nienasycony zdradza się w probówce: odbarwia pomarańczową wodę bromową, a alkan nie.

Eten — gaz, który dojrzewa owoce

Eten (dawniej: etylen), $\mathrm{C_2H_4}$ , to najprostszy alken: dwa węgle złączone podwójną kreską, a przy każdym po dwa wodory — $\mathrm{CH_2}=\mathrm{CH_2}$ .

Eten — dwa węgle złączone podwójną kreską

Wzór alkenu prosto z $C_nH_{2n}$

1
Za $n$ wstawiamy liczbę atomów węgla. Eten ma dwa węgle.
$n = 2 \rightarrow \mathrm{C_2H}_{2 \cdot 2} = \mathrm{C_2H_4}$
2
Propen — trzy węgle, więc sześć wodorów.
$n = 3 \rightarrow \mathrm{C_3H_6}$
3
Buten — cztery węgle, osiem wodorów.
$n = 4 \rightarrow \mathrm{C_4H_8}$
4
Alkan o tylu samych węglach ma zawsze o dwa wodory więcej, bo nie zużywa dwóch wiązań na podwójną kreskę.
$\mathrm{C_3H_8}\ \text{(propan)} \ne \mathrm{C_3H_6}\ \text{(propen)}$
Wskazówka
Ta sama liczba węgli, dwa wodory różnicy — i już inny szereg.

Wszystkie kroki za Tobą!

Twoja kolej

Penten to alken o pięciu atomach węgla. Ile ma atomów wodoru?

Polimeryzacja — podwójne wiązanie pęka

Podwójne wiązanie jest słabsze, niż wygląda: jedna z dwóch par elektronowych łatwo się otwiera. Cząsteczka etenu zostaje wtedy z wolnym wiązaniem po każdej stronie.

Z etenu powstaje polietylen

1
Zaczynamy od monomeru: cząsteczki etenu z wiązaniem podwójnym.
$\mathrm{CH_2}=\mathrm{CH_2}$
2
Podwójne wiązanie pęka na pojedyncze, a z obu stron zostają wolne wiązania.
$-\mathrm{CH_2}-\mathrm{CH_2}-$
3
Kolejne cząsteczki doczepiają się jedna za drugą — z $n$ monomerów powstaje jeden łańcuch.
$n\,\mathrm{CH_2}=\mathrm{CH_2} \rightarrow (-\mathrm{CH_2}-\mathrm{CH_2}-)_n$
4
W zwykłej folii $n$ liczy tysiące, więc jedna cząsteczka ma dziesiątki tysięcy atomów węgla.
$n \approx 1000 - 10\,000$
Wskazówka
Reklamówka to jedna splątana cząsteczka, nie proszek posklejany w płatek.

Wszystkie kroki za Tobą!

Polietylen wokół ciebie

Polietylen (PE) to najpopularniejsze tworzywo sztuczne świata. Trójkąt z liczbą na opakowaniu mówi, który to rodzaj:

oznaczenie	jaki jest	gdzie go znajdziesz
2 PE-HD	twardy, sztywny	butelki po mleku, wiadra, korki
4 PE-LD	miękki, giętki	reklamówki, folia spożywcza

Twoja kolej

Do dwóch probówek z pomarańczową wodą bromową wpuszczono gazy: do pierwszej etan, do drugiej eten. W której probówce ciecz się odbarwi?

Pułapka! $\mathrm{C_2H_4}$ to nie zepsuty etan

Źle: „ $\mathrm{C_2H_4}$ to etan $\mathrm{C_2H_6}$ , któremu urwały się dwa wodory”.

Ściąga do zapamiętania

Czym są alkeny, jaki mają wzór ogólny i co powstaje z etenu w polimeryzacji?

Alkeny to węglowodory NIENASYCONE z jednym wiązaniem podwójnym między atomami węgla; wzór ogólny $C_nH_{2n}$ , nazwy na -en: eten $\mathrm{C_2H_4}$ ( $\mathrm{CH_2}=\mathrm{CH_2}$ ), propen $\mathrm{C_3H_6}$ , buten $\mathrm{C_4H_8}$ . Eten jest roślinnym hormonem dojrzewania owoców. W polimeryzacji wiązanie podwójne pęka i cząsteczki łączą się w długi łańcuch: $n\,\mathrm{CH_2}=\mathrm{CH_2} \rightarrow (-\mathrm{CH_2}-\mathrm{CH_2}-)_n$ , czyli polietylen (PE) — reklamówki, folia, butelki; rozkłada się kilkaset lat. Nienasycone odbarwiają wodę bromową, nasycone nie.

Dla rodzica

Jak pomóc dziecku w tym temacie?

Skąd wziąć doświadczenie do tego tematu w domu?: Wystarczy owoc. Do jednej papierowej torby wkładamy dwa zielone banany, do drugiej dwa takie same banany plus dojrzałe jabłko. Po dwóch–trzech dniach różnica w kolorze jest wyraźna: eten z jabłka przyspieszył dojrzewanie. Drugie „doświadczenie” to koszyk na plastik — wystarczy poszukać na opakowaniach trójkątów z „2 PE-HD” i „4 PE-LD” i sprawdzić, czy zgadzają się z opisem: twarde czy miękkie.
Jak odróżnić alkan od alkenu, gdy dziecko myli wzory?: Najkrócej: liczymy wodory. W alkenie jest ich dokładnie dwa razy tyle, co węgli ( $\mathrm{C_3H_6}$ ), a w alkanie o dwa więcej ( $\mathrm{C_3H_8}$ ). Pomaga też końcówka nazwy — „-an” to nasycony, „-en” to podwójne wiązanie. Warto poprosić o zapisanie obu wzorów jeden pod drugim dla tej samej liczby węgli; wtedy różnica dwóch wodorów rzuca się w oczy.
Czy trzeba umieć narysować wzór polietylenu na sprawdzianie?: Zwykle wystarczy zapis $n\,\mathrm{CH_2}=\mathrm{CH_2} \rightarrow (-\mathrm{CH_2}-\mathrm{CH_2}-)_n$ i umiejętność opowiedzenia, co się w nim dzieje: pęka wiązanie podwójne, monomery łączą się w polimer. Egzamin ósmoklasisty częściej pyta o pojęcia (monomer, polimer, tworzywo sztuczne) i o skutki praktyczne — trwałość plastiku i sortowanie odpadów — niż o rysowanie długich łańcuchów.

Sprawdź się!

Jaki jest wzór ogólny alkenów?

Który wzór przedstawia propen?

Co dzieje się z wiązaniem podwójnym podczas polimeryzacji etenu?

Który gaz działa jak roślinny hormon dojrzewania owoców?

Który z tych gazów odbarwi pomarańczową wodę bromową?

Następny temat

Alkiny. Etyn (acetylen)