Reazioni degli idrocarburi

In una reazione di combustione gli alcani e gli altri idrocarburi bruciano nell'aria producendo anidride carbonica e acqua e rilasciando calore. Non accade nulla quando gli alcani vengono miscelati con l'ossigeno a temperatura ambiente ma con l'introduzione di una scintilla o di una fiamma si ha una vigorosa reazione di combustione. Poiché la combustione degli idrocarburi è altamente esotermica, essi sono ampiamente utilizzati come combustibili.

Figura 1. Equazione di combustione

Come classe di composti, gli alcani sono relativamente non reattivi, ma subiscono alcune reazioni. Oltre alla combustione, gli alcani possono reagire con se stessi in presenza di un catalizzatore e subire una reazione di isomerizzazione per convertire gli alcani non ramificati nei loro isomeri a catena ramificata. Gli alcani possono anche reagire con alogeni come bromo e cloro, ma richiedono energia dall'aumento della temperatura o dalla luce UV per avviare le reazioni.

Figura 2. Clorurazione del metano

Gli alcheni reagiscono con una varietà di composti molto più ricca degli alcani. La reazione classica di alcheni e alchini è la reazione di addizione. L'idrogenazione è l'aggiunta di idrogeno a più legami e può convertire gli alcheni in alcani. L'alogenazione, l'aggiunta di bromo o cloro agli alcheni, può produrre aloalcani. L'aggiunta di H-X, dove X è un alogeno o un altro gruppo elettronegativo, è anche nota come idroalogenazione. In una reazione di polimerizzazione, gli alcheni possono anche essere addizionati tra di loro per creare dei polimeri dai singoli monomeri alcheni.

Figura 3. Polimerizzazione degli alcheni

Gli alchini subiscono molte delle stesse reazioni degli alcheni. L'idrogenazione degli alchini può essere controllata per produrre alcheni o alcani regolando la stechiometria della reazione. Allo stesso modo, l'aggiunta di altri reagenti al triplo legame alchino può essere controllata dall'attento controllo degli equivalenti dei reagenti per produrre i prodotti desiderati. Ad esempio una reazione degli alchini con il bromo può produrre un dialoalcano o un teta aloalcano modificando il numero di equivalenti di bromo aggiunti.

Figura 4. Bromurazione dell'1-Butene