Reactions in Hydrocarbons

combustion reaction

जैसा कि हम जानते है, Combustion का मतलब जलना होता है, जैसे लकड़ी का जलना, कागज का जलना, कोयले का जलना आदि। ये सब Combustion है, इसमें हम combustible materials को जलाते है, जिससे हमें heat and light मिल सके। और ये heat and light हमे इसमे involved oxygen के साथ reaction के वजह से मिलती है। और जिस combustible material से heat and light obtain करते है उसे fuel कहते है। ये fuels carbon या carbon compounds होते है।जब हम Hydrocarbons के combustion की बात करते है, तो इसमें hydrocarbon में present सभी bonds पहले टूट जाते है, फिर oxygen के साथ combine होते है। इससे हमें CO2 ,H2O , Heat and light as a product मिलता है।

For example:-

C + O₂ →CO₂

CH₄ + 2O₂→CO₂+2H₂

C₃H₈+5O₂→ 3CO₂+4H₂O

 Image source-Google|image by-https://matthanes.me/reactiontypes.html 

 

 जैसा कि हैड्रोकार्बोन्स saturated (alkanes)और unsaturated (alkenes and alkynes) में divide किया गया है।saturated hydrocarbons में carbon का percentage unsaturated hydrocarbons के comparison में कम होता है।इसलिए पूरी तरह से जल जाता है, इसीलिए white smoke and blue flame देते हैं। जबकि unsaturated hydrocarbon के combustion से black smoke and yellow flame  देते है, इनसे saturated और unsaturated hydrocarbons को test भी किया जाता है। 

 

General chemical equation for combustion

Oxidation

Oxidation :- addition of oxygen को oxidation कहते है, जिसके साथ oxygen जुड़ जाता है,उसका oxidation हो जाता है। जो substance oxygen supply करता है उसे oxidant या oxidizing agent बोलते है। यह reaction भी oxygen का ही reaction है, लेकिन combustion reaction सभी bonds break हो जाते है, और सभी omponents oxygen के साथ अलग अलग product बनाते है,जबकि oxidation में functional group से attached carbon ही oxygen से bond formation करता है, जैसे :-

C₂H₅OH     CH₃COOH + H₂O

इसे एक activity के form में समझ सकते है।

Procedure:- एक beaker में 2-3ml ethanol (C₂H₅OH) ले उसमे 5 ml NaOH मिलाये, इस solution को थोड़ा गर्म करें, अब इस गर्म solution में acidified KMnO4 मिलाये।

Observation:- KMnO4 मिलने से पहले violet-pink color का होता है। लेकिन मिलते ही इसका color vanish हो जाता है, और ये colorless हो जाता है।

Conclusion:- KMnO4 के violet-pink color होंने का कारणMn का +7 oxidation state है। इसका +7 state 4 oxygen atoms के कारण है। अगर oxygen कम हो जाये तो oxidation state  change हो  के below +7 हो जाएगा , जिससे यह colorless हो जााएगा।इस activity में हमे clear दिखाई दे रहा है कि KMnO4 colorless हो गया है, इसका मतलब Mn से जुड़े oxygen कम हो गए है, चुकि oxygen बाहर नही निकला है जिसका अर्थ ये हुवा की यह KMnO4 से निकल के ethanol में जुड़ गया होगा।इस तरह ethanol, ethanoic acid में convert हो गया।

Addition Reaction

इस तरह के reaction alkene और alkynes द्वारा किये जाते है। इसमे C=C  में का π bond break होता है, और कोई बाहर से molecule आ के add हो जाता है।

For example-

Convertion of oils into vanaspati ghee

Oils का वनस्पति Ghee में चेंज करने के लिए Hydrogenation करवाते है, यह hydrogenation एक addition reaction है, जिसमे nickel/platinum/palladium आदि जैसे D-block के metals as a catalyst use  करते है , इनमे towads hydrogen special affinity होते है।

एक दूसरा example देखते है।

Convertion of ethene to 1,2 dibromo ethane

Bromine water का color brownish-red होता है, पर जब ethylene के साथ bromine water का reaction करते है, तो bromine water de-colorise हो जाता है, और यहा एक single product मिलता है। इसका मतलब Br₂ का addition हुआ है। और यह एक addition reaction है।

Substitution Reaction

Substitution का मतलब होता है replacement(किसी की जगह किसी और के द्वारा ले लेना) । Hydrocarbons की बात करे तो यहाँ carbons से attached hydrogen का replacement होता है। 

Example के लिए:-

इस reaction में methane में उपस्थित hydrogen atom sunlight के presence में chlorine atoms द्वारा replace हो रहा है। यह एक substitution reaction है। 

Elimination Reaction

किसी एक बड़े molecules में से simple molecules जैसे H2O, NH3, CH3OH, HCl  का निकल जाना Elimination reaction कहलाता है। 

For example:-

Elimination reaction, combination reaction का उल्टा होता है, addition reaction में ethylene and acetylene as a substrate use होता है, पर elimination reaction में ethylene and acetylene as a product बनता है।