Verschillen in één oogopslag
| Kenmerk | Alkanen | Alkenen | Alkynen |
|---|---|---|---|
| Binding tussen C-atomen | alleen enkel (C–C) | minstens één dubbel (C=C) | minstens één drievoudig (C≡C) |
| Algemene formule* | CnH2n+2 | CnH2n | CnH2n−2 |
| Verzadigd? | ja | nee | nee |
| Uitgang naam | -aan | -een | -yn |
| Kleinste stof | methaan, CH4 | etheen, C2H4 | ethyn, C2H2 |
| Typische reactie | verbranding, substitutie (onder invloed van licht) | verbranding, additie, polymerisatie | verbranding, additie |
| Broomwatertest | blijft oranjebruin (in het donker) | ontkleurt snel | ontkleurt snel |
* Voor onvertakte en vertakte ketens zonder ring, met één dubbele of drievoudige binding.
De eerste stoffen van elke reeks
Elke reeks is een homologe reeks: opeenvolgende stoffen verschillen steeds één CH2-groep. De stamnamen (meth-, eth-, prop-, but-, pent-) geven het aantal C-atomen aan.
| C-atomen | Alkaan | Alkeen | Alkyn |
|---|---|---|---|
| 1 | methaan CH4 | (bestaat niet) | (bestaat niet) |
| 2 | ethaan C2H6 | etheen C2H4 | ethyn C2H2 |
| 3 | propaan C3H8 | propeen C3H6 | propyn C3H4 |
| 4 | butaan C4H10 | buteen C4H8 | butyn C4H6 |
| 5 | pentaan C5H12 | penteen C5H10 | pentyn C5H8 |
Een alkeen of alkyn heeft minstens twee C-atomen nodig, want de dubbele of drievoudige binding zit tussen twee koolstofatomen. Vanaf vier C-atomen bestaan er ook isomeren, bijvoorbeeld but-1-een en but-2-een.
Welke soorten koolwaterstoffen zijn er?
Koolwaterstoffen bestaan alleen uit C- en H-atomen. De belangrijkste groepen:
- Alkanen: verzadigde ketens, zoals aardgas (vooral methaan) en butaan in aanstekers.
- Alkenen: één of meer C=C-bindingen; etheen is de grondstof voor polyetheen (PE).
- Alkynen: een C≡C-binding; ethyn (acetyleen) wordt gebruikt in lasbranders.
- Cycloalkanen: verzadigde ringen, zoals cyclohexaan C6H12. Let op: ook CnH2n, dezelfde algemene formule als een alkeen.
- Aromaten: ringen met een bijzonder stabiel elektronensysteem, zoals benzeen C6H6.
Broomwatertest: verzadigd of onverzadigd?
Voeg je een paar druppels oranjebruin broomwater toe aan een alkeen, dan verdwijnt de kleur vrijwel meteen. Het broom reageert met de dubbele binding in een additiereactie:
Een alkaan heeft geen dubbele binding en reageert in het donker niet met broom: de kleur blijft. Alleen onder invloed van (UV-)licht treedt langzaam een substitutiereactie op, waarbij ook HBr ontstaat. Met deze test onderscheid je bijvoorbeeld cyclohexaan van hexeen, ook al hebben ze dezelfde molecuulformule C6H12.
Verbranding van etheen en andere koolwaterstoffen
Bij volledige verbranding reageert een koolwaterstof met zuurstof tot koolstofdioxide en water. De reactievergelijking van etheen met zuurstof:
Controle: links 2 C, 4 H en 6 O; rechts 2 C, 4 H en 4 + 2 = 6 O. Ter vergelijking:
- Methaan (alkaan): CH4 + 2 O2 → CO2 + 2 H2O
- Ethyn (alkyn): 2 C2H2 + 5 O2 → 4 CO2 + 2 H2O
Hoe minder waterstof per koolstofatoom, hoe roetiger de vlam bij onvolledige verbranding: ethyn brandt in lucht met een sterk roetende vlam. Meer oefenen? Zie reactievergelijkingen kloppend maken.
Veelgestelde vragen
Wat is het verschil tussen alkanen en alkenen?
Alkanen hebben alleen enkele C–C-bindingen en zijn verzadigd (CnH2n+2). Alkenen hebben minstens één C=C-dubbele binding en zijn onverzadigd (CnH2n). Alkenen zijn reactiever en ontkleuren broomwater.
Welke soorten koolwaterstoffen zijn er?
De belangrijkste zijn alkanen, alkenen, alkynen, cycloalkanen en aromaten zoals benzeen. Ze bestaan allemaal alleen uit koolstof en waterstof.
Wat is de reactievergelijking van etheen met zuurstof?
Bij volledige verbranding: C2H4 + 3 O2 → 2 CO2 + 2 H2O.
Waarom bestaat er geen alkeen met één koolstofatoom?
Een dubbele binding zit tussen twee koolstofatomen. Met één C-atoom kan er geen C=C-binding zijn, dus de alkenen beginnen bij etheen (C2H4).
Wat betekent onverzadigd?
Een onverzadigde verbinding bevat dubbele of drievoudige bindingen. Daar kunnen nog atomen aan worden toegevoegd (additie), bijvoorbeeld H2 of Br2. Een verzadigde verbinding heeft alleen enkele bindingen.