EXPOSE SUR LES ALCANES

PLAN DU DEVELOPPEMENT

INTRODUCTION

I- LES DIFFERENTS ETATS DES ALCANES A LA TEMPERATURE ORDINAIRE

• PROPRIETES PHYSIQUES DES ALCANES

II- INFORMATION SUR LA SOLUBILITE DES ALCANES

• DEFINITION DE LA SOLUBILITE

• SOLUBILITE DES ALCANES

• LA MISCIBILITE DES ALCANES

• LA COMBUSTION D’UN ALCANE

III- ÉTAT NATUREL ET PREPARATIONS DES ALCANES COURANTS

CONCLUSION

INTRODUCTION

Les alcanes sont des hydrocarbures saturés. Ils ne sont constitués que d'atomes de carbone (C) et d'hydrogène (H), liés entre eux par des liaisons simples, les atomes de carbone sont reliés à un nombre maximal d'atomes d'hydrogène d'où le nom de « saturé ». Les alcanes ne sont pas solubles dans l'eau. Quels sont alors les propriétés physiques des alcanes ? Pour expliquer ce thème, nous aurons à donner les différents états des alcanes à la température ordinaire, à fournir d’information sur leur solubilité puis montrer les points de fusion et d’ébullition des alcanes courants.

I- LES DIFFÉRENTS ÉTATS DES ALCANES A LA TEMPÉRATURE ORDINAIRE

• PROPRIETES PHYSIQUES DES ALCANES

Gazeux jusqu’en C4, les alcanes sont liquides de C5 à C16, puis solides à la température ordinaire. Une propriété remarquable des alcanes linéaires est la variation de leur température de fusion en fonction de la condensation en carbone de la chaîne: pour les premiers termes et jusqu’en C18 les alcanes à nombre pair d’atomes de carbone fondent quelques dizaines de degrés plus haut que leur homologue immédiatement inférieur à nombre impair de C (fig. 1). L’explication de cette absence de monotonie des points de fusion de ces alcanes se trouve dans la conformation des chaînes carbonées qui, étant en zigzag, s’arrangent mieux dans le réseau cristallin (donc fondent plus haut) lorsque les groupes méthyle terminaux (n pair) sont en opposition, par suite d’une augmentation des forces intermoléculaires d’association. Les températures d’ébullition, par contre, qui ne sont pas soumises, dans l’état liquide et l’état gazeux, aux mêmes interactions spécifiques suivent une évolution monotone en fonction de la condensation en carbone. Les isomères ramifiés bouillent plus bas que les linéaires.

Insolubles dans l’eau, les alcanes sont eux-mêmes de bons solvants lipophiles. Le white-spirit utilisé dans le dégraissage est un mélange complexe renfermant essentiellement des alcanes en C6-C7. Voici un tableau récapitulatif des alcanes et de leurs propriétés.

Nom Formule semi-développée Point d'ébullition (°C) Point de fusion (°C) Masse volumique à 20°C (g/ml)

Méthane CH4 -161,7 -182,5 0,4660 (à -164°C)

Ethane CH3-CH3 -88,6 -183,3 0,5720 (à -100°C)

Propane CH3CH2CH3 -42,1 -187,7 0,5853 (à –45°C)

Butane CH3(CH2)2CH3 -0,5 -138,3 0,5787

Pentane CH3(CH2)3CH3 36,1 -129,8 0,6262

Hexane CH3(CH2)4CH3 68,7 -95,3 0,6603

Heptane CH3(CH2)5CH3 98,4 -90,6 0,6837

Octane CH3(CH2)6CH3 125,7 -56,8 0,7026

Nonane CH3(CH2)7CH3 150,8 -53,5 0,7177

Décane CH3(CH2)8CH3 174 -29,7 0,7299

Un décane CH3(CH2)9CH3 195,8 -25,6 0,7402

Do décane CH3(CH2)10CH3 216,3 -9,6 0,7487

Tri décane CH3(CH2)11CH3 235,4 -5,5 0,7564

Tétra décane CH3(CH2)12CH3 253,7 5,9 0,7628

Penta décane CH3(CH2)13CH3 270,6 10 0,7685

Hexa décane CH3(CH2)14CH3 287 18,2 0,7733

Hepta décane CH3(CH2)15CH3 301,8 22 0,778

Octa décane CH3(CH2)16CH3 316,1 28,2 0,7768

Nona décane CH3(CH2)17CH3 329,7 32,1 0,7855

Eicosane CH3(CH2)18CH3 343 36,8 0,7886

Heneicosane CH3(CH2)19CH3 100 (2 mm) 39-43 -

Docosane CH3(CH2)20CH3 369 43-46 -

Tricosane CH3(CH2)21CH3 - 47-50 -

Tétracosane CH3(CH2)22CH3 391 49-52 -

Pentacosane CH3(CH2)23CH3 167-170 (0,05 mm) 53-56 -

Hexacosane CH3(CH2)24CH3 - 55-58 -

Octosane CH3(CH2)26CH3 278 (15 mm) 57-62 -

Nonacosane CH3(CH2)27CH3 286 (15 mm) 66-63 -

Triacosane CH3(CH2)28CH3 258-259 (3 mm) 64-67 -

Tétracosane CH3(CH2)38CH3 - 80-83 -

Tétratétracontane CH3(CH2)42CH3 - 85-87 -

Hexacosane CH3(CH2)58CH3 - 96-100 -

II- INFORMATION SUR LA SOLUBILITE DES ALCANES

• Définition de la solubilité

La solubilité est la faculté d’une substance à passer en solution. La substance qui se dissout est appelée le soluté tandis que celle dans laquelle est dissoute la première se nomme le solvant. Le liquide ainsi formé et parfaitement homogène est appelé la solution. La solubilité s’exprime généralement en g/L.

• Solubilité des alcanes

Les alcanes sont constitués de molécules apolaires, elles ne peuvent établir que des liaisons de Van der

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