4.8 Die Reaktionsfähigkeit der Alkane 83 Schlüsselbegriffe Substitution, Halogenalkan1 von substituere (lat.) = ersetzen Wie V1 zeigt, sind Alkane gegenüber „aggressiven“ Stoffen wie Laugen, Säure-Lösungen und Kaliumpermanganat-Lösung beständig. Sogar mit Natrium, einem sehr reaktiven Metall, kommt es zu keiner Reaktion. Gesättigte Kohlenwasserstoffe sind reaktionsträge (vgl. S. 78). Alkane reagieren mit Sauerstoff Gesättigte Kohlenwasserstoffe reagieren jedoch bei Zufuhr von Aktivierungsenergie mit Sauerstoff (B1), oft sogar explosionsartig (LV2). Die Produkte der Verbrennung sind Kohlenstoffdioxid und Wasser. Die Reaktionsgleichung für die Reaktion von Heptan mit Sauerstoff lautet somit: C7H16 (l) + 11 O2 (g) 7 CO2 (g) + 8 H2O (g); Q<0 Mit der freiwerdenden Energie lässt sich ein Benzinmotor antreiben, eine Wohnung beheizen oder in Kraftwerken Strom erzeugen. Alkane reagieren mit Halogenen Gemische von Alkanen mit Brom (oder Chlor) sind im Dunkeln beständig, erst bei Belichtung findet eine Reaktion statt. Wie LV3 zeigt, entsteht bei dieser Reaktion ein Produkt, das Lackmus-Lösung rot färbt. Es handelt sich um Wasserstoffbromid. Bei der Reaktion wird damit ein Wasserstoff-Atom des Heptan-Moleküls gegen ein Brom-Atom ausgetauscht. Solch eine Reaktion bezeichnet man als Substitution1. C7H16(l) + Br2(l) C7H15Br(l) + HBr(g) (1) Monobromheptan Neben Wasserstoffbromid wird bei der Substitutionsreaktion von LV3 Monobromheptan gebildet. Allgemein gilt: Bei der Substitutionsreaktion wird ein Atom des einen Moleküls durch ein Atom eines anderen Moleküls ausgetauscht. Reagiert ein Alkan mit einem Halogen, so entsteht ein Halogenalkan. Die Verbrennungen der Alkane verlaufen stark exotherm. N u r zu P rü fz w e c k e n E ig e n tu m d e s C .C . B u c h n e r V e rl a g s