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第 十 章 常見的有機化合物 有機化合物與無機化合物

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1 第 十 章 常見的有機化合物 10 - 1 有機化合物與無機化合物
有機化合物與無機化合物分類標準  含碳與否 1.有機化合物:含碳的化合物  四個例外:  CO2 :二氧化碳  CO :一氧化碳  CO32-:碳酸鹽 eg.CaCO3、NaHCO3、H2CO  CN- :氰化物 eg.KCN(氰化鉀)… 2.無機化合物:不含碳的化合物 eg1.選出何者是有機化合物? 。 (A)C6H12O (B)CaO (C)MgCO3 (D)CH (E)C2H5OH (F)C3H8 (G)H2SO4 (H)CO (I) H2O (J)C (K)Na2CO3 (L)HCN (M)CH3COOH (N)HCl (O)CaCO3 (P)NaCl

2 10-1 有機化合物與無機化合物 有機化合物 1. 共同的必要元素是碳 C 2
食鹽 蔗糖 食鹽 蔗糖 eg1.同為白色的食鹽與蔗糖,加熱後顏色為何不同? eg2.何以有機化合物的數量遠遠大於無機化合物? eg3.是非題: ( )含碳的都是有機化合物 ( )有機化合物都是含碳的

3 10-1 有機化合物與無機化合物 竹筷的乾餾【EXP 10-1】 1. 乾餾:隔絕空氣加熱  化學變化 cf
10-1 有機化合物與無機化合物 竹筷的乾餾【EXP 10-1】 1.乾餾:隔絕空氣加熱  化學變化 cf.海水蒸餾、石油分餾  物理變化 2.竹筷乾餾的產物  證明「有機化合物含有碳 」  氣體: CO、H2、CH4(甲烷)  可燃氣體  見到燃燒 CO2  不可燃氣體  液體: 焦油(黏稠黑褐色)、醋酸 水  有白煙產生  固體:木炭(黑色) 殘留物 eg1. 『鋁箔紙』包裹竹筷的功能? eg2.直接燃燒竹筷會如何?形成木炭? 。

4 10-1 有機化合物與無機化合物 竹筷的乾餾圖示
坩堝鉗 鋁箔紙 有可燃氣體 大試管 焦油 乾餾的另一種裝置 木炭

5 10-1 有機化合物與無機化合物 同分異購物【補充】  分子式相同,但原子排列方式不同的分子  原子排列方式不同,化學性質就不同 eg
10-1 有機化合物與無機化合物 同分異購物【補充】  分子式相同,但原子排列方式不同的分子  原子排列方式不同,化學性質就不同 eg.化學式 C2H6O (1)甲醚 (2)乙醇  CH3OCH  C2H5OH 結構式 甲醚 CH3OCH3 乙醇 CH3CH2OH

6 常見的有機化合物 常見的有機化合物 (1)石油及天然氣:主成分:碳氫化合物(C、H)  不溶於水,均是混合物 家庭燃料  天然氣(管線):主成分  甲烷(CH4)  液化石油氣(桶裝):主成分  丙烷(C3H8) 汽油:汽機車燃料  汽油添加含鉛的化合物,可減少引擎爆震  無鉛汽油:「98無鉛」的爆震程度比「95無 鉛」的爆震程度小(數值愈高,爆震愈小)  98、95、92非指年代,指『辛烷值』 (選用汽油,需考慮引擎構造是否適合) 柴油:大巴士及卡車燃料  沸點比汽油高,燃燒的熱量較大

7 10-2 常見的有機化合物 常見的有機化合物 (2)酒精與醇類(含-OH原子團) 1. 學名:乙醇(C2H5OH) 有殺菌作用 2
10-2 常見的有機化合物 常見的有機化合物 (2)酒精與醇類(含-OH原子團) 學名:乙醇(C2H5OH) 有殺菌作用 無色液體、易燃、中性、不導電,易溶於水 變性酒精:在酒精中添加有毒的甲醇(CH3OH) 酒精測試器:利用顏色判斷化學反應的發生  酒精會使二鉻酸鉀由橙色變成綠色【補充】

8 10-2 常見的有機化合物 常見的有機化合物 (2)酒精與醇類 5
10-2 常見的有機化合物 常見的有機化合物 (2)酒精與醇類 殺菌:70﹪乙醇水溶液殺菌效果比純乙醇好 (甲醇、乙醇、異丙醇都有殺菌作用,與濃度有關) 利用酵母菌將醣類分解可得乙醇  製酒 酒的濃度標示法:體積百分濃度表示  ﹪vol. 葡萄糖  酒精 + 二氧化碳 eg.濃度 4.5﹪的啤酒,表示每100ml的酒中,含有酒精4.5ml eg1.請完成燃燒方程式:  CH4+O2?  C3H8+O2  ?

9 10-2 常見的有機化合物 常見的有機化合物 (3)醋酸與有機酸類(含-COOH原子團) 1
10-2 常見的有機化合物 常見的有機化合物 (3)醋酸與有機酸類(含-COOH原子團) 學名:乙酸(CH3COOH)  純乙酸(濃度100 ﹪)又稱為『冰醋酸』 ( 凝固點約17℃,天冷時就會凝固似冰) 無色有刺激性,弱酸性,能溶於水 食醋:主成分是醋酸(濃度約3 ﹪) 未加蓋的酒置於空氣中,會變酸【補充】   酒變酸是化學變化 eg1.請為『有機酸』下個定義 ? 。

10 10-2 常見的有機化合物 常見的有機化合物 (4)酯類 1. 具有香味,比水輕且不溶於水 eg
10-2 常見的有機化合物 常見的有機化合物 (4)酯類 具有香味,比水輕且不溶於水 eg.有香味的水果  鳳梨、香蕉、草莓和蘋果 酯化反應: eg 檢驗反應:  以香味,檢驗化合物是否為醇類或有機酸

11 10-2 常見的有機化合物 有機化合物的分類-依原子團分類【補充】
CnH2n+2 有機化合物 CnH2n CnH2n+1OH 含有特定的原子團就含有不同的性質 有機酸 CnH2n+1COOH

12 10-2 常見的有機化合物 碳的鍵結原理【補充】 1. 碳的鍵結量為 4 2. 簡單化合物的命名,依碳數命名甲、乙、丙…
10-2 常見的有機化合物 碳的鍵結原理【補充】 1.碳的鍵結量為 簡單化合物的命名,依碳數命名甲、乙、丙….  甲(C-1)、乙(C-2)、丙(C-3)… 能由烷類取代,產生其他化合物  甲烷(CH4)是最有簡單的有機化合物 烷類:只含C、H;分子通式  CnH2n+2 (n1) CH 甲烷 C2H 乙烷 C3H 丙烷 C4H 丁烷 C5H 戊烷 …. …. 甲烷 乙烷 丙烷

13 10-2 常見的有機化合物 烯類:只含C、H; 分子通式  CnH2n (n2) 醇類:含-OH基; 分子通式  CnH2n+1OH (n1) 有機酸類:含-COOH基; 分子通式  CnH2n+1COOH (n0) C2H 乙烯 C3H 丙烯 C2H4 乙烯 CH3OH 甲醇 C2H5OH 乙醇 C3H7OH 丙醇 HCOOH 甲酸 CH3COOH 乙酸 C2H5COOH 丙酸

14 聚合物 聚合物的意義(高分子化合物,巨分子)  有機化合物因重複許多的小單元(單體)而形成, 使原子總數非常大(數千數十萬,分子量很大) (一般有機化合物的原子總數多在100以下)  重覆的程度(聚合度)決定了分子量的大小 (  同一種聚合物,分子量也不盡相同) 1.單體:一種 2.線形(鏈狀) 1.單體:二種 2.線形(鏈狀) 1.單體:一種 2.網狀

15 10-3 聚合物 聚合物分類 1.依來源分類  天然聚合物:澱粉、纖維素、蛋白質、天然橡膠  合成聚合物(人工):  合成纖維、合成橡膠、塑膠、聚乙烯(P.E.)、耐 綸(尼龍)、聚氯乙烯(P.V.C.)、聚苯乙烯(PS) 2.依結構形狀分類  鏈狀聚合物(線形):聚乙烯、聚氯乙烯、耐綸  保特瓶、保鮮膜、保利輪、….  網狀聚合物(立體網狀):輪胎、尿素甲醛樹脂… 3.依受熱性質分類:視受高溫後是否熔化分類  熱塑性聚合物(會熔):聚乙烯、聚氯乙烯、耐綸  熱固性聚合物(不會熔):輪胎、鍋子手把…  『熱固性』不能回收再利用,有環保問題

16 10-3 聚合物 聚合物聚合原理-聚乙烯(P.E.)的聚合 1.單體:乙烯(C2H4) 2.單體結構式:(如右) 3.聚乙烯的形成:
鏈狀 聚乙烯分子式 -( C2H4 )n-

17 10-3 聚合物 聚合物的常識 1.聚氯乙烯(P.V.C.) 含C、H、Cl  單體:氯乙烯  受熱到148℃,會放出氯化氫(HCl)氣體 耐綸(尼龍):是最早被利用的一種合成纖維 3.澱粉  單體:葡萄糖(C6H12O6) eg.纖維素的單體也是葡萄糖  澱粉經唾液及胃酸作用,可分解為葡萄糖  咀嚼米飯(或饅頭)會感覺有甜味

18 10-3 聚合物 聚合物的常識 4. 保利綸(保麗龍)  學名:聚苯乙烯(P. S
10-3 聚合物 聚合物的常識 4.保利綸(保麗龍)  學名:聚苯乙烯(P.S.),單體:苯乙烯  不易導電、熱,易溶於碳氫化合物,能耐有機 酸、醇與鹼,可作為隔熱材料 蛋白質  構成生物細胞的必要物質  成分:碳、氫、氧、氮、硫  C、H、O、N、S  蛋白質變性:蛋白質受熱、遇酸鹼.. ,使其構造改變 eg.煎蛋、酒精使細菌的蛋白質變性 天然橡膠  固特異將橡膠與硫混合加熱,製造出彈性大且較不受溫 度影響的橡膠製品  橡膠中加入碳,使之彈性增大且耐用  所以輪胎大多為黑色

19 10-3 聚合物 實驗觀察-合成聚合物的性質(EXP 10-2) 1. 觀察保鮮膜摩擦起電現象及保濕能力 2
第一天質量 一星期後質量 散失水分質量 覆蓋保鮮膜的燒杯 78.5 g 78.2 g 0.3 g 覆蓋報紙的燒杯 80.2 g 75.6 g 4.4 g 不做覆蓋的燒杯 77.2 g 59.8 g 17.4 g ※ 觀察  1.水蒸氣不容易穿透保鮮膜 2.保鮮膜的材質是聚乙烯 (P.E.)

20 10-3 聚合物 實驗觀察-合成聚合物的性質(EXP 10-2) 1. 觀察保鮮膜摩擦起電現象及保濕能力 2
※ 觀察  1.保利綸、保鮮膜遇高溫會 熔化 2.保利綸、保鮮膜是熱塑性 聚合物 有機溶劑 酒精 丙酮 乙酸乙酯 保利綸碎片有何變化 不變 慢慢溶解 快速溶解  1.保利綸之回收,由廠商以丙酮溶解後再重新製造 為何要先將保利綸撕碎後再投入有機溶劑中? 。

21 10-3 聚合物 聚合物圖示 eg1.有些塑膠品上註明『請勿以有機溶劑清 洗』為什麼 ? 。

22 常見的清潔劑 清潔劑的分類 1.肥皂類: eg.洗衣肥皂、香皂 2.合成清潔劑:石油化學工業產品 eg.洗衣粉、洗碗精、洗髮粉、冷洗精、洗髮精…  二者去污作用(原理)相同 肥皂製備法(EXP 10-3) 1.製備流程:皂化  鹽析  加工 皂化反應 牛脂或 椰子油 ※ 常在皂化前,添加酒精  目的在溶解油脂,使反應均勻 氫氧化鈉

23 10-4 常用的清潔劑 肥皂製備法(EXP 10-3) 3.鹽析:皂化完成後,加入飽和食鹽水,因肥皂不 溶於食鹽水  肥皂會浮在液面(肥皂密度比飽和食鹽水小)

24 10-4 常用的清潔劑 肥皂製備法(EXP 10-3) 4.肥皂的性質:  肥皂,溶於水是鹼性的  肥皂不溶於食鹽水(海水)  加入肥皂後,水和油可互相溶解(成混濁)
1.油水間不互溶,有一界線 2.加入清潔劑後,界線消失

25 10-4 常用的清潔劑 清潔劑去污作用(原理) 1.清潔劑分子的結構特徵
10-4 常用的清潔劑 清潔劑去污作用(原理) 1.清潔劑分子的結構特徵 O H3CCH2CH2CH2CH2………..CH2CH2C O 似汽油,親油端  會溶於油中 似有機酸,親水端  會溶於水中

26 10-4 常用的清潔劑 清潔劑去污作用 2.清潔劑去污作用示意圖  肥皂把油包住了
10-4 常用的清潔劑 清潔劑去污作用 2.清潔劑去污作用示意圖  肥皂把油包住了 衣物上的油被親油端吸著,再由親水端牽入水中,使之分離


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