Węglowodory nasycone i nienasycone: woda bromowa

Węglowodory to związki zbudowane tylko z atomów węgla i wodoru. Ich cząsteczki mogą tworzyć łańcuchy atomów węgla.

Ze względu na rodzaj wiązań między atomami węgla dzielimy je na nasycone i nienasycone. To właśnie ten podział można sprawdzić za pomocą wody bromowej.

• Węglowodory nasycone mają tylko wiązania pojedyncze między atomami węgla.
• Węglowodory nienasycone mają przynajmniej jedno wiązanie podwójne albo potrójne.

Alkany są węglowodorami nasyconymi. Przykłady to metan $CH_4$, etan $C_2H_6$ i propan $C_3H_8$. W alkanach między kolejnymi atomami węgla są wyłącznie wiązania pojedyncze. Dla prostych łańcuchów alkanów stosuje się wzór ogólny $C_nH_{2n+2}$.

Alkeny są nienasycone i zawierają wiązanie podwójne. Najprostszym alkenem jest eten $C_2H_4$.

Alkiny także są nienasycone, lecz mają wiązanie potrójne. Przykładem jest etyn $C_2H_2$.

Węglowodór z dwoma atomami węgla może być więc etanem, etenem albo etynem. Różnią się liczbą atomów wodoru, ponieważ różnią się rodzajem wiązania między atomami węgla.

Woda bromowa jest wodnym roztworem bromu. Ma charakterystyczną brunatnopomarańczową barwę. W szkolnym doświadczeniu wykorzystuje się ją do rozpoznawania obecności wiązań wielokrotnych w węglowodorze.

Gdy do wody bromowej doda się węglowodór nienasycony, na przykład eten lub etyn, jej barwa zanika. Mówimy wtedy, że roztwór się odbarwia. Brom reaguje przy wiązaniu podwójnym albo potrójnym.

Próbę wykonuje się, dodając niewielką ilość wody bromowej do badanej substancji i obserwując jej barwę. Wniosek opiera się na obserwacji, a nie tylko na nazwie związku.

• Jeśli barwa wody bromowej znika, badany węglowodór jest nienasycony.
• Jeśli brunatnopomarańczowa barwa pozostaje, badany węglowodór jest nasycony — w warunkach szkolnej próby.

Etan $C_2H_6$ nie odbarwia wody bromowej, ponieważ jest alkanem i ma tylko wiązania pojedyncze. Eten $C_2H_4$ odbarwia ją, ponieważ ma wiązanie podwójne.

Woda bromowa jest substancją niebezpieczną, dlatego doświadczenie wykonuje się wyłącznie według instrukcji nauczyciela. Należy używać okularów ochronnych, nie dotykać odczynników i nie wąchać ich bezpośrednio.

W opisie doświadczenia warto rozdzielić obserwację od wniosku.

• Obserwacja: brunatnopomarańczowa woda bromowa stała się bezbarwna.
• Wniosek: badana substancja zawiera wiązanie wielokrotne, więc jest węglowodorem nienasyconym.

Nie należy pisać, że „woda bromowa zniknęła”. Znika jej barwa, ponieważ brom reaguje z węglowodorem nienasyconym.