Alkanen

Om wat meer te weten te komen wat er zich tijdens het brouwproces en de gisting afspeelt, is het goed om wat van de organisch chemie te weten. Allereerst wordt het e.e.a. uitgelegd over de verschillende soorten verbindingen, daarna wordt ingegaan op de verschillende reacties en de daaruit ontstane producten, waarmee we met bierbrouwen te maken hebben.

Koolstof

In de organisch chemie draait het allemaal om het koolstof atoom, ook wel aangeduid met de letter C. In alles wat leeft op de aarde komt koolstof voor als de belangrijkste bouwsteen. C kan 4 verbindingen maken, één van de eenvoudigste verbindingen is methaan:

Hierbij zie we C verbindingen hebben met 4 maal waterstof (H), die volgende belangrijke component in de organisch chemie. Deze verbinding methaan, wordt ook wel weergegeven met CH met CH₄. Verbindingen tussen C en H, worden koolwaterstoffen genoemd. Andere voorbeelden zijn:

Naamgeving

Bij deze verbindingen vallen twee zaken op. Ten eerste dat de naam van deze eenvoudige verbindingen eindigt op -aan. Daarom worden deze verbindingen alkanen genoemd. Ten tweede geeft het eerste gedeelte van de naam, het aantal C atomen aan:

Alkanen komen we in het dagelijkse leven vaak tegen, zoals het butagas op de camping (C₄, butaan), benzine (C₅ t/m C₁₀), kerosine (C₁₂ t/m C₁₈), en diesel (C₁₂ en hoger). Methaan is het hoofdbestanddeel van aardgas.

Structuurformule

De algemene structuurformule voor een alkaan is:

Bijvoorbeeld voor methaan, zoals we al zagen, CH₄ en voor ethaan is dat C₂H₆, vergelijk deze met de hierboven weergegeven structuren.

Zijketens

Verder kunnen we nog zijtakken aantreffen in deze verbindingen, de zijtakken worden altijd aangegeven als een (alk)yl groep, zoals in:

Zoals je ziet, wordt de naamgeving voor deze verbindingen nu wat ingewikkelder. Het is een pentaan, omdat de langste keten bestaat uit 5 C atomen. Verder wordt met 2,2,3- de nummers aangegeven, waar een methyl (CH₃) groep zit. En uiteindelijk tri om aan te geven dat het hier om drie maal dezelfde groep gaat. We zien dat er niet van links naar rechts geteld wordt, anders zou het 3,4,4-trimethylpentaan heten, maar andersom om kleinere getallen te krijgen.
Er zijn verbindingen, die het voorvoegsel iso- krijgen, wat staat voor een verbinding van 6 of minder koolstof atomen, die allemaal in een rij liggen op 1 na, die op het één na laatste koolstofatoom ligt. Zoals bij:

Wat we zien bij isopentaan, deze wordt , omdat het bestaat uit 5 C atomen, en krijgt het voorvoegsel iso omdat deze op die manier vertakt is. We zouden deze verbinding anders ook 2-methylbutaan kunnen noemen. Tenslotte nog een voorbeeld om over na te denken:

Alkenen en alkynen

In de hiervoor getoonde voorbeelden, is er telkens maar 1 verbinding tussen twee C atomen, er bestaan echter ook verbindingen waarbij tussen twee C atomen, een dubbele (alkenen) of drievoudige (alkynen) verbinding aanwezig is. Voorbeelden hiervan zijn:

Meer hierover is te lezen bij de onverzadigde koolwaterstoffen .

Cyclische verbindingen

De koolwaterstoffen kunnen ook cyclische verbindingen maken. Bij een verbinding als benzeen, met meervoudige verbindingen, is niet aan te geven waar deze dubbele verbinding precies zit. Daarom wordt in die gevallen de dubbele verbindingen aangegeven met een cirkel. Vergelijk de onderstaande structuren met elkaar.

Wat we zien is dat er uit een klein aantal koolstof en waterstof atomen, al heel veel verschillende verbindingen kunnen ontstaan. Al deze verschillende verbindingen hebben ook weer verschillende eigenschappen, zoals kook- en smelttemperaturen, de manier om met andere verbindingen te reageren, enz.

Meer informatie

Dit systeem om een verbindingen in een naam om te zetten, is ook bekend als het IUPAC systeem:

• International Union of Pure and Applied Chemistry