Trochę zastosowania i zastosowania alkanów Występują jako paliwo -gaz, benzyna, olej napędowy-, jako rozpuszczalniki - pentan, heksan, izoheksan i heptan-, jako smary lub jako woski i parafiny.
Alkany to związki zawierające tylko węgiel i wodór, dlatego są węglowodorami. Znane są również jako parafiny lub węglowodory nasycone, ponieważ atomy węgla i wodoru są połączone wyłącznie wiązaniami pojedynczymi..
Alkany należą do homologicznych serii związków organicznych, w których składniki różnią się stałą masą cząsteczkową 14, którą jest CHdwa. Ogólny wzór to CnH2n + dwa.
Alkany zawierają tylko pojedyncze wiązania, co oznacza, że są nasycone atomami wodoru. Są to podstawowe węglowodory i punkt wyjścia do zrozumienia chemii innych, bardziej złożonych cząsteczek.
Alkany biorą swoją nazwę od grupy alkilowej, która składa się z jednego węgla i trzech wodorów.
Oczywiście zawierają inne grupy, ale konsekwentnie zawierają grupę alkilową. Końcówka „-ano” informuje, że w tych cząsteczkach są tylko pojedyncze wiązania.
Najmniejszymi członkami rodziny alkanów są gazy, natomiast największymi związkami są związki ciekłe i stałe..
Są powszechnie spotykane w źródłach paliw, takich jak gaz ziemny i ropa naftowa. Związki stałe mają zazwyczaj teksturę wosku.
Głównym zastosowaniem alkanów jest paliwo. Jego reakcja utleniania uwalnia energię, którą można wykorzystać do wytwarzania energii elektrycznej, przemieszczania pojazdów, a nawet gotowania.
Alkany krótkołańcuchowe, takie jak metan, etan, propan i butan są w stanie gazowym i możemy je wydobywać ze złóż gazu ziemnego.
Metan jest używany jako paliwo do pojazdów, a propan i butan są używane jako gaz do gotowania..
Alkany o dłuższych łańcuchach są w stanie ciekłym i można je znaleźć w benzynie lub oleju napędowym. Mówiąc o wysokiej liczbie oktanowej, chodzi o stężenie oktanu w paliwie.
Ponieważ moment dipolowy między węglem a tlenem jest bardzo niski, alkany nie mają polarności wiązań, więc doskonale służą jako rozpuszczalniki niepolarne..
Chemicy mają maksymę, która mówi „podobne rozpuszcza podobnie”, co oznacza, że rozpuszczalniki polarne rozpuszczają substancje polarne, a rozpuszczalniki niepolarne lub niepolarne rozpuszczają substancje niepolarne.
Związki takie jak pentan, heksan, izoheksan i heptan są używane w laboratorium i w przemyśle jako rozpuszczalniki do reakcji w środowisku niepolarnym. Nonan jest głównym składnikiem nafty.
Alkany zawierające 17 lub więcej cząsteczek węgla są używane jako smary i środki antykorozyjne, ponieważ ich hydrofobowy charakter oznacza, że woda nie może dotrzeć do powierzchni metalu. Ze względu na ich gęstość i lepkość doskonale nadają się do tego zastosowania.
Oleje smarowe o różnej lepkości mogą się ze sobą mieszać i właśnie ta umiejętność ich mieszania sprawia, że niektóre oleje są tak użyteczne..
Na przykład, zwykły olej silnikowy jest na ogół mieszanką oleju o niskiej lepkości, umożliwiającej łatwy rozruch w niskich temperaturach, oraz oleju o wysokiej lepkości, zapewniającego lepsze działanie w normalnych temperaturach roboczych..
Od czasów rzymskich wiele płynów, w tym woda, było stosowanych jako smary w celu zminimalizowania tarcia, ciepła i zużycia między stykającymi się ze sobą częściami mechanicznymi..
Obecnie olej smarny jest najczęściej stosowanym produktem ze względu na szeroki zakres możliwych zastosowań.
Alkany są również znane jako parafiny, co sprawia, że ten termin jest bardzo mylący, ponieważ parafina odnosi się również do rodzaju wosku..
Wyjaśniając pojęcia, każdy węglowodór nasycony (o wzorze CnH2n + dwa) to parafina i mieszanina tych cząsteczek może być użyta do wytworzenia wosku zwanego woskiem parafinowym.
Ogólnie alkany stosowane w tym wosku mają łańcuchy węglowe zawierające od 20 do 40 atomów węgla. Dlatego parafina jest rodzajem wosku wytwarzanego z parafin lub alkanów..
Wosk parafinowy charakteryzuje się niską temperaturą topnienia, elastyczną strukturą oraz łatwym spalaniem. Powszechnie stosowany w świecach i kredkach.
Asfalt występuje w ropie naftowej i składa się z mieszaniny węglowodorów, zwłaszcza alkanów łańcuchowych o zawartości 35 atomów węgla lub więcej. Asfalt ma lepką i półstałą konsystencję.
Jego głównym zastosowaniem jest budowa dróg, ponieważ dodanie piasku lub żwiru do asfaltu tworzy stałą mieszankę idealną do tego typu zastosowań..
Gdy jego gęstość jest niższa, jest również znana jako pak i może być stosowana jako środek hydroizolacyjny..
W porównaniu z alkenami i alkinami, alkany są stosunkowo niereaktywne ze względu na brak słabszego wiązania pi w ich szkieletach węglowych. Jednak istnieją pewne klasy reakcji, które są powszechnie przeprowadzane w przypadku alkanów..
Najważniejszą reakcją, której podlegają alkany, jest spalanie. Mniejsze liniowe alkany łatwiej ulegają utlenieniu niż większe, bardziej rozgałęzione cząsteczki.
Alkany mogą spalać się w obecności tlenu, wytwarzając dwutlenek węgla, wodę i energię.
W sytuacjach ograniczonej ilości tlenu produktami są tlenek węgla, woda i energia. Z tego powodu alkany są często używane jako źródła paliwa..
do3H.8 + 5Odwa „3COdwa + 4HdwaEnergia O +
Konsekwentną reakcją, oprócz spalania, której podlegają alkany, jest halogenowanie wolnych rodników..
W tym procesie wodory w grupach alkilowych są zastępowane przez halogeny (cząsteczki takie jak chlor i brom w układzie okresowym). Typową reakcję przedstawiono przy użyciu propanu.
2 C3H.8 + Cldwa „2 C3H.8Cl
Złożone alkany o dużej masie cząsteczkowej występujące w ropie naftowej są często dzielone na mniejsze, bardziej użyteczne alkany przez krakowanie termiczne; Metodą tą produkuje się również alkeny i wodór..
Kraking termiczny przeprowadza się zwykle w wysokich temperaturach i często w obecności katalizatora. Uzyskuje się mieszaninę produktów, które można rozdzielić na drodze destylacji frakcjonowanej.
Alkany mają inne zastosowania niż te już wymienione. Związki takie jak etan są wykorzystywane do produkcji etylenu, który jest używany do produkcji glikolu etylenowego (głównego składnika płynu niezamarzającego) oraz polietylenu, który jest najpowszechniej stosowanym tworzywem sztucznym na świecie..
Propan może być używany jako czynnik chłodniczy, gdy energia elektryczna nie jest dostępna. Gdy gaz się rozszerza, pochłania ciepło.
W rzeczywistości może powodować odmrożenia. Jest również rozważany jako zamiennik innych czynników chłodniczych, ale jego główną wadą jest to, że jest wybuchowy.
Butan jest euforyczny, dlatego często jest nadużywany jako środek wziewny. Niestety powoduje uduszenie, arytmię serca i skurcze mięśni dróg oddechowych w płucach..
Ta ostatnia właściwość jest przyczyną „nagłej śmierci narkomana” i jest przyczyną śmierci w 55% przypadków związanych z wdychaniem rozpuszczalników.
Pentan można znaleźć w mieszankach benzyny, ale jego głównym zastosowaniem w środowisku przemysłowym jest „dmuchawa” do tworzenia plastikowych pianek..
Podobnie jak propan, może być używany jako czynnik chłodniczy. Jego izomer, izopentan, jest powszechnie stosowany w pastach do zębów.
Heksan i izoheksan są preferowanymi rozpuszczalnikami w przetwórstwie żywności, w szczególności izoheksanem, ponieważ są nietoksyczne i mają neutralne pH.
Jeszcze bez komentarzy