Nekaj uporabe in uporabe alkanov So kot gorivo, plin, bencin, dizel, kot topila - pentan, heksan, izoheksan in heptan, kot maziva ali kot voski in parafini..

Alkani so spojine, ki vsebujejo samo ogljik in vodik, zato so ogljikovodiki. Znani so tudi kot parafini ali nasičeni ogljikovodiki, ker so atomi ogljika in vodika povezani izključno s preprostimi vezmi.

Alkani spadajo v homologno vrsto organskih spojin, v katerih se člani razlikujejo po konstantni molekulski masi 14, ki je CH₂. Splošna formula je CnH_{2n+2 (Advameg, Inc., S.F.).}

Alkani vsebujejo le preproste vezi, kar pomeni, da so nasičeni z atomi vodika. So osnovni ogljikovodiki in izhodišča za razumevanje kemije drugih bolj kompleksnih molekul.

Alkani so poimenovani po alkilni skupini, ki je sestavljena iz enega ogljika in treh vodikov.

Seveda vsebujejo druge skupine, vendar dosledno vsebujejo alkilno skupino. "-An" konec vam omogoča, da veste, da so v teh molekulah le preproste povezave.

Najmanjši člani družine alkanov so plini, večje spojine pa so tekoče in trdne spojine.

Pogosto jih najdemo v virih goriva, kot sta zemeljski plin in olje. Trdne spojine so značilno voščene v teksturi (Boundless, 2016)..

Glavne uporabe in uporabe alkanov

1 - Gorivo

Glavna uporaba alkanov je gorivo. Njegova oksidacijska reakcija sprosti energijo, ki jo lahko uporabimo za proizvodnjo električne energije, premikanje vozil ali celo kuhanje.

Kratko verižni alkani, kot so metan, etan, propan in butan, so v plinastem stanju in se lahko pridobivajo iz polj zemeljskega plina..

Metan se uporablja kot gorivo za vozila, medtem ko se propan in butan uporabljata kot plin za kuhanje.

Daljši verižni alkani so v tekočem stanju in jih je mogoče najti v bencinu ali dizelskem gorivu. Kadar govorimo o visokem oktanu, se sklicujemo na koncentracijo oktana v gorivu (lastnosti in uporabe alkanov, S.F.).

2 - topila

Ker je dipolni moment med ogljikom in kisikom zelo nizek, alkani nimajo polarnosti vezi, zato služijo kot apolarna topila..

Kemiki imajo maksimo, ki pravi "kot se raztopi kot", to pomeni, da polarna topila raztopijo polarne snovi in ​​nepolarna ali nepolarna topila raztopijo nepolarne snovi.

Spojine, kot so pentan, heksan, izoheksan in heptan, se uporabljajo v laboratoriju in v industriji kot topilo za reakcije v nepolarnem mediju. Nano je glavna sestavina kerozina (Petroleum.co.uk, 2015).

3. Maziva

Alkani z 17 ali več molekulami ogljika se uporabljajo kot maziva in antikorozivna sredstva, saj njihova hidrofobna narava pomeni, da voda ne more doseči kovinske površine. Glede na njegovo gostoto in njeno viskoznost so idealni za to uporabo.

Mazalna olja različnih viskoznosti se lahko zmešajo skupaj in prav ta zmožnost mešanja omogoča, da so nekatera olja tako koristna.

Na primer, običajno motorno olje je na splošno mešanica olja z nizko viskoznostjo, ki omogoča enostaven zagon pri nizkih temperaturah in visoko viskozno olje za boljše delovanje pri normalnih delovnih temperaturah (Haydon Armstrong, S.F.).

Od rimskih časov so bile številne tekočine, vključno z vodo, uporabljene kot maziva za zmanjšanje trenja, toplote in obrabe med mehanskimi deli, ki so v stiku drug z drugim..

Danes je mazalno olje zaradi široke palete možnosti uporabe (Advameg, Inc., S.F.) najbolj razširjen izdelek..

4 - Voski in parafini

Alkani so znani tudi kot parafini, zaradi česar je ta izraz zelo zmeden, ker se parafin nanaša tudi na vrsto voska.

Pojasnitev konceptov, vseh nasičenih ogljikovodikov (s formulo CnH_{2n +2}) je parafin in zmes teh molekul lahko uporabimo za pripravo voska, imenovanega parafinski vosek.

Na splošno alkani, ki se uporabljajo v tem vosku, imajo ogljikove verige, ki vsebujejo od 20 do 40 ogljikov. Zato je parafinski vosek vrsta voska, narejenega iz parafinov ali alkanov.

Za parafinski vosek je značilno nizko tališče, fleksibilna struktura in enostavno izgorevanje. Ponavadi se uporablja v svečah in barvicah.

5- Asfaltiranje

Asfalt je prisoten v surovem olju in je sestavljen iz mešanice ogljikovodikov, zlasti verižnih alkanov s 35 ali več ogljiki. Asfalt ima viskozno in poltrdno konsistenco.

Njegova glavna uporaba je gradnja cest zaradi dejstva, da dodajanje peska ali gramoza v asfalt daje trdno mešanico, ki je idealna za to vrsto uporabe..

Ko je njegova gostota nižja, je znana tudi kot smola in se lahko uporablja kot hidroizolacija (uporaba alkana, 2011).

6- Kemične reakcije

V primerjavi z alkeni in alkini so alkani relativno neaktivni zaradi odsotnosti šibkejše vezave pi v ogljikovih skeletih. Vendar pa obstajajo nekatere vrste reakcij, ki se običajno izvajajo z alkani.

Najpomembnejša reakcija, ki jo doživljajo alkani, je izgorevanje. Manjši linearni alkani lažje oksidirajo kot večje, bolj razvejane molekule.

Alkani lahko gorijo v prisotnosti kisika za proizvodnjo ogljikovega dioksida, vode in energije.

V razmerah z omejenim kisikom so izdelki ogljikov monoksid, voda in energija. Zaradi tega se alkani pogosto uporabljajo kot viri goriva.

C₃H₈ + 5O₂ "3CO₂ + 4H₂O + energija

Konstantna reakcija, poleg zgorevanja, da alkani doživljajo halogeniranje prostih radikalov.

V tem postopku so vodiki v alkilnih skupinah nadomeščeni s halogeni (molekule, kot so klor in brom v periodnem sistemu). Tipična reakcija je dokazana s propanom.

2C₃H₈ + Cl₂ "2C₃H₈Cl

Kompleksni alkani z visoko molekulsko maso, ki se nahajajo v surovi nafti, se pogosto delijo na manjše in bolj uporabne alkane s termičnim krekiranjem; S to metodo se proizvajajo tudi alkeni in vodikov plin.

Toplotno krekiranje se običajno izvaja pri visokih temperaturah in pogosto v prisotnosti katalizatorja. Dobimo zmes produktov, ki se lahko ločijo s frakcijsko destilacijo (Boundless, 2016)..

7- Druge uporabe alkanov

Alkani imajo druge namene, kot so že omenjeni. Spojine, kot je etan, se uporabljajo za proizvodnjo etilena, ki se uporablja za proizvodnjo etilen glikola (glavne sestavine antifriza) in polietilena, ki je najbolj razširjena plastika na svetu..

Propan se lahko uporablja kot hladilno sredstvo, kadar električna energija ni na voljo. Ko se plin širi, absorbira toploto.

Pravzaprav lahko povzroči ozebline. Obravnava se tudi kot nadomestilo za druga hladilna sredstva, vendar ima glavno pomanjkljivost, da je eksplozivna.

Butan je evforičen, zato je pogosto zlorabljen kot inhalant. Žal povzroča dušenje, aritmijo srca in krče v mišicah dihalnih poti v pljučih..

Ta zadnja lastnost je vzrok "nenadne smrti odvisnika od drog" in je vzrok smrti v 55% primerov, povezanih z vdihavanjem topil..

Pentan lahko najdemo v bencinskih mešanicah, vendar je njegova glavna uporaba v industrijskem okolju kot "puhalo" pri ustvarjanju plastičnih pen.

Kot propan se lahko uporablja tudi kot hladilno sredstvo. Izomer, izopentan, se pogosto uporablja v zobnih pastah.

Heksan in izoheksan sta prednostna topila pri predelavi hrane, zlasti izoheksan, ker sta netoksična in imata nevtralen pH..

Reference

1. Advameg, Inc. (S.F.). Mazalno olje. Izterjal iz makehow.com.
2. Advameg, Inc. (S.F.). Organska kemija - aplikacije v resničnem življenju. Vzpostavljeno iz scienceclarified.com.
3. (2016, 20. september). Alkani. Izterjano iz boundless.com.
4. (2016, 26. maj). Reakcije Alkanov. Izterjano iz boundless.com.
5. Haydon Armstrong, J. H. (S.F.). Mazalno olje. Vzpostavljeno iz energyeducation.ca.
6. co.uk. (2015). Alkanski tipi in strukture. Vzpostavljeno iz petroleum.si.
7. Lastnosti in uporabe alkanov. (S.F.). Izterjano iz ausetute.com.
8. Uporaba alkana. (2011). Vzpostavljeno iz hzorganichemistry.wordpress.com.