Nějaký použití a aplikace alkanů Jsou jako palivo - plyn, benzín, nafta -, jako rozpouštědla - pentan, hexan, izohexan a heptan -, jako maziva nebo jako vosky a parafiny.
Alkany jsou sloučeniny, které obsahují pouze uhlík a vodík, jsou tedy uhlovodíky. Jsou také známé jako parafiny nebo nasycené uhlovodíky, protože atomy uhlíku a vodíku jsou spojeny výhradně jednoduchými vazbami..
Alkany patří do homologní řady organických sloučenin, ve kterých se členové liší konstantní molekulovou hmotností 14, což je CHdva. Obecný vzorec je CnH2n + dva.
Alkany obsahují pouze jednoduché vazby, což znamená, že jsou nasyceny atomy vodíku. Jsou základními uhlovodíky a výchozími body pro pochopení chemie dalších složitějších molekul.
Alkany dostávají svůj název od alkylové skupiny, která je tvořena jedním uhlíkem a třemi vodíky.
Samozřejmě obsahují další skupiny, ale trvale obsahují alkylovou skupinu. Koncovka „-ano“ vám dává vědět, že v těchto molekulách jsou pouze jednotlivé vazby.
Nejmenšími členy rodiny alkanů jsou plyny, zatímco největšími sloučeninami jsou kapalné a pevné sloučeniny..
Obvykle se nacházejí ve zdrojích paliv, jako je zemní plyn a ropa. Pevné sloučeniny mají obvykle voskovou strukturu.
Alkanany se používají hlavně jako palivo. Jeho oxidační reakce uvolňuje energii, kterou lze použít k výrobě elektřiny, k pohybu vozidel nebo dokonce k vaření.
Alkany s krátkým řetězcem, jako je methan, etan, propan a butan, jsou v plynném stavu a můžeme je extrahovat z ložisek zemního plynu.
Metan se používá jako palivo ve vozidle, zatímco propan a butan se používají jako plyn na vaření..
Alkany s delším řetězcem jsou v kapalném stavu a lze je najít v benzínu nebo naftě. Když mluvíme o vysokém oktanu, vztahuje se to ke koncentraci oktanu v palivu.
Vzhledem k tomu, že dipólový moment mezi uhlíkem a kyslíkem je velmi nízký, nemají alkany polaritu vazby, takže dokonale slouží jako nepolární rozpouštědla..
Chemici mají zásadu, že „podobné se rozpouští podobně“, to znamená, že polární rozpouštědla rozpouští polární látky a nepolární nebo nepolární rozpouštědla rozpouští nepolární látky.
Sloučeniny jako pentan, hexan, isohexan a heptan se používají v laboratoři a v průmyslu jako rozpouštědla pro reakce v nepolárním prostředí. Nonan je hlavní složkou petroleje.
Alkany se 17 nebo více molekulami uhlíku se používají jako maziva a antikoroziva, protože jejich hydrofobní povaha znamená, že voda nemůže dosáhnout kovového povrchu. Vzhledem k jejich hustotě a viskozitě jsou pro toto použití ideální.
Mazací oleje různých viskozit se mohou navzájem míchat a právě tato schopnost je míchat činí některé oleje tak užitečnými..
Například běžný motorový olej je obecně směs nízkoviskózního oleje, který umožňuje snadné spuštění při nízkých teplotách, a vysoce viskózní olej pro lepší výkon při normálních provozních teplotách..
Od římských dob se jako maziva používá mnoho kapalin, včetně vody, aby se minimalizovalo tření, teplo a opotřebení mezi mechanickými částmi, které jsou ve vzájemném kontaktu..
Dnes je mazací olej nejpoužívanějším produktem díky široké škále možných aplikací.
Alkany jsou také známé jako parafiny, což činí tento termín velmi matoucí, protože parafín také označuje určitý druh vosku..
Objasnění pojmů, jakýkoli nasycený uhlovodík (se vzorcem CnH2n + dva) je parafín a ze směsi těchto molekul lze vyrobit vosk zvaný parafinový vosk.
Obecně mají alkany použité v tomto vosku uhlíkové řetězce obsahující 20 až 40 uhlíků. Proto je parafinový vosk typem vosku vyrobeného z parafinů nebo alkanů..
Parafinový vosk se vyznačuje nízkou teplotou tání, pružnou strukturou a snadným spalováním. Obecně se používá ve svíčkách a pastelkách.
Asfalt je přítomen v surové ropě a sestává ze směsi uhlovodíků, zejména řetězcových alkanů s 35 uhlíky nebo více. Asfalt má viskózní a polotuhou konzistenci.
Jeho hlavním využitím je výstavba silnic, protože přidáním písku nebo štěrku do asfaltu vzniká pevná směs ideální pro tento typ použití..
Pokud je jeho hustota nižší, je také známá jako smola a lze ji použít jako hydroizolační prostředek..
Ve srovnání s alkeny a alkyny jsou alkany relativně nereaktivní kvůli absenci slabší vazby pí v jejich uhlíkových kostrách. Existují však některé třídy reakcí, které se běžně provádějí s alkany..
Nejdůležitější reakcí, kterou alkany procházejí, je spalování. Menší lineární alkany se snadněji oxidují než větší a více rozvětvené molekuly.
Alkany mohou za přítomnosti kyslíku hořet za vzniku oxidu uhličitého, vody a energie.
V situacích s nedostatkem kyslíku jsou produkty oxid uhelnatý, voda a energie. Z tohoto důvodu se jako zdroje paliva často používají alkany..
C3H8 + 5Odva „3COdva + 4HdvaO + energie
Konzistentní reakcí, kromě spalování, kterou alkany procházejí, je halogenace volných radikálů..
V tomto procesu jsou vodíky v alkylových skupinách nahrazeny halogeny (molekuly jako chlor a brom v periodické tabulce). Typická reakce je demonstrována za použití propanu.
2 C.3H8 + Cldva „2 C3H8Cl
Složité alkany s vysokou molekulovou hmotností nalezené v ropě se často dělí na menší, užitečnější alkany tepelným krakováním; Pomocí této metody se také vyrábějí alkeny a plynný vodík..
Tepelné štěpení se obvykle provádí při vysokých teplotách a často za přítomnosti katalyzátoru. Získá se směs produktů a tyto alkany a alkeny lze oddělit frakční destilací.
Alkany mají kromě již zmíněných i jiné využití. Sloučeniny, jako je ethan, se používají k výrobě ethylenu, který se používá k výrobě ethylenglykolu (hlavní složky nemrznoucí směsi) a polyethylenu, který je celosvětově nejpoužívanějším plastem..
Pokud není k dispozici elektřina, lze jako chladivo použít propan. Jak se plyn rozpíná, absorbuje teplo.
Ve skutečnosti může způsobit omrzliny. Rovněž se považuje za náhradu jiných chladiv, ale má hlavní nevýhodu spočívající v tom, že je výbušný.
Butan je euforický, takže se často zneužívá jako inhalační prostředek. Bohužel způsobuje udušení, srdeční arytmii a křeče ve svalech dýchacích cest v plicích..
Tato poslední vlastnost je příčinou „náhlé smrti drogově závislého“ a je příčinou smrti v 55% případů souvisejících s vdechováním rozpouštědel.
Pentan lze nalézt v benzínových směsích, ale jeho primární použití v průmyslovém prostředí je jako „dmychadlo“ při vytváření plastových pěn..
Stejně jako propan může být použit jako chladivo. Jeho izomer, isopentan, se běžně používá v zubních pastách.
Hexan a isohexan jsou preferovaná rozpouštědla při zpracování potravin, zejména isohexan, protože jsou netoxické a mají neutrální pH.
Zatím žádné komentáře