7-ТЕ УПОТРЕБИ И ПРИЛОЖЕНИЯ НА ОСНОВНИТЕ АЛКАНИ - ХИМИЯ - 2026

Някои приложения и приложения на алканите са като гориво, бензин, дизел-, като разтворители - пентан, хексан, изохексан и хептан-, като смазочни материали или като восъци и парафини.

Алканите са съединения, които съдържат само въглерод и водород, следователно те са въглеводороди. Известни са също като парафини или наситени въглеводороди, тъй като въглеродните и водородните атоми са свързани изключително чрез единични връзки.

Алкани принадлежат към хомоложна серия от органични съединения, в които членовете се различават от постоянна молекулна маса 14, която е СН ₂. Общата формула е CnH _{2n + 2.}

Алканите съдържат само единични връзки, което означава, че са наситени с водородни атоми. Те са основните въглеводороди и отправна точка за разбиране на химията на други по-сложни молекули.

Алканите получават името си от алкиловата група, която е съставена от един въглерод и три водорода.

Разбира се, те съдържат други групи, но последователно съдържат алкилова група. Краят "-ano" ви позволява да знаете, че в тези молекули има само единични връзки.

Най-малките членове на семейството на алканите са газове, докато най-големите съединения са течни и твърди съединения.

Те често се срещат в източници на гориво, като природен газ и нефт. Твърдите съединения обикновено имат восъчна текстура.

Основни приложения и приложения на алкани

1- Гориво

Основната употреба на алкани е за гориво. Неговата реакция на окисляване освобождава енергия, която може да се използва за генериране на електричество, движение на превозни средства или дори за готвене.

Късоверижните алкани като метан, етан, пропан и бутан са в газообразно състояние и могат да бъдат извлечени от находища на природен газ.

Метанът се използва като гориво за превозни средства, докато пропанът и бутанът се използват като готварски газ.

Алканите с по-дълги вериги са в течно състояние и могат да бъдат намерени в бензин или дизел. Когато говорим за висок октан, това се отнася до концентрацията на октан в горивото.

2- разтворители

Тъй като диполният момент между въглерод и кислород е много нисък, алканите нямат полярност на връзката, така че служат добре като аполарни разтворители.

Химиците имат максимум, който казва "подобен разтваря подобно", това означава, че полярните разтворители разтварят полярни вещества, а неполярните или неполярните разтворители разтварят неполярните вещества.

Съединения като пентан, хексан, изохексан и хептан се използват в лабораторията и в промишлеността като разтворители за реакции в неполярна среда. Нонанът е основният компонент на керосина.

3- Смазки

Алкани със 17 или повече въглеродни молекули се използват като смазочни материали и антикорозивни вещества, тъй като хидрофобният им характер означава, че водата не може да достигне металната повърхност. Предвид тяхната плътност и вискозитет, те са идеални за тази употреба.

Смазочните масла с различен вискозитет могат да се смесват помежду си и именно тази способност да ги смесвате прави някои масла толкова полезни.

Например, обикновено моторно масло обикновено е смес от масло с нисък вискозитет, което позволява лесно стартиране при студени температури и масло с висок вискозитет за по-добри показатели при нормални работни температури.

От римско време много течности, включително вода, се използват като смазочни материали, за да се сведе до минимум триенето, топлината и износването между механични части, които са в контакт помежду си.

Днес смазочното масло е най-широко използваният продукт поради широкия си набор от възможни приложения.

4- Восъци и парафини

Алканите са известни още като парафини, което прави този термин много объркващ, тъй като парафинът също се отнася до вид восък.

За да се изяснят понятията, всеки наситен въглеводород (с формула CnH _{2n + 2}) е парафин и смес от тези молекули може да се използва за получаване на восък, наречен парафинов восък.

По принцип алканите, използвани в този восък, имат въглеродни вериги, които съдържат 20 до 40 въглерода. Следователно парафиновият восък е вид восък, направен от парафини или алкани.

Парафиновият восък се характеризира с ниска точка на топене, гъвкава структура и лесно изгаряне. Обикновено се използва при свещи и пастели.

5- асфалт

Асфалтът присъства в суров нефт и се състои от смес от въглеводороди, особено верижни алкани с 35 въглерода или повече. Асфалтът има полутвърда, вискозна консистенция.

Основната му употреба е изграждането на пътища, тъй като добавянето на пясък или чакъл към асфалта произвежда твърда смес, идеална за този тип употреба.

Когато плътността му е по-ниска, тя е известна още като смола и може да се използва като хидроизолационен агент.

6- Химически реакции

В сравнение с алкените и алкините, алканите са сравнително нереактивни поради липсата на по-слаба пи връзка в техните въглеродни скелети. Съществуват обаче някои класове реакции, които обикновено се извършват с алкани.

Най-важната реакция, на която се подлагат алканите, е изгарянето. По-малките линейни алкани се окисляват по-лесно от по-големите, разклонени молекули.

Алканите могат да изгорят в присъствието на кислород, за да се получи въглероден диоксид, вода и енергия.

В ограничени количества кислород продуктите са въглероден оксид, вода и енергия. Поради тази причина алканите често се използват като източници на гориво.

C ₃ H ₈ + 5О ₂ »3CO ₂ + 4Н ₂ О + енергия

Последователна реакция, в допълнение към изгарянето, на която се подлагат алканите, е халогенирането на свободните радикали.

В този процес водородите в алкиловите групи се заменят с халогени (молекули като хлор и бром в периодичната таблица). Типичната реакция е демонстрирана с помощта на пропан.

2С ₃ H ₈ + Cl ₂ »2С ₃ H ₈ Cl

Сложните алкани с високо молекулно тегло, намиращи се в суров нефт, често се разделят на по-малки и по-полезни алкани чрез термично напукване; Алкените и водородният газ също се получават по този метод.

Термичното напукване обикновено се извършва при високи температури и често в присъствието на катализатор. Получава се смес от продукти и тези алкани и алкени могат да бъдат разделени чрез фракционна дестилация.

7- Други приложения на алкани

Алканите имат и други приложения освен споменатите вече. Съединения като етан се използват за производството на етилен, който се използва за получаване на етиленгликол (основният компонент на антифриза) и полиетилен, който е най-широко използваната пластмаса в световен мащаб.

Пропанът може да се използва като хладилен агент, когато няма електричество. Докато газът се разширява, той абсорбира топлината.

Всъщност може да причини измръзване. Освен това се разглежда като заместител на други хладилни агенти, но основният недостатък е експлозивността.

Бутанът е еуфоричен, затова често се злоупотребява като инхалатор. За съжаление причинява задушаване, сърдечна аритмия и спазми на мускулите на дихателните пътища в белите дробове.

Това последно свойство е причина за "внезапната смърт на наркоман" и е причина за смъртта в 55% от случаите, свързани с вдишването на разтворители.

Пентанът може да се намери в бензинови смеси, но основната му употреба в индустриалните условия е като "вентилатор" при създаването на пластмасови пени.

Също така, като пропан, той може да се използва като хладилен агент. Изомерът му, изопентан, обикновено се използва в пастите за зъби.

Хексанът и изохексанът са предпочитаните разтворители в хранителната обработка, особено изохексана, тъй като те са нетоксични и имат неутрално pH.

Препратки

1. Advameg, Inc. (SF). Смазочно масло. Възстановени от madehow.com.
2. Advameg, Inc. (SF). Органична химия - приложения в реалния живот. Възстановени от scienceclarified.com.
3. (2016 г., 20 септември). Алкани. Възстановени от limitless.com.
4. (2016 г., 26 май). Реакции на Алканес. Възстановени от limitless.com.
5. Хайдън Армстронг, JH (SF). Смазочно масло. Възстановен от energyeducation.ca.
6. co.uk. (2015). Видове и структури на Alkane. Възстановен от petroleum.co.uk.
7. Свойства и употреба на Алканес. (SF). Възстановени от ausetute.com.
8. Използване на Алкан. (2011 г.). Възстановена от hzorganichemistry.wordpress.com.