Niektóre zastosowania i zastosowania alkanów Są jak paliwo - gaz, benzyna, olej napędowy, jako rozpuszczalniki - pentan, heksan, izoheksan i heptan - jako smary lub woski i parafiny.

Alkany to związki zawierające tylko węgiel i wodór, dlatego są węglowodorami. Znane są również jako parafiny lub nasycone węglowodory, ponieważ atomy węgla i wodoru są połączone wyłącznie prostymi wiązaniami.

Alkany należą do homologicznej serii związków organicznych, w których członkowie różnią się stałą masą cząsteczkową 14, którą jest CH₂. Ogólny wzór to CnH_{2n+2 (Advameg, Inc., S.F.).}

Alkany zawierają tylko proste wiązania, co oznacza, że ​​są nasycone atomami wodoru. Są podstawowymi węglowodorami i punktami wyjścia do zrozumienia chemii innych bardziej złożonych cząsteczek.

Alkany są nazwane od grupy alkilowej, która składa się z jednego węgla i trzech atomów wodoru.

Oczywiście zawierają one inne grupy, ale konsekwentnie zawierają grupę alkilową. Zakończenie „-ano” pozwala wiedzieć, że w tych cząsteczkach są tylko proste łącza.

Najmniejszymi członkami rodziny alkanów są gazy, podczas gdy większe związki są związkami ciekłymi i stałymi.

Są one powszechnie spotykane w źródłach paliwa, takich jak gaz ziemny i olej. Stałe związki mają zazwyczaj teksturę woskowatą (Boundless, 2016).

Główne zastosowania i zastosowania alkanów

1- Paliwo

Głównym zastosowaniem alkanów jest paliwo. Jego reakcja utleniania uwalnia energię, która może być wykorzystana do wytwarzania energii elektrycznej, przemieszczania pojazdów, a nawet gotowania.

Krótkołańcuchowe alkany, takie jak metan, etan, propan i butan, są w stanie gazowym i mogą być wydobywane ze złóż gazu ziemnego.

Metan jest używany jako paliwo dla pojazdów, podczas gdy propan i butan są używane jako gaz do gotowania.

Dłuższe łańcuchy alkanów są w stanie ciekłym i można je znaleźć w benzynie lub oleju napędowym. Mówiąc o wysokiej liczbie oktanowej, należy odnieść się do stężenia oktanowego w paliwie (Właściwości i zastosowania alkanów, S.F.).

2- Rozpuszczalniki

Ponieważ moment dipolowy między węglem i tlenem jest bardzo niski, alkany nie mają polarności wiązania, więc doskonale służą jako rozpuszczalniki niepolarne..

Chemicy mają maksymę, która mówi „jak rozpuszcza się”, oznacza to, że rozpuszczalniki polarne rozpuszczają substancje polarne, a niepolarne lub niepolarne rozpuszczalniki rozpuszczają substancje niepolarne.

Związki takie jak pentan, heksan, izoheksan i heptan są stosowane w laboratorium i przemyśle jako rozpuszczalnik do reakcji w środowisku niepolarnym. Nano jest głównym składnikiem nafty (Petroleum.co.uk, 2015).

3- Smary

Alkany z 17 lub więcej cząsteczkami węgla są stosowane jako smary i środki antykorozyjne, ponieważ ich hydrofobowy charakter oznacza, że ​​woda nie może dotrzeć do powierzchni metalu. Biorąc pod uwagę jego gęstość i lepkość są idealne do tego zastosowania.

Oleje smarujące o różnych lepkościach można mieszać ze sobą i to właśnie ta zdolność ich mieszania sprawia, że ​​niektóre oleje są tak użyteczne.

Na przykład, zwykły olej silnikowy jest zazwyczaj mieszaniną oleju o niskiej lepkości, aby umożliwić łatwy rozruch w niskich temperaturach i olej o wysokiej lepkości dla lepszej wydajności w normalnych temperaturach roboczych (Haydon Armstrong, S.F.).

Od czasów rzymskich wiele płynów, w tym woda, było stosowanych jako smary w celu zminimalizowania tarcia, ciepła i zużycia między częściami mechanicznymi stykającymi się ze sobą.

Obecnie olej smarowy jest najczęściej stosowanym produktem ze względu na szeroki zakres możliwych zastosowań (Advameg, Inc., S.F.).

4- Woski i parafiny

Alkany są również znane jako parafiny, co czyni ten termin bardzo mylącym, ponieważ parafina odnosi się również do rodzaju wosku.

Wyjaśnienie pojęć, każdy nasycony węglowodór (o wzorze CnH_{2n +2}) jest parafiną, a mieszanina tych cząsteczek może być użyta do wytworzenia wosku zwanego woskiem parafinowym.

Ogólnie, alkany stosowane w tym wosku mają łańcuchy węglowe, które zawierają 20 do 40 węgli. Dlatego wosk parafinowy jest rodzajem wosku wykonanego z parafin lub alkanów.

Wosk parafinowy charakteryzuje się niską temperaturą topnienia, elastyczną strukturą i łatwym spalaniem. Zwykle jest używany w świecach i kredkach.

5- Asfaltowanie

Asfalt występuje w ropie naftowej i składa się z mieszaniny węglowodorów, zwłaszcza łańcuchów alkanowych o 35 lub więcej atomach węgla. Asfalt ma lepką i półstałą konsystencję.

Jego głównym zastosowaniem jest budowa dróg ze względu na fakt, że dodawanie piasku lub żwiru do asfaltu daje solidną mieszankę idealną do tego typu zastosowań..

Gdy jego gęstość jest niższa, jest również znana jako pak i może być stosowana jako hydroizolacja (Zastosowania Alkane, 2011).

6- Reakcje chemiczne

W porównaniu z alkenami i alkinami, alkany są stosunkowo niereaktywne ze względu na brak słabszego wiązania pi w ich szkieletach węglowych. Istnieją jednak pewne rodzaje reakcji, które zwykle przeprowadza się za pomocą alkanów.

Najważniejszą reakcją, jaką jest doświadczenie alkanów, jest spalanie. Mniejsze liniowe alkany utleniają się łatwiej niż większe, bardziej rozgałęzione cząsteczki.

Alkany mogą spalać się w obecności tlenu, wytwarzając dwutlenek węgla, wodę i energię.

W sytuacjach z ograniczoną ilością tlenu produkty są tlenkiem węgla, wodą i energią. Z tego powodu alkany są często używane jako źródła paliwa.

C₃H₈ + 5O₂ „3CO₂ + 4H₂O + energia

Konsekwentna reakcja, oprócz spalania, której doświadczają alkany, jest halogenowaniem wolnych rodników.

W tym procesie wodory w grupach alkilowych są zastępowane halogenami (cząsteczki takie jak chlor i brom w układzie okresowym). Typową reakcję demonstruje się za pomocą propanu.

2C₃H₈ + Cl₂ „2C₃H₈Cl

Złożone alkany o wysokiej masie cząsteczkowej występujące w ropie naftowej są często dzielone na mniejsze i bardziej użyteczne alkany przez kraking termiczny; Alkeny i gazowy wodór są również wytwarzane przy użyciu tej metody.

Kraking termiczny zazwyczaj prowadzi się w wysokich temperaturach, a często w obecności katalizatora. Otrzymuje się mieszaninę produktów, a te alkany i alkeny można rozdzielić metodą destylacji frakcyjnej (Boundless, 2016).

7- Inne zastosowania alkanów

Alkany mają inne zastosowania niż wymienione. Związki takie jak etan są wykorzystywane do produkcji etylenu, który jest wykorzystywany do produkcji glikolu etylenowego (głównego składnika środka przeciw zamarzaniu) i polietylenu, który jest najczęściej stosowanym tworzywem sztucznym na świecie..

Propan może być stosowany jako czynnik chłodniczy, gdy energia elektryczna nie jest dostępna. Gdy gaz rozszerza się, pochłania ciepło.

W rzeczywistości może powodować odmrożenia. Jest również uważany za zamiennik innych czynników chłodniczych, ale ma główną wadę, ponieważ jest wybuchowy.

Butan jest euforyczny, dlatego często jest nadużywany jako środek wziewny. Niestety powoduje krztuszenie się, arytmię serca i skurcze w mięśniach dróg oddechowych w płucach.

Ta ostatnia własność 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” w tworzeniu pianek z tworzyw sztucznych.

Ponadto, podobnie jak propan, może być stosowany jako czynnik chłodniczy. Jego izomer, izopentan, jest powszechnie stosowany w pastach do zębów.

Heksan i izoheksan są preferowanymi rozpuszczalnikami w przetwórstwie spożywczym, zwłaszcza izoheksanie, ponieważ są nietoksyczne i mają neutralne pH.

Referencje

1. Advameg, Inc. (S.F.). Olej smarujący. Odzyskany z madehow.com.
2. Advameg, Inc. (S.F.). Chemia organiczna - aplikacje z prawdziwego życia. Źródło: scienceclarified.com.
3. (2016, 20 września). Alkany. Odzyskany ze strony boundless.com.
4. (2016, 26 maja). Reakcje alkanów. Odzyskany ze strony boundless.com.
5. Haydon Armstrong, J. H. (S.F.). Olej smarujący. Źródło: energyeducation.ca.
6. co.uk. (2015). Typy i struktury alkanów. Pobrane z petroleum.co.uk.
7. Właściwości i zastosowania alkanów. (S.F.). Odzyskane z ausetute.com.
8. Zastosowania alkanu. (2011). Pobrane z hzorganichemistry.wordpress.com.