- Glavne uporabe i primjene alkana
- 1- Gorivo
- 2- otapala
- 3- Maziva
- 4- Voskovi i parafini
- 5- Asfalt
- 6- Kemijske reakcije
- 7- Ostale uporabe alkana
- Reference
Neke uporabe i primjene alkana su kao gorivo - benzin, benzin, dizel - kao otapala --pentan, heksan, izoheksan i heptan -, kao maziva ili kao voskovi i parafini.
Alkani su spojevi koji sadrže samo ugljik i vodik, dakle oni su ugljikovodici. Poznati su i kao parafini ili zasićeni ugljikovodici jer su atomi ugljika i vodika povezani isključivo jednostrukim vezama.
Alkani pripadaju homologne nizu organskih spojeva u kojima su članovi razlikuju stalnom molekulske mase 14 koji je CH 2. Opća formula je CnH 2n + 2.
Alkani sadrže samo jednostruke veze, što znači da su zasićene atomima vodika. Oni su osnovni ugljikovodici i polazište za razumijevanje kemije drugih složenijih molekula.
Alkani dobivaju svoje ime po alkilnoj skupini koja je sastavljena od jednog ugljika i tri vodika.
Naravno, sadrže i druge skupine, ali dosljedno sadrže alkilnu skupinu. Završetak "-ano" daje vam do znanja da u tim molekulama postoje samo jednostruke veze.
Najmanji članovi porodice alkana su plinovi, a najveći spojevi su tekući i kruti spojevi.
Oni se obično nalaze u izvorima goriva, kao što su prirodni plin i nafta. Čvrsti spojevi su obično voštane teksture.
Glavne uporabe i primjene alkana
1- Gorivo
Glavna upotreba alkana je za gorivo. Njegova reakcija oksidacije oslobađa energiju koja se može koristiti za proizvodnju električne energije, kretanje vozila ili čak kuhanje.
Alkani kratkog lanca, poput metana, etana, propana i butana, nalaze se u plinovitom stanju i mogu se vaditi iz polja prirodnog plina.
Metan se koristi kao pogonsko gorivo, dok se propan i butan koriste kao plin za kuhanje.
Alkani dužih lanaca su u tekućem stanju i mogu se naći u benzinu ili dizelu. Kada govorimo o visokoj oktani, to se odnosi na koncentraciju oktana u gorivu.
2- otapala
Budući da je dipolni moment između ugljika i kisika vrlo nizak, alkani nemaju polaritet veze, tako da dobro služe kao nepolarna otapala.
Kemičari imaju maksimum koji kaže da "slično otapa slično", to znači da polarna otapala otapaju polarne tvari, a nepolarna ili nepolarna otapala otapaju nepolarne tvari.
Spojevi poput pentana, heksana, izoheksana i heptana koriste se u laboratoriju i industriji kao otapala za reakcije u nepolarnom mediju. Nonan je glavna komponenta kerozina.
3- Maziva
Alkani sa 17 ili više molekula ugljika koriste se kao maziva i antikorozivna sredstva, jer njihova hidrofobna priroda znači da voda ne može doći do metalne površine. S obzirom na gustoću i viskoznost, savršeni su za ovu upotrebu.
Ulja za podmazivanje različitih viskoziteta mogu se međusobno miješati, a upravo ta sposobnost njihova miješanja čini neka ulja toliko korisnima.
Na primjer, obično motorno ulje je mješavina ulja niske viskoznosti koja omogućava jednostavno pokretanje na hladnim temperaturama i ulje visoke viskoznosti za bolje performanse pri normalnim radnim temperaturama.
Od rimskih vremena mnoge se tekućine, uključujući vodu, koriste kao maziva da bi se umanjilo trenje, toplina i habanje između mehaničkih dijelova koji su u međusobnom dodiru.
Danas je ulje za podmazivanje najčešće korišteni proizvod zbog širokog spektra mogućih primjena.
4- Voskovi i parafini
Alkani su poznati i kao parafini, što ovaj pojam čini vrlo zbunjujućim, jer se parafin odnosi i na vrstu voska.
Da bismo razjasnili koncepte, bilo koji zasićeni ugljikovodik (s formulom CnH 2n + 2) je parafin i mješavina tih molekula može se koristiti za izradu voska koji se naziva parafinski vosak.
Općenito, alkani koji se koriste u ovom vosku imaju ugljikove lance koji sadrže 20 do 40 ugljika. Stoga je parafinski vosak vrsta voska proizvedenog od parafina ili alkana.
Parafinski vosak karakterizira niska talište, fleksibilna struktura i lako gorenje. Obično se koristi u svijećama i bojicama.
5- Asfalt
Asfalt je prisutan u sirovoj nafti i sastoji se od mješavine ugljikovodika, posebno lančanih alkana od 35 ugljika ili više. Asfalt ima polučvrstu, viskoznu konzistenciju.
Njegova glavna upotreba je izgradnja cesta jer dodavanje pijeska ili šljunka asfaltu stvara čvrstu smjesu idealnu za ovu vrstu korištenja.
Kada je njegova gustoća niža, također je poznata i kao smola i može se koristiti kao hidroizolacijsko sredstvo.
6- Kemijske reakcije
U odnosu na alkene i alkine, alkani su relativno nereaktivni zbog nepostojanja slabije pi veze u njihovim ugljikovim kosturima. Međutim, postoje neke klase reakcija koje se obično izvode sa alkanima.
Najvažnija reakcija koja prolazi kroz alkane je izgaranje. Manji linearni alkani se lakše oksidiraju od većih, razgranatijih molekula.
Alkani se mogu sagorjeti u prisutnosti kisika da bi se stvorio ugljični dioksid, voda i energija.
U situacijama ograničenim kisikom, proizvodi su ugljični monoksid, voda i energija. Iz tog razloga, alkani se često koriste kao izvori goriva.
C 3 H 8 + 5a 2 »3CO 2 + 4H 2 O + energije
Dosljedna reakcija, osim sagorijevanja, koja prolazi kroz alkane je halogeniranje slobodnih radikala.
U ovom su postupku vodikovi u alkilnim skupinama zamijenjeni halogenima (molekulama poput klora i broma na periodičkoj tablici). Tipična reakcija demonstrirana je korištenjem propana.
2C 3 H 8 + Cl 2 »2C 3 H 8 Cl
Složeni alkani s visokom molekularnom težinom koji se nalaze u sirovoj nafti često se termičkim pucanjem dijele na manje i korisnije alkane; Alkeni i vodikov plin također se proizvode ovom metodom.
Termičko krekiranje se obično izvodi pri visokim temperaturama i često u prisutnosti katalizatora. Dobiva se mješavina proizvoda, a ti alkani i alkeni mogu se odvojiti frakcijskom destilacijom.
7- Ostale uporabe alkana
Alkanes ima i druge koristi osim onih koji su već spomenuti. Spojevi poput etana koriste se za proizvodnju etilena koji se koristi za proizvodnju etilen glikola (glavne komponente antifriza) i polietilena, koji je plastika koja se najviše koristi širom svijeta.
Propan se može koristiti kao rashladno sredstvo kada struja nije dostupna. Kako se plin širi, apsorbira toplinu.
U stvari, može uzrokovati smrzavanje. Također se razmišlja i kao zamjena za druga rashladna sredstva, ali glavni nedostatak predstavlja eksplozivnost.
Butan je euforičan, pa ga se često zlostavlja kao inhalant. Nažalost, izaziva gušenje, aritmiju srca i grčeve mišića dišnih putova u plućima.
Ovo posljednje svojstvo je uzrok „iznenadne smrti ovisnika o drogama“, a uzrok je smrti u 55% slučajeva povezanih s udisanjem otapala.
Pentan se može naći u benzinskim mješavinama, ali njegova je primarna primjena u industrijskim uvjetima kao "puhač" u stvaranju plastičnih pjena.
Također, poput propana, može se koristiti i kao rashladno sredstvo. Njezin se izomer, izopentan, najčešće koristi u pastama za zube.
Heksan i izoheksan su preferirana otapala u preradi hrane, posebno izoheksan, jer su netoksični i imaju neutralan pH.
Reference
- Advameg, Inc. (SF). Ulje za podmazivanje. Oporavilo od madehow.com.
- Advameg, Inc. (SF). Organska kemija - aplikacije u stvarnom životu. Oporavilo od scienceclarified.com.
- (2016., 20. rujna). Alkani. Oporavak bez ograničenja.com.
- (2016., 26. svibnja). Reakcije Alkana. Oporavak bez ograničenja.com.
- Haydon Armstrong, JH (SF). Ulje za podmazivanje. Oporavak od energyeducation.ca.
- co.uk. (2015). Vrste i strukture Alkane. Oporavak od petroleum.co.uk.
- Svojstva i upotreba Alkana. (SF). Oporavak od ausetute.com.
- Upotrebe Alkanea. (2011). Oporavak od hzorganichemistry.wordpress.com.