PÄÄALKAANIEN 7 KÄYTTÖTARKOITUSTA JA SOVELLUSTA - KEMIA - 2026

Jotkut alkaanien käyttökohteet ovat polttoaineena kaasu, bensiini, diesel, liuottimina pentaani, heksaani, isoheksaani ja heptaani, voiteluaineina tai vahoina ja parafiinina.

Alkaanit ovat yhdisteitä, jotka sisältävät vain hiiltä ja vetyä, joten ne ovat hiilivetyjä. Ne tunnetaan myös nimellä parafiinit tai tyydyttyneet hiilivedyt, koska hiili- ja vetyatomit on kytketty yksinomaan yksisidoksilla.

Alkaanien kuuluvat homologisen sarjan orgaanisia yhdisteitä, joissa jäsenet eroavat vakio molekyylipaino 14, joka on CH ₂. Yleinen kaava on nH _{2n + 2.}

Alkaanit sisältävät vain yksittäisiä sidoksia, mikä tarkoittaa, että ne ovat tyydyttyneitä vetyatomeilla. Ne ovat emäksisiä hiilivetyjä ja lähtökohtia ymmärtämään muiden monimutkaisempien molekyylien kemiaa.

Alkaanit saavat nimensä alkyyliryhmästä, joka koostuu yhdestä hiilestä ja kolmesta vedystä.

Tietenkin ne sisältävät muita ryhmiä, mutta ne sisältävät jatkuvasti alkyyliryhmän. Loppu "-ano" antaa sinun tietää, että näissä molekyyleissä on vain yksittäisiä sidoksia.

Alkaaniryhmän pienimmät jäsenet ovat kaasuja, kun taas suuret yhdisteet ovat nestemäisiä ja kiinteitä yhdisteitä.

Niitä esiintyy yleisesti polttoaineiden lähteissä, kuten maakaasussa ja öljyssä. Kiinteät yhdisteet ovat tyypillisesti vahamaisia.

Alkaanien pääasialliset käyttökohteet

1- Polttoaine

Alkaanien pääasiallinen käyttö on polttoainetta. Sen hapettumisreaktio vapauttaa energiaa, jota voidaan käyttää sähkön tuottamiseen, ajoneuvojen siirtämiseen tai jopa kokkiin.

Lyhytketjuiset alkaanit, kuten metaani, etaani, propaani ja butaani, ovat kaasumaisessa tilassa ja voimme erottaa ne maakaasukentistä.

Metaania käytetään ajoneuvon polttoaineena, kun taas propaania ja butaania käytetään keittokaasuna.

Pidemmän ketjun alkaanit ovat nestemäisessä tilassa ja niitä voi löytää bensiinistä tai dieselistä. Kun puhutaan korkeasta oktaanista, se viittaa oktaanipitoisuuteen polttoaineessa.

2 - Liuottimet

Koska hiilen ja hapen välinen dipolimomentti on hyvin pieni, alkaanilla ei ole sidospolaarisuutta, joten ne toimivat hyvin apolaarisina liuottimina.

Kemisteillä on maksimi, joka sanoo "samanlainen liukenee samanlainen", tämä tarkoittaa, että polaariset liuottimet liuottavat polaarisia aineita ja ei-polaariset tai ei-polaariset liuottimet liuottavat ei-polaarisia aineita.

Yhdisteitä, kuten pentaania, heksaania, isoheksaania ja heptaania, käytetään laboratoriossa ja teollisuudessa liuottimina reaktioissa ei-polaarisessa väliaineessa. Nonaani on petrolin pääkomponentti.

3 - Voiteluaineet

Alkaaneja, joissa on 17 tai enemmän hiilimolekyylejä, käytetään voiteluaineina ja korroosionestoaineina, koska niiden hydrofobinen luonne tarkoittaa, että vesi ei pääse metallin pintaan. Tiheyden ja viskositeetin vuoksi ne ovat täydellisiä tähän käyttöön.

Eri viskositeetin mukaiset voiteluöljyt voivat sekoittua keskenään, ja juuri tämä kyky sekoittaa niitä tekee joistakin öljyistä niin hyödyllisiä.

Esimerkiksi tavallinen moottoriöljy on yleensä sekoitus pieniviskositeettista öljyä helpon käynnistymisen mahdollistamiseksi kylmissä lämpötiloissa ja korkean viskositeetin öljy paremman suorituskyvyn saavuttamiseksi normaaleissa käyttölämpötiloissa.

Rooma-ajoista lähtien monia nesteitä, mukaan lukien vesi, on käytetty voiteluaineina kitkan, lämmön ja kulumisen minimoimiseksi keskenään kosketuksissa olevien mekaanisten osien välillä.

Nykyään voiteluöljy on laajimmin käytetty tuote laajan mahdollisen sovellusalueensa vuoksi.

4 - vahat ja parafiinit

Alkaanit tunnetaan myös parafineina, mikä tekee tästä termistä erittäin hämmentävän, koska parafiini viittaa myös vahatyyppiin.

Käsitteiden selventämiseksi mikä tahansa tyydyttynyt hiilivety (jolla on kaava CnH2n _{+ 2}) on parafiini ja näiden molekyylien seosta voidaan käyttää parafiinivahaksi kutsutun vahan valmistamiseksi.

Yleensä tässä vahassa käytetyillä alkaanilla on hiiliketjuja, jotka sisältävät 20 - 40 hiiltä. Siksi parafiinivaha on eräänlainen parafiinista tai alkaanista valmistettu vaha.

Parafiinivahalle on ominaista matala sulamispiste, joustava rakenne ja helppo palaminen. Sitä käytetään yleensä kynttilöissä ja värikynissä.

5 - asfaltti

Raakaöljyssä on asfalttia ja se koostuu hiilivetyjen seoksesta, erityisesti ketjualkaanista, joissa on vähintään 35 hiiltä. Asfaltilla on puolikiinteä, viskoosinen koostumus.

Sen pääkäyttö on teiden rakentaminen, koska hiekan tai soran lisääminen asfaltiin tuottaa kiinteän seoksen, joka on ihanteellinen tämän tyyppiseen käyttöön.

Kun sen tiheys on pienempi, sitä kutsutaan myös sävelkorkeudeksi ja sitä voidaan käyttää vedeneristysaineena.

6- Kemialliset reaktiot

Verrattuna alkeeniin ja alkyeneihin, alkaanit ovat suhteellisen reagoimattomia johtuen heikommasta pi-sidoksen puuttumisesta hiilirunkoissaan. On kuitenkin joitain reaktioluokkia, jotka suoritetaan yleensä alkaanien kanssa.

Tärkein reaktio, jonka alkaanit läpikäyvät, on palaminen. Pienemmät lineaariset alkaanit hapettuvat helpommin kuin suuremmat, haarautuneemmat molekyylit.

Alkaanit voivat polttaa hapen läsnä ollessa tuottaen hiilidioksidia, vettä ja energiaa.

Happirajoitetuissa tilanteissa tuotteet ovat hiilimonoksidi, vesi ja energia. Tästä syystä alkaania käytetään usein polttoaineen lähteinä.

C ₃ H ₈ + 5O ₂ »3CO ₂ + 4H ₂ O + energia

Yhtenäinen reaktio, joka alkaanien läpi tapahtuu palamisen lisäksi, on vapaiden radikaalien halogenointi.

Tässä prosessissa alkyyliryhmien vedyt korvataan halogeeneilla (molekyylit, kuten kloori ja bromi jaksollisessa taulukossa). Tyypillinen reaktio osoitetaan käyttämällä propaania.

2C ₃ H ₈ + CI ₂ »2C ₃ H ₈: lla

Raakaöljystä löytyvät monimutkaiset alkaanit, joiden molekyylipainot ovat suuret, jaetaan usein pienempiin ja käyttökelpoisempiin alkaaneihin lämpökrakkaamalla; Alkeeneja ja vetykaasua tuotetaan myös tällä menetelmällä.

Terminen krakkaus suoritetaan tyypillisesti korkeissa lämpötiloissa ja usein katalyytin läsnä ollessa. Saadaan tuotteiden seos, ja nämä alkaanit ja alkeenit voidaan erottaa fraktiotislauksella.

7- Muut alkaanien käyttötavat

Alkaanilla on muita käyttöjä kuin jo mainitut. Yhdisteitä, kuten etaania, käytetään eteenin valmistukseen, jota käytetään eteeniglykolin (jäätymisenestoaineen pääkomponentti) ja polyeteenin, joka on maailman laajimmin käytetty muovi, valmistukseen.

Propaania voidaan käyttää kylmäaineena, kun sähköä ei ole saatavana. Kun kaasu laajenee, se imee lämpöä.

Itse asiassa se voi aiheuttaa paleltumia. Sitä pidetään myös muiden kylmäaineiden korvikkeena, mutta sen suurimpana haittana on räjähtävyys.

Butaani on euforinen, joten sitä käytetään väärin inhalaattorina. Valitettavasti se aiheuttaa tukehtumista, sydämen rytmihäiriöitä ja keuhkojen hengitysteiden lihaksien kouristuksia.

Tämä viimeinen ominaisuus on syy "huumeiden käyttäjän äkilliselle kuolemalle", ja se on kuolinsyy 55 prosentissa tapauksista, jotka liittyvät liuottimien hengittämiseen.

Pentaania löytyy bensiiniseoksista, mutta sen ensisijainen käyttö teollisuusympäristössä on "puhallin" muovivaahtojen luomisessa.

Samoin, kuten propaania, sitä voidaan käyttää myös kylmäaineena. Sen isomeeriä, isopentaania, käytetään yleisesti hammastahnoissa.

Heksaani ja isoheksaani ovat edullisia liuottimia elintarvikkeiden valmistuksessa, erityisesti isoheksaani, koska ne eivät ole myrkyllisiä ja niiden pH on neutraali.

Viitteet

1. Advameg, Inc. (SF). Voiteluöljy. Palautettu madehow.com-sivustosta.
2. Advameg, Inc. (SF). Orgaaninen kemia - tosielämän sovellukset. Palautettu osoitteesta scienceclarified.com.
3. (2016, 20. syyskuuta). Alkaanit. Palautettu osoitteesta borderless.com.
4. (2016, 26. toukokuuta). Alkaanien reaktiot. Palautettu osoitteesta borderless.com.
5. Haydon Armstrong, JH (SF). Voiteluöljy. Palautettu energiakoulutuksesta.ca.
6. co.uk. (2015). Alkaanityypit ja rakenteet. Palautettu petroleum.com -sivustolta.
7. Alkaanien ominaisuudet ja käyttö. (SF). Palautettu ausetute.com -sivustolta.
8. Alkaanin käyttö. (2011). Palautettu osoitteesta hzorganichemistry.wordpress.com.