Nogle anvendelser og anvendelser af alkaner De er som brændstof -gas, benzin, diesel-, som opløsningsmidler - pentan, hexan, isohexan og heptan-, som smøremidler eller som voks og paraffiner.
Alkaner er forbindelser, der kun indeholder kulstof og brint, derfor er de kulbrinter. De er også kendt som paraffiner eller mættede kulbrinter, fordi carbon- og hydrogenatomer udelukkende er forbundet med enkeltbindinger..
Alkaner tilhører en homolog række organiske forbindelser, hvor medlemmerne adskiller sig med en konstant molekylvægt på 14, som er CHto. Den generelle formel er CnH2n + to.
Alkaner indeholder kun enkeltbindinger, hvilket betyder at de er mættet med hydrogenatomer. De er de grundlæggende kulbrinter og udgangspunktet for at forstå kemien i andre mere komplekse molekyler.
Alkaner får deres navn fra alkylgruppen, der består af et kulstof og tre hydrogener.
Naturligvis indeholder de andre grupper, men de indeholder konsekvent en alkylgruppe. Slutningen "-ano" lader dig vide, at der kun er enkeltbindinger i disse molekyler.
De mindste medlemmer af alkanfamilien er gasser, mens de største forbindelser er flydende og faste forbindelser..
De findes almindeligvis i brændstofkilder, såsom naturgas og olie. Faste forbindelser har typisk voksagtig struktur.
Hovedanvendelsen af alkaner er til brændstof. Dens oxidationsreaktion frigiver energi, der kan bruges til at generere elektricitet, flytte køretøjer eller endda lave mad.
Kortkædede alkaner, såsom methan, ethan, propan og butan, er i gasform, og vi kan ekstrahere dem fra naturgasaflejringer.
Metan bruges som køretøjsbrændstof, mens propan og butan bruges som kogegas..
Alkaner med længere kæde er i flydende tilstand og kan findes i benzin eller diesel. Når vi taler om højoktan, henviser det til koncentrationen af oktan i brændstoffet.
Da dipolmomentet mellem kulstof og ilt er meget lavt, har alkaner ikke bindingspolaritet, så de fungerer perfekt som apolære opløsningsmidler..
Kemikere har en maksim, der siger "lignende opløses ens", det betyder, at polære opløsningsmidler opløser polære stoffer, og ikke-polære eller ikke-polære opløsningsmidler opløser ikke-polære stoffer.
Forbindelser såsom pentan, hexan, isohexan og heptan anvendes i laboratoriet og i industrien som opløsningsmidler til reaktioner i et ikke-polært medium. Nonan er hovedkomponenten i petroleum.
Alkaner med 17 eller flere kulmolekyler anvendes som smøremidler og antikorrosiver, da deres hydrofobe natur betyder, at vand ikke kan nå metaloverfladen. I betragtning af deres tæthed og viskositet er de perfekte til denne anvendelse.
Smøreolier med forskellige viskositeter kan blandes med hinanden, og det er denne evne til at blande dem, der gør nogle olier så nyttige..
For eksempel er almindelig motorolie generelt en blanding af olie med lav viskositet for at muliggøre let start ved kolde temperaturer og en olie med høj viskositet for bedre ydelse ved normale driftstemperaturer..
Siden romertiden har mange væsker, herunder vand, været brugt som smøremidler for at minimere friktion, varme og slid mellem mekaniske dele i kontakt med hinanden..
I dag er smøreolie det mest anvendte produkt på grund af dets brede vifte af mulige anvendelser.
Alkaner er også kendt som paraffiner, hvilket gør dette udtryk meget forvirrende, fordi paraffin også refererer til en type voks..
Afklaring af begreberne, ethvert mættet carbonhydrid (med formlen CnH2n + to) er en paraffin, og en blanding af disse molekyler kan bruges til at fremstille en voks kaldet paraffinvoks.
Generelt har alkanerne, der anvendes i denne voks, carbonkæder indeholdende 20 til 40 carbonatomer. Derfor er paraffinvoks en type voks fremstillet af paraffiner eller alkaner..
Paraffinvoks er kendetegnet ved et lavt smeltepunkt, fleksibel struktur og let forbrænding. Generelt brugt i stearinlys og farveblyanter.
Asfalt er til stede i råolie og består af en blanding af carbonhydrider, især kædealkaner med mindst 35 carbonatomer. Asfalt har en tyktflydende og halvfast konsistens.
Dens vigtigste anvendelse er anlæggelse af veje, fordi tilføjelse af sand eller grus til asfalten producerer en solid blanding, der er ideel til denne type brug..
Når dens densitet er lavere, er den også kendt som pitch og kan bruges som et vandtætningsmiddel..
Sammenlignet med alkener og alkyner er alkaner relativt ikke-reaktive på grund af fraværet af en svagere pi-binding i deres carbonskeletter. Der er dog nogle klasser af reaktioner, der almindeligvis udføres med alkaner..
Den vigtigste reaktion, som alkaner gennemgår, er forbrænding. Mindre lineære alkaner oxideres lettere end større, mere forgrenede molekyler.
Alkaner kan brænde i nærvær af ilt for at producere kuldioxid, vand og energi.
I iltbegrænsede situationer er produkterne kulilte, vand og energi. Af denne grund anvendes alkaner ofte som brændstofkilder..
C3H8 + 5Oto ”3COto + 4HtoO + energi
En konsekvent reaktion ud over forbrænding, som alkaner gennemgår, er halogenering af frie radikaler..
I denne proces erstattes hydrogenerne i alkylgrupper med halogener (molekyler som chlor og brom i det periodiske system). En typisk reaktion demonstreres ved anvendelse af propan.
2 C3H8 + Clto "2 C3H8Cl
Komplekse alkaner med høje molekylvægte fundet i råolie opdeles ofte i mindre, mere nyttige alkaner ved termisk krakning; Alkener og brintgas produceres også ved hjælp af denne metode..
Termisk krakning udføres typisk ved høje temperaturer og ofte i nærværelse af en katalysator. Der opnås en blanding af produkter, og disse alkaner og alkener kan separeres ved fraktioneret destillation.
Alkanes har andre anvendelser bortset fra de allerede nævnte. Forbindelser som ethan anvendes til fremstilling af ethylen, som bruges til at producere ethylenglycol (hovedbestanddelen af frostvæske) og polyethylen, som er den mest anvendte plast på verdensplan..
Propan kan bruges som kølemiddel, når elektricitet ikke er tilgængelig. Når gassen udvides, absorberer den varme.
Faktisk kan det forårsage forfrysninger. Det betragtes også som en erstatning for andre kølemidler, men har den største ulempe ved at være eksplosiv.
Butan er euforisk, så det misbruges ofte som et inhalationsmiddel. Desværre forårsager det kvælning, hjertearytmi og spasmer i luftvejens muskler i lungerne..
Denne sidste egenskab er årsagen til "en stofmisbrugeres pludselige død" og er dødsårsagen i 55% af tilfældene relateret til indånding af opløsningsmidler..
Pentan findes i benzinblandinger, men dets primære anvendelse i industrielle omgivelser er som en "blæser" til dannelse af plastskum..
Ligesom propan kan den også bruges som kølemiddel. Dens isomer, isopentan, bruges ofte i tandpastaer.
Hexan og isohexan er de foretrukne opløsningsmidler i fødevareforarbejdning, især isohexan, da de er ikke-toksiske og har en neutral pH.
Endnu ingen kommentarer