unele utilizări și aplicații ale alcanilor -gases sunt la fel de combustibil, benzina, solvenți diesel cum ar fi - pentan, hexan, izohexan și heptan, ca lubrifianți sau ceruri și parafine.

Alcani sunt compuși care conțin numai carbon și hidrogen, prin urmare sunt hidrocarburi. Sunt cunoscute și ca parafine sau hidrocarburi saturate, deoarece atomii de carbon și de hidrogen sunt legați exclusiv de legături simple.

Alcanii aparțin unei serii omoloage de compuși organici în care membrii diferă printr-o masă moleculară constantă de 14 care este CH₂. Formula generală este CnH_{2n + 2 (Advameg, Inc., S.F.).}

Alcani conțin doar legături simple, ceea ce înseamnă că sunt saturați cu atomi de hidrogen. Acestea sunt hidrocarburile de bază și punctele de plecare pentru a înțelege chimia altor molecule mai complexe.

Alcani sunt numiți după gruparea alchil care este compusă dintr-un carbon și trei hidrogeni.

Desigur, ele conțin alte grupuri, dar conțin în mod constant o grupare alchil. Termenul "-ano" vă permite să știți că există doar legături simple în aceste molecule.

Membrii cei mai mici ai familiei de alcani sunt gaze, în timp ce compușii mai mari sunt compuși lichizi și solizi.

Acestea se găsesc frecvent în surse de combustibil, cum ar fi gazele naturale și petrolul. Compușii solizi sunt în mod tipic în ceară în textură (Boundless, 2016).

Principalele utilizări și aplicații ale alcanilor

1- Combustibil

Utilizarea principală a alcaniilor este cea a combustibilului. Reacția sa de oxidare eliberează energie care poate fi utilizată pentru a genera electricitate, a muta vehicule sau chiar a găti.

Alcanii cu catenă scurtă, cum ar fi metanul, etanul, propanul și butanul, sunt în stare gazoasă și pot fi extrași din câmpurile de gaze naturale.

Metanul este utilizat drept combustibil pentru vehicule, în timp ce propanul și butanul sunt utilizate ca gaz de gătit.

Alcanii cu lanț mai lung sunt în stare lichidă și pot fi găsiți în benzină sau motorină. Atunci când se vorbește despre octan ridicat, se face referire la concentrația de octan din combustibil (Proprietăți și utilizări ale Alkanes, S.F.).

2- Solvenți

Deoarece momentul dipolului dintre carbon și oxigen este foarte scăzut, alcanii nu au polaritatea legăturii, astfel că ele servesc perfect ca solvenți apolari.

Chimiștii au un maxim „cum ar fi ca se dizolva“, aceasta înseamnă că solvenții polari se dizolvă solvent polar și nepolar sau substanțe nepolare dizolva substanțe nepolare.

Compuși cum ar fi pentan, hexan, izohexan și heptan sunt utilizate în laborator și în industrie ca solvent pentru reacții într-un mediu non-polar. Nonanul este componenta principală a kerosenului (Petroleum.co.uk, 2015).

3- Lubrifianți

Alcani cu 17 sau mai multe molecule de carbon sunt utilizați ca lubrifianți și anticorozivi, deoarece natura lor hidrofobă înseamnă că apa nu poate ajunge pe suprafața metalică. Având în vedere densitatea și vâscozitatea lor, ele sunt perfecte pentru această utilizare.

Uleiurile lubrifiante cu diferite vâscozități pot fi amestecate împreună și această abilitate este de a le amesteca, ceea ce face ca unele uleiuri să fie atât de utile.

De exemplu, uleiul de motor comun este în general un amestec de ulei cu vâscozitate scăzută pentru a permite pornirea ușoară la temperaturi scăzute și ulei cu viscozitate ridicată pentru o performanță mai bună la temperaturile normale (Haydon Armstrong, S.F.).

Din timpurile romane, multe lichide, inclusiv apă, au fost folosite ca lubrifianți pentru a minimiza frecare, căldură și uzură între părțile mecanice care sunt în contact unul cu celălalt.

Astăzi, uleiul de lubrifiere este cel mai utilizat produs datorită gamei largi de aplicații posibile (Advameg, Inc., S.F.).

4- Ceară și parafină

Alcanii sunt, de asemenea, cunoscuți ca parafine, ceea ce face acest termen foarte confuz, deoarece parafina se referă, de asemenea, la un tip de ceară.

Clarificarea conceptelor, a oricărei hidrocarburi saturate (cu formula CnH_{2n + 2}) este o parafină și un amestec al acestor molecule poate fi folosit pentru a face o ceară numită ceară de parafină.

În general, alcanii utilizați în această ceară au lanțuri de carbon care conțin 20 până la 40 de atomi de carbon. Prin urmare, ceara de parafină este un tip de ceară obținută din parafine sau alcani.

Ceara de parafină este caracterizată de un punct de topire scăzut, o structură flexibilă și o combustie ușoară. Acesta este de obicei utilizat în lumânări și creioane.

5- Asfaltarea

Asfaltul este prezent în țiței și este alcătuit dintr-un amestec de hidrocarburi, în special alcani cu lanț de cel puțin 35 de atomi de carbon. Asfaltul are o consistență vâscoasă și semi-solidă.

Utilizarea sa principală constă în construcția de drumuri datorită faptului că adăugarea de nisip sau pietriș la asfalt produce un amestec solid ideal pentru acest tip de utilizare.

Atunci când densitatea sa este mai mică, este cunoscută și ca pitch și poate fi utilizată ca o hidroizolare (Uses of Alkane, 2011).

6- Reacții chimice

În comparație cu alchenele și alchinii, alcanii sunt relativ nereactivi datorită absenței unei legături pi mai slabe în scheletul lor de carbon. Cu toate acestea, există unele tipuri de reacții care sunt frecvent efectuate cu alcani.

Cea mai importantă reacție pe care o au alcani este arderea. Alcani mai mici liniari se oxidează mult mai ușor decât moleculele mai mari, ramificate.

Alcani pot arde în prezența oxigenului pentru a produce dioxid de carbon, apă și energie.

În situații cu oxigen limitat, produsele sunt monoxid de carbon, apă și energie. Din acest motiv, alcani sunt frecvent utilizați ca surse de combustibil.

C₃H₈ + 5O₂ „3CO₂ + 4H₂O + energie

O reacție consecventă, în plus față de combustie, că experiența alcanilor este halogenarea radicalilor liberi.

În acest procedeu, hidrogenii din grupările alchil sunt înlocuiți cu halogeni (molecule cum ar fi clorul și bromul în tabelul periodic). O reacție tipică este demonstrată prin utilizarea propanului.

2C₃H₈ + Cl₂ „2C₃H₈CI

Alcani complexi cu greutăți moleculare ridicate găsiți în țiței sunt frecvent împărțiți în alcani mai mici și mai utili prin cracare termică; Alkenurile și hidrogenul gazos sunt de asemenea produse utilizând această metodă.

Cracarea termică este efectuată, în mod tipic, la temperaturi ridicate și adesea în prezența unui catalizator. Se obține un amestec de produse și aceste alcani și alchene pot fi separate prin distilare fracționată (Boundless, 2016).

7- Alte utilizări ale alcanilor

Alkanes au alte utilizări decât cele deja menționate. Compuși precum etan sunt utilizați pentru producerea etilenei, care este utilizat pentru producerea etilenglicolului (componenta principală a antigelului) și a polietilenei, care este cel mai utilizat plastic din lume.

Propanul poate fi utilizat ca agent frigorific atunci când electricitatea nu este disponibilă. Pe măsură ce gazul se extinde, acesta absoarbe căldura.

De fapt, poate provoca degeraturi. De asemenea, este considerat un înlocuitor pentru alți agenți frigorifici, dar are principalul dezavantaj de a fi exploziv.

Butanul este euforic, deci este adesea abuzat ca inhalant. Din păcate, provoacă asfixia, aritmia cardiacă și spasmele din mușchii căilor respiratorii din plămâni.

Această ultimă proprietate este cauza "morții subite a unui dependent de droguri" și este cauza morții în 55% din cazuri legate de inhalarea solvenților.

Pentanul se găsește în amestecuri de benzină, însă utilizarea sa principală în mediul industrial este ca o "suflare" în crearea de spume plastice.

De asemenea, ca și propanul, poate fi folosit ca agent frigorific. Izomerul său, izopentanul, este utilizat în mod obișnuit în pastele de dinți.

Hexanul și izohexanul sunt solvenții preferați în procesarea alimentelor, în special izohexanul, deoarece sunt netoxici și au un pH neutru.

Referințe

1. Advameg, Inc. (S.F.). Ulei de lubrifiere. Recuperat de la madehow.com.
2. Advameg, Inc. (S.F.). Chimie organică - Aplicații din viața reală. Adus de la scienceclarified.com.
3. (2016, 20 septembrie). alcani. Recuperat de la borderless.com.
4. (2016, 26 mai). Reacțiile lui Alkanes. Recuperat de la borderless.com.
5. Haydon Armstrong, J.H. (S.F.). Ulei de lubrifiere. Adus de la energyeducation.ca.
6. co.uk. (2015). Tipurile și structurile tip Alkane. Adus de la petroleum.co.uk
7. Proprietăți și utilizări ale alcanilor. (S.F.). Recuperat de la ausetute.com.
8. Utilizează Alkane. (2011). Adus de la hzorganichemistry.wordpress.com.