- Công dụng chính và ứng dụng của ankan
- 1- Nhiên liệu
- 2- Dung môi
- 3- Chất bôi trơn
- 4- Sáp và parafin
- 5- Nhựa đường
- 6- Phản ứng hóa học
- 7- Các công dụng khác của ankan
- Người giới thiệu
Một số công dụng và ứng dụng của ankan là làm nhiên liệu -gas, xăng, dầu diesel-, làm dung môi -pentan, hexan, isohexan và heptan-, làm chất bôi trơn hoặc như sáp và parafin.
Ankan là hợp chất chỉ chứa cacbon và hiđro, do đó chúng là hiđrocacbon. Chúng còn được gọi là parafin hoặc hydrocacbon bão hòa vì các nguyên tử cacbon và hydro được liên kết riêng bằng các liên kết đơn.
Các ankan thuộc dãy đồng đẳng của hợp chất hữu cơ, trong đó các thành phần khác nhau có phân tử khối không đổi bằng 14 là CH 2 . Công thức chung là CnH 2n + 2.
Các ankan chỉ chứa các liên kết đơn, có nghĩa là chúng bão hòa với các nguyên tử hydro. Chúng là các hydrocacbon cơ bản và là điểm khởi đầu để hiểu hóa học của các phân tử khác phức tạp hơn.
Các ankan lấy tên từ nhóm ankyl được tạo thành từ một cacbon và ba hydro.
Tất nhiên, chúng chứa các nhóm khác, nhưng chúng luôn chứa một nhóm alkyl. Kết thúc "-ano" cho bạn biết rằng chỉ có các liên kết đơn trong các phân tử này.
Các thành viên nhỏ nhất của họ ankan là chất khí, trong khi các hợp chất lớn nhất là hợp chất lỏng và rắn.
Chúng thường được tìm thấy trong các nguồn nhiên liệu, chẳng hạn như khí đốt tự nhiên và dầu. Các hợp chất rắn thường có kết cấu dạng sáp.
Công dụng chính và ứng dụng của ankan
1- Nhiên liệu
Việc sử dụng chính của ankan là làm nhiên liệu. Phản ứng oxy hóa của nó giải phóng năng lượng có thể được sử dụng để tạo ra điện, di chuyển xe cộ hoặc thậm chí nấu ăn.
Các ankan mạch ngắn, chẳng hạn như metan, etan, propan và butan ở trạng thái khí và có thể được khai thác từ các mỏ khí tự nhiên.
Khí mêtan được sử dụng làm nhiên liệu cho xe cộ trong khi propan và butan được sử dụng làm khí đốt.
Các ankan mạch dài hơn ở trạng thái lỏng và có thể được tìm thấy trong xăng hoặc dầu diesel. Khi nói về trị số octan cao, nghĩa là nói đến nồng độ octan trong nhiên liệu.
2- Dung môi
Vì mômen lưỡng cực giữa cacbon và oxy rất thấp, ankan không có cực liên kết nên chúng phục vụ tốt như dung môi bất cực.
Các nhà hóa học có một câu châm ngôn rằng “tương sinh tương khắc”, điều này có nghĩa là dung môi phân cực hòa tan chất phân cực và dung môi không phân cực hoặc không phân cực hòa tan chất không phân cực.
Các hợp chất như pentan, hexan, isohexan và heptan được sử dụng trong phòng thí nghiệm và trong công nghiệp làm dung môi cho các phản ứng trong môi trường không phân cực. Nonane là thành phần chính của dầu hỏa.
3- Chất bôi trơn
Các ankan có từ 17 phân tử cacbon trở lên được sử dụng làm chất bôi trơn và chất chống ăn mòn, vì bản chất kỵ nước của chúng có nghĩa là nước không thể tiếp cận bề mặt kim loại. Với mật độ và độ nhớt của chúng, chúng hoàn hảo cho việc sử dụng này.
Các loại dầu bôi trơn có độ nhớt khác nhau có thể trộn lẫn với nhau, và chính khả năng trộn lẫn chúng làm cho một số loại dầu trở nên hữu ích.
Ví dụ, dầu động cơ thông thường thường là sự pha trộn giữa dầu có độ nhớt thấp để cho phép khởi động dễ dàng ở nhiệt độ lạnh và dầu có độ nhớt cao để có hiệu suất tốt hơn ở nhiệt độ vận hành bình thường.
Từ thời La Mã, nhiều chất lỏng, bao gồm cả nước, đã được sử dụng làm chất bôi trơn để giảm thiểu ma sát, nhiệt và mài mòn giữa các bộ phận cơ khí tiếp xúc với nhau.
Ngày nay, dầu bôi trơn là sản phẩm được sử dụng rộng rãi nhất do có thể ứng dụng rộng rãi.
4- Sáp và parafin
Alkanes còn được gọi là parafin, điều này làm cho thuật ngữ này rất khó hiểu vì parafin cũng dùng để chỉ một loại sáp.
Làm rõ các khái niệm, bất kỳ hiđrocacbon no nào (có công thức CnH 2n + 2 ) đều là parafin và hỗn hợp của các phân tử này có thể được sử dụng để tạo ra một loại sáp gọi là sáp parafin.
Nói chung, ankan được sử dụng trong loại sáp này có chuỗi cacbon chứa 20 đến 40 nguyên tử cacbon. Vì vậy, sáp parafin là một loại sáp được làm từ parafin hoặc ankan.
Sáp parafin có đặc điểm là nhiệt độ nóng chảy thấp, cấu trúc mềm dẻo và dễ đốt cháy. Nó thường được sử dụng trong nến và bút chì màu.
5- Nhựa đường
Nhựa đường có trong dầu thô và bao gồm một hỗn hợp các hydrocacbon, đặc biệt là các ankan mạch có từ 35 cacbon trở lên. Nhựa đường có dạng bán rắn, sánh đặc.
Công dụng chính của nó là xây dựng đường xá vì thêm cát hoặc sỏi vào nhựa đường sẽ tạo ra một hỗn hợp rắn lý tưởng cho loại hình sử dụng này.
Khi mật độ của nó thấp hơn, nó còn được gọi là cao độ và có thể được sử dụng như một chất chống thấm.
6- Phản ứng hóa học
So với anken và ankin, ankan tương đối kém phản ứng do không có liên kết pi yếu hơn trong bộ xương cacbon của chúng. Tuy nhiên, có một số loại phản ứng thường được thực hiện với ankan.
Phản ứng quan trọng nhất mà ankan trải qua là quá trình đốt cháy. Các ankan mạch thẳng nhỏ dễ bị oxi hóa hơn các phân tử lớn hơn, nhiều nhánh hơn.
Các ankan có thể cháy trong điều kiện có oxy để tạo ra khí cacbonic, nước và năng lượng.
Trong các tình huống hạn chế oxy, các sản phẩm là carbon monoxide, nước và năng lượng. Vì lý do này, ankan thường được sử dụng làm nguồn nhiên liệu.
C 3 H 8 + 5o 2 »3CO 2 + 4H 2 O + năng lượng
Một phản ứng nhất quán, ngoài quá trình đốt cháy, ankan trải qua là phản ứng halogen hóa của các gốc tự do.
Trong quá trình này, các hydro trong nhóm ankyl được thay thế bằng halogen (các phân tử như clo và brom trong bảng tuần hoàn). Một phản ứng điển hình được chứng minh bằng cách sử dụng propan.
2C 3 H 8 + Cl 2 »2C 3 H 8 Cl
Các ankan phức tạp có khối lượng phân tử cao trong dầu thô thường được chia thành các ankan nhỏ hơn và hữu ích hơn bằng cách crackinh nhiệt; Anken và khí hiđro cũng được sản xuất bằng phương pháp này.
Quá trình crackinh nhiệt thường được thực hiện ở nhiệt độ cao và thường có mặt chất xúc tác. Người ta thu được hỗn hợp sản phẩm, có thể tách ankan và anken này bằng cách chưng cất phân đoạn.
7- Các công dụng khác của ankan
Các ankan có những công dụng khác ngoài những công dụng đã được đề cập. Các hợp chất như etan được sử dụng để sản xuất ethylene, được sử dụng để sản xuất ethylene glycol (thành phần chính của chất chống đông) và polyethylene, là loại nhựa được sử dụng rộng rãi nhất trên toàn thế giới.
Propan có thể được sử dụng như một chất làm lạnh khi không có điện. Khi chất khí nở ra, nó sẽ hấp thụ nhiệt.
Trên thực tế, nó có thể gây tê cóng. Nó cũng đang được coi là chất thay thế cho các chất làm lạnh khác, nhưng có nhược điểm chính là dễ cháy nổ.
Butan là một chất gây hưng phấn, vì vậy nó thường bị lạm dụng như một chất hít. Thật không may, nó gây ngạt thở, rối loạn nhịp tim và co thắt các cơ của đường dẫn khí trong phổi.
Tính chất cuối cùng này là nguyên nhân gây ra “cái chết tức tưởi của người nghiện ma túy”, và là nguyên nhân tử vong trong 55% trường hợp liên quan đến việc hít phải dung môi.
Pentane có thể được tìm thấy trong hỗn hợp xăng, nhưng công dụng chính của nó trong môi trường công nghiệp là như một "máy thổi" trong việc tạo bọt nhựa.
Ngoài ra, giống như propan, nó có thể được sử dụng làm chất làm lạnh. Đồng phân của nó, isopentane, thường được sử dụng trong kem đánh răng.
Hexane và isohexane là những dung môi được ưa chuộng trong chế biến thực phẩm, đặc biệt là isohexane, vì chúng không độc và có độ pH trung tính.
Người giới thiệu
- Advameg, Inc. (SF). Dầu bôi trơn. Phục hồi từ madehow.com.
- Advameg, Inc. (SF). Hóa hữu cơ - Ứng dụng trong đời sống thực. Được khôi phục từ trang scienceclarified.com.
- (2016, ngày 20 tháng 9). Ankan. Phục hồi từ vô biên.com.
- (2016, ngày 26 tháng 5). Các phản ứng của ankan. Phục hồi từ vô biên.com.
- Haydon Armstrong, JH (SF). Dầu bôi trơn. Phục hồi từ năng lượng.ca.
- co.uk. (2015). Các loại và cấu trúc alkane. Đã thu hồi từ Petroleum.co.uk.
- Tính chất và công dụng của ankan. (SF). Khôi phục từ ausetute.com.
- Công dụng của Alkane. (2011). Được khôi phục từ hzorganichemistry.wordpress.com.