DE 7 ANVENDELSER OG ANVENDELSER AF HOVEDALKANERNE - KEMI - 2025

Nogle anvendelser og anvendelser af alkaner 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 kulstof- og brintatomerne udelukkende er forbundet med enkeltbindinger.

Alkaner tilhører en homolog række af organiske forbindelser, hvor medlemmerne adskiller sig ved en konstant molekylmasse på 14, som er CH ₂. Den generelle formel er CnH _{2n + 2.}

Alkaner indeholder kun enkeltbindinger, hvilket betyder, at de er mættet med hydrogenatomer. De er de basiske kulbrinter og udgangspunktet for at forstå kemi for andre mere komplekse molekyler.

Alkaner får deres navn fra alkylgruppen, der består af et carbon og tre hydrogener.

Naturligvis indeholder de andre grupper, men de indeholder konsekvent en alkylgruppe. Afslutningen "-ano" fortæller dig, 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 ofte i brændstofkilder, såsom naturgas og olie. Faste forbindelser er typisk voksagtige i struktur.

De vigtigste anvendelser og anvendelser af alkaner

1- Brændstof

Den vigtigste anvendelse 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 metan, ethan, propan og butan, er i en gasformig tilstand, og vi kan udvinde dem fra naturgasfelter.

Metan bruges som køretøjsbrændstof, mens propan og butan bruges som madgas.

Alkaner med længere kæde er i flydende tilstand og kan findes i benzin eller diesel. Når man taler om højoktan, henviser det til oktankoncentrationen i brændstoffet.

2- Opløsningsmidler

Da dipolmomentet mellem kulstof og ilt er meget lavt, har alkaner ikke bindingspolaritet, så de tjener godt som apolære opløsningsmidler.

Kemikere har en maksimal, der siger "lignende opløser lignende", dette 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. Nonane er hovedkomponenten i parafin.

3 - Smøremidler

Alkaner med 17 eller flere carbonmolekyler bruges som smøremidler og antikorrosiver, da deres hydrofobe karakter betyder, at vand ikke kan nå metaloverfladen. I betragtning af deres tæthed og viskositet er de perfekte til denne brug.

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 en olie med lav viskositet for at tillade let start i kolde temperaturer og en olie med høj viskositet for bedre ydeevne ved normale driftstemperaturer.

Siden romertiden er mange væsker, inklusive vand, blevet brugt som smøremidler til 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.

4-voks og parafiner

Alkaner er også kendt som paraffiner, hvilket gør dette udtryk meget forvirrende, fordi paraffin også refererer til en voksart.

Afklaring af koncepterne, ethvert mættet carbonhydrid (med formlen CnH _{2n + 2}) er en paraffin, og en blanding af disse molekyler kan bruges til at fremstille en voks kaldet paraffinvoks.

Generelt har alkanerne anvendt i denne voks kulstofkæder, der indeholder 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 afbrænding. Det bruges normalt i stearinlys og farveblyanter.

5 - Asfalt

Asfalt findes i råolie og består af en blanding af carbonhydrider, især kædede alkaner på 35 carbonatomer eller mere. Asfalt har en halvfast, viskøs konsistens.

Dets vigtigste anvendelse er konstruktion af veje, fordi tilføjelse af sand eller grus til asfalten giver en solid blanding ideel til denne type brug.

Når dens densitet er lavere, kaldes den også tonehøjde og kan bruges som vandtætningsmiddel.

6- Kemiske reaktioner

Sammenlignet med alkener og alkyner er alkaner relativt ureaktive på grund af fraværet af en svagere pi-binding i deres kulstofskeletter. Der er dog nogle klasser af reaktioner, der ofte udføres med alkaner.

Den vigtigste reaktion, som alkanerne 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 bruges alkaner ofte som brændstofkilder.

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

En konsistent reaktion ud over forbrænding, som alkaner gennemgår, er halogenering af frie radikaler.

I denne proces erstattes hydrogener i alkylgrupper med halogener (molekyler som klor og brom på det periodiske system). En typisk reaktion demonstreres ved anvendelse af propan.

2C ₃ H ₈ + Cl ₂ »2C ₃ H ₈ Cl

Komplekse alkaner med høje molekylvægte, der findes i råolie, opdeles ofte i mindre og 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 nærvær af en katalysator. En blanding af produkter opnås, og disse alkaner og alkener kan adskilles ved fraktioneret destillation.

7- Andre anvendelser af alkaner

Alkanes har andre anvendelser bortset fra dem, der allerede er nævnt. Forbindelser såsom ethan bruges til fremstilling af ethylen, der bruges til at fremstille ethylenglycol (hovedkomponenten i frostvæske) og polyethylen, som er den mest anvendte plast på verdensplan.

Propan kan bruges som kølemiddel, når der ikke er elektricitet til rådighed. Når gassen ekspanderer, absorberer den varme.

Faktisk kan det forårsage frostskader. Det betragtes også som en erstatning for andre kølemidler, men har den største ulempe ved at være eksplosiv.

Butan er en euforisk, så den misbruges ofte som en inhalant. Desværre forårsager det kvælning, hjertearytmi og spasmer i musklerne i luftvejene i lungerne.

Denne sidste egenskab er årsagen til den "pludselige død af en stofmisbruger" og er dødsårsagen i 55% af tilfældene, der er relateret til indånding af opløsningsmidler.

Pentan findes i benzinblandinger, men dens primære anvendelse i den industrielle indstilling er som en "blæser" til at skabe plastskum.

Ligesom propan kan det også bruges som kølemiddel. Dens isomer, isopentan, bruges ofte i tandpastaer.

Hexan og isohexan er de foretrukne opløsningsmidler i fødevarebehandling, især isohexan, da de er ikke-toksiske og har en neutral pH.

Referencer

1. Advameg, Inc. (SF). Smøreolie. Gendannes fra madehow.com.
2. Advameg, Inc. (SF). Organisk kemi - applikationer i virkeligheden. Gendannes fra scienceclarified.com.
3. (2016, 20. september). Alkaner. Gendannes fra boundless.com.
4. (2016, 26. maj). Reaktioner af alkaner. Gendannes fra boundless.com.
5. Haydon Armstrong, JH (SF). Smøreolie. Gendannes fra energyeducation.ca.
6. co.uk. (2015). Alkane typer og strukturer. Gendannes fra petroleum.co.uk.
7. Egenskaber og anvendelser af Alkanes. (SF). Gendannes fra ausetute.com.
8. Anvendelser af Alkane. (2011). Gendannes fra hzorganichemistry.wordpress.com.