بعض استخدامات وتطبيقات الألكانات إنها مثل الوقود والغاز والبنزين والديزل ، كمذيبات - البنتان ، الهكسان ، الإيزوهكسان والهيبتان ، كمادة تزليق أو كمادة شمعية وبرافينات.

الألكانات هي مركبات تحتوي فقط على الكربون والهيدروجين ، وبالتالي فهي هيدروكربونات. تُعرف أيضًا باسم البارافينات أو الهيدروكربونات المشبعة لأن ذرات الكربون والهيدروجين مرتبطة بشكل حصري بروابط بسيطة.

تنتمي الألكانات إلى سلسلة متجانسة من المركبات العضوية التي يختلف الأعضاء فيها عن طريق كتلة جزيئية ثابتة من 14 وهو CH₂. الصيغة العامة هي CnH_{2N+2 (Advameg، Inc.، S.F.).}

تحتوي الألكانات على روابط بسيطة فقط ، مما يعني أنها مشبعة بذرات الهيدروجين. إنها الهيدروكربونات الأساسية ونقاط البداية لفهم كيمياء الجزيئات الأخرى الأكثر تعقيدًا.

تتم تسمية الألكانات باسم مجموعة الألكيل التي تتكون من كربون واحد وثلاثة هيدروجين.

بالطبع ، تحتوي على مجموعات أخرى ، ولكن تحتوي باستمرار على مجموعة ألكيل. تتيح لك النهاية "-ano" معرفة أن هناك روابط بسيطة فقط في هذه الجزيئات.

إن أصغر أعضاء عائلة الألكان هم الغازات ، في حين أن المركبات الأكبر هي مركبات سائلة وصلبة.

توجد عادة في مصادر الوقود ، مثل الغاز الطبيعي والنفط. المركبات الصلبة عادة ما تكون شمعية في الملمس (Boundless، 2016).

الاستخدامات والتطبيقات الرئيسية للألكانات

1- الوقود

الاستخدام الرئيسي للألكانات هو استخدام الوقود. يعمل تفاعل الأكسدة على إطلاق الطاقة التي يمكن استخدامها لتوليد الكهرباء أو نقل المركبات أو حتى الطهي.

الألكانات قصيرة السلسلة ، مثل الميثان والإيثان والبروبان والبيوتان ، في الحالة الغازية ويمكن استخراجها من حقول الغاز الطبيعي.

يستخدم الميثان كوقود للمركبات بينما يتم استخدام غاز البروبان والبوتان كغاز للطهي.

الألكانات طويلة السلسلة في حالة سائلة ويمكن العثور عليها في البنزين أو الديزل. عند الحديث عن الأوكتان المرتفع ، تتم الإشارة إلى تركيز الأوكتان في الوقود (خصائص واستخدامات الألكانات ، S.F).

2 - المذيبات

نظرًا لأن لحظة ثنائي القطب بين الكربون والأكسجين منخفضة جدًا ، فإن الألكانات لا تحتوي على قطبية من الرابطة ، لذا فهي تعمل كمذيبات غير محددة تمامًا..

لدى الكيميائيون مبدأ يقول "مثل الذوبان مثل" ، وهذا يعني أن المذيبات القطبية تذوب المواد القطبية وأن المذيبات غير القطبية أو غير القطبية تذوب المواد المفترسة.

تُستخدم المركبات مثل البنتان والهكسان والإيزوهكسان والهيبتان في المختبر وفي الصناعة كمذيب للتفاعلات في وسط غير قطبي. نانو هو المكون الرئيسي للكيروسين (Petroleum.co.uk ، 2015).

3- زيوت التشحيم

تستخدم الألكانات التي تحتوي على 17 أو أكثر من جزيئات الكربون كمواد تشحيم ومضادات للتآكل ، لأن طبيعتها الكارهة للماء تعني أن الماء لا يمكن أن يصل إلى سطح المعدن. بالنظر إلى كثافته ولزوجته تعتبر مثالية لهذا الاستخدام.

يمكن خلط زيوت التشحيم ذات اللزوجة المختلفة معًا ، وهذه القدرة على مزجها هي التي تجعل بعض الزيوت مفيدة جدًا.

على سبيل المثال ، يعد زيت المحرك العادي عبارة عن مزيج من زيت منخفض اللزوجة للسماح ببدء سهل في درجات الحرارة الباردة وزيت لزوجة عالية للحصول على أداء أفضل في درجات حرارة التشغيل العادية (Haydon Armstrong، S.F.).

منذ العصر الروماني ، تم استخدام العديد من السوائل ، بما في ذلك الماء ، كمواد تشحيم لتقليل الاحتكاك والحرارة والتآكل بين الأجزاء الميكانيكية الملامسة لبعضها البعض.

اليوم ، يعتبر زيت التشحيم المنتج الأكثر استخدامًا على نطاق واسع بسبب مجموعة واسعة من التطبيقات الممكنة (Advameg، Inc.، S.F).

4- الشموع والبارافينات

وتعرف الألكانات أيضًا باسم البارافينات ، مما يجعل هذا المصطلح مربكًا للغاية لأن البارافين يشير أيضًا إلى نوع من الشمع.

توضيح المفاهيم ، أي الهيدروكربونات المشبعة (مع صيغة CnH_{2N +2}) عبارة عن بارافين ويمكن استخدام مزيج من هذه الجزيئات لصنع شمع يسمى شمع البارافين.

بشكل عام ، الألكانات المستخدمة في هذا الشمع لها سلاسل كربون تحتوي على 20 إلى 40 كربون. لذلك ، شمع البارافين هو نوع من الشمع المصنوع من البارافينات أو الألكانات.

يتميز شمع البارافين بنقطة انصهار منخفضة وهيكل مرن واحتراق سهل. وعادة ما تستخدم في الشموع وأقلام التلوين.

5. سفلتة

يوجد الأسفلت في الزيت الخام ويتكون من خليط من الهيدروكربونات ، وخاصة الألكانات المتسلسلة المكونة من 35 كربون أو أكثر. للأسفلت اتساق لزج وشبه صلب.

الاستخدام الرئيسي هو بناء الطرق بسبب حقيقة أن إضافة الرمال أو الحصى إلى الأسفلت ينتج خليطًا مثاليًا مثاليًا لهذا النوع من الاستخدام..

عندما تكون كثافتها أقل ، تُعرف أيضًا باسم درجة الصوت ويمكن استخدامها كعازل للماء (استخدامات Alkane ، 2011).

6- التفاعلات الكيميائية

بالمقارنة مع الألكينات والألكينات ، فإن الألكانات غير نشطة نسبياً بسبب عدم وجود رابطة أضعف في هياكلها الكربونية. ومع ذلك ، هناك بعض أنواع التفاعلات التي تتم عادة باستخدام الألكانات.

رد الفعل الأكثر أهمية أن تجربة الألكانات هو الاحتراق. الألكانات الخطية الأصغر تتأكسد بسهولة أكبر من الجزيئات الكبيرة والمتفرعة.

يمكن أن تحترق الألكانات في وجود الأكسجين لإنتاج ثاني أكسيد الكربون والماء والطاقة.

في الحالات ذات الأكسجين المحدود ، تكون المنتجات أول أكسيد الكربون والماء والطاقة. لهذا السبب ، كثيرا ما تستخدم الألكانات كمصادر للوقود.

C₃H₈ + 5O₂ "3CO₂ + 4H₂يا + الطاقة

رد فعل ثابت ، بالإضافة إلى الاحتراق ، أن تجربة الألكانات هو الهلجنة للجذور الحرة.

في هذه العملية ، يتم استبدال الهيدروجين في مجموعات ألكيل بالهالوجينات (جزيئات مثل الكلور والبروم في الجدول الدوري). يظهر رد فعل نموذجي باستخدام البروبان.

2C₃H₈ + الكلورين₂ "2C₃H₈الكلورين

كثيراً ما يتم تقسيم الألكانات المعقدة ذات الأوزان الجزيئية العالية الموجودة في الزيت الخام إلى ألكانات أصغر وأكثر فائدة عن طريق التكسير الحراري ؛ ويتم إنتاج الألكينات وغاز الهيدروجين أيضًا باستخدام هذه الطريقة.

عادة ما يتم التكسير الحراري في درجات حرارة عالية ، وغالبًا في وجود محفز. يتم الحصول على مزيج من المنتجات ، ويمكن فصل هذه الألكانات والألكينات عن طريق التقطير التجزيئي (Boundless، 2016).

7 - الاستخدامات الأخرى للألكانات

الألكانات لها استخدامات أخرى غير تلك التي سبق ذكرها. تستخدم المركبات مثل الإيثان لإنتاج الإيثيلين ، والذي يستخدم لإنتاج الإيثيلين غليكول (المكون الرئيسي للتجمد) والبولي إيثيلين ، وهو البلاستيك المستخدم على نطاق واسع في العالم..

يمكن استخدام البروبان كمبرد عندما لا تتوفر الكهرباء. مع تمدد الغاز ، يمتص الحرارة.

في الواقع ، يمكن أن يسبب قضمة الصقيع. كما يتم اعتباره بديلاً عن المبردات الأخرى ، ولكن له العيب الرئيسي في كونه متفجرًا.

البوتان نشيط ، لذلك غالباً ما يتم استخدامه كمستنشق. لسوء الحظ ، فإنه يسبب الاختناق ، عدم انتظام ضربات القلب والتشنجات في عضلات الشعب الهوائية في الرئتين.

هذه الخاصية الأخيرة هي سبب "الموت المفاجئ لمدمن المخدرات" ، وهي سبب الوفاة في 55٪ من الحالات المتعلقة باستنشاق المذيبات..

يمكن العثور على البنتان في خلطات البنزين ، لكن استخدامه الرئيسي في البيئة الصناعية هو بمثابة "منفاخ" في تكوين رغاوي بلاستيكية.

أيضا ، مثل البروبان ، يمكن استخدامه كمبرد. يشيع استخدام أيزومرها ، أيزوبنتان ، في معاجين الأسنان.

يعد الهكسان والإيزو هكسان المذيبات المفضلة في تصنيع الأغذية ، وخاصة الإيزوهكسان ، حيث أنهما غير سامان ولهما درجة حموضة محايدة..

مراجع

1. Advameg، Inc. (S.F.). زيت التشحيم. تعافى من madehow.com.
2. Advameg، Inc. (S.F.). الكيمياء العضوية - تطبيقات الحياة الحقيقية. تم الاسترجاع من موقع scienceclarified.com.
3. (2016 ، 20 سبتمبر). الألكانات. تعافى من boundless.com.
4. (2016 ، 26 مايو). ردود الفعل من الألكانات. تعافى من boundless.com.
5. هايدون أرمسترونغ ، جيه. إتش.. زيت التشحيم. تم الاسترجاع من energyeducation.ca.
6. co.uk. (2015). ألكان أنواع وهياكل. تم الاسترجاع من موقع البترول.
7. خصائص واستخدامات الألكانات. (وس. ف.). تعافى من ausetute.com.
8. استخدامات الكان. (2011). تم الاسترجاع من hzorganichemistry.wordpress.com.