7 השימושים והיישומים של האלקנים העיקריים - כִּימִיָה - 2025

שימושים מסוימים ויישומים של אלקנים הם כמו דלק-גז, בנזין, דיזל, כממסים -פטפן, הקסאן, איזו-hexane והפטאן-, כמו חומרי סיכה או כשעווה ופרפינים.

אלקנים הם תרכובות המכילות רק פחמן ומימן, ולכן הם פחמימנים. הם ידועים גם כפרפינים או פחמימנים רוויים מכיוון שאטומי הפחמן והמימן קשורים באופן בלעדי על ידי קשרים יחידים.

אלקנים שייכים לסדרה הומולוגית של תרכובות אורגניות בהן החברים נבדלים זה מזה במסה מולקולרית קבועה של 14 שהיא CH ₂ . הנוסחה הכללית היא CnH _{2n + 2.}

אלקנים מכילים קשרים בודדים בלבד, כלומר הם רוויים באטומי מימן. הם הפחמימנים הבסיסיים ונקודות המוצא להבנת הכימיה של מולקולות מורכבות אחרות.

אלקנים מקבלים את שמם מקבוצת האלקיל המורכבת מפחמן אחד ושלושה הידרוגנים.

כמובן שהם מכילים קבוצות אחרות, אך הם מכילים באופן קבוע קבוצת אלקיל. הסיום "-נו" מאפשר לך לדעת שיש רק קשרים בודדים במולקולות אלה.

בני המשפחה הקטנים ביותר הם משפחת גזים, בעוד שהתרכובות הגדולות ביותר הן תרכובות נוזליות ומוצקות.

הם נפוצים במקורות דלק, כמו גז טבעי ונפט. תרכובות מוצקות בדרך כלל הן בשעווה במרקם.

שימושים ויישומים עיקריים של אלקנים

1- דלק

השימוש העיקרי באלקנים הוא לדלק. תגובת החמצון שלה משחררת אנרגיה שניתן להשתמש בה כדי לייצר חשמל, להזיז כלי רכב או אפילו לבשל.

אלקנים בעלי שרשרת קצרה, כמו מתאן, אתאן, פרופאן ובוטאן נמצאים במצב הגזי וניתן לחלץ אותם משדות הגז הטבעי.

מתאן משמש כדלק רכב ואילו פרופאן ובוטאן משמשים כגז בישול.

אלקנות ארוכות יותר שרשרת נמצאות במצב נוזלי וניתן למצוא בהן בנזין או דיזל. כשמדברים על אוקטן גבוה, זה מתייחס לריכוז האוקטן בדלק.

2- ממסים

מכיוון שרגע הדיפול בין פחמן לחמצן נמוך מאוד, לאלקנים אין קוטביות של קשרים ולכן הם משמשים כממסים אפולאריים.

לכימאים יש מקסימום שאומר "מומסים דומים דומים", פירוש הדבר שממסים קוטביים ממיסים חומרים קוטביים וממסים לא קוטביים או לא קוטביים ממיסים חומרים לא קוטביים.

תרכובות כמו פנטן, hexane, isohexane והפטאן משמשות במעבדה ובתעשייה כממסים לתגובות במדיום לא קוטבי. נון הוא המרכיב העיקרי בנפט.

3 - חומרי סיכה

אלקנים עם 17 מולקולות פחמן ומעלה משמשים כחומר סיכה ואנטי-קורוזיבים, מכיוון שאופיים ההידרופובי פירושם שמים לא יכולים להגיע למשטח המתכת. בהתחשב בצפיפותם ובצמיגותם הם מושלמים לשימוש זה.

שמני סיכה בעלי צמיגות שונות יכולים להתערבב זה בזה, והיכולת הזו לערבב אותם היא שהופכת כמה שמנים לשימושיים כל כך.

לדוגמא, שמן מנוע נפוץ הוא בדרך כלל תערובת של שמן בעל צמיגות נמוכה כדי לאפשר התחלה קלה בטמפרטורות קרות ושמן צמיגות גבוה לביצועים טובים יותר בטמפרטורות הפעלה רגילות.

מאז ימי הרומאים, נוזלים רבים, כולל מים, שימשו כחומרי סיכה כדי למזער את החיכוך, החום והבלאי בין חלקים מכניים במגע זה עם זה.

כיום, שמן סיכה הוא המוצר הנפוץ ביותר בזכות מגוון היישומים האפשריים שלו.

4- שעווה ופרפינים

אלקנים ידועים גם כפרפינים, מה שהופך את המונח הזה לבלבל מאוד מכיוון שהפרפין מתייחס גם לסוג שעווה.

כדי להבהיר את המושגים, כל פחמימן רווי (עם הנוסחה CnH _{2n + 2} ) הוא פרפין וניתן להשתמש בתערובת של מולקולות אלה לייצור שעווה הנקראת שעוות פרפין.

באופן כללי, לאלקנים המשמשים בשעווה זו יש שרשראות פחמן המכילות 20 עד 40 פחמן. לכן שעוות פרפין היא סוג של שעווה המיוצרת מפרפינים או אלקנים.

שעוות פרפין מאופיינת בנקודת התכה נמוכה, מבנה גמיש ושריפה קלה. בדרך כלל משתמשים בו בנרות ובקריסים.

5- אספלט

אספלט קיים בשמן גולמי ומורכב מתערובת של פחמימנים, בעיקר אלקנים שרשרתיים של 35 פחמימות ומעלה. לאספלט עקביות צמיגה למחצה.

השימוש העיקרי בו הוא בניית דרכים מכיוון שהוספת חול או חצץ לאספלט מייצרת תערובת מוצקה אידיאלית לשימוש בסוג זה.

כאשר הצפיפות שלו נמוכה יותר, הוא מכונה גם המגרש והוא יכול לשמש כחומר איטום.

6- תגובות כימיות

בהשוואה לאלנקים ולאלקינים, אלקנים יחסית לא מגיבים בגלל היעדר קשר pi חלש יותר בשלדי הפחמן שלהם. עם זאת, ישנן כמה קבוצות של תגובות המתבצעות בדרך כלל עם אלקנים.

התגובה החשובה ביותר שעוברים אלקנים היא בעירה. אלקנים לינאריים קטנים יותר מחמצנים ביתר קלות מאשר מולקולות גדולות ומסועפות יותר.

אלקנים יכולים לשרוף בנוכחות חמצן לייצור פחמן דו חמצני, מים ואנרגיה.

במצבים מוגבלים חמצן, המוצרים הם פחמן חד חמצני, מים ואנרגיה. מסיבה זו אלקנים משמשים לעתים קרובות כמקורות דלק.

C ₃ H ₈ + 5o ₂ »3CO ₂ + 4H ₂ O + אנרגיה

תגובה עקבית, בנוסף לבעירה, שעוברים אלקנים היא הלוגניציה של רדיקלים חופשיים.

בתהליך זה, ההידרוגנים בקבוצות אלקיל מוחלפים על ידי הלוגנים (מולקולות כמו כלור וברום בטבלה המחזורית). הוכח תגובה אופיינית באמצעות פרופאן.

2C ₃ H ₈ + Cl ₂ »2C ₃ H ₈ Cl

אלקנים מורכבים עם משקולות מולקולריות גבוהות הנמצאים בשמן גולמי מתחלקים לרוב לאלקנים קטנים ושימושיים יותר על ידי פיצוח תרמי; אלקנים וגז מימן מיוצרים גם בשיטה זו.

סדק תרמי מתבצע בדרך כלל בטמפרטורות גבוהות, ולעתים קרובות בנוכחות זרז. מתקבלת תערובת של מוצרים, וניתן להפריד בין אלקנים ואלקנים אלה על ידי זיקוק שברירי.

7- שימושים אחרים באלקנים

לאלקנים שימושים אחרים מלבד אלה שכבר הוזכרו. תרכובות כמו אתאן משמשות לייצור אתילן המשמש לייצור אתילן גליקול (המרכיב העיקרי של נוזל לרדיאטור) ופוליאתילן, שהוא הפלסטיק הנפוץ ביותר בעולם.

פרופאן יכול לשמש כקרר כאשר חשמל אינו זמין. ככל שהגז מתרחב הוא סופג חום.

למעשה, זה יכול לגרום לכוויות קור. זה נחשב גם כתחליף למקררים אחרים, אך יש לו החיסרון העיקרי בכך שהוא נפיץ.

בוטאן הוא אופוריה, ולכן לרוב הוא מנוצל לרעה כמו משאף. לרוע המזל הוא גורם לחנק, הפרעות בקצב הלב והתכווצויות של שרירי דרכי הנשימה שבריאות.

נכס אחרון זה הוא הגורם ל"מוות פתאומי של מכור לסמים ", והוא סיבת המוות ב 55% מהמקרים הקשורים לשאיפת ממסים.

ניתן למצוא פנטן בתערובות בנזין, אך השימוש העיקרי בו בסביבה התעשייתית הוא כ"מפוח "ביצירת קצף פלסטיק.

כמו כן, כמו פרופאן, זה יכול לשמש כחומר קירור. האיזומר שלו, איזופנטן, משמש בדרך כלל במשחות שיניים.

הקסאן ואיזו-hexane הם הממיסים המועדפים בעיבוד מזון, ובמיוחד איזוחסן, מכיוון שהם אינם רעילים ובעלי pH ניטרלי.

הפניות

1. אדוומג בע"מ (SF). שמן סיכוך. התאושש מ- madehow.com.
2. אדוומג בע"מ (SF). כימיה אורגנית - יישומים בחיים האמיתיים. התאושש מ- scienceclarified.com.
3. (2016, 20 בספטמבר). אלקנס. התאושש מ- boundless.com.
4. (2016, 26 במאי). תגובות של אלקנים. התאושש מ- boundless.com.
5. היידון ארמסטרונג, ג'יי. שמן סיכוך. התאושש מ- energyeducation.ca.
6. co.uk. (2015). סוגי ומבנים אלקניים. התאושש מ- petroleum.co.uk.
7. נכסים ושימושים של אלקנס. (SF). התאושש מ- ausetute.com.
8. שימושים באלקנה. (2011). התאושש מ- hzorganichemistry.wordpress.com.