un po ' usi e applicazioni di alcani Sono come carburante, benzina, diesel, solventi, pentano, esano, isohexano ed eptano, come lubrificanti o come cere e paraffine.

Gli alcani sono composti che contengono solo carbonio e idrogeno, quindi sono idrocarburi. Sono anche conosciuti come paraffine o idrocarburi saturi perché gli atomi di carbonio e idrogeno sono collegati esclusivamente da legami semplici.

Gli alcani appartengono ad una serie omologa di composti organici in cui i membri differiscono per una massa molecolare costante di 14 che è CH₂. La formula generale è CnH_{2n + 2 (Advameg, Inc., S.F.).}

Gli alcani contengono solo legami semplici, il che significa che sono saturi di atomi di idrogeno. Sono gli idrocarburi di base e i punti di partenza per comprendere la chimica di altre molecole più complesse.

Gli alcani prendono il nome dal gruppo alchilico composto da un carbonio e tre idrogeni.

Certamente, contengono altri gruppi, ma contengono costantemente un gruppo alchilico. Il finale "-ano" ti fa sapere che ci sono solo collegamenti semplici in queste molecole.

I membri più piccoli della famiglia alcano sono i gas, mentre i composti più grandi sono composti liquidi e solidi.

Si trovano comunemente nelle fonti di carburante, come gas naturale e petrolio. I composti solidi hanno tipicamente consistenza cereo (Boundless, 2016).

Principali usi e applicazioni degli alcani

1- Carburante

L'uso principale degli alcani è quello del carburante. La sua reazione di ossidazione libera energia che può essere utilizzata per generare elettricità, spostare veicoli o persino cucinare.

Gli alcani a catena corta, come metano, etano, propano e butano, sono allo stato gassoso e possono essere estratti dai giacimenti di gas naturale.

Il metano è utilizzato come carburante per i veicoli, mentre il propano e il butano vengono utilizzati come gas da cucina.

Gli alcani a catena più lunghi sono allo stato liquido e si possono trovare nella benzina o nel diesel. Quando si parla di alto numero di ottano, si fa riferimento alla concentrazione di ottano nel carburante (Proprietà e usi degli alcani, S.F.).

2- Solventi

Poiché il momento di dipolo tra carbonio e ossigeno è molto basso, gli alcani non hanno una polarità di legame, quindi funzionano perfettamente come solventi apolari.

I chimici hanno una massima che dice "come si dissolve come", questo significa che i solventi polari dissolvono le sostanze polari e il solvente non polare o apolare scioglie le sostanze apolari.

Composti come pentano, esano, isohexano ed eptano sono utilizzati in laboratorio e nell'industria come solvente per reazioni in un mezzo non polare. Il nonano è il componente principale del cherosene (Petroleum.co.uk, 2015).

3- Lubrificanti

Gli alcani con 17 o più molecole di carbonio sono usati come lubrificanti e anticorrosivi, poiché la loro natura idrofoba significa che l'acqua non può raggiungere la superficie del metallo. Data la loro densità e la loro viscosità sono perfette per questo uso.

Oli lubrificanti di diverse viscosità possono essere mescolati insieme, ed è questa capacità di mescolarli che rende alcuni oli così utili.

Ad esempio, l'olio motore comune è generalmente una miscela di olio a bassa viscosità per consentire un facile avviamento a basse temperature e un olio ad alta viscosità per prestazioni migliori alle normali temperature di esercizio (Haydon Armstrong, S.F.).

Sin dai tempi dei romani, molti liquidi, compresa l'acqua, sono stati utilizzati come lubrificanti per ridurre al minimo l'attrito, il calore e l'usura tra le parti meccaniche.

Oggi, l'olio lubrificante è il prodotto più utilizzato a causa della sua vasta gamma di possibili applicazioni (Advameg, Inc., S.F.).

4- Cere e paraffine

Gli alcani sono anche noti come paraffine, il che rende questo termine molto confuso perché la paraffina si riferisce anche a un tipo di cera.

Chiarire i concetti, qualsiasi idrocarburo saturo (con la formula CnH_{2n + 2}) è una paraffina e una miscela di queste molecole può essere usata per fare una cera chiamata paraffina.

In generale, gli alcani usati in questa cera hanno catene di carbonio che contengono da 20 a 40 atomi di carbonio. Pertanto, la paraffina è un tipo di cera prodotta da paraffine o alcani.

La paraffina è caratterizzata da un basso punto di fusione, struttura flessibile e facile combustione. Di solito è usato in candele e pastelli.

5- Asfaltatura

L'asfalto è presente nel petrolio greggio e consiste in una miscela di idrocarburi, in particolare alcani a catena di 35 atomi di carbonio o più. L'asfalto ha una consistenza viscosa e semi-solida.

Il suo uso principale è la costruzione di strade grazie al fatto che l'aggiunta di sabbia o ghiaia sull'asfalto produce una miscela solida ideale per questo tipo di utilizzo.

Quando la sua densità è inferiore, è anche nota come pece e può essere utilizzata come impermeabilizzazione (Uses of Alkane, 2011).

6- Reazioni chimiche

Rispetto agli alcheni e agli alchini, gli alcani sono relativamente non reattivi a causa dell'assenza di un legame pi più debole nei loro scheletri di carbonio. Tuttavia, ci sono alcuni tipi di reazioni che vengono comunemente eseguite con alcani.

La reazione più importante che gli alcani sperimentano è la combustione. Gli alcani lineari più piccoli si ossidano più facilmente delle molecole più grandi e ramificate.

Gli alcani possono bruciare in presenza di ossigeno per produrre anidride carbonica, acqua ed energia.

In situazioni con ossigeno limitato, i prodotti sono monossido di carbonio, acqua ed energia. Per questo motivo, gli alcani sono spesso usati come fonti di carburante.

C₃H₈ + 5O₂ "3CO₂ + 4H₂O + energia

Una reazione consistente, oltre alla combustione, che l'esperienza degli alcani è l'alogenazione dei radicali liberi.

In questo processo, gli idrogeni in gruppi alchilici sono sostituiti da alogeni (molecole come cloro e bromo nella tavola periodica). Una tipica reazione è dimostrata usando il propano.

2C₃H₈ + Cl₂ "2C₃H₈Cl

Gli alcani complessi con pesi molecolari elevati trovati nel petrolio grezzo sono frequentemente suddivisi in alcani più piccoli e più utili mediante cracking termico; Alcheni e gas idrogeno vengono prodotti anche con questo metodo.

La fessurazione termica viene in genere eseguita a temperature elevate e spesso in presenza di un catalizzatore. Si ottiene una miscela di prodotti e questi alcani e alcheni possono essere separati mediante distillazione frazionata (Boundless, 2016).

7- Altri usi di alcani

Gli alcani hanno altri usi oltre a quelli già menzionati. Composti come l'etano sono utilizzati per la produzione di etilene, che viene utilizzato per produrre glicole etilenico (il componente principale dell'antigelo) e il polietilene, che è la plastica più utilizzata al mondo.

Il propano può essere utilizzato come refrigerante quando l'elettricità non è disponibile. Mentre il gas si espande, assorbe calore.

In realtà, può causare congelamento. Viene anche considerato come un sostituto per altri refrigeranti, ma ha il principale svantaggio di essere esplosivo.

Il butano è euforico, quindi è spesso abusato come un inalante. Sfortunatamente provoca asfissia, aritmia cardiaca e spasmi nei muscoli delle vie aeree dei polmoni.

Quest'ultima proprietà è la causa della "morte improvvisa di un tossicodipendente" ed è la causa della morte nel 55% dei casi relativi all'inalazione di solventi.

Il pentano può essere trovato nelle miscele di benzina, ma il suo uso principale nell'ambiente industriale è come un "soffiatore" nella creazione di schiume plastiche.

Inoltre, come il propano, può essere utilizzato come refrigerante. Il suo isomero, isopentano, è comunemente usato nei dentifrici.

L'esano e l'isoesano sono i solventi preferiti nella lavorazione degli alimenti, in particolare l'isoesano, poiché non sono tossici e hanno un pH neutro.

riferimenti

1. Advameg, Inc. (S.F.). Olio lubrificante. Recupero da madehow.com.
2. Advameg, Inc. (S.F.). Chimica organica - Applicazioni reali. Estratto da scienceclarified.com.
3. (2016, 20 settembre). alcani. Recupero da boundless.com.
4. (26 maggio 2016). Reazioni di alcani. Recupero da boundless.com.
5. Haydon Armstrong, J. H. (S.F.). Olio lubrificante. Estratto da energyeducation.ca.
6. co.uk. (2015). Tipi di alcano e strutture. Estratto da petroleum.co.uk
7. Proprietà e usi degli alcani. (S.F.). Recupero da ausetute.com.
8. Usi di alcano. (2011). Estratto da hzorganichemistry.wordpress.com.