DE 7 TOEPASSINGEN EN TOEPASSINGEN VAN DE BELANGRIJKSTE ALKANEN - CHEMIE - 2026

Sommige toepassingen en toepassingen van alkanen zijn als brandstof -gas, benzine, diesel-, als oplosmiddelen - pentaan, hexaan, isohexaan en heptaan-, als smeermiddelen of als was en paraffine.

Alkanen zijn verbindingen die alleen koolstof en waterstof bevatten, daarom zijn het koolwaterstoffen. Ze zijn ook bekend als paraffines of verzadigde koolwaterstoffen omdat de koolstof- en waterstofatomen uitsluitend met elkaar verbonden zijn door enkele bindingen.

Alkanen behoren tot een homologe reeks van organische verbindingen, waarbij de leden verschillen met een constante molecuulmassa van 14, dat CH ₂ . De algemene formule is CnH _{2n + 2.}

Alkanen bevatten alleen enkele bindingen, wat betekent dat ze verzadigd zijn met waterstofatomen. Het zijn de basiskoolwaterstoffen en de startpunten om de chemie van andere complexere moleculen te begrijpen.

Alkanen ontlenen hun naam aan de alkylgroep die bestaat uit één koolstofatoom en drie waterstofatomen.

Ze bevatten natuurlijk andere groepen, maar ze bevatten consequent een alkylgroep. Het einde "-ano" laat je weten dat er slechts enkele bindingen in deze moleculen zijn.

De kleinste leden van de alkaanfamilie zijn gassen, terwijl de grootste verbindingen vloeibare en vaste verbindingen zijn.

Ze worden vaak aangetroffen in brandstofbronnen, zoals aardgas en olie. Vaste verbindingen zijn typisch wasachtig van textuur.

Belangrijkste toepassingen en toepassingen van alkanen

1- Brandstof

Het belangrijkste gebruik van alkanen is voor brandstof. Door de oxidatiereactie komt energie vrij die kan worden gebruikt om elektriciteit op te wekken, voertuigen te verplaatsen of zelfs te koken.

Alkanen met een korte keten, zoals methaan, ethaan, propaan en butaan, bevinden zich in gasvormige toestand en kunnen we uit aardgasvelden halen.

Methaan wordt gebruikt als brandstof voor voertuigen, terwijl propaan en butaan worden gebruikt als kookgas.

Alkanen met een langere keten bevinden zich in vloeibare toestand en zijn te vinden in benzine of diesel. Als we het hebben over een hoog octaangehalte, verwijst het naar de octaanconcentratie in de brandstof.

2- Oplosmiddelen

Omdat het dipoolmoment tussen koolstof en zuurstof erg laag is, hebben alkanen geen bindingspolariteit, dus ze dienen goed als apolaire oplosmiddelen.

Chemici hebben een stelregel die zegt "vergelijkbaar lost vergelijkbaar op", dit betekent dat polaire oplosmiddelen polaire stoffen oplossen en niet-polaire of niet-polaire oplosmiddelen niet-polaire stoffen oplossen.

Verbindingen zoals pentaan, hexaan, isohexaan en heptaan worden in het laboratorium en in de industrie gebruikt als oplosmiddelen voor reacties in een niet-polair medium. Nonaan is het hoofdbestanddeel van kerosine.

3- Smeermiddelen

Alkanen met 17 of meer koolstofmoleculen worden gebruikt als smeermiddelen en anticorrosieve middelen, omdat hun hydrofobe aard betekent dat water het metaaloppervlak niet kan bereiken. Gezien hun dichtheid en viscositeit zijn ze perfect voor dit gebruik.

Smeeroliën met verschillende viscositeiten kunnen met elkaar worden gemengd, en het is dit vermogen om ze te mengen dat sommige oliën zo nuttig maakt.

Normale motorolie is bijvoorbeeld over het algemeen een mengsel van olie met een lage viscositeit om gemakkelijk starten bij lage temperaturen mogelijk te maken en een olie met een hoge viscositeit voor betere prestaties bij normale bedrijfstemperaturen.

Sinds de Romeinse tijd zijn veel vloeistoffen, waaronder water, gebruikt als smeermiddel om wrijving, hitte en slijtage tussen mechanische onderdelen die met elkaar in contact komen, te minimaliseren.

Tegenwoordig is smeerolie het meest gebruikte product vanwege het brede scala aan mogelijke toepassingen.

4 - Was en paraffines

Alkanen worden ook wel paraffines genoemd, wat deze term erg verwarrend maakt omdat paraffine ook verwijst naar een soort was.

Om de concepten te verduidelijken, is elke verzadigde koolwaterstof (met de formule CnH _{2n + 2} ) een paraffine en een mengsel van deze moleculen kan worden gebruikt om een ​​was te maken die paraffinewas wordt genoemd.

Over het algemeen hebben de alkanen die in deze was worden gebruikt koolstofketens die 20 tot 40 koolstofatomen bevatten. Daarom is paraffinewas een soort was gemaakt van paraffines of alkanen.

Paraffinewas wordt gekenmerkt door een laag smeltpunt, flexibele structuur en gemakkelijk branden. Het wordt meestal gebruikt in kaarsen en kleurpotloden.

5- Asfalt

Asfalt is aanwezig in ruwe olie en bestaat uit een mengsel van koolwaterstoffen, vooral ketenalkanen met 35 koolstofatomen of meer. Asfalt heeft een halfvaste, stroperige consistentie.

Het belangrijkste gebruik ervan is de aanleg van wegen, omdat het toevoegen van zand of grind aan het asfalt een solide mengsel oplevert dat ideaal is voor dit soort gebruik.

Wanneer de dichtheid lager is, wordt het ook wel pek genoemd en kan het worden gebruikt als waterdichtingsmiddel.

6- Chemische reacties

In vergelijking met alkenen en alkynen zijn alkanen relatief niet-reactief vanwege de afwezigheid van een zwakkere pi-binding in hun koolstofskeletten. Er zijn echter enkele klassen reacties die gewoonlijk worden uitgevoerd met alkanen.

De belangrijkste reactie die alkanen ondergaan, is verbranding. Kleinere lineaire alkanen worden gemakkelijker geoxideerd dan grotere, meer vertakte moleculen.

Alkanen kunnen branden in aanwezigheid van zuurstof om kooldioxide, water en energie te produceren.

In zuurstofarme situaties zijn de producten koolmonoxide, water en energie. Om deze reden worden alkanen vaak als brandstofbron gebruikt.

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

Een consistente reactie, naast verbranding, die alkanen ondergaan, is de halogenering van vrije radicalen.

In dit proces worden de waterstofatomen in alkylgroepen vervangen door halogenen (moleculen zoals chloor en broom op het periodiek systeem). Een typische reactie wordt gedemonstreerd met propaan.

2C ₃ H ₈ + Cl ₂ »2C ₃ H ₈ Cl

Complexe alkanen met een hoog molecuulgewicht die in ruwe olie worden aangetroffen, worden vaak door thermisch kraken in kleinere en beter bruikbare alkanen verdeeld; Met deze methode worden ook alkenen en waterstofgas geproduceerd.

Thermisch kraken wordt typisch uitgevoerd bij hoge temperaturen en vaak in aanwezigheid van een katalysator. Er wordt een mengsel van producten verkregen en deze alkanen en alkenen kunnen worden gescheiden door gefractioneerde destillatie.

7- Andere toepassingen van alkanen

Alkanen hebben andere toepassingen dan de reeds genoemde. Verbindingen zoals ethaan worden gebruikt voor de productie van ethyleen, dat wordt gebruikt om ethyleenglycol (het belangrijkste bestanddeel van antivries) en polyethyleen, dat wereldwijd de meest gebruikte kunststof is, te produceren.

Propaan kan als koelmiddel worden gebruikt als er geen elektriciteit beschikbaar is. Terwijl het gas uitzet, neemt het warmte op.

Het kan zelfs bevriezing veroorzaken. Het wordt ook overwogen als vervanging voor andere koudemiddelen, maar heeft als belangrijkste nadeel dat het explosief is.

Butaan is een euforisch middel, dus het wordt vaak misbruikt als inhaleermiddel. Helaas veroorzaakt het verstikking, hartritmestoornissen en spasmen van de spieren van de luchtwegen in de longen.

Deze laatste eigenschap is de oorzaak van de "plotselinge dood van een drugsverslaafde", en is de doodsoorzaak in 55% van de gevallen die verband houden met het inademen van oplosmiddelen.

Pentaan kan worden aangetroffen in benzinemengsels, maar het wordt voornamelijk in de industriële omgeving gebruikt als een "ventilator" bij het maken van plastic schuimen.

Net als propaan kan het ook als koelmiddel worden gebruikt. Zijn isomeer, isopentaan, wordt vaak gebruikt in tandpasta's.

Hexaan en isohexaan zijn de geprefereerde oplosmiddelen bij voedselverwerking, in het bijzonder isohexaan, aangezien ze niet giftig zijn en een neutrale pH hebben.

Referenties

1. Advameg, Inc. (SF). Smeerolie. Opgehaald van madehow.com.
2. Advameg, Inc. (SF). Organische chemie - Real-life toepassingen. Opgehaald van scienceclarified.com.
3. (2016, 20 september). Alkanen. Hersteld van boundless.com.
4. (2016, 26 mei). Reacties van alkanen. Hersteld van boundless.com.
5. Haydon Armstrong, JH (SF). Smeerolie. Hersteld van energyeducation.ca.
6. co.uk. (2015). Alkaan-typen en -structuren. Opgehaald van petroleum.co.uk.
7. Eigenschappen en gebruik van alkanen. (SF). Opgehaald van ausetute.com.
8. Maakt gebruik van Alkane. (2011). Opgehaald van hzorganichemistry.wordpress.com.