- Usos i aplicacions principals dels alcans
- 1- Combustible
- 2- Solvents
- 3- Lubricants
- 4- Ceres i parafines
- 5- Asfaltat
- 6- Reaccions químiques
- 7- Altres usos d'alcans
- References
Alguns usos i aplicacions dels alcans són com a combustible -Gasos, gasolina, dièsel-, com solvents - pentà, l'hexà, el isohexano i el heptano-, com lubricants o com ceres i parafines.
Els alcans són compostos que només contenen carboni i hidrogen, per tant són hidrocarburs. També es coneixen com parafines o hidrocarburs saturats perquè els àtoms de carboni i d'hidrogen estan units exclusivament per enllaços simples.
Els alcans pertanyen a una sèrie homòloga de compostos orgànics en la qual els membres difereixen per una massa molecular constant de 14 que és CH 2. La fórmula general és CNH 2n + 2.
Els alcans contenen només enllaços simples, el que significa que estan saturats amb àtoms d'hidrogen. Són els hidrocarburs bàsics i els punts de partida per entendre la química d'altres molècules més complexes.
Els alcans reben el seu nom de el grup llogo que està compost per un carboni-tres hidrògens.
Per descomptat, contenen altres grups, però contenen consistentment un grup llogo. La terminació «-à» li permet saber que només hi ha enllaços simples en aquestes molècules.
Els membres més petits de la família d'alcans són gasos, mentre que els compostos més grans són compostos líquids i sòlids.
Es troben normalment en fonts de combustible, com el gas natural i el petroli. Els compostos sòlids són típicament de textura cerosa.
Usos i aplicacions principals dels alcans
1- Combustible
El principal ús dels alcans és el de combustible. La seva reacció d'oxidació allibera energia que pot ser aprofitada per generar electricitat, moure vehicles o inclusivament cuinar.
Els alcans de cadena curta, com ara el metà, l'età, el propà i el butà es troben en estat gasós i els podem extreure de jaciments de gas natural.
El metà és usat com a combustible per a vehicles mentre que el propà i el butà es fan servir com a gas de cuina.
Alcans de cadena més llarga es troben en estat líquid i poden trobar-se en la gasolina o el dièsel. Quan es parla d'alt octanatge, es fa referència a la concentració d'octà en el combustible.
2- Solvents
Atès que el moment dipolar entre el carboni i l'oxigen és molt baix, els alcans no presenten polaritat d'enllaç de manera que serveixen a la perfecció com solvents apolars.
Els químics tenen una màxima que diu "semblant dissol semblant", això vol dir que solvents polars dissolen substàncies polars i solvent no polars o apolars dissolen substàncies apolars.
Compostos com el pentà, l'hexà, el isohexano i el heptà són usats en el laboratori i en la indústria com a solvent per a reaccions en un medi no polar. El nonano és el principal component de l'querosè.
3- Lubricants
Els alcans amb 17 o més molècules de carboni són usats com lubricants i anticorrosius, ja que la seva naturalesa hidròfoba vol dir que l'aigua no pot arribar a la superfície metàl·lica. Donada la seva densitat i la seva viscositat són perfectes per a aquest ús.
Els olis lubricants de diferents viscositats poden barrejar-se entre si, i és aquesta capacitat de barrejar-los que fa que alguns olis siguin tan útils.
Per exemple, l'oli de motor comú és generalment una barreja d'oli de baixa viscositat per permetre una arrencada fàcil a temperatures fredes i un oli d'alta viscositat per a un millor rendiment a temperatures normals de funcionament.
Des de l'època romana, molts líquids, incloent l'aigua, s'han utilitzat com lubricants per minimitzar la fricció, la calor i el desgast entre les parts mecàniques en contacte entre si.
Avui dia, l'oli lubricant és el producte més utilitzat per la seva àmplia gamma d'aplicacions possibles.
4- Ceres i parafines
Els alcans també es coneixen com parafines, el que fa que aquest terme sigui molt confús perquè la parafina també es refereix a un tipus de cera.
Aclarint conceptes, qualsevol hidrocarbur saturat (amb la fórmula CNH 2n + 2) és una parafina i una barreja d'aquestes molècules es pot utilitzar per fer una cera anomenada cera de parafina.
En general, els alcans usats en aquesta cera tenen cadenes de carbó que contenen de 20 a 40 carbonis. Per tant, la cera de parafina és un tipus de cera feta de parafines o alcans.
La cera de parafina es caracteritza per un baix punt de fusió, estructura flexible i fàcil combustió. S'utilitza generalment en espelmes i en crayones.
5- Asfaltat
L'asfalt està present en el petroli cru i consisteix en una barreja d'hidrocarburs especialment alcans de cadena de 35 carbonis o més. L'asfalt té una consistència viscosa i semisòlida.
El seu principal ús és la construcció de camins a causa que a l'afegir sorra o grava a l'asfalt es produeix una barreja sòlida ideal per a aquest tipus d'ús.
Quan la seva densitat és menor, també se li coneix com brea i pot ser usada com impermeabilitzant.
6- Reaccions químiques
En comparació amb els alquens i alquins, els alcans són relativament no reactius causa de l'absència d'un enllaç pi més feble en els seus esquelets de carboni. No obstant això, hi ha algunes classes de reaccions que es realitzen comunament amb alcans.
La reacció més important que els alcans experimenten és la combustió. Els alcans lineals més petits s'oxiden més fàcilment que les molècules més grans i més ramificades.
Els alcans poden cremar-se en presència d'oxigen per a produir diòxid de carboni, aigua i energia.
En situacions amb oxigen limitat, els productes són monòxid de carboni, aigua i energia. Per aquesta raó, els alcans s'utilitzen freqüentment com a fonts de combustible.
C 3 H 8 + 5O 2 »3CO 2 + 4H 2 O + energia
Una reacció consistent, a més de la combustió, que els alcans experimenten és la halogenació de radicals lliures.
En aquest procés, els hidrògens en grups llogo es reemplacen per halògens (molècules com clor i brom en la taula periòdica). Una reacció típica es demostra usant propà.
2C 3 H 8 + Cl 2 »2C 3 H 8 Cl
Els alcans complexos amb pesos moleculars elevats que es troben en l'oli cru es divideixen freqüentment en alcans més petits i més útils per craqueig tèrmic; Alquens i gas hidrogen també es produeixen usant aquest mètode.
El craqueig tèrmic es porta a terme típicament a altes temperatures, i sovint en presència d'un catalitzador. S'obté una barreja de productes, i aquests alcans i alquens es poden separar per destil·lació fraccionada.
7- Altres usos d'alcans
Els alcans tenen altres usos a part dels ja esmentats. Compost com l'età s'usen per a la producció d'etilè, el qual s'usa per a produir etilenglicol (component principal dels anticongelants) i polietilè, que és el plàstic de més ús a nivell mundial.
El propà pot utilitzar-se com refrigerant quan no es disposa d'electricitat. A mesura que el gas s'expandeix, absorbeix la calor.
De fet, pot causar cremada per congelació. També s'està considerant com un reemplaçament per a altres refrigerants, però té l'inconvenient principal de ser explosiu.
El butà és un eufòric, de manera que sovint és abusat com inhalant. Desafortunadament, causa asfíxia, arítmia cardíaca i espasmes en els músculs de les vies respiratòries en els pulmons.
Aquesta última propietat és la causa de la «mort sobtada d'un toxicòman», i és la causa de mort en el 55% dels casos relacionats amb la inhalació de dissolvents.
Pentano es pot trobar a les barreges de gasolina, però el seu ús principal en l'entorn industrial és com un «bufador» en la creació d'escumes plàstiques.
També, com el propà, pot ser usat com a refrigerant. El seu isòmer, el isopentano, és comunament usat en dentifricis.
El hexà i el isohexano són els solvents preferits en el processament d'aliments, en particular l'isohexano, atès que no són tòxics i tenen un pH neutre.
References
- Advameg, Inc (SF). Lubricating Oil. Recuperat de madehow.com.
- Advameg, Inc (SF). Organic Chemistry - Reial-life applications. Recuperat de scienceclarified.com.
- (2016, setembre 20). Alkanes. Recuperat de boundless.com.
- (2016, maig 26). Reactions of Alkanes. Recuperat de boundless.com.
- Haydon Armstrong, JH (SF). Lubricating oil. Recuperat de energyeducation.ca.
- co.uk. (2015). Alkane Types and Structures. Recuperat de petroleum.co.uk.
- Properties and Uses of Alkanes. (SF). Recuperat de ausetute.com.
- Uses of Alkane. (2011). Recuperat de hzorganichemistry.wordpress.com.