알칸의 일부 용도 및 응용은 연료 가스, 가솔린, 디젤-, 용매-펜탄, 헥산, 이소 헥산 및 헵탄-, 윤활제 또는 왁스 및 파라핀으로 사용됩니다.
알칸은 탄소와 수소 만 포함하는 화합물이므로 탄화수소입니다. 탄소와 수소 원자가 단일 결합으로 만 연결되기 때문에 파라핀 또는 포화 탄화수소라고도합니다.
알칸은 CH 2 인 14의 일정한 분자량에 의해 구성원이 다른 일련의 상동 유기 화합물에 속합니다 . 일반 공식은 CnH 2n + 2입니다.
알칸에는 단일 결합 만 포함되어있어 수소 원자로 포화됩니다. 그것들은 기본 탄화수소이며 다른 복잡한 분자의 화학을 이해하기위한 출발점입니다.
알칸은 하나의 탄소와 세 개의 수소로 구성된 알킬 그룹에서 이름을 얻었습니다.
물론 그들은 다른 그룹을 포함하지만 일관되게 알킬 그룹을 포함합니다. 끝 "-ano"는 이러한 분자에 단일 결합 만 있음을 알려줍니다.
알칸 계열의 가장 작은 구성원은 기체이고 가장 큰 화합물은 액체 및 고체 화합물입니다.
그들은 일반적으로 천연 가스 및 석유와 같은 연료 공급원에서 발견됩니다. 고체 화합물은 일반적으로 질감이 밀랍입니다.
알칸의 주요 용도 및 응용
1- 연료
알칸의 주요 용도는 연료입니다. 산화 반응은 전기를 생성하거나 차량을 이동하거나 요리하는 데 사용할 수있는 에너지를 방출합니다.
메탄, 에탄, 프로판 및 부탄과 같은 단쇄 알칸은 기체 상태이며 천연 가스전에서 추출 할 수 있습니다.
메탄은 차량 연료로 사용되며 프로판과 부탄은 요리 가스로 사용됩니다.
더 긴 사슬 알칸은 액체 상태이며 가솔린이나 디젤에서 찾을 수 있습니다. 높은 옥탄가에 대해 이야기 할 때 연료의 옥탄가 농도를 나타냅니다.
2- 용매
탄소와 산소 사이의 쌍극자 모멘트가 매우 낮기 때문에 알칸은 결합 극성이 없으므로 무극성 용매 역할을합니다.
화학자들은 "유사하게 유사하게 용해된다"는 격언을 가지고 있습니다. 이것은 극성 용매가 극성 물질을 용해시키고 비극성 또는 비극성 용매가 비극성 물질을 용해한다는 것을 의미합니다.
펜탄, 헥산, 이소 헥산 및 헵탄과 같은 화합물은 실험실 및 산업에서 비극성 매질에서 반응을위한 용매로 사용됩니다. 노난은 등유의 주성분입니다.
3- 윤활유
17 개 이상의 탄소 분자를 가진 알칸은 소수성 특성이 물이 금속 표면에 도달 할 수 없음을 의미하기 때문에 윤활제 및 부식 방지제로 사용됩니다. 밀도와 점도를 고려할 때이 용도에 적합합니다.
점도가 다른 윤활유는 서로 섞일 수 있으며, 이러한 기능을 통해 일부 오일을 유용하게 사용할 수 있습니다.
예를 들어, 일반적인 모터 오일은 일반적으로 저온에서 쉽게 시동 할 수있는 저점도 오일과 정상 작동 온도에서 더 나은 성능을 위해 고점도 오일을 혼합 한 것입니다.
로마 시대 이후로 물을 포함한 많은 액체는 서로 접촉하는 기계 부품 간의 마찰, 열 및 마모를 최소화하기 위해 윤활제로 사용되었습니다.
오늘날 윤활유는 광범위한 응용 분야로 인해 가장 널리 사용되는 제품입니다.
4- 왁스 및 파라핀
알칸은 파라핀으로도 알려져 있는데, 파라핀은 왁스의 일종을 지칭하기 때문에이 용어를 매우 혼란스럽게 만듭니다.
개념을 명확히하면 모든 포화 탄화수소 (공식 CnH 2n + 2 )는 파라핀이며 이러한 분자의 혼합물을 사용하여 파라핀 왁스라고하는 왁스를 만들 수 있습니다.
일반적으로이 왁스에 사용되는 알칸은 20-40 개의 탄소를 포함하는 탄소 사슬을 가지고 있습니다. 따라서 파라핀 왁스는 파라핀 또는 알칸으로 만든 왁스의 일종입니다.
파라핀 왁스는 융점이 낮고 구조가 유연하며 연소가 쉬운 것이 특징입니다. 일반적으로 양초와 크레용에 사용됩니다.
5- 아스팔트
아스팔트는 원유에 존재하며 탄화수소, 특히 35 개 이상의 탄소 사슬 알칸의 혼합물로 구성됩니다. 아스팔트는 반고체의 점성이 있습니다.
아스팔트에 모래 또는 자갈을 추가하면 이러한 유형의 용도에 이상적인 고체 혼합물이 생성되기 때문에 주요 용도는 도로 건설입니다.
밀도가 낮 으면 피치라고도하며 방수제로 사용할 수 있습니다.
6- 화학 반응
알켄 및 알킨에 비해 알칸은 탄소 골격에 약한 파이 결합이 없기 때문에 상대적으로 반응이 없습니다. 그러나 일반적으로 알칸으로 수행되는 몇 가지 종류의 반응이 있습니다.
알칸이 겪는 가장 중요한 반응은 연소입니다. 더 작은 선형 알칸은 더 크고 분지 된 분자보다 더 쉽게 산화됩니다.
알칸은 산소가있는 상태에서 연소하여 이산화탄소, 물 및 에너지를 생성 할 수 있습니다.
산소가 제한된 상황에서 제품은 일산화탄소, 물 및 에너지입니다. 이러한 이유로 알칸은 연료 공급원으로 자주 사용됩니다.
C 3 H 8 + 5O 2 »3CO 2 + 4H 2 O + 에너지
연소 외에도 알칸이 겪는 일관된 반응은 자유 라디칼의 할로겐화입니다.
이 과정에서 알킬 그룹의 수소는 할로겐 (주기율표의 염소 및 브롬과 같은 분자)으로 대체됩니다. 전형적인 반응은 프로판을 사용하여 시연됩니다.
2C 3 H 8 + CL 2 »2C 3 H 8 CL
원유에서 발견되는 고 분자량의 복합 알칸은 종종 열분해에 의해 더 작고 유용한 알칸으로 나뉩니다. 알켄과 수소 가스도이 방법을 사용하여 생산됩니다.
열분해는 일반적으로 고온에서 종종 촉매의 존재하에 수행됩니다. 생성물의 혼합물이 얻어지고 이들 알칸과 알켄은 분별 증류에 의해 분리 될 수있다.
7- 알칸의 다른 용도
알칸은 이미 언급 한 것 외에 다른 용도로 사용됩니다. 에탄과 같은 화합물은 에틸렌 글리콜 (부동액의 주성분) 생산에 사용되는 에틸렌과 전 세계적으로 가장 널리 사용되는 플라스틱 인 폴리에틸렌의 생산에 사용됩니다.
프로판은 전기를 사용할 수 없을 때 냉매로 사용할 수 있습니다. 가스가 팽창하면 열을 흡수합니다.
실제로 동상을 일으킬 수 있습니다. 또한 다른 냉매의 대체품으로 간주되고 있지만 폭발성이라는 주요 단점이 있습니다.
부탄은 기뻐서 종종 흡입제로 남용됩니다. 불행히도 질식, 심장 부정맥 및 폐의기도 근육 경련을 유발합니다.
이 마지막 속성은 "마약 중독자의 갑작스런 사망"의 원인이며, 용매 흡입과 관련된 경우의 55 %에서 사망 원인입니다.
펜탄은 가솔린 블렌드에서 찾을 수 있지만 산업 환경에서 주로 사용되는 것은 플라스틱 폼을 만드는 "송풍기"입니다.
또한 프로판과 마찬가지로 냉매로도 사용할 수 있습니다. 이성질체 인 이소 펜탄은 일반적으로 치약에 사용됩니다.
헥산 및 이소 헥산은 식품 가공에서 선호되는 용매, 특히 이소 헥산은 무독성이고 중성 pH를 갖기 때문에 선호됩니다.
참고 문헌
- Advameg, Inc. (SF). 윤활유. madehow.com에서 복구되었습니다.
- Advameg, Inc. (SF). 유기 화학-실제 응용. scienceclarified.com에서 복구되었습니다.
- (2016 년 9 월 20 일). 알칸. boundless.com에서 복구되었습니다.
- (2016 년 5 월 26 일). 알칸의 반응. boundless.com에서 복구되었습니다.
- Haydon Armstrong, JH (SF). 윤활유. energyeducation.ca에서 복구되었습니다.
- co.uk. (2015). 알칸 유형 및 구조. petroleum.co.uk에서 회수했습니다.
- 알칸의 특성 및 용도. (SF). ausetute.com에서 복구되었습니다.
- Alkane의 사용. (2011). hzorganichemistry.wordpress.com에서 복구되었습니다.