حتماً از دوران مدرسه نام یا کلمه هیدروکربن را بارها شنیده اید.
این واژه یکی از پرکاربردترین ها در زمینه صنایع شیمیایی، پتروشیمی و نفت است.
هر مهندس در این زمینه باید با مفهوم شما آشنا باشد.
با مطالعه این مقاله با هیدروکربن ها و انواع آنها بیشتر آشنا خواهید شد.
1# هیدروکربن چیست؟
ترکیبات کربن و هیدروژن هیدروکربن نامیده می شود که از نفت خام و گاز طبیعی تشکیل شده است.
چنین ترکیباتی در طبیعت یافت می شود.
سوخت های فسیلی و درختان حاوی هیدروکربن هستند.
در برگ های سبز رنگی به نام کاروتن دیده می شود.
شکل ساختاری اکثر هیدروکربن ها به ساختار پیوندهای اتمی تشکیل دهنده آنها بستگی دارد.
بر اساس آزمایشات و تحقیقات و بر اساس خواص هیدروکربن ها به دو دسته اصلی تقسیم می شوند.
حاوی آلیفاتیک و آروماتیک است.
2# هیدروکربن های معطر
هیدروکربن های آروماتیک ترکیبات معطری هستند که از دو قسمت تشکیل شده اند.
آروماتیک بنزن
آروماتیک بدون حلقه بنزن
بنزن دارای فرمول شیمیایی C6H6 است و با وجود اینکه بسیاری از ترکیبات این ماده بوی نامطبوعی دارند، از مواد معطر تشکیل شده اند و به آنها هیدروکربن های معطر نیز می گویند.
مواد شناخته شده در این دسته عبارتند از:
بنزن
تولوئن
زایلن
نفتالین
خواص مهم این گروه از هیدروکربن ها عبارتند از:
سفتی یا سیال بودن این مواد در دمای اتاق.
نامحلول در آب
در واکنش های کاتالیزوری هیدروژنه شرکت می کند.
و منابع اصلی این مواد زغال سنگ و نفت خام است.
3# هیدروکربن های آلیفاتیک
سه دسته الفاتیک وجود دارد
آنها حاوی آلکان، آلکن و آلکین هستند که در اینجا به بررسی هر یک از آنها می پردازیم.
1-3 # آلکان
این گروه از هیدروکربن ها یکی از ساده ترین و ساده ترین ها هستند.
پیوند یک اتم کربن با یک اتم کربن و سه اتم هیدروژن دارای پیوند کووالانسی است.
آلکان ها دارای فرمول CnH2n + 2 و هستند
گروهی از هیدروکربن های غیراشباع بدون پیوند چندگانه در ساختارشان است.
آنها همچنین ساختار همولوگ دارند به این معنی که یک عضو با دیگری تا حدی متفاوت است.
این نوع هیدروکربن ها به شکل های جامد، گازی و مختلف به صورت بی رنگ و مایع دیده می شوند.
همانطور که طول زنجیره شما در نقاط جوش افزایش می یابد، گرانش افزایش می یابد.
اینها مواد غیر قطبی هستند و به راحتی در حلالهایی مانند بنزن و اتر محلول هستند.
از آلکان های موجود می توان به مهمترین آنها اشاره کرد. آلکان ها به شرح زیر است:
متان (CH4)، پروپان (C3H8)، پنتان (C5H12)، اتان (C2H6)، هگزان (C6H14)، اکتان (C8H18)، بوتان (C4H10)، نونان (C9H20)، دکان (C10H22)، هپتان (C7H16)
2-3# آلکن
این نوع در دسته غیر اشباع قرار دارد.
آنها ساختار پیوند دوگانه کربن-کربن دارند. در حالی که یکی از کربن ها دارای پیوند OH- است.
علاوه بر این، این نوع هیدروکربن می تواند اتم های هیدروژن را بگیرد و به آلکان های اشباع تبدیل شود.
در مورد خواص آلکن ها می توان گفت که فرمول CnH2n دارند.
این هیدروکربن ها قطبیت کمتری نسبت به آلکان ها دارند و در حلال هایی مانند کلروفرم و اتر یا آب نامحلول هستند.
همچنین دارای نقطه جوش بالایی است زیرا طول زنجیره در هنگام انشعاب کم و زیاد می شود.
آنها مانند آلکان ها دارای خواص فیزیکی زیادی هستند.
برای جلوگیری از فساد میوه استفاده می شود.
در بین آلکن ها، مهمترین آنها اتیلن (C2H4)، بوتن (C4H8)، پروپن (C3H6) است.
3-3 # آلکین
این هیدروکربن ها غیر اشباع هستند و دارای پیوند سه گانه کربن-کربن هستند.
آلکین ها در بین هیدروکربن ها دارای فرمول CnH2n-2 هستند.
این نوع هیدروکربن در مقایسه با آلکن ها و آلکان ها قطبیت پایینی دارد.
تحت این شرایط، آنها در حلال هایی مانند بنزن، اتر و تتراکلرید کربن محلول هستند، اما در آب نامحلول هستند.
زیرا قطبیت آن از آب کمتر است.
نقطه جوش و ذوب آلکین ها مانند آلکن ها است و اسیدیته بالاتری نسبت به آلکن ها و آلکان ها دارد.
این نوع هیدروکربن های آلیفاتیک به دلیل الکترونگاتیوی بالا و الکترونگاتیوی بالا مفید در نظر گرفته می شوند.
آنها می توانند بازهای قوی مانند آمید سدیم را پروتونه کرده و آنها را به آنیون های آلکینیل تبدیل کنند.
4# احتراق هیدروکربن های آروماتیک
موادی مانند پارافین، متان یا بنزن هیدروکربن هستند.
آنها در حضور اکسیژن سوخته دی اکسید کربن و بخار آب تولید می کنند.
هیدروکربن های نوع آروماتیک با چندین حلقه دارای ترکیبات آلی با دو تا هفت حلقه بنزن هستند.
چنین ترکیباتی در دسته آلاینده های محیطی قرار می گیرند.
احتراق ناقص مواد آلی تولید می کند.
1-4 # خواص ترکیبات معطر
این گونه ترکیبات دارای بوی مطبوع و معطر و
آنها از اصول Hookel 4n+2 پیروی می کنند و دارای ترکیبات سرطان زا هستند.
قطبیت این نوع مواد با نقطه جوش آن تعیین می شود.
هر چه این ترکیبات الکترون بیشتری داشته باشند، انرژی بیشتری آزاد می کنند.
در نهایت ثبات نسبی بهتری خواهند داشت.
5# کاربرد هیدروکربن ها چیست؟
همانطور که در بالا ذکر شد، تقریباً تمام هیدروکربن ها را می توان در نفت و گاز طبیعی یافت.
آروماتیک ها اغلب به عنوان حلال های شیمیایی استفاده می شوند.
معطرها گاهی در ترکیب بنزین و روغن استفاده می شود.
برخی از ترکیبات این دسته در گیاهان و درختان به عنوان رنگدانه طبیعی به نام کاروتن یافت می شود.
از دیگر کاربردهای هیدروکربن ها می توان به لاستیک خام طبیعی اشاره کرد که 98 درصد آن پلیمر هیدروکربنی است.
هیدروکربن ها اجزای اصلی سوخت های فسیلی هستند.
آنها در طی احتراق انرژی آزاد می کنند.
ترکیبات هیدروکربنی نیز در بسیاری از مواد و وسایلی که مردم می توانند به صورت روزانه از آنها استفاده کنند استفاده می شود. چی:
روغن های روان کننده
با تشکر
حلال ها
سوخت ها
موم
آسفالت
لوازم آرایشی
مواد پلاستیکی
ضد عفونی کننده ها
حرارت کافی برای جوش دادن قطعات فراهم کنید.
الیاف مصنوعی
مواد منفجره و شیمیایی