Naftenski ogljikovodiki: uporaba, lastnosti, formula

Te spojine so organske snovi, ki se v velikih količinah pridobivajo iz nafte. njihovo ime izhaja iz besede nafta (grško: naphtha).

Naftenski ogljikovodiki vključujejo spojine iz aliciklične vrste nasičenih ogljikovodikov, t. е. z okroglo oblikovanimi molekulami, zaprtimi cikli. svoje ime je dobila leta 1883. V organsko kemijo sta ga uvedla znanstvenika B. В. Markovnikov & B. Н. Ogloblin. Poleg tega nafteni vključujejo ogljikovodike z več pet- in šestčlenskimi cikli (vključno s kondenziranimi ogljikovodiki, kot je dekalin). Ni povsem pravilno, da bi vse cikloalkane (ciklane) uvrstili med naftene.

Fizikalne in kemijske lastnosti naftenov

Po fizikalnih lastnostih so naftenski ogljikovodiki tekočine, včasih z zelo ostrim in neprijetnim vonjem, po katerih je znana surova nafta. Prav nafteni imajo terapevtski učinek v posebnem naftalenskem blatu, ki se uporablja za zdravljenje številnih kožnih bolezni.

V kemijskem smislu so naftenski ogljikovodiki podobni nasičenim acikličnim ogljikovodikom iz serije metanov. Izjema je ciklopropan, ki se v nekaterih reakcijah obnaša kot nenasičeni ogljikovodik, pri čemer se atomi vežejo s prekinitvijo obroča. V večini kemijskih reakcij se naftenski ogljikovodiki pojavljajo kot nasičeni, linearno vezani ogljikovi atomi. Zaradi uporabe kemijskih reakcij s prekinitvenimi cikli pa so naftenski ogljikovodiki odlična surovina za kemijsko sintezo: pridobivanje Aromatski ogljikovodiki in drugih dragocenih izdelkov za kemično industrijo v različnih panogah s katalitičnim reformingom.

Splošna formula in najpomembnejši predstavniki serije

Formula naftenskih ogljikovodikov je skupna vsem cikloalkanom: CnH₂n, kjer je n število atomov v molekuli, običajno pet ali šest. planarna molekulska formula: krog ali zaprta zanka. Osnovna formula je precej zapletena in omogoča več možnih razporeditev atomov v molekuli.

Primeri naftenskih ogljikovodikov so kemične spojine, kot so ciklopentan (pet ogljikovih atomov v obroču), cikloheksan (šest ogljikovih atomov v obroču) in njihovi alkilni derivati. Naftenske kisline tvorijo posebno skupino. Podrobneje si oglejmo vse te spojine.

Ciklopentan za organsko sintezo

Ciklopentan (ali ciklopentilen) je nasičen ciklični ogljikovodik s petimi ogljikovimi atomi v sklenjeni verigi. Formula ciklopentana je C₅Н₁₀. Je nasičeni ogljikovodik iz aliciklične serije, eden najpreprostejših cikloalkanov. Je brezbarvna tekočina z značilnim vonjem in gostoto 0,745 g/cm³, Netopen v vodi, mešljiv z benzenom, etrom, acetonom (podobno raztapljanje). Glavne količine ciklopentana se pridobivajo s sekundarno destilacijo surovega olja. Večina ciklopentana se uporablja za organsko sintezo dragocenih kemikalij, npr. barvil.

Cikloheksan je surovina za poliamide

Cikloheksan (ali cikloheksilen) je tako kot ciklopentan nasičen ogljikovodik s šestimi ogljikovimi atomi v zaprtem ciklu. Njegova formula je C₆Н₁₂.

Njegove fizikalne lastnosti so brezbarvna tekočina pri normalnih pogojih, njegova gostota je 0,778 g/cm³, netopen v vodi. Kot ciklopentan je topen v benzenu, etrih, acetonu. Pojavlja se praktično v vseh naftnih derivatih, vendar v zelo majhnih količinah, zato se pridobiva s katalitsko hidrogenizacijo benzena. Tako kot ciklopentan se v kemični industriji zelo pogosto uporablja za proizvodnjo cikloheksanola in cikloheksanona, nitrocikloheksana, cikloheksanoksima - vmesnih produktov pri proizvodnji kaprolaktama in adipinske kisline, ki se uporabljata za proizvodnjo poliamidov.

Naftenske kisline: lastnosti in uporaba

Naftenski ogljikovodiki vključujejo spojino

To so karboksilne kisline iz aliciklične serije, večinoma enobazične. Te kisline vsebujejo enega ali več pet- ali šestčlenskih ogljikovih ciklov. Naftenske kisline predstavljajo večino kislinskih sestavin različnih surove nafte. Pridobivajo jih z alkalno raztopino, znano kot razsoljevanje naftenata.

V normalnih pogojih so naftenske kisline viskozne, brezbarvne, pri mirovanju postanejo rumene, praktično netopne v vodi. So dobra topila za smole in gume. Meša se z večino organskih topil, ima vse kemijske lastnosti karboksilne kisline.

Najpogosteje se uporabljajo soli naftenskih kislin. Soli alkalnih kovin (mila ali naftenati) se uporabljajo kot emulgatorji in razkužila ter za pranje volne. Bakrove soli se pogosto uporabljajo kot razkužilo za namakanje pragov, vrvi in tkanin, aluminijeve in svinčeve soli se uporabljajo kot posebni dodatki, dodatki za mazalna olja in goriva.

Poleg tega se milna olja uporabljajo kot dodatki v betonskih in maltnih mešanicah, zaradi česar postanejo vodoodbojne, kar je zelo pomembno, saj zaradi mazanja s posebnim delovanjem posebnih filmov, imenovanih tanko orientirani filmi, maltne mešanice postanejo plastične.

Soli naftenske kisline kot sušilno sredstvo

Posoljeni hidroksidi kislin v nafti (mila) svinca, kobalta, mangana in cinka se pogosto uporabljajo kot sušilna sredstva za oljne barve. sušilno sredstvo (poznolatinska beseda za "sušenje") je snov, ki se uporablja za pospeševanje sušenja barv. Kemijsko gledano je katalizator pri oksidativni polimerizaciji raztopin rastlinskih olj in derivatov.

Najcenejša in najbolj stabilna sušila so milno olje ali naftenati, vendar imajo žal nečistoče in značilen neprijeten vonj, zato se ne uporabljajo za oljno slikarstvo.

Zaščita človeškega telesa pri delu s sušilniki

Naftenski ogljikovodiki imajo pogosto vonj, ki ga ljudje zaznavajo kot oster in neprijeten. Za zaščito dihalnega sistema ljudi, ki delajo z barvami, je treba uporabiti zaščito pred hlapi topil in sušilnikov. To je enostavno rešljivo s pomočjo običajnih vodnih zaves in vlažnih absorberjev: krp, povojev itd. Za manjše delovne obremenitve in občasne stike s črnili bo zadostoval.

Po dolgotrajnem in neprekinjenem delu z barvami, zlasti tistimi, ki vsebujejo veliko sušilnih sredstev, je potrebna celovitejša zaščita dihal, oči, kože in sluznic. Kovine v sušilnih sredstvih, zlasti svinec, se kopičijo v jetrih in drugih organih ter povzročajo resne bolezni.

Maziva za hlajenje

Brez hladilne tekočine ne more delovati noben obdelovalni stroj. Večina hladilnih tekočin so emulzije, pri katerih se pogosto uporabljajo precej poceni naftni derivati, kot so naftenski ogljikovodiki, in mineralna olja, pomešana z vodo.

Da se emulzija ne bi razdelila na sestavne dele, se uporabljajo emulgatorji in stabilizatorji. Zaradi vsebnosti vode emulzija ni hlapna in je skoraj neškodljiva. Zato si veliko ljudi, ki delajo z olji, za umivanje močno umazanih rok pogosto uporablja emulzijo, ki vsebuje naftene. To je značilnost hladilnih tekočin, ki jih pogosto uporabljajo tako strojniki kot šoferji. Naftenska emulzija ne pomaga le pri enostavnem umivanju zasušene umazanije, temveč tudi razkužuje in mehča kožo ter odpravlja potrebo po uporabi vazelina kot mehčalca kože.

Olje se ne more uporabljati kot gorivo

Znana ugotovitev Dmitrija Mendelejeva, da nafta ni gorivo in da jo lahko ogrevamo tudi z denarjem, postaja s časom vse bolj smiselna. Nafta, plin in premog so najboljše surovine za izdelavo velikega števila materialov, ki jih danes potrebujemo, vendar so njihove zaloge zelo omejene in jih ni mogoče ponovno pridobiti. Med temi surovinami so naftenski ogljikovodiki, ena najdragocenejših sestavin nafte, črno zlato, ki ga človeštvo še ni v celoti ovrednotilo.