Gli idrocarburi saturi (paraffine) sono idrocarburi alifatici limitanti, laddove esiste un legame semplice (singolo) tra gli atomi di carbonio.
Tutte le altre valenze sono saturate al massimo con gli atomi di idrogeno.
Gli idrocarburi saturi saturi hanno un comunela formula CnH2n + 2. In condizioni normali, i rappresentanti di questa classe mostrano una reattività debole, quindi sono chiamati "paraffina". Gli idrocarburi saturi iniziano con metano, che ha la formula molecolare CH4.
Questa sostanza organica è inodoree il colore, il gas è quasi due volte più leggero dell'aria. In natura si forma durante la decomposizione di animali e organismi vegetali, ma solo in assenza di accesso aereo. Si trova nelle miniere di carbone, nei corpi idrici paludosi. In piccole quantità, il metano è una parte del gas naturale, attualmente utilizzato come combustibile nella produzione, nella vita di tutti i giorni.
Questo idrocarburo saturo, appartenente alla classe degli alcani, ha un legame polare covalente. La struttura tetraedrica è spiegata dall'ibridizzazione sp3 dell'atomo di carbonio, l'angolo di valenza è di 109 ° 28 ".
Gli idrocarburi saturi possono essere nominati danomenclatura sistematica. Esiste un certo ordine di azioni, che consente di tenere conto di tutte le ramificazioni che esistono nella molecola dell'idrocarburo finale. In primo luogo, è necessario identificare la catena di carbonio più lunga, quindi numerare gli atomi di carbonio. Per fare ciò, seleziona la parte della molecola in cui è presente una ramificazione massima (più radicali). In presenza di numerosi radicali identici negli alcano, con il loro nome, specificare i prefissi: di-, tri-, tetra. Per chiarire la posizione delle particelle attive in una molecola di idrocarburi, utilizzare le figure. Lo stadio finale nel nome delle paraffine è l'indicazione della stessa catena di carbonio, con l'aggiunta del suffisso -an.
Gli idrocarburi saturi differiscono nell'aggregatoStato. I primi quattro rappresentanti di questo registratore di cassa sono composti gassosi (dal metano al butano). All'aumentare del peso molecolare relativo, si verifica una transizione al liquido e quindi allo stato di aggregato solido.
Gli idrocarburi saturi e insaturi non si sciolgono in acqua, ma possono dissolversi in molecole di solventi organici.
Quali tipi di isomerismo sono idrocarburi saturi? Esempi di struttura di rappresentanti di questa classe, a partire da butano, indicano la presenza di isomerismo dello scheletro di carbonio.
La catena di carbonio formata da covalenteconnessioni polari, ha un aspetto a zigzag. Questa è la ragione del cambiamento nella catena di base nello spazio, cioè dell'esistenza di isomeri strutturali. Ad esempio, con un cambiamento nella disposizione degli atomi nella molecola di butano, si forma il suo isomero-2-metilpropano.
Consideriamo le proprietà chimiche di baseidrocarburi saturi. Per i rappresentanti di questa classe di idrocarburi, le reazioni di addizione non sono caratteristiche, poiché tutti i legami nella molecola sono singoli (saturi). Gli alcani entrano in interazioni connesse con la sostituzione dell'atomo di idrogeno con alogeno (alogenazione), gruppo nitro (nitrazione). Se le formule di idrocarburi saturi sono di forma CnH2n + 2, dopo la sostituzione si forma una sostanza della composizione CnH2n + 1CL e anche CnH2n + 1NO2.
Il processo di sostituzione è radicale liberomeccanismo. In primo luogo, si formano particelle attive (radicali), seguite dalla formazione di nuove sostanze organiche. In reazione con i rappresentanti del settimo gruppo (il sottogruppo principale) della tavola periodica, tutti gli alcani entrano, ma il processo procede solo a temperatura elevata, o in presenza di un quanto di luce.
Anche per tutti i rappresentanti della serie di metanocaratteristica è l'interazione con l'ossigeno nell'aria. Durante la combustione, il biossido di carbonio e il vapore acqueo agiscono come prodotti di reazione. La reazione è accompagnata dalla formazione di una quantità significativa di calore.
Quando il metano reagisce con l'ossigeno nell'ariaun'esplosione è possibile. Un effetto simile è caratteristico per altri rappresentanti della classe di limitazione degli idrocarburi. È quindi una miscela di butano, propano, etano, metano è un pericolo. Ad esempio, tali cluster sono caratteristici delle miniere di carbone, officine di produzione. Nel caso di riscaldamento fino a 1000 ° C limitare la decomposizione di verifica idrocarburi. temperature più elevate portano alla produzione di idrocarburi insaturi, e anche nella formazione di gas idrogeno. processo di deidrogenazione ha importanza industriale, che consente di ottenere una varietà di sostanze organiche.
Per gli idrocarburi delle serie di metano, a partire dal butano, l'isomerizzazione è caratteristica. La sua essenza consiste nel cambiare lo scheletro di carbonio, ottenendo idrocarburi saturi di natura ramificata.
Si usa il metano come gas naturaledi carburante. Hanno un grande valore pratico metano clorurati. Ad esempio, cloroformio (triclorometano) e iodoformio (triyodmetan) vengono utilizzati in medicina, e tetracloruro di carbonio nel processo di evaporazione termina l'accesso di ossigeno atmosferico, quindi è utilizzato in spegnimento di incendi.
A causa dell'elevato valore del potere calorifico degli idrocarburi, vengono utilizzati sotto forma di combustibile non solo nella produzione industriale, ma anche per scopi domestici.
Una miscela di propano e butano, denominata "gas liquefatto", è particolarmente rilevante nell'area in cui non è possibile utilizzare il gas naturale.
Rappresentanti di idrocarburi in liquidosono combustibili per motori a combustione interna nelle automobili (benzina). Inoltre, il metano è una materia prima disponibile per varie industrie chimiche.
Ad esempio, la decomposizione e la combustione del metanoè utilizzato per la produzione industriale di nerofumo, necessaria per la produzione di inchiostri da stampa, nonché per la sintesi della gomma di vari prodotti in gomma.
Per fare questo, il forno viene fornito con metanoil volume d'aria in modo che avvenga la combustione parziale dell'idrocarburo saturo. All'aumentare della temperatura, una parte del metano si decompone, con la formazione di fuliggine finemente dispersa.
Il metano è la principale fonte di idrogeno nell'industria utilizzata per la sintesi dell'ammoniaca. Per condurre la deidrogenazione, il metano viene miscelato con il vapore acqueo.
Il processo si svolge a una temperatura di circa 400 ° C,pressione dell'ordine di 2-3 MPa, vengono utilizzati catalizzatori di alluminio e nickel. In alcune sintesi viene utilizzata una miscela di gas, che si forma in questo processo. Se le conversioni successive implicano l'uso di idrogeno puro, viene effettuata l'ossidazione catalitica del monossido di carbonio mediante vapore.
Quando clorurato, una miscela di derivati del clorometano, con una vasta applicazione industriale. Ad esempio, il clorometano è in grado di assorbire calore, quindi è utilizzato come refrigerante nei moderni impianti di refrigerazione.
Il diclorometano è un buon solvente di sostanze organiche, utilizzato nella sintesi chimica.
Cloruro di idrogeno formato nel processol'alogenazione radicale, dopo dissoluzione in acqua, diventa acido cloridrico. Attualmente il metano viene prodotto anche dall'acetilene, che è una preziosa materia prima chimica.
Rappresentanti delle serie omologhe di metano ampiamentesono distribuiti in natura, il che li rende una sostanza richiesta in molti rami dell'industria moderna. Dagli omologhi del metano, è possibile produrre idrocarburi a struttura ramificata, necessari per la sintesi di varie classi di sostanze organiche. I più alti rappresentanti della classe alcano sono le materie prime per la produzione di detergenti sintetici.
Oltre a paraffine, alcani, interesse praticorappresentano anche cicloalcani, chiamati cicloparaffine. Le loro molecole contengono anche legami semplici, ma la particolarità dei rappresentanti di questa classe è la presenza di una struttura ciclica. Sia gli alcani che i cicloacidi sono usati in grandi quantità come combustibile gassoso, poiché i processi sono accompagnati dal rilascio di una quantità significativa di calore (effetto esotermico). Al momento, alcani e cicloalcani sono considerati le materie prime chimiche più preziose, pertanto il loro uso pratico non è limitato alle reazioni tipiche della combustione.
