Алканы (предельные или насыщенные углеводороды) широко применяются в различных сферах жизни человека. Они применяются в качестве топлива, используются в медицине и косметологии, на их основе изготавливают растворители, используют при производстве асфальта и пластмасс. Рассмотрим кратко области применения алканов в различных отраслях производства.
Общие сведения
Алканы — класс предельных (насыщенных) углеводородов. Общая формула — СnH2n+2, где n — число атомов углерода. Самым известным простым представителем является метан.
Алкана в природе находятся в трёх агрегатных состояниях:
- Газообразные вещества. Это соединения от C до С4 (метан, этан, пропан, бутан).
- Жидкие от С5 до С17 (пентан-гептадекан).
- Твёрдые с С18 (октадекан и далее).
Насыщенные углеводороды в твёрдом и газообразном виде не имеют запаха, жидкие обладают характерным запахом бензина.
Предельные углеводороды не растворяются в воде, но хорошо растворимы в органических растворителях. Прекрасно соединяются друг с другом.
Получение алканов
Основным источником для синтеза насыщенных углеводородов являются природные ресурсы. Они являются главными компонентами природных ископаемых: нефть, природный газ, каменный уголь. Получают их двумя способами:
- Промышленным.
- Лабораторным.
При промышленном способе получения алканы выделяют из природных запасов, которые считаются неиссякаемыми. Нахождением и разработкой месторождений занимаются геологи.
Природный газ на 71—98% состоит из метана. В нём также в незначительном количестве имеются этан, пропан, бутан, пентан, азот и другие газы. Ввиду особого состава природный газ не имеет запаха и становится чрезвычайно горючим при соединении с воздухом.
Предельные углеводороды присутствуют в составе нефти во всех агрегатных состояниях. Содержание их составляет от 40 до 70%. Основную долю продукта составляют углеводороды в жидком состоянии. Далее — в твёрдом. И меньше всего в газообразном состоянии.
Предельные углеводороды находятся в составе озокерита. При его переработке получают церезин.
Насыщенные углеводороды также получают при переработке каменного угля.
При получении предельных углеводородов применяют и лабораторный метод.
К нему можно отнести:
- Гидрирование алкинов и алкенов.
- Восстановление галогеналканов.
- Соединение галогеналканов.
Ввиду неограниченного количества запасов природных источников, в состав которых входят предельные углеводороды, промышленный способ является наиболее выгодным для получения алканов.
Область применения
Сфера применения насыщенных углеводородов обширна. Начиная от горючих материалов и закачивая использованием в медицине и косметологии. Главное применение, в составе природного газа получили в народном хозяйстве, в качестве горючего топлива в газовых печках и котлах. В таблице перечислены области применения алканов:
| Метан | Используется для получения алкинов (ацетилена), хлороформа, синильной кислоты и синтез-газа. |
| Алканы в газообразном состоянии | Применяются как высококалорийное топливо. |
| Алканы в жидком состоянии | Находят применение как растворитель для моторного и ракетного топлива. |
| Вазелин | Используется для приготовления мазей и кремов в медицине и косметологии. |
| Вазелиновое масло | Применяется в медицине, парфюмерии и косметологии. |
| Парафин | Используется для создания свечей, пропитки спичек и обёрточной бумаги, для прогревания в медицине. |
| Гудрон | Применяется при строительстве и укладки асфальтовых дорог. |
| Нефтяные продукты | Используются при выпуске синтетических волокон, пластмасс, моющих средств и каучука. |
Алканы применяются и при тушении пожаров. Пропан и бутан в сжиженном виде используют в качестве заправки для баллонов.
Церезин широко применяется при производстве вазелина и крема для сапог, лекарственных мазей, сургуча, чернил для типографии, при изготовлении свечей, в качестве материала для изоляции в радио- и электротехнике.
В отечественных школах изучение темы алканов проходит в 10-м классе на уроках химии. На уроках подробно изучается строение, состав, химические и физические свойства, способы получения и области использования предельных углеводородов.
И также составляются конспекты, которые в дальнейшем могут помочь при подготовке к экзамену.
