アルカンのいくつかの用途と用途は、燃料として-ガス、ガソリン、ディーゼル-、溶剤として-ペンタン、ヘキサン、イソヘキサン、ヘプタン-、潤滑剤として、またはワックスとパラフィンとしてです。
アルカンは、炭素と水素のみを含む化合物であるため、炭化水素です。炭素原子と水素原子は単結合のみで結合されているため、パラフィンまたは飽和炭化水素とも呼ばれます。
アルカンは、CH 2である14という一定の分子量だけメンバーが異なる同族の有機化合物に属します。一般式はCnH 2n + 2です。
アルカンは単結合のみを含んでいるため、水素原子で飽和しています。それらは基本的な炭化水素であり、他のより複雑な分子の化学を理解するための出発点です。
アルカンの名前は、1つの炭素と3つの水素で構成されるアルキル基に由来しています。
もちろん、それらは他の基を含んでいますが、一貫してアルキル基を含んでいます。末尾の「-ano」は、これらの分子に単結合のみがあることを示します。
アルカンファミリーの最小のメンバーはガスであり、最大の化合物は液体および固体の化合物です。
それらは一般に、天然ガスや石油などの燃料源に含まれています。固体のコンパウンドは、通常、テクスチャーがワックス状です。
アルカンの主な用途と用途
1-燃料
アルカンの主な用途は燃料です。その酸化反応は、電気の生成、車両の移動、さらには調理に使用できるエネルギーを放出します。
メタン、エタン、プロパン、ブタンなどの短鎖アルカンはガス状であり、天然ガス田から抽出することができます。
メタンは車両燃料として使用され、プロパンとブタンは調理ガスとして使用されます。
より長い鎖のアルカンは液体の状態であり、ガソリンやディーゼルに含まれています。高オクタン価について話すとき、それは燃料中のオクタン濃度を指します。
2-溶剤
炭素と酸素の間の双極子モーメントは非常に低いので、アルカンは結合極性を持たないため、無極性溶媒として十分に機能します。
化学者には、「類似するものは類似するものを溶解する」という格言があります。これは、極性溶媒が極性物質を溶解し、非極性または非極性溶媒が非極性物質を溶解することを意味します。
ペンタン、ヘキサン、イソヘキサン、ヘプタンなどの化合物は、非極性媒体での反応用の溶媒として実験室や業界で使用されています。ノナンは灯油の主成分です。
3-潤滑剤
17以上の炭素分子を持つアルカンは、その疎水性が水が金属表面に到達できないことを意味するため、潤滑剤および防食剤として使用されます。それらの密度と粘度を考えると、これらはこの用途に最適です。
粘度の異なる潤滑油は互いに混ざり合う可能性があり、それらを混合する能力がいくつかの油を非常に有用にします。
たとえば、一般的なモーターオイルは、通常、低温での始動を容易にする低粘度オイルと、通常の動作温度でのパフォーマンスを向上させる高粘度オイルのブレンドです。
ローマ時代以来、互いに接触する機械部品間の摩擦、熱、摩耗を最小限に抑えるために、水を含む多くの液体が潤滑剤として使用されてきました。
今日、潤滑油は、その幅広い用途により、最も広く使用されている製品です。
4-ワックスとパラフィン
アルカンはパラフィンとも呼ばれます。パラフィンは一種のワックスも指すため、この用語は非常にわかりにくくなっています。
概念を明確にするために、飽和炭化水素（式CnH 2n + 2を持つ）はパラフィンであり、これらの分子の混合物を使用してパラフィンワックスと呼ばれるワックスを作ることができます。
一般に、このワックスで使用されるアルカンは、20〜40個の炭素を含む炭素鎖を持っています。したがって、パラフィンワックスはパラフィンまたはアルカンから作られたワックスの一種です。
パラフィンワックスは、融点が低く、構造が柔軟で、燃焼しやすいのが特徴です。通常、キャンドルやクレヨンに使用されます。
5-アスファルト
アスファルトは原油に存在し、炭化水素、特に炭素数35以上の鎖状アルカンの混合物で構成されています。アスファルトは、半固体の粘稠な粘稠度を持っています。
アスファルトに砂または砂利を追加すると、このタイプの使用に最適な固体混合物が生成されるため、その主な用途は道路の建設です。
密度が低い場合はピッチとも呼ばれ、防水剤として使用できます。
6-化学反応
アルケンやアルキンと比較して、アルカンは炭素骨格に弱いpi結合がないため、比較的反応しません。ただし、アルカンを使用して一般的に実行されるいくつかのクラスの反応があります。
アルカンが受ける最も重要な反応は燃焼です。小さい線状アルカンは、大きくて分岐した分子よりも酸化されやすくなります。
アルカンは、酸素の存在下で燃焼して、二酸化炭素、水、エネルギーを生成します。
酸素が制限された状況では、製品は一酸化炭素、水、およびエネルギーです。このため、アルカンは燃料源として頻繁に使用されます。
C 3 H 8 + 5O 2 »3CO 2 + 4H 2 O +エネルギー
アルカンが受ける一貫した反応は、燃焼に加えて、フリーラジカルのハロゲン化です。
このプロセスでは、アルキル基の水素がハロゲン（周期表の塩素や臭素のような分子）に置き換わります。典型的な反応は、プロパンを使用して示されています。
2C 3 H 8 + Cl 2 »2C 3 H 8 Cl
原油に含まれる高分子量の複雑なアルカンは、熱分解により、より小さくより有用なアルカンに分類されることがよくあります。アルケンと水素ガスもこの方法で製造されます。
熱分解は、典型的には高温で、多くの場合触媒の存在下で行われる。生成物の混合物が得られ、これらのアルカンとアルケンは分別蒸留によって分離することができます。
7-アルカンのその他の用途
アルカンには、すでに述べた以外の用途があります。エタンなどの化合物は、エチレングリコール（不凍液の主成分）を製造するために使用されるエチレンと、世界で最も広く使用されているプラスチックであるポリエチレンの製造に使用されます。
プロパンは、電気が利用できない場合の冷媒として使用できます。ガスが膨張すると、熱を吸収します。
実際、凍傷を引き起こす可能性があります。また、他の冷媒の代替品と見なされていますが、爆発性があるという主な欠点があります。
ブタンは陶酔感があるので、吸入剤として乱用されることがよくあります。残念ながら、それは窒息、心不整脈、および肺の気道の筋肉のけいれんを引き起こします。
この最後の特性は「麻薬中毒者の突然死」の原因であり、溶剤の吸入に関連する症例の55％での死因です。
ペンタンはガソリンブレンドに含まれていますが、工業環境での主な用途は、プラスチックフォームの「送風機」です。
また、プロパンと同様、冷媒としても使用できます。その異性体であるイソペンタンは、練り歯磨きによく使用されます。
ヘキサンとイソヘキサンは、毒性がなく、中性のpHであるため、食品加工で特に好ましい溶媒、特にイソヘキサンです。
参考文献
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