Asidi za Naphthenic (NA) ni mchanganyiko wa asidi kadhaa za cyclopentyl na cyclohexylcarboxylic zenye uzito wa molekuli wa vitengo 120 hadi 700 au zaidi vya molekuli ya atomiki. Sehemu kuu ni asidi ya kaboksili na mifupa ya kaboni kutoka atomi 9 hadi 20 za kaboni. Wanasayansi wanadai kuwa asidi ya naphthenic (NA) ni asidi ya cycloaliphatic carboxylic yenye atomi za kaboni 10-16, ingawa asidi yenye hadi atomi 50 za kaboni zimepatikana kwenye mafuta mazito.
Etimology
Neno hili lina mizizi yake katika neno la kizamani kwa kiasi fulani "naphthene" (cycloaliphatic lakini isiyo ya kunukia), ambayo hutumiwa kuainisha hidrokaboni. Hapo awali ilitumiwa kuelezea mchanganyiko changamano wa asidi zenye msingi wa mafuta ya petroli wakati mbinu za uchanganuzi zilizopatikana katika miaka ya mapema ya 1900 zinaweza tu kutambua chache kwa usahihi.vipengele vya aina ya naphthenic. Leo, asidi ya naphthenic hutumiwa kwa ujumla zaidi kurejelea asidi zote za kaboksili zilizopo katika petroli (iwe misombo ya mzunguko, acyclic, au kunukia) na asidi ya kaboksili iliyo na heteroatomu kama vile N na S. Tafiti nyingi zimeonyesha kuwa asidi nyingi za cycloaliphatic pia zina moja kwa moja na mnyororo wa matawi aliphatic asidi na asidi kunukia. Baadhi ya asidi huwa na > 50% iliyounganishwa ya asidi ya aliphatiki na kunukia.
Mfumo
Asidi za Naphthenic huwakilishwa na fomula ya jumla CnH2n-z O2, ambapo n ni idadi ya atomi za kaboni na z ni mfululizo wa homologous. Thamani ya z ni 0 kwa asidi ya acyclic iliyojaa na huongezeka hadi 2 katika asidi monocyclic, hadi 4 katika asidi ya bicyclic, hadi 6 katika asidi tricyclic, na hadi 8 katika asidi ya tetracyclic.
Chumvi ya asidi inayoitwa naphthenates hutumika sana kama vyanzo vya ioni za chuma haidrofobu katika matumizi mbalimbali. Chumvi za alumini na sodiamu za asidi ya naphthenic na asidi ya mitende ziliunganishwa wakati wa Vita vya Kidunia vya pili na kutengeneza napalm. Na napalm iliundwa kwa ufanisi. Neno "napalm" linatokana na maneno "asidi ya naphtheni" na asidi ya palmitic".
Muunganisho wa mafuta
Asili, asili, uchimbaji na matumizi ya kibiashara ya asidi ya naphthenic yamechunguzwa kwa muda mrefu. Inajulikana kuwa mafuta yasiyosafishwa kutoka kwa mashamba ya Romania, Urusi, Venezuela, Bahari ya Kaskazini, Uchina na Afrika Magharibi.ina kiasi kikubwa cha misombo ya asidi ikilinganishwa na mafuta mengi yasiyosafishwa ya Marekani. Maudhui ya asidi ya kaboksili katika baadhi ya bidhaa za petroli za California ni ya juu sana (hadi 4%), ambapo aina za kawaida za asidi ya kaboksili zinaripotiwa kuwa asidi ya cycloaliphatic na kunukia.
Muundo
Muundo hutofautiana kulingana na muundo wa mafuta ghafi na hali wakati wa kuchakata na uwekaji oksidi. Sehemu zilizo na asidi nyingi za naphthenic zinaweza kusababisha uharibifu wa kutu kwa vifaa vya kusafishia, kwa hivyo jambo la kutu ya asidi (NAC) limesomwa vizuri. Mafuta yasiyosafishwa yenye asidi nyingi mara nyingi huitwa mafuta yasiyosafishwa yenye asidi ya juu (TAN) au mafuta yasiyosafishwa yenye asidi nyingi (HAC). Asidi za Naphthenic ni uchafuzi mkubwa wa maji kutoka kwa uchimbaji wa mafuta kutoka kwa mchanga wa mafuta wa Athabasca (AOS). Asidi zina sumu kali na sugu kwa samaki na viumbe vingine.
Mazingira
Katika karatasi yake iliyotajwa mara nyingi iliyochapishwa katika Sayansi ya Sumu, Rogers alisema kuwa mchanganyiko wa asidi ya naphthenic ndio vichafuzi muhimu zaidi vya mazingira kutokana na utengenezaji wa mchanga wa mafuta. Waligundua kuwa katika hali mbaya zaidi, uwezekano wa sumu kali hauwezekani kwa mamalia wa mwitu walioathiriwa na asidi ndani ya maji, lakini mfiduo unaorudiwa unaweza kuwa na athari mbaya za kiafya.
Katika makala yake ya 2002ikitajwa zaidi ya mara 100, Rogers et al waliripoti utaratibu wa kimaabara unaotegemea kutengenezea iliyoundwa ili kutoa asidi kwa ufanisi kutoka kwa kiasi kikubwa cha maji ya Athabasca Oil Sands Tailings Pond (TPW). Asidi za Naphthenic zipo katika AOS Tailings Water (TPW) katika kiwango kinachokadiriwa cha 81 mg/L, kiwango cha chini sana kwa TPW kuzingatiwa kuwa chanzo kinachofaa kwa urejeshaji wa kibiashara.
Futa
Asidi ya Naphthenic huondolewa kwenye vitu vya petroli sio tu ili kupunguza kutu, lakini pia kurejesha bidhaa muhimu kibiashara. Matumizi makubwa ya sasa na ya kihistoria ya asidi hii ni katika uzalishaji wa naphthenates za chuma. Asidi hutolewa kutoka kwa distillates ya petroli kwa uchimbaji wa alkali, huzalishwa upya katika mchakato wa neutralization ya asidi, na kisha kufutwa ili kuondoa uchafu. Asidi zinazouzwa kibiashara huainishwa kulingana na nambari ya asidi, kiwango cha uchafu na rangi. Hutumika kutengeneza naphthenati za metali na viasili vingine kama vile esta na amidi.
Naphthenati
Naphthenati ni chumvi za asidi zinazofanana na aseti zinazolingana, zilizofafanuliwa vyema lakini hazifai. Naphthenati, kama vile asidi ya naphthenic katika mafuta ya petroli, huyeyuka sana katika vyombo vya kikaboni kama vile rangi. Zinatumika katika tasnia, pamoja na utengenezaji wa vitu muhimu kama vile: sabuni za syntetisk, mafuta ya kulainisha, vizuizi vya kutu, mafuta na viongeza vya mafuta ya kulainisha, vihifadhi.kwa ajili ya kuni, dawa za kuua wadudu, dawa za kuua ukungu, acaricides, wetting agents, napalm thickeners na desiccants za mafuta zinazotumika katika kupaka rangi na matibabu ya uso wa mbao.
Mchanga wa mafuta
Utafiti mmoja unasema kwamba asidi ya naphthenic ndiyo kichafuzi cha mazingira kinachofanya kazi zaidi kati ya vitu vyote vinavyotokana na uchimbaji wa mafuta kutoka kwenye mchanga wa mafuta. Hata hivyo, chini ya hali ya uvujaji na uchafuzi, sumu kali haiwezekani kutokea kwa mamalia wa mwitu walio na asidi kwenye maji ya bwawa, lakini mfiduo unaorudiwa unaweza kuwa na athari mbaya kwa afya ya wanyama. Asidi zipo kwenye mchanga wa mafuta na maji ya mkia kwa kiwango kinachokadiriwa cha 81 mg/L.
Kwa kutumia itifaki za Shirika la Ushirikiano wa Kiuchumi na Maendeleo (OECD) kupima sumu, watafiti wa Marekani walisema kuwa, kulingana na tafiti zao, NAS zilizosafisha, zilipochukuliwa kwa mdomo, hazikuwa sumu kali kwa mamalia. Hata hivyo, uharibifu unaosababishwa na NDT kutokana na mfiduo wa muda mfupi wakati wa mfiduo wa papo hapo au wa mara kwa mara unaweza kujilimbikiza kwa kufichua mara kwa mara.
Cyclopentane
Cyclopentane ni hidrokaboni alisikiki inayoweza kuwaka yenye fomula ya kemikali C5H10 na CAS nambari 287-92-3, inayojumuisha pete ya atomi tano za kaboni, kila moja ikiunganishwa kwa atomi mbili za hidrojeni juu na chini ya ndege. Mara nyingi huwasilishwa kwa fomukioevu kisicho na rangi na harufu sawa na petroli. Kiwango chake myeyuko ni -94°C na kiwango chake cha mchemko ni 49°C. Cyclopentane ni ya darasa la cycloalkanes na ni alkanes na pete moja au zaidi ya atomi za kaboni. Hutengenezwa kwa kupasuka cyclohexane ikiwa na alumina kwenye joto la juu na shinikizo.
Uzalishaji wa asidi ya naphthenic, ikiwa ni pamoja na cyclopentane, umepoteza sifa yake ya zamani katika miaka ya hivi karibuni.
Ilitayarishwa kwa mara ya kwanza mwaka wa 1893 na mwanakemia Mjerumani Johannes Wieslikus. Hivi majuzi, mara nyingi hujulikana kama asidi ya naphthenic.
Jukumu katika uzalishaji
Cyclopentane hutumika katika utengenezaji wa resini za sanisi na vibandiko vya mpira, na kama wakala wa kupuliza katika utengenezaji wa povu ya kuhami ya polyurethane, ambayo hupatikana katika vifaa vingi vya nyumbani kama vile jokofu na viungio, ikichukua nafasi ya mbadala zinazodhuru mazingira kama vile. CFCs -11 na HCFC- 141b.
Vilainishi vingi vya cyclopentane alkylation (MAC) vina tetemeko la chini na hutumika katika baadhi ya programu maalum.
Marekani huzalisha zaidi ya kilo nusu milioni za kemikali hii kwa mwaka. Nchini Urusi, asidi ya naphthenic (pamoja na cyclopentane) huzalishwa kama bidhaa asilia ya usindikaji wa mafuta.
Cycloalkanes inaweza kufanywa kwa kutumia mchakato unaojulikana kama urekebishaji wa kichocheo. Kwa mfano, 2-methylbutane inaweza kubadilishwa kuwa cyclopentane kwa kutumia kichocheo cha platinamu. Hii inatumika hasa katikamagari, kama alkanes zenye matawi yataungua kwa kasi zaidi.
Sifa za kimwili na kemikali
Kwa kushangaza, cyclohexanes zao huanza kuchemka 10 °C zaidi ya hexahydrobenzene au hexanaphthene, lakini kitendawili hiki kilitatuliwa mnamo 1895 na Markovnikov, N. M. Kishner na Nikolai Zelinsky walipotumia tena hexahydrobenzene na hexanaphthene kama methylcyclopentane - matokeo ya msukosuko usiotarajiwa.
Ingawa haifanyi kazi tena, cyclohexane hupitia oxidation ya kichocheo kuunda cyclohexanone na cyclohexanol. Mchanganyiko wa cyclohexanone-cyclohexanol, inayoitwa "KA oil", ni malighafi ya adipic acid na caprolactam, vitangulizi vya nailoni.
Maombi
Hutumika kama kiyeyusho katika baadhi ya chapa za kiowevu cha kusahihisha. Cyclohexane wakati mwingine hutumiwa kama kutengenezea kikaboni kisicho na ncha, ingawa n-hexane hutumiwa zaidi kwa kusudi hili. Pia mara nyingi hutumika kama kiyeyusho cha kusawazisha, kwa vile misombo mingi ya kikaboni huonyesha umumunyifu mzuri katika cyclohexane yenye joto na umumunyifu hafifu kwenye viwango vya joto vya chini.
Cyclohexane pia hutumika kusawazisha ala tofauti za uchanganuzi wa kalori (DSC) kutokana na mpito unaofaa wa fuwele hadi fuwele kwa -87.1 °C.
Mivuke ya Cyclohexane hutumika katika tanuu za utupu za kuhifadhia mafuta katika utengenezaji wa vifaa vya kutibu joto.
Deformation
Pete yenye wima 6 hailingani na umbo la hexagon kamili. Mpangilio wa heksagoni iliyopangwa ina mkazo mkubwa wa angular kwa sababu vifungo vyake sio digrii 109.5. Ugeuzi wa msokoto pia utakuwa muhimu kwani dhamana zote zitapita.
Kwa hivyo, ili kupunguza mgeuko wa torsion, cyclohexane inachukua muundo wa pande tatu unaojulikana kama "kiti cha kubadilisha". Pia kuna wabadilishaji wengine wawili wa kati - "mwenyekiti wa nusu", ambayo ni conformer isiyo na msimamo, na "boti ya twist", ambayo ni thabiti zaidi. Majina haya ya kipekee yalipendekezwa kwa mara ya kwanza mnamo 1890 na Hermann Sachs, lakini yakakubaliwa na watu wengi baadaye.
Nusu ya atomi za hidrojeni ziko kwenye ndege ya pete (ikweta), na nusu nyingine ziko pembezoni mwa ndege (axially). Mchanganyiko huu hutoa muundo thabiti zaidi wa cyclohexane. Kuna muundo mwingine wa cyclohexane unaojulikana kama "uundaji wa mashua", lakini itabadilika kuwa muundo thabiti zaidi wa "kinyesi".
Cyclohexane ina pembe ya chini zaidi na aina ya msokoto kati ya cycloalkanes zote, na kusababisha cyclohexane kuzingatiwa 0 kwa jumla ya aina ya pete. Ndivyo ilivyo kwa chumvi za sodiamu za asidi ya naphthenic.
Awamu
Cyclohexane ina awamu mbili za fuwele. Joto la juu la awamu ya I, thabiti kati ya +186 °C na halijotokiwango myeyuko +280 °C, ni kioo cha plastiki, ambayo ina maana kwamba molekuli huhifadhi kiwango fulani cha uhuru wa kutembea. Kiwango cha chini cha joto (chini ya 186 ° C) awamu ya II ni amri zaidi. Awamu nyingine mbili za kiwango cha chini cha joto (metastable) III na IV zilipatikana kwa kutumia shinikizo la wastani juu ya MPa 30, na awamu ya IV inaonekana katika deuterated cyclohexane (kumbuka kuwa uwekaji wa shinikizo huongeza halijoto zote za mpito).
