Hidrokaboni zilizojaa (parafini) ni hidrokaboni aliphatic iliyojaa, ambapo kuna kifungo rahisi (moja) kati ya atomi za kaboni.
Valensi zingine zote zimejaa atomi za hidrojeni.
Mfululizo wa kihomolojia
Hidrokaboni zilizojaa mwisho kabisa zina fomula ya jumla SpH2p+2. Katika hali ya kawaida, wawakilishi wa darasa hili wanaonyesha reactivity dhaifu, hivyo wanaitwa "parafini". Hidrokaboni zilizojaa huanza na methane, ambayo ina fomula ya molekuli CH4.
Vipengele vya muundo kwenye mfano wa methane
Dutu hii ya kikaboni haina harufu na haina rangi, gesi ni nyepesi mara mbili ya hewa. Kwa asili, hutengenezwa wakati wa kuharibika kwa viumbe vya wanyama na mimea, lakini tu kwa kutokuwepo kwa upatikanaji wa hewa. Inapatikana katika migodi ya makaa ya mawe, katika hifadhi zenye kinamasi. Kwa kiasi kidogo, methane ni sehemu ya gesi asilia, ambayo kwa sasa inatumika kama mafuta katika uzalishaji, katika maisha ya kila siku.
Hidrokaboni hii iliyojaa ya aina ya alkanes ina dhamana shirikishi ya polar. Muundo wa tetrahedral unaelezewa na sp3mseto wa atomi ya kaboni, pembe ya dhamana ni 109°28'.
Nomenclature ya parafini
Hidrokaboni zilizojaa zinaweza kutajwa kulingana na utaratibu wa utaratibu wa majina. Kuna utaratibu fulani unaokuwezesha kuzingatia matawi yote yaliyopo kwenye molekuli ya hidrokaboni iliyojaa. Kwanza unahitaji kutambua mnyororo mrefu zaidi wa kaboni, kisha uhesabu atomi za kaboni. Ili kufanya hivyo, chagua sehemu ya molekuli ambayo kuna matawi ya juu (idadi kubwa ya radicals). Ikiwa kuna radicals kadhaa zinazofanana katika alkane, viambishi awali vinavyobainisha vinaonyeshwa kwa jina lao: di-, tri-, tetra. Nambari hutumiwa kufafanua nafasi ya chembe hai katika molekuli ya hidrokaboni. Hatua ya mwisho katika jina la parafini ni kielelezo cha mnyororo wa kaboni yenyewe, pamoja na nyongeza ya kiambishi -an.
Hidrokaboni zilizojaa hutofautiana katika hali yake ya kujumlishwa. Wawakilishi wanne wa kwanza wa rejista hii ya fedha ni misombo ya gesi (kutoka methane hadi butane). Kadiri uzani wa molekuli unavyoongezeka, kuna mpito hadi kioevu, na kisha hadi hali ngumu ya mkusanyiko.
Hidrokaboni iliyojaa na isiyojaa haiyeyuki katika maji, lakini inaweza kuyeyushwa katika molekuli za kutengenezea kikaboni.
Sifa za isomerism
Hidrokaboni zilizojaa zina aina gani za isomerism? Mifano ya muundo wa wawakilishi wa darasa hili, kuanzia na butane, zinaonyeshauwepo wa isomerism ya mifupa ya kaboni.
Msururu wa kaboni unaoundwa na viunga vya ncha shirikishi vina umbo zigzag. Hii ndiyo sababu ya mabadiliko katika mlolongo kuu katika nafasi, yaani, kuwepo kwa isoma za miundo. Kwa mfano, wakati wa kubadilisha mpangilio wa atomi katika molekuli ya butane, isomeri yake huundwa - 2methylpropane.
Sifa za kemikali
Hebu tuzingatie sifa za kimsingi za kemikali za hidrokaboni iliyojaa. Kwa wawakilishi wa darasa hili la hidrokaboni, athari za kuongeza sio tabia, kwani vifungo vyote katika molekuli ni moja (imejaa). Alkanes huingia katika mwingiliano unaohusishwa na uingizwaji wa atomi ya hidrojeni na halojeni (halogenation), kikundi cha nitro (nitration). Ikiwa fomula za hidrokaboni zilizojaa zina fomu ya SpH2n + 2, basi baada ya kubadilisha dutu ya muundo CnH2n + 1CL huundwa, pamoja na CnH2n + 1NO2.
Mchakato wa kubadilisha una utaratibu huru wa radical. Kwanza, chembe za kazi (radicals) huundwa, kisha uundaji wa vitu vipya vya kikaboni huzingatiwa. Alkanes zote huguswa na wawakilishi wa kikundi cha saba (kikundi kidogo) cha jedwali la upimaji, lakini mchakato unaendelea tu kwa halijoto ya juu, au kukiwa na kiasi cha mwanga.
Pia, wawakilishi wote wa mfululizo wa methane wana sifa ya mwingiliano wa oksijeni ya angahewa. Wakati wa mwako, dioksidi kaboni na mvuke wa maji hufanya kama bidhaa za majibu. Mwitikio huo huambatana na kutokea kwa kiwango kikubwa cha joto.
Methane inapotangamana na oksijeni ya angahewamlipuko unawezekana. Athari sawa ni ya kawaida kwa wawakilishi wengine wa darasa la hidrokaboni zilizojaa. Ndiyo maana mchanganyiko wa butane na propane, ethane, methane ni hatari. Kwa mfano, mkusanyiko huo ni wa kawaida kwa migodi ya makaa ya mawe, warsha za viwanda. Ikiwa hidrokaboni iliyojaa imepashwa joto zaidi ya 1000 ° C, hutengana. Joto la juu husababisha uzalishaji wa hidrokaboni zisizojaa, pamoja na kuundwa kwa gesi ya hidrojeni. Mchakato wa uondoaji hidrojeni ni wa umuhimu wa viwanda, hukuruhusu kupata aina mbalimbali za dutu za kikaboni.
Kwa hidrokaboni za mfululizo wa methane, kuanzia butane, uwekaji isomerization ni tabia. Kiini chake kiko katika kubadilisha mifupa ya kaboni, kupata hidrokaboni zenye matawi yaliyojaa.
Vipengele vya programu
Methane kama gesi asilia hutumika kama mafuta. Dawa za klorini za methane zina umuhimu mkubwa wa vitendo. Kwa mfano, klorofomu (trichloromethane) na iodoform (triiodomethane) hutumiwa katika dawa, na tetrakloridi ya kaboni katika mchakato wa uvukizi huzuia upatikanaji wa oksijeni ya anga, hivyo hutumiwa kuzima moto.
Kutokana na thamani ya juu ya kaloriki ya hidrokaboni, hutumika kama mafuta sio tu katika uzalishaji wa viwandani, bali pia kwa matumizi ya nyumbani.
Mchanganyiko wa propani na butane, unaoitwa "liquefied gesi", unafaa hasa katika maeneo ambayo gesi asilia haipatikani.
Hali za kuvutia
Wawakilishi wa hidrokaboni, ambazo ziko katika hali ya kioevu, ni mafuta ya injini za mwako ndani ya magari (petroli). Aidha, methane ni malighafi ya bei nafuu kwa tasnia mbalimbali za kemikali.
Kwa mfano, mmenyuko wa kuoza na mwako wa methane hutumika kwa ajili ya uzalishaji wa viwandani wa masizi, ambayo ni muhimu kwa ajili ya utengenezaji wa wino wa kuchapisha, pamoja na usanisi wa bidhaa mbalimbali za mpira kutoka kwa mpira.
Ili kufanya hivyo, kiasi kama hicho cha hewa hutolewa kwenye tanuru pamoja na methane ili mwako kiasi wa hidrokaboni iliyojaa kutokea. Halijoto inapoongezeka, baadhi ya methane itaoza na kutoa masizi laini.
Utengenezaji wa haidrojeni kutoka kwa parafini
Methane ndicho chanzo kikuu cha hidrojeni ya viwandani inayotumika kwa usanisi wa amonia. Ili kutekeleza uondoaji hidrojeni, methane huchanganywa na mvuke.
Mchakato huu hufanyika kwa joto la takriban 400 °C, shinikizo la takriban MPa 2-3, vichocheo vya alumini na nikeli hutumiwa. Katika baadhi ya syntheses, mchanganyiko wa gesi hutumiwa, ambayo hutengenezwa katika mchakato huu. Iwapo mabadiliko yanayofuata yanahusisha matumizi ya hidrojeni tupu, basi uoksidishaji kichocheo wa monoksidi kaboni na mvuke wa maji hufanywa.
Klorini hutoa mchanganyiko wa viasili vya klorini ya methane, ambavyo vinatumika kwa wingi kiviwanda. Kwa mfano, kloromethane ina uwezo wa kufyonza joto, ndiyo maana inatumika kama jokofu katika mifumo ya kisasa ya majokofu.
Dichloromethane ni kutengenezea vizuri kwa dutu za kikaboni, hutumika katika usanisi wa kemikali.
Kloridi hidrojeni, inayoundwa katika mchakato wa upenyezaji mkali, baada ya kuyeyuka kwenye maji, huwa asidi hidrokloriki. Kwa sasa, asetilini pia hupatikana kutoka kwa methane, ambayo ni malighafi yenye thamani ya kemikali.
Hitimisho
Wawakilishi wa mfululizo wa methane homologous wanasambazwa sana katika asili, ambayo huwafanya kuwa dutu maarufu katika matawi mengi ya sekta ya kisasa. Kutoka kwa homologues za methane, hidrokaboni za matawi zinaweza kupatikana, ambazo ni muhimu kwa ajili ya awali ya madarasa mbalimbali ya vitu vya kikaboni. Wawakilishi wa juu zaidi wa darasa la alkanes ni malighafi kwa ajili ya utengenezaji wa sabuni za syntetisk.
Mbali na mafuta ya taa, alkanes, cycloalkanes, zinazoitwa cycloparafini, pia ni za manufaa kwa vitendo. Masi yao pia yana vifungo rahisi, lakini upekee wa wawakilishi wa darasa hili ni uwepo wa muundo wa mzunguko. Wote alkanes na cycloacanes hutumiwa kwa kiasi kikubwa kama mafuta ya gesi, kwani taratibu zinaambatana na kutolewa kwa kiasi kikubwa cha joto (athari ya exothermic). Kwa sasa, alkanes, cycloalkanes zinachukuliwa kuwa malighafi ya kemikali ya thamani zaidi, kwa hivyo matumizi yao ya vitendo hayazuiliwi na athari za kawaida za mwako.
