Os 7 usos e aplicações dos principais alcanos

Alguns usos e aplicações dos alcanos são como combustível – gás, gasolina, diesel – como solventes – pentano, hexano, isohexano e heptano – como lubrificantes ou como ceras e parafinas.

Os alcanos são compostos que contêm apenas carbono e hidrogênio, portanto são hidrocarbonetos. Eles também são conhecidos como parafinas ou hidrocarbonetos saturados porque os átomos de carbono e hidrogênio estão ligados exclusivamente por ligações simples.

Os 7 usos e aplicações dos principais alcanos 1

Alcanos pertencem a uma série homóloga de compostos orgânicos em que os membros diferem por uma constante de massa molecular 14 seja CH 2 . A fórmula geral é CnH 2n + 2 (Advameg, Inc., SF).

Os alcanos contêm apenas ligações simples, o que significa que estão saturados com átomos de hidrogênio. Eles são os hidrocarbonetos básicos e os pontos de partida para entender a química de outras moléculas mais complexas.

Os alcanos são nomeados após o grupo alquil, que é composto por um carbono e três hidrogênios.

Obviamente, eles contêm outros grupos, mas eles consistentemente contêm um grupo alquil. O final “-ano” permite que você saiba que existem apenas ligações simples nessas moléculas.

Os menores membros da família dos alcanos são gases, enquanto os maiores compostos são compostos líquidos e sólidos.

Eles são comumente encontrados em fontes de combustível, como gás natural e petróleo. Compostos sólidos são tipicamente textura cerosa (Boundless, 2016).

Principais usos e aplicações de alcanos

1- Combustível

O principal uso de alcanos é o combustível. Sua reação de oxidação libera energia que pode ser aproveitada para gerar eletricidade, mover veículos ou até cozinhar.

Alcanos de cadeia curta, como metano, etano, propano e butano, estão em estado gasoso e podem ser extraídos de depósitos de gás natural.

O metano é usado como combustível de veículo, enquanto o propano e o butano são usados ​​como gás de cozinha.

Os alcanos de cadeia mais longa estão no estado líquido e podem ser encontrados na gasolina ou no diesel. Quando se fala em alta octanagem, é feita referência à concentração de octanas no combustível (Propriedades e usos de Alkanes, SF).

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2- Solventes

Como o momento dipolar entre carbono e oxigênio é muito baixo, os alcanos não possuem polaridade de ligação e, portanto, servem perfeitamente como solventes apolares.

Os químicos têm uma máxima que diz “como se dissolve como”, isso significa que solventes polares dissolvem substâncias polares e solventes não polares ou não polares dissolvem substâncias apolares.

Compostos como pentano, hexano, isohexano e heptano são usados ​​em laboratório e na indústria como solvente para reações em um ambiente não polar. Nonano é o principal componente do querosene (Petroleum.co.uk, 2015).

3- Lubrificantes

Os alcanos com 17 ou mais moléculas de carbono são usados ​​como lubrificantes e anticorrosivos, pois sua natureza hidrofóbica significa que a água não pode alcançar a superfície do metal. Devido à sua densidade e viscosidade, são perfeitas para esse uso.

Os óleos lubrificantes de diferentes viscosidades podem ser misturados, e é essa capacidade de misturá-los que torna alguns óleos tão úteis.

Por exemplo, o óleo de motor comum é geralmente uma mistura de óleo de baixa viscosidade para facilitar a partida em temperaturas frias e um óleo de alta viscosidade para melhor desempenho em temperaturas operacionais normais (Haydon Armstrong, SF).

Desde a época romana, muitos líquidos, incluindo a água, têm sido usados ​​como lubrificantes para minimizar o atrito, o calor e o desgaste entre as partes mecânicas em contato umas com as outras.

Hoje, o óleo lubrificante é o produto mais utilizado devido à sua ampla gama de aplicações possíveis (Advameg, Inc., SF).

4- Ceras e parafinas

Os alcanos também são conhecidos como parafinas, o que torna este termo muito confuso porque a parafina também se refere a um tipo de cera.

Esclarecendo os conceitos, qualquer hidrocarboneto saturado (com a fórmula CnH 2n + 2 ) é uma parafina e uma mistura dessas moléculas pode ser usada para fazer uma cera chamada parafina.

Em geral, os alcanos utilizados nesta cera têm cadeias de carbono contendo 20 a 40 carbonos.Portanto, a parafina é um tipo de cera feita de parafinas ou alcanos.

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A parafina é caracterizada por um baixo ponto de fusão, estrutura flexível e fácil combustão. É geralmente usado em velas e giz de cera.

5- Asfalto

O asfalto está presente no petróleo bruto e consiste em uma mistura de hidrocarbonetos, especialmente alcanos de cadeia com 35 carbonos ou mais. O asfalto tem uma consistência viscosa e semi-sólida.

Seu principal uso é a construção de estradas, pois a adição de areia ou cascalho ao asfalto produz uma mistura sólida ideal para esse tipo de uso.

Quando sua densidade é menor, também é conhecida como brea e pode ser usada como impermeabilizante (Uses of Alkane, 2011).

6- Reações químicas

Comparados a alcenos e alcinos, os alcanos são relativamente não reativos devido à ausência de uma ligação pi mais fraca em seus esqueletos de carbono. No entanto, existem alguns tipos de reações que são comumente realizadas com alcanos.

A reação mais importante que os alcanos experimentam é a combustão. Alcanos lineares menores oxidam mais facilmente do que moléculas maiores e mais ramificadas.

Os alcanos podem ser queimados na presença de oxigênio para produzir dióxido de carbono, água e energia.

Em situações com oxigênio limitado, os produtos são monóxido de carbono, água e energia. Por esse motivo, os alcanos são freqüentemente usados ​​como fontes de combustível.

C 3 H 8 + 5 O 2 »3CO 2 + 4H 2 O + energia

Uma reação consistente, além da combustão, pela qual os alcanos sofrem é a halogenação dos radicais livres.

Nesse processo, os hidrogênios nos grupos alquil são substituídos por halogênios (moléculas como cloro e bromo na tabela periódica). Uma reação típica é demonstrada usando propano.

2C 3 H 8 + Cl 2 »2C 3 H 8 Cl

Alcanos complexos com altos pesos moleculares encontrados no petróleo bruto são frequentemente divididos em alcanos menores e mais úteis por craqueamento térmico; Alcenos e gás hidrogênio também são produzidos usando esse método.

O craqueamento térmico é normalmente realizado a altas temperaturas e frequentemente na presença de um catalisador. É obtida uma mistura de produtos, e esses alcanos e alcenos podem ser separados por destilação fracionada (Boundless, 2016).

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7- Outros usos de alcanos

Os alcanos têm outros usos além daqueles já mencionados. Compostos como etano são usados ​​para a produção de etileno, que é usado para produzir etileno glicol (principal componente do anticongelante) e polietileno, que é o plástico mais utilizado no mundo.

O propano pode ser usado como refrigerante quando a eletricidade não está disponível. À medida que o gás se expande, ele absorve o calor.

De fato, pode causar congelamento. Também está sendo considerado um substituto para outros refrigerantes, mas tem a principal desvantagem de ser explosivo.

O butano é um eufórico, por isso é frequentemente abusado como inalante. Infelizmente, causa asfixia, arritmia cardíaca e espasmos nos músculos das vias aéreas nos pulmões.

Essa última propriedade é a causa da “morte súbita de um viciado em drogas” e é a causa da morte em 55% dos casos relacionados à inalação de solventes.

O pentano pode ser encontrado em misturas de gasolina, mas seu principal uso no ambiente industrial é como um “soprador” na criação de espumas plásticas.

Além disso, como o propano, ele pode ser usado como refrigerante. Seu isômero, isopentano, é comumente usado em dentifrícios.

Hexano e isohexano são os solventes preferidos no processamento de alimentos, em particular isohexano, uma vez que não são tóxicos e têm um pH neutro.

Referências

  1. Advameg, Inc. (SF). Óleo lubrificante . Recuperado de madehow.com.
  2. Advameg, Inc. (SF). Química Orgânica – Aplicações da vida real . Recuperado de scienceclarified.com.
  3. (20 de setembro de 2016). Alcanos . Recuperado de boundless.com.
  4. (26 de maio de 2016). Reações de alcanos . Recuperado de boundless.com.
  5. Haydon Armstrong, JH (SF). Óleo lubrificante . Recuperado de energyeducation.ca.
  6. co.uk (2015). Tipos e estruturas de alcanos . Recuperado de petroleum.co.uk.
  7. Propriedades e usos de alcanos . (SF). Recuperado de ausetute.com.
  8. Usos de Alkane . (2011). Recuperado de hzorganichemistry.wordpress.com.

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