Οι ναφθενικοί υδρογονάνθρακες αποτελούν μέρος του πετρελαίου. Η σύνθεση, οι ιδιότητες, η προετοιμασία και η εφαρμογή τους θα συζητηθούν σε αυτό το άρθρο. Ακολουθούν παραδείγματα ναφθενικών ενώσεων, οι τύποι των πιο διάσημων από αυτές. Παρουσιάζεται η έννοια των αποξηραντικών και εξετάζεται η χρήση ναφθενίων με τη μορφή ξηραντικών για τη βιομηχανία χρωμάτων και βερνικιών. Ανασκόπησε εν συντομία το θέμα της ασφάλειας κατά την εργασία με ουσίες που περιέχουν ναφθένιες.
Ναφθενικοί υδρογονάνθρακες: εφαρμογή, ιδιότητες, τύπος
Αυτές οι ενώσεις είναι οργανικές ουσίες που λαμβάνονται σε μεγάλες ποσότητες από λάδι. Πήραν το όνομά τους από τη λέξη λάδι (ελληνική νάφθα).
Οι ναφθενικοί υδρογονάνθρακες περιλαμβάνουν ενώσεις της αλεικυκλικής σειράς κορεσμένων υδρογονανθράκων, δηλαδή έχουν στρογγυλά μόρια, κλειστούς κύκλους. Πήραν το όνομά τους το 1883. Εισήχθη στην οργανική χημεία από επιστήμονεςV. V. Markovnikov και V. N. Ogloblin. Τα ναφθένια περιλαμβάνουν επίσης υδρογονάνθρακες με αρκετούς πενταμελείς και εξαμελείς δακτυλίους (συμπεριλαμβανομένων των συμπυκνωμένων, για παράδειγμα, δεκαλίνης). Δεν είναι απολύτως σωστό να ταξινομούνται όλα τα κυκλοαλκάνια (κυκλάνες) ως ναφθένια.
Φυσικές και χημικές ιδιότητες των ναφθενίων
Από φυσικές ιδιότητες, οι ναφθενικοί υδρογονάνθρακες είναι υγρά, μερικές φορές με πολύ έντονες δυσάρεστες οσμές, για τις οποίες φημίζεται το αργό πετρέλαιο. Είναι οι ναφθένιες που έχουν θεραπευτική δράση στην ειδική λάσπη Naftalan, με τη βοήθεια της οποίας αντιμετωπίζονται πολλές δερματικές παθήσεις.
Όσον αφορά τις χημικές ιδιότητες, οι ναφθενικοί υδρογονάνθρακες είναι παρόμοιοι με τους κορεσμένους άκυκλους υδρογονάνθρακες της σειράς μεθανίου. Η εξαίρεση είναι το κυκλοπροπάνιο, το οποίο συμπεριφέρεται σαν ακόρεστος υδρογονάνθρακας σε ορισμένες αντιδράσεις, προσθέτοντας άτομα με διάσπαση δακτυλίου. Στις περισσότερες χημικές αντιδράσεις, οι ναφθενικοί υδρογονάνθρακες δρουν ως κορεσμένοι υδρογονάνθρακες με μια γραμμική αλυσίδα ατόμων άνθρακα. Ωστόσο, η χρήση χημικών αντιδράσεων με θραύση κύκλου καθιστά δυνατή τη χρήση ναφθενικών υδρογονανθράκων ως εξαιρετική πρώτη ύλη για τη χημική σύνθεση: λήψη αρωματικών υδρογονανθράκων και άλλων πολύτιμων προϊόντων για τη χημική βιομηχανία σε διάφορες βιομηχανίες μέσω καταλυτικής αναμόρφωσης.
Η γενική φόρμουλα και οι πιο σημαντικοί εκπρόσωποι της σειράς
Ο τύπος για τους ναφθενικούς υδρογονάνθρακες είναι κοινός για όλα τα κυκλοαλκάνια: CnH2n, όπου n είναι ο αριθμός των ατόμων στο μόριο, συνήθως πέντε ή έξι. Ο επίπεδος τύπος των μορίων είναι κύκλος ή κλειστός κύκλος. Ο ογκομετρικός τύπος είναι αρκετά περίπλοκος, σας επιτρέπει να έχετε πολλές επιλογέςδιάταξη των ατόμων σε ένα μόριο.
Παραδείγματα ναφθενικών υδρογονανθράκων μπορεί να είναι χημικές ενώσεις όπως το κυκλοπεντάνιο (πέντε άτομα άνθρακα στον δακτύλιο), το κυκλοεξάνιο (έξι άτομα άνθρακα στον δακτύλιο) και τα αλκυλικά τους παράγωγα. Μια ειδική ομάδα είναι τα ναφθενικά οξέα. Ας ρίξουμε μια πιο προσεκτική ματιά σε όλες αυτές τις συνδέσεις.
Κυκλοπεντάνιο για οργανική σύνθεση
Το κυκλοπεντάνιο (ή κυκλοπεντυλένιο) είναι ένας κυκλικός κορεσμένος υδρογονάνθρακας που περιέχει πέντε άτομα άνθρακα σε μία κλειστή αλυσίδα. Ο τύπος του κυκλοπεντανίου είναι С5Н10. Είναι ένας κορεσμένος υδρογονάνθρακας της σειράς αλεικυκλικών, ένα από τα απλούστερα κυκλοαλκάνια. Είναι ένα άχρωμο υγρό με χαρακτηριστική οσμή, πυκνότητα 0,745 g/cm3, αδιάλυτο στο νερό, αναμίξιμο με βενζόλιο, αιθέρα, ακετόνη (διάλυση σύμφωνα με την αρχή "όπως σε παρόμοια"). Η κύρια ποσότητα κυκλοπεντανίου λαμβάνεται με δευτερογενή απόσταξη λαδιού. Το μεγαλύτερο μέρος του κυκλοπεντανίου χρησιμοποιείται στην οργανική σύνθεση πολύτιμων χημικών ουσιών όπως οι βαφές.
Κυκλοεξάνιο - πρώτη ύλη για παραγωγή πολυαμιδίου
Το κυκλοεξάνιο (ή κυκλοεξυλένιο), όπως το κυκλοπεντάνιο, είναι ένας κορεσμένος υδρογονάνθρακας που περιέχει έξι άτομα άνθρακα σε έναν κλειστό κύκλο. Ο τύπος του είναι С6Н12.
Οι φυσικές του ιδιότητες είναι άχρωμο υγρό υπό κανονικές συνθήκες, πυκνότητα 0,778g/cm3, αδιάλυτο στο νερό. Όπως το κυκλοπεντάνιο, θα διαλυθούμε σε βενζόλιο, αιθέρες, ακετόνη. Περιέχεται σχεδόν σε όλους τους τύπους λαδιών, αλλά σε πολύ μικρές ποσότητες, επομένως λαμβάνεται με καταλυτική υδρογόνωση του βενζολίου. Βρίσκει, όπως το κυκλοπεντάνιο, μια πολύ ευρεία εφαρμογή στη χημική βιομηχανία στην παραγωγή κυκλοεξανόλης και κυκλοεξανόνης, νιτροκυκλοεξανίου, κυκλοεξανοξίμης - ενδιάμεσα στην παραγωγή καπρολακτάμης και αδιπικού οξέος, τα οποία, με τη σειρά τους, χρησιμοποιούνται για τη λήψη πολυαμιδίων.
Ναφθενικά οξέα: ιδιότητες και χρήσεις
Πρόκειται για καρβοξυλικά οξέα της σειράς αλεικυκλικών, κυρίως μονοβασικά. Περιέχουν έναν ή περισσότερους πενταμελείς ή εξαμελείς κύκλους άνθρακα. Είναι τα ναφθενικά οξέα που αποτελούν τα περισσότερα από τα συστατικά που περιέχουν οξύ των διαφόρων ελαίων. Εκχυλίζονται με αλκαλικό διάλυμα, το λεγόμενο «αλάτισμα» των ναφθενικών.
Υπό κανονικές συνθήκες, τα ναφθενικά οξέα είναι παχύρρευστα, άχρωμα υγρά που κιτρινίζουν όταν παραμένουν, πρακτικά αδιάλυτα στο νερό. Οι ίδιοι είναι καλοί διαλύτες για ρητίνες και κόμμεα. Αναμιγνύεται με τους περισσότερους οργανικούς διαλύτες, έχει όλες τις χημικές ιδιότητες των καρβοξυλικών οξέων.
Τα άλατα των ναφθενικών οξέων χρησιμοποιούνται ευρέως. Τα άλατα αλκαλιμετάλλων (σαπωνοναφθικά ή ναφθενικά) χρησιμοποιούνται ως γαλακτωματοποιητές και απολυμαντικά, καθώς και ως μέσα πλύσης μαλλιού. Τα άλατα χαλκού χρησιμοποιούνται ευρέως ως απολυμαντικό για τον εμποτισμό στρωτηρίων, σχοινιών, υφασμάτων, αλάτων αλουμινίου και μολύβδου - ως ειδικά πρόσθετα, πρόσθετα σε λιπαντικά έλαια και καύσιμα.
Επιπλέον, οι νάφθες σαπουνιού χρησιμοποιούνται ως πρόσθετα σε μείγματα σκυροδέματος καιτα κονιάματα, τα καθιστούν υδατοαπωθητικά, κάτι που είναι πολύ σημαντικό, καθώς επιτρέπουν στα μείγματα κονιάματος να γίνονται πλαστικά λόγω λίπανσης με ένα ιδιαίτερο αποτέλεσμα ειδικών μεμβρανών, που ονομάζονται λεπτά προσανατολισμένα.
Άλατα ναφθενικών οξέων ως στεγνωτήρια
Ο μόλυβδος, το κοβάλτιο, το μαγγάνιο και ο ψευδάργυρος, τα οποία αλατίζονται με υδροξείδια από τα οξέα (σόαφτα) που περιέχονται στο λάδι, χρησιμοποιούνται ευρέως ως ξηραντικά για λαδομπογιές. Desiccant (στα τελευταία λατινικά σημαίνει "ξήρανση") - μια ουσία που χρησιμοποιείται για να επιταχύνει το στέγνωμα των χρωμάτων. Από χημική άποψη, είναι καταλύτης για τον οξειδωτικό πολυμερισμό διαλυμάτων φυτικών ελαίων και των παραγώγων τους.
Οι μυλωνάφθοι ή τα ναφθενικά, μεταξύ των αποξηραντικών είναι τα φθηνότερα, τα πιο σταθερά κατά την αποθήκευση, αλλά, δυστυχώς, έχουν ακαθαρσίες και χαρακτηριστική δυσάρεστη οσμή, επομένως δεν χρησιμοποιούνται για ελαιογραφία.
Προστασία του ανθρώπινου σώματος κατά την εργασία με αποξηραντικά
Οι ναφθενικοί υδρογονάνθρακες έχουν συχνά μια οσμή που γίνεται αντιληπτή από τον άνθρωπο ως πικάντικη και δυσάρεστη. Για την προστασία των αναπνευστικών οργάνων των ατόμων που εργάζονται με βαφές, είναι απαραίτητο να χρησιμοποιείται προστασία από ατμούς διαλυτών και ξηραντικών. Αυτό το χειρίζονται εύκολα οι συνηθισμένες κουρτίνες νερού και οι απορροφητές υγρού: χαρτοπετσέτες, επιδέσμους κ.λπ. Με μικρές εργασίες και διακοπτόμενη επαφή με χρώματα, αυτό θα είναι αρκετό.
Κατά τη μακροχρόνια και συνεχή εργασία με χρώματα, ειδικά αυτά που περιέχουν πολλά ξηραντικά, απαιτείται βαθύτερη προστασία - όπωςαναπνευστικά όργανα, καθώς και μάτια, δέρμα και βλεννογόνους. Τα μέταλλα που περιέχονται στα ξηραντικά, ιδιαίτερα ο μόλυβδος, τείνουν να συσσωρεύονται στο συκώτι και σε άλλα ανθρώπινα όργανα, προκαλώντας σοβαρές ασθένειες.
Ψυκτικά
Αδύνατη η εργασία μηχανών επεξεργασίας μετάλλων χωρίς τη χρήση υγρών κοπής - ψυκτικού. Τα περισσότερα ψυκτικά είναι γαλακτώματα που κάνουν εκτενή χρήση αρκετά φθηνών προϊόντων αργού πετρελαίου, όπως ναφθενικούς υδρογονάνθρακες, καθώς και ορυκτέλαια αναμεμειγμένα με νερό.
Για να μην διαχωρίζεται το γαλάκτωμα στα συστατικά του μέρη, χρησιμοποιούνται γαλακτωματοποιητές και σταθεροποιητές. Η παρουσία νερού στο γαλάκτωμα τα καθιστά μη πτητικά και πρακτικά αβλαβή. Ως εκ τούτου, πολλοί άνθρωποι που εργάζονται με λάδια πλένουν τα χέρια τους με ένα γαλάκτωμα που περιέχει ναφθένιες. Αυτή η ιδιότητα του ψυκτικού χρησιμοποιείται πολύ συχνά τόσο από κλειδαράδες όσο και από οδηγούς. Το γαλάκτωμα με ναφθένιες όχι μόνο βοηθά στην εύκολη απομάκρυνση της ξηρής βρωμιάς, αλλά επίσης απολυμαίνει το δέρμα των χεριών, μαλακώνει και εξαλείφει την ανάγκη χρήσης ελαίου βαζελίνης ως μαλακτικό δέρματος.
Το λάδι δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως καύσιμο
Η περίφημη δήλωση του Ντμίτρι Μεντελέεφ ότι το πετρέλαιο δεν είναι καύσιμο, αλλά είναι δυνατό να ζεσταθεί με χαρτονομίσματα, αποκτά όλο και περισσότερο νόημα με την πάροδο του χρόνου. Το πετρέλαιο, το φυσικό αέριο και ο άνθρακας είναι οι καλύτερες πρώτες ύλες για την τεράστια ποσότητα υλικών που χρειάζεται ο άνθρωπος σήμερα, αλλά τα αποθέματά τους είναι πολύ περιορισμένα και αναντικατάστατα. Μεταξύ αυτών των πρώτων υλών υπάρχουν επίσης ναφθενικοί υδρογονάνθρακες, ένα από τα πιο πολύτιμα συστατικά του λαδιού -μαύρος χρυσός, που δεν έχει ακόμη εκτιμηθεί πλήρως από την ανθρωπότητα.
