Способы применения алканов 10 класс

Предельные углеводороды применяются в пищевой и химической промышленности, в энергетике, косметологии и медицине.

Алканы служат растворителями и сырьем для производства лаков, красок, мазей. Их используют в качестве топлива и компонентов для различных битумов.

Химическое производство пластика, ПАВов и синтетических тканей использует в качестве сырья алканы.

С развитием технологий сферы применения насыщенных углеводородов расширяется.

Источник

Способы применения алканов 10 класс

1. Из природного и попутного нефтяного газа

Важнейшим источником алканов в природе является природный газ, минеральное углеводородное сырье — нефть и сопутствующие ей нефтяные газы. Природный газ на 95 процентов состоит из метана. Такой же состав имеет болотный газ, образующийся в результате переработки бактериями (гниения) углеводов. Метан называют ещё и болотным; рудничным газом .

Попутные нефтяные газы состоят в основном из этана, пропана, бутана и частично пентана. Их отделяют от нефти на специальных установках по подготовке нефти. При отсутствии газоконденсатных станций попутные нефтяные газы сжигают в факелах, что является крайне неразумной и разорительной практикой в нефтедобыче. Одновременно с газами нефть очищается от воды, грязи и песка, после чего поступает в трубу для транспортировки. Из нефти при ее разгонке (перегонке, дистилляции) отбирая последовательно все более и более высококипящие фракции получают:

• бензины — т. кип. от 40 до 180 С, (содержит углеводороды С 5 -С 10 ), состоит более, чем из 100 индивидуальных соединений, нормальных и разветвленных алканов, циклоалканов, алкенов и ароматических углеводородов;
• керосин 180-230 C, (С 11 -С 12 );
• легкий газойль (дизельное топливо) 230-305 С (С 13 -С 17 );
• тяжелый газойль и легкий дистиллят смазочного масла 305-405 С (С 18 -С 25 );
• смазочные масла 405-515 С (С 26 -С 38 ).

Остаток после перегонки нефти называется асфальтом или битумом .

2. Синтезом из водяного газа: n CO + (2n + 1) H₂ — t,kat → C_nH_2n+2 + n H₂O

Источник

Применение алканов

Средняя оценка: 4.5

Всего получено оценок: 309.

Средняя оценка: 4.5

Всего получено оценок: 309.

Алканы получают из нефтепродуктов, природного газа, каменного угля. Главное применение алканов – использование в качестве топлива. Из веществ также изготавливают растворители, косметические средства, асфальт.

Описание

Алканы – класс насыщенных или предельных углеводородов. Это значит, что молекулы алканов содержат максимальное количество атомов водорода. Общая формула соединений гомологического ряда алканов – C_nH_2n+2. Названия веществ составляются из греческого обозначения числительных и суффикса -ан.

Физические и химические свойства алканов зависят от их строения. С возрастанием количества атомов углерода в молекуле происходит переход от газообразных веществ к твёрдым соединениям.

Агрегатное состояние алканов в зависимости от количества атомов углерода:

Газы горят голубым пламенем с выделением большого количества тепла. Алканы содержащие 18-35 атомов углерода – воскообразные, мягкие вещества. Из их смеси изготавливают парафиновые свечи.

Рис. 1. Парафиновые свечи.

С увеличением молекулярной массы в гомологическом ряду повышаются температуры плавления и кипения.

Применение

Алканы выделяют из полезных ископаемых – нефти, газа, каменного угля. На разных этапах переработки получают бензин, керосин, мазут. Алканы используются в медицине, косметологии, строительстве.

Рис. 2. Нефть содержит жидкие алканы.

В таблице описаны основные области применения предельных углеводородов.

Область

Что используют

Как используют

Бензин, керосин, мазут

В качестве ракетного, моторного топлива

В качестве бытового газа для приготовления пищи

Петролейный эфир (смесь изопентанов и изогексанов),

Изготовление растворителей, смазочных масел, пропитки

Изготовление вазелинового масла (смесь жидких алканов), вазелина (смесь жидких и твёрдых алканов), свечей, моющих средств, лаков, эмалей, мыла. В качестве пропитки спичек. Использование при производстве органических кислот

Изготовление спиртов, альдегидов, кислот

Вазелин, вазелиновое масло

В качестве пропеллентов для изготовления аэрозолей

Изготовление увлажняющих косметических средств

Гудрон (дёготь) – конечный продукт переработки нефти, содержащий смесь алканов, циклоалканов, аренов, металлов, неметаллов

Для изготовления асфальтовых дорог

В качестве пропитки упаковочной бумаги

Производство жевательных резинок

Алканы используются при изготовлении каучука, синтетических тканей, пластмасс, поверхностно-активных веществ. В качестве заправки баллонов для тушения пожаров используются пропан и бутан в сжиженном виде.

Что мы узнали?

Узнали кратко об области применения алканов. Насыщенные углеводороды в газообразном, жидком, твёрдом состоянии используются в химической, пищевой, бумажной, энергетической отраслях, в косметологии и строительстве. Из алканов производят растворители, краски, лаки, мыло, свечи, мази, асфальт. Бензин, керосин, мазут, состоящие из жидких алканов, используют в качестве топлива. Газообразные алканы применяются в быту и для производства аэрозолей. Основные источники алканов – нефть, природный газ, каменный уголь.

Источник

Алканы: свойства, получение и применение

Урок 10. Химия 10 класс (ФГОС)

В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам

Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобрев в каталоге.

Получите невероятные возможности

Конспект урока «Алканы: свойства, получение и применение»

Предельные углеводороды – алканы, при обычных условиях достаточно инертны. Для них свойственны реакции замещения атомов водорода и реакции расщепления. Эти реакции требуют жёстких условий: нагревания, действия света, наличия катализаторов. Поэтому алканы ещё называют парафинами, что означает мало сродства.

Для алканов характерны реакции окисления. При полном окислении, например, метана образуется углекислый газ, вода и выделяется большое количество теплоты.

По этой причине метан в составе природного газа используют в качестве топлива в домах, на электростанциях, горючего для машин.

Смеси метана с кислородом (1 : 2 по объёму или воздухом 1 : 10) опасны и приводят к взрывам.

При частичном окислении, например, при недостатке кислорода, образуется оксид углерода (II) и вода.

При частичном окислении бутана в присутствии катализаторов образуется уксусная кислота.

Для алканов свойственны реакции замещения (галогенирования). Большой вклад в разработку цепных реакций внёс физик, академик, лауреат Нобелевской премии Н. Н. Семёнов.

С фтором реакция идёт со взрывом, с йодом алканы не взаимодействуют, а с хлором и бромом в присутствии инициаторов.

В реакции метана с хлором на свету на первой стадии образуется хлорметан. Хлорметан представляет собой газ, легко сжижается, он применяется в холодильных установках.

На второй стадии образуется дихлорметан. Это растворитель, его используют для склеивания пластика.

На третьей стадии хлорирования метана образуется трихлорметан. Трихлорметан – бесцветная летучая жидкость с эфирным запахом, используется при производстве фреонового хладагента, в качестве растворителя в фармакологии, для производства красителей и пестицидов.

На четвёртой стадии образуется тетрахлорметан, который применяют как растворитель, а также для получения фреонов, как экстрагент в медицине, тетрахлорметан применялся как наполнитель для переносных огнетушителей в советской бронетехнике.

При нагревании алканов до 140 0 C с разбавленной (10 %) HNO₃ под давлением идёт реакция нитрирования, то есть замещения атома водорода нитрогруппой. Эту реакцию называют ещё реакцией М. Н. Коновалова. В результате реакции метана с азотной кислотой образуется нитрометан.

При температуре более 500 0 C в присутствии катализаторов алканы подвергаются расщеплению, то есть крекингу. Это приводит к образованию смеси алкенов и алканов.

При температуре 1000 осуществляется пиролиз, при этом разрываются все связи.

Таким образом, получают технический углерод – пигмент для изготовления типографической краски и наполнителя резины для автомобильных шин.

При повышенных температурах алканы образуют, главным образом, непредельные углеводороды. Например, в реакции дегидрирования метана при температуре 1500 0 C образуется ацетилен и водород, в реакции дегидрирования этана образуется этен и водород.

Под влиянием катализаторов и при температуре углеводороды нормального строения подвергаются изомеризации с образование углеводородов разветвлённого строения. Так, в присутствии катализатора хлорида алюминия происходит изомеризация бутана с образованием изобутана.

При конверсии метана образуется синтез-газ, который представляет собой смесь угарного газа с водородом.

Рассмотрим получение алканов.

В промышленности насыщенные углеводороды – алканы получают при переработке нефти.

В лаборатории алканы можно получить различными способами. Например, из солей карбоновых кислот при нагревании с твёрдыми щелочами.

Реакция Вюрца используется для увеличения углеводородной цепи.

Алканы также можно получить гидрированием ненасыщенных углеводородов.

Алканы имеют широкое применение. Бутан используется для получения бутадиена-1,3, необходимого в производстве синтетического каучука. Метан используется для получения синтез-газа, метанола, ацетилена, как топливо, горючее для двигателей внутреннего сгорания, для получения растворителей.

Таким образом, при облучении светом или при высоких температурах алканы вступают в реакции окисления и замещения. Алканы в промышленности получают из нефти, а в лаборатории реакциями гидрирования ненасыщенных углеводородов, нагреванием солей карбоновых кислот со щелочами, реакцией Вюрца.

Источник