Нафтеновите въглеводороди са част от петрола. Техният състав, свойства, подготовка и приложение ще бъдат разгледани в тази статия. Ето примери за нафтенови съединения, формулите на най-известните от тях. Представена е концепцията за десиканти и се разглежда използването на нафтени под формата на десиканти за бои и лакове. Накратко разгледахме въпроса за безопасността при работа с вещества, съдържащи нафтени.
Нафтенови въглеводороди: приложение, свойства, формула
Тези съединения са органични вещества, получени в големи количества от масло. Те са получили името си от думата масло (гръцка нафта).
Нафтеновите въглеводороди включват съединения от алицикличната серия от наситени въглеводороди, т.е. имат кръгли молекули, затворени цикли. Получиха името си през 1883 г. Той е въведен в органичната химия от учениВ. В. Марковников и В. Н. Оглоблин. Нафтените също включват въглеводороди с няколко пет- и шестчленни пръстена (включително кондензирани, например декалин). Не е напълно правилно да се класифицират всички циклоалкани (циклани) като нафтени.
Физични и химични свойства на нафтените
По физични свойства нафтеновите въглеводороди са течности, понякога с много остри неприятни миризми, с които суровият нефт е известен. Именно нафтените имат терапевтичен ефект в специална нафталанска кал, с помощта на която се лекуват много кожни заболявания.
По отношение на химичните свойства нафтеновите въглеводороди са подобни на наситените ациклични въглеводороди от метановата серия. Изключението е циклопропанът, който се държи като ненаситен въглеводород в някои реакции, добавяйки атоми с разкъсване на пръстена. В повечето химични реакции нафтеновите въглеводороди действат като наситени въглеводороди с линейна верига от въглеродни атоми. Въпреки това, използването на химични реакции с прекъсване на цикъла прави възможно използването на нафтенови въглеводороди като отлична суровина за химичен синтез: получаване на ароматни въглеводороди и други ценни продукти за химическата промишленост в различни индустрии чрез каталитичен реформинг.
Общата формула и най-важните представители на серията
Формулата за нафтенови въглеводороди е обща за всички циклоалкани: CnH2n, където n е броят на атомите в молекулата, обикновено пет или шест. Планарната формула на молекулите е кръг или затворен цикъл. Обемната формула е доста сложна, ви позволява да имате няколко опцииподреждане на атомите в молекула.
Примери за нафтенови въглеводороди могат да бъдат такива химични съединения като циклопентан (пет въглеродни атома в пръстена), циклохексан (шест въглеродни атома в пръстена) и техните алкилови производни. Специална група са нафтеновите киселини. Нека разгледаме по-отблизо всички тези връзки.
Циклопентан за органичен синтез
Циклопентан (или циклопентилен) е цикличен наситен въглеводород, съдържащ пет въглеродни атома в една затворена верига. Формулата на циклопентан е С5Н10. Това е наситен въглеводород от алицикличната серия, един от най-простите циклоалкани. Това е безцветна течност с характерна миризма, плътност 0,745 g/cm3, неразтворима във вода, смесваща се с бензен, етер, ацетон (разтваряне по принципа "подобно в подобно"). Основното количество циклопентан се получава чрез вторична дестилация на масло. Повечето циклопентан се използва в органичния синтез на ценни химикали като багрила.
Циклохексан - суровина за производство на полиамид
Циклохексан (или циклохексилен), подобно на циклопентан, е наситен въглеводород, съдържащ шест въглеродни атома в затворен цикъл. Формулата му е С6Н12.
Физичните му свойства са безцветна течност при нормални условия, плътност 0,778g/cm3, неразтворима във вода. Подобно на циклопентан, ние ще се разтворим в бензол, етери, ацетон. Съдържа се в почти всички видове масла, но в много малки количества, поради което се получава чрез каталитично хидрогениране на бензол. Той намира, подобно на циклопентан, много широко приложение в химическата промишленост при производството на циклохексанол и циклохексанон, нитроциклохексан, циклохексаноксим - междинни продукти в производството на капролактам и адипинова киселина, които от своя страна се използват за получаване на полиамиди.
Нафтенови киселини: свойства и употреби
Това са карбоксилни киселини от алицикличната серия, предимно едноосновни. Те съдържат един или повече пет- или шестчленни въглеродни цикли. Именно нафтеновите киселини съставляват повечето от съдържащите киселини компоненти на различни масла. Те се екстрахират с алкален разтвор, така нареченото "осоляване" на нафтенатите.
При нормални условия нафтеновите киселини са вискозни, безцветни течности, които пожълтяват при престоя, практически неразтворими във вода. Самите те са добри разтворители за смоли и венци. Смесва се с повечето органични разтворители, има всички химични свойства на карбоксилните киселини.
Соли на нафтеновата киселина са най-широко използвани. Солите на алкалните метали (сапунени нафти или нафтенати) се използват като емулгатори и дезинфектанти, както и средства за пране на вълна. Медните соли се използват широко като дезинфектант за импрегниране на траверси, въжета, тъкани, алуминиеви и оловни соли - като специални добавки, добавки към смазочни масла и горива.
В допълнение, сапунените нафти се използват като добавки към бетонни смеси ихоросани, ги правят водоотблъскващи, което е много важно, тъй като позволяват на хоросановите смеси да се правят пластични поради смазване с получаване на особен ефект на специални филми, наречени фино ориентирани.
Соли на нафтеновата киселина като изсушители
Оловото, кобалтът, манганът и цинкът, които се осоляват от хидроксиди от киселините (саафта), съдържащи се в маслото, се използват широко като десиканти за маслени бои. Десикант (на късен латински означава "съхнене") - вещество, използвано за ускоряване на изсъхването на бои. От химическа гледна точка, той е катализатор за окислителна полимеризация на разтвори на растителни масла и техните производни.
Милонафтите, или нафтенатите, сред десикантите са най-евтините, най-стабилни по време на съхранение, но, за съжаление, имат примеси и характерна неприятна миризма, поради което не се използват за маслена живопис.
Защита на човешкото тяло при работа с десиканти
Нафтеновите въглеводороди често имат миризма, възприемана от хората като остра и неприятна. За предпазване на дихателните органи на хората, работещи с бои, е необходимо да се използва защита срещу пари на разтворители и десиканти. Това се справя лесно с обикновени водни завеси и мокри абсорбери: салфетки, превръзки и т.н. При малки количества работа и периодичен контакт с бои това ще бъде достатъчно.
При продължителна и постоянна работа с бои, особено съдържащи много десиканти, е необходима по-дълбока защита - т.к.дихателните органи, както и очите, кожата и лигавиците. Металите, съдържащи се в десикантите, особено оловото, са склонни да се натрупват в черния дроб и други човешки органи, причинявайки сериозно заболяване.
Охлаждащи течности
Невъзможно е да се работи с металообработващи машини без използване на режещи течности - охлаждаща течност. Повечето охлаждащи течности са емулсии, които използват широко доста евтини сурови петролни продукти като нафтенови въглеводороди, както и минерални масла, смесени с вода.
За да не се разделя емулсията на съставните си части, се използват емулгатори и стабилизатори. Наличието на вода в емулсията ги прави нелетливи и практически безвредни. Ето защо много хора, които работят с масла, мият ръцете си с емулсия, съдържаща нафтени. Това свойство на охлаждащата течност се използва много често както от ключари, така и от шофьори. Емулсията с нафтени не само помага за лесното отмиване на засъхналата мръсотия, но също така дезинфекцира кожата на ръцете, омекотява и премахва необходимостта от използване на вазелиново масло като омекотител на кожата.
Маслото не може да се използва като гориво
Прочутото изказване на Дмитрий Менделеев, че петролът не е гориво, но е възможно да се топли с банкноти, с времето придобива все по-голямо значение. Нефтът, газът и въглищата са най-добрите суровини за огромното количество материали, необходими на човека днес, но техните запаси са много ограничени и незаменими. Сред такива суровини има и нафтенови въглеводороди, един от най-ценните компоненти на петрола -черно злато, което все още не е напълно оценено от човечеството.
