Struktura

Přehled nejdůležitějších alkanů

Přehled nejdůležitějších alkanů

Methan

Je hlavní součástí zemního plynu (60–99 %). Vzniká mikrobiálním rozkladem celulosy za nepřístupu vzduchu (např. v močálech) jako tzv. bahenní plyn. Tvoří se také při geochemických přeměnách uhlí jako tzv. důlní plyn. V místech značné koncentrace organických zbytků vzniká činností mikroorganismů jako bioplyn.

Methan je těžko zkapalnitelný plyn s teplotou varu -164 °C. Se vzduchem po zapálení exploduje (nebezpečí výbuchu v dolech).

Používá se ho jako plynného paliva, je rovněž důležitou surovinou chemického průmyslu. Z methanu se připravují mnohé významné sloučeniny, jako jsou chlorované deriváty, acetylen, kyanovodík, vodík a saze, užívané jako pigment a plnidlo v polygrafickém a gumárenském průmyslu.

Rozkladem vodní párou za vysokého tlaku a teploty asi 900 °C se methan přeměňuje na syntézní plyn (směs oxidu uhelnatého a vodíku). Syntézní plyn je surovinou pro výrobu mnoha derivátů uhlovodíků (zejména kyslíkatých) a k získání vodíku.

Methan byl přítomen v praatmosféře Země, v dnešní atmosféře téměř zastoupen není. Zato je podstatnou součástí planet Saturnu, Uranu a Neptunu, nikoli však Jupiteru.

obrazek

Obr. 1: Atmosféra severní polokoule Saturnu

V atmosféře Saturnu byl také zjištěn molekulární vodík, čpavek a methan. Přístroje kosmických sond objevily dále hélium, ethan, acetylen nebo propan.

 

Ethan

Je v menším množství obsažen v zemním plynu. Používá se k průmyslové výrobě ethenu.

Je hlavní surovinou pro výrobu vinylchloridu, ze kterého se vyrábí PVC.

 

Propan a butan

Obě sloučeniny jsou rovněž obsaženy v zemním plynu. Jejich směs se používá jako palivo do vařičů (propan butanové tlakové lahve) a k pohonu zážehových motorů (LPG).

obrazek

Obr. 2: Tlakové lahve s propan butanem

Čistý propan se používá pro pohon vysokozdvižných vozíků.

obrazekobrazek

Obr. 3: Popis kompozitní láhve pro pohon vysokozdvižných vozíků

 

Kapalné alkany

Směs izomerů pentanu je obsažena v bezbarvé kapalině známé pod názvem petrolether (obsahuje v malém množství i izomery hexanu), který se používá jako laboratorní rozpouštědlo nepolárních látek, jako jsou tuky a oleje.

Směs alkanů s šesti až devíti uhlíky v řetězci je podstatnou součástí paliva pro spalovací motory, benzinu.

 

Pevné alkany

Pevné alkany jsou obsaženy ve vazelínách, mazacích olejích a parafínu.

Nejznámnějším pevným alkanem je parafín. Jedná se o bílou voskovitou látku (angl. paraffin wax) s bodem tání kolem 55 °C, obsahující převážně směs alkanů s 16 až 36 uhlíky v řetězci. Používá se k výrobě svíček, k impregnaci dřeva, v potravinářském, sklářském, keramickém, kosmetickém a farmaceutickém průmyslu. Uplatnění nachází i v automobilovém průmyslu jako rezistenční a ochranný vosk. Dále slouží k výrobě zápalek, dentálních vosků, lyžařských vosků a k voskování nití.

Zdroje

  • FIKR, Jaroslav a Jaroslav KAHOVEC. Názvosloví organické chemie. Olomouc: Rubico, 2002, ISBN 80-7346-017-3.
  • HONZA, Jaroslav a Aleš MAREČEK. Chemie pro čtyřletá gymnázia 2. díl. Olomouc: Nakladatelství Olomouc, 2005, ISBN 80-7182-141-1.
  • JANECZKOVÁ, Anna a Pavel KLOUDA. Organická chemie. Ostrava: Nakladatelství Pavel Klouda, 1998, ISBN 80-902155-6-4/9802.
  • KOTLÍK, Bohumír a Květoslava RŮŽIČKOVÁ. Chemie v kostce II.. Havlíčkův Brod: Fragment, 1997, ISBN 80-7200-342-9.
  • PACÁK, Josef. Jak porozumět organické chemii. Praha: Karolinum, 1997, ISBN 80-7184-261-3.
  • SVOBODA, Jiří a kol. Organická chemie I. Praha: Vysoká škola chemicko-technologická, 2005, ISBN 80-7080-561-7.

 

Obrázky

Víte, že ...

Hydrát methanu (nástupce ropy)

Obr. 4: Struktura hydrátu methanu

Hydrát methanu na Sibiři - video.

Japonsko úspěšně těží plyn z hydrátu methanu - video.

Odkaz

Hořlavost methanu - methanové bubliny

Víte, že ...

CNG (compresses natural gas = stlačený zemní plyn)

Je používán jako palivo pro pohon motorových vozidel a je považován za relativně čistější alternativu k benzínu a motorové naftě, ale také k LPG.

Laboratorní cvičení

Příprava methanu z octanu sodného - viz přílohy

Obrázek

Content tz znaceni

Obr. 5: Tlaková zkouška a značení lahví s propan butanem

Víte, že ...

Hoření svíčky

Při hoření svíčky slouží parafin jako palivo, které je vsakováno do lněného knotu. Oxidačním činidlem je kyslík ze vzduchu. Když zapálíte svíčku, teplo, které je produkováno ohněm, rozpouští vosk kolem knotu. Tento tekutý vosk je poté vynášen nahoru po knotu rovnou do plamene svíčky. Plamen přemění tekutý vosk na teplý plyn. Molekuly uhlovodíku jsou pak unášeny na špičku plamene, kde reagují s kyslíkem ze vzduchu, a tak vytvářejí teplo, světlo a produkty hoření. Reakce neprobíhá pouze za vzniku CO2 a H2O, ale vzniká také jemně rozptýlený uhlík neboli saze.

Obr. 6: Hoření svíčky

Laboratorní cvičení

Důkaz uhlíku a vodíku vázaného v parafínu - viz přílohy

  • návod_1
  • návod_2
Logolink