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烷烃类型与结构

石油的严格定义仅包括原油,但术语的常见使用通常包括给定混合新利18 体育下载物中含有的所有液体,气体和固体碳氢化合物。所有烃都是相同的,因为它们含有氢和碳原子,但它们的碳数量不同,它们的饱和水平,无论是线性还是环状的,以及它们是否是芳香族的。有关这些主题的更多信息可以在碳氢化合物制品中找到。在这里,我们看看特定的碳氢化合物及其性质。在这样做时,重要的是要记住,氢气只能形成一个键,而碳可以参与最多四个键。(如下图所示,黑色代表碳,红色代表氢,蓝色代表氧气)。

烷烃

烷烃只包含单键,这意味着它们充满了氢原子。它们是基本的碳氢化合物,也是理解其他更复杂分子化学的起点。

烷烃的名字来自于由一个碳和三个氢组成的烷基。当然,它们还包含其他基团,但它们总是包含一个烷基。以“-ane”结尾让你知道这些分子中只有单键。

除燃烧外,烷烃还发生自由基卤化反应。在这个过程中,烷基上的氢被卤素(元素周期表上的氯和溴这样的分子)取代。用丙烷演示了一个典型的反应。

伯努因反应

烷烃也被称为石蜡(paraffins),这使得这个术语非常容易混淆,因为石蜡也指一种蜡。下面是如何理解它。任何饱和烃的分子式都是CnH2n + 2)是石蜡,并且这些分子的混合物可用于制造叫蜡,称为石蜡蜡。通常,在该蜡中使用的烷烃具有碳碳含有20至40个碳的碳链。因此,石蜡是一种由石蜡或烷烃制成的蜡。石蜡蜡的特征在于低熔点,柔韧的结构和易燃烧。它通常用于蜡烛和蜡笔。

甲烷(CH4)

甲烷是由一个碳分子和四个氢分子组成的最简单的碳氢化合物。由于甲烷体积很小,在室温下是无色无味的气体。家用“天然气”中的气味实际上是出于安全原因而添加到甲烷中。

甲烷分子

甲烷是一个四面体形状(底部为三角形的金字塔),每个氢与所有其他氢的距离相等。甲烷主要用作发电和取暖的燃料。在它的压缩形式,它被用作汽车燃料。甲烷通常燃烧效率高,只产生少量的一氧化碳。

沼气燃烧方程

乙烷(C2H6)

乙烷有两个碳分子和六个氢分子。碳分子通过单键相互连接,每个分子有三个氢原子。和甲烷一样,乙烷在室温下是无色无味的气体。

乙烷分子

乙烷主要用于乙烯的生产。乙烯本身是一种植物激素,有助于果实成熟。它还被用于生产聚乙烯(一种乙烯聚合物,是世界上使用最广泛的塑料)和防冻剂的主要成分乙二醇。乙烯在过去一直被用作麻醉剂,但作为一种窒息剂、可燃物和3类致癌物,乙烯具有很高的危险性。

乙烷燃烧方程

丙烷(C3.H8)

这种3碳分子被广泛用作压缩气体(压缩后形成液体),用于加热和烹饪。它是天然气加工和石油提炼的副产品。新利18 体育下载在气态时,丙烷比空气重,这意味着它会下沉到最低点并聚集在那里。丙烷是一种非常清洁的燃料,在燃烧过程中产生的主要是水和二氧化碳,尽管污染物也会产生其他副产品。

丙烷

丙烷的主要用途是作为取暖燃料,以及通常用于大规模应用的汽车燃料。它是美国开发最广泛的汽油替代品,在发展中国家也越来越受欢迎。除了燃料,丙烷还可以在没有电的情况下用作制冷剂。当气体膨胀时,会吸收热量。事实上,它会导致轻微的冻伤。它也被认为是其他制冷剂的替代品,但其主要缺点是爆炸性!

丙烷燃烧方程

丁烷(C4H10)

丁烷是四碳气体。像丙烷一样,它比空气气体的密度更大,聚集在最低的可用空间。它是最常用的打火机液体和丁烷火炬。它还可以装在小瓶中出售,用于烹饪,也可以与丙烷混合。它也被用作气溶胶推进剂。

丁烷分子

丁烷是一种欣快剂,因此常被滥用为吸入剂。不幸的是,它会导致窒息、心律失常和肺部气道肌肉痉挛。最后一个特性是“嗅探者突然死亡”的原因,是55%与吸入溶剂有关的案件的死亡原因。

丁烷燃烧方程

戊烷(C5H12)

戊烷通常用作溶剂,很少用作燃料,因为它在室温下是液体(无色),但很容易蒸发。事实上,戊烷在37摄氏度(98.6华氏度)沸腾,这是体温。

戊烷分子

戊烷可以在汽油混合物中找到,但它在工业环境中的主要用途是作为制造塑料泡沫的“鼓风机”。随着氯氟烃被取代,它也被用作制冷剂。除了上面图示的戊烷外,还有另外两种形式的戊烷。异戊烷用于Aquafresh和Sensodyne等牙膏中。新戊烷(又名2,2-二甲基丙烷)是高度挥发和易燃的。

戊烷燃烧方程

己烷(C6H14)

己烷有许多结构异构体,通常称为“己烷”。这些分子是汽油的重要组成部分,是无色液体,在室温下,沸点在60摄氏度左右。这些分子是汽油独特气味的来源。

己烷分子

在工业上,正己烷被用作溶剂、胶水配方、皮革制品生产和屋顶沥青瓦。由于己烷对碱性环境(pH值大于7)的耐受性,它非常适合于涉及强碱的实验室反应。

己烷相对无毒,只有在人们反复接触相对高水平的己烷时才会成为一种神经毒素。由于其安全性和作为溶剂的能力,正己烷在食品加工中得到了应用。它经常被用来从谷物和坚果中提取油。然而,一般来说,经过加工的食品中仍含有己烷,因此异己烷是一种更好的选择,因为它的安全性更高。

己烷燃烧分子

异己烷(C.6H14)

异己烷(又名2-甲基戊烷)在食品加工中是己烷的一个很好的替代品,因为它对已经存在的过程要求很少或根本不需要改变。它比正己烷更安全,而且使用成本更低,因为它不需要像正己烷那样的高温蒸发。许多食品加工者正在转向使用异己烷。

异己烷分子

己烷燃烧方程

庚烷(C7H16)

庚烷在燃料中是不可取的,因为它容易爆炸并引起发动机爆震。事实上,100%庚烷的混合物是0辛烷的参考标准。另一方面,100辛烷,就是100%异辛烷(见下)。所以,燃料中的庚烷降低了辛烷值。

庚烷分子

因为庚烷作为燃料相对无用,所以它主要用作溶剂。它是橡胶水泥的主要成分,在商业上用于油漆。在油漆中,庚烷能溶解颜料,使着色更均匀。常用于气动喷漆机。

因为庚烷是“终极爆震剂”,它经常被用来测试发动机的抗爆性能。因此,发动机制造商将燃烧100%的庚烷来测试他们的发动机部件和抗爆技术。

庚烷燃烧方程

辛烷和异辛烷(C8H18)

辛烷及其异构体是汽油的主要成分。值得注意的是,异辛烷是提高汽油辛烷值的因素。正辛烷或标准直链辛烷值实际上降低了汽油的辛烷值。其他碳氢化合物也可用于提高辛烷值,包括甲苯和甲基叔丁基醚(MTBE)

辛烷

辛烷分子

标准异辛烷(又名2,2,4-trimethylpentane)

异辛烷分子

辛烷燃烧方程

壬烷(C9H20.)

壬烷有35种不同的异构体。由于它的高可燃性,它主要只用在燃料中。它的主要用途是煤油。它偶尔被用作溶剂和制造石蜡。

壬烷分子

壬烷燃烧方程

癸烷(C10H22)

虽然碳氢化合物确实变大了,我们还是把癸烷作为这个系列的最后一个元素。癸烷有75种不同的异构体它们都是可燃的。它的主要用途是用作燃料和溶剂。

癸烷分子

癸烷燃烧方程