Naftenické uhlovodíky jsou součástí ropy. Jejich složení, vlastnosti, příprava a aplikace budou diskutovány v tomto článku. Zde jsou příklady naftenických sloučenin, vzorce nejslavnějších z nich. Je představen koncept sušidel a je zvažováno použití naftenů ve formě sušidel pro průmysl barev a laků. Stručně zopakována problematika bezpečnosti při práci s látkami obsahujícími nafteny.
Naftenické uhlovodíky: použití, vlastnosti, vzorec
Tyto sloučeniny jsou organické látky získávané ve velkém množství z ropy. Své jméno dostali od slova olej (řecky nafta).
Naftenické uhlovodíky zahrnují sloučeniny alicyklické řady nasycených uhlovodíků, tj. mají kulaté molekuly, uzavřené cykly. Své jméno dostali v roce 1883. Do organické chemie jej zavedli vědciV. V. Markovnikov a V. N. Ogloblin. Nafteny také zahrnují uhlovodíky s několika pěti- a šestičlennými kruhy (včetně kondenzovaných, například dekalin). Není zcela správné klasifikovat všechny cykloalkany (cyklany) jako nafteny.
Fyzikální a chemické vlastnosti naftenů
Naftenické uhlovodíky jsou podle fyzikálních vlastností kapaliny, někdy s velmi ostrým nepříjemným zápachem, kterými je ropa proslulá. Právě nafteny mají léčebný účinek ve speciálním bahně Naftalan, s jehož pomocí se léčí mnoho kožních onemocnění.
Z hlediska chemických vlastností jsou naftenické uhlovodíky podobné nasyceným acyklickým uhlovodíkům metanové řady. Výjimkou je cyklopropan, který se v některých reakcích chová jako nenasycený uhlovodík a přidává atomy s přerušením kruhu. Ve většině chemických reakcí působí naftenické uhlovodíky jako nasycené uhlovodíky s lineárním řetězcem atomů uhlíku. Použití chemických reakcí s přerušením cyklu však umožňuje použít naftenické uhlovodíky jako vynikající surovinu pro chemickou syntézu: získávání aromatických uhlovodíků a dalších cenných produktů pro chemický průmysl v různých průmyslových odvětvích prostřednictvím katalytického reformování.
Obecný vzorec a nejdůležitější zástupci řady
Vzorec pro naftenické uhlovodíky je společný pro všechny cykloalkany: CnH2n, kde n je počet atomů v molekule, obvykle pět nebo šest. Rovinný vzorec molekul je kruh nebo uzavřený cyklus. Objemový vzorec je poměrně složitý, umožňuje vám mít několik možnostíuspořádání atomů v molekule.
Příklady naftenických uhlovodíků mohou být takové chemické sloučeniny jako cyklopentan (pět atomů uhlíku v kruhu), cyklohexan (šest atomů uhlíku v kruhu) a jejich alkylové deriváty. Zvláštní skupinou jsou naftenové kyseliny. Podívejme se blíže na všechna tato spojení.
Cyklopentan pro organickou syntézu
Cyklopentan (neboli cyklopentylen) je cyklický nasycený uhlovodík obsahující pět atomů uhlíku v jednom uzavřeném řetězci. Vzorec cyklopentanu je С5Н10. Je to nasycený uhlovodík alicyklické řady, jeden z nejjednodušších cykloalkanů. Je to bezbarvá kapalina s charakteristickým zápachem, hustota 0,745 g/cm3, nerozpustná ve vodě, mísitelná s benzenem, etherem, acetonem (rozpouštění podle principu "jako v podobné"). Hlavní množství cyklopentanu se získává sekundární destilací oleje. Většina cyklopentanu se používá při organické syntéze cenných chemikálií, jako jsou barviva.
Cyklohexan – surovina pro výrobu polyamidu
Cyklohexan (nebo cyklohexylen), stejně jako cyklopentan, je nasycený uhlovodík obsahující šest atomů uhlíku v uzavřeném cyklu. Jeho vzorec je С6Н12.
Jeho fyzikální vlastnosti jsou za normálních podmínek bezbarvá kapalina, hustota 0,778 g/cm3, nerozpustná ve vodě. Stejně jako cyklopentan se budeme rozpouštět v benzenu, etherech, acetonu. Je obsažen téměř ve všech druzích oleje, ale ve velmi malých množstvích, proto se získává katalytickou hydrogenací benzenu. Nachází, stejně jako cyklopentan, velmi široké uplatnění v chemickém průmyslu při výrobě cyklohexanolu a cyklohexanonu, nitrocyklohexanu, cyklohexanoximu – meziproduktů při výrobě kaprolaktamu a kyseliny adipové, které se zase používají k výrobě polyamidů.
Naftenové kyseliny: vlastnosti a použití
Jedná se o karboxylové kyseliny alicyklické řady, většinou jednosytné. Obsahují jeden nebo více pěti- nebo šestičlenných uhlíkových cyklů. Právě naftenové kyseliny tvoří většinu kyselin obsahujících složek různých olejů. Extrahují se alkalickým roztokem, tzv. „vysolováním“naftenátů.
Za normálních podmínek jsou naftenové kyseliny viskózní, bezbarvé kapaliny, které stáním žloutnou, prakticky nerozpustné ve vodě. Samy jsou dobrými rozpouštědly pro pryskyřice a gumy. Mísitelný s většinou organických rozpouštědel, má všechny chemické vlastnosti karboxylových kyselin.
Nejčastěji se používají soli naftenových kyselin. Soli alkalických kovů (mýdlové nafty nebo naftenáty) se používají jako emulgátory a dezinfekční prostředky, stejně jako prostředky na praní vlny. Soli mědi se široce používají jako dezinfekční prostředek pro impregnaci pražců, lan, tkanin, hliníkových a olovnatých solí - jako speciální přísady, přísady do mazacích olejů a paliv.
Kromě toho se mýdlové nafty používají jako přísady do betonových směsí am alty, činí je vodoodpudivými, což je velmi důležité, protože umožňují, aby m altové směsi byly plastické díky mazání se získáním zvláštního efektu speciálních filmů, nazývaných jemně orientované.
Soli naftenových kyselin jako sušidla
Olovo, kob alt, mangan a zinek, které jsou vysolovány hydroxidy z kyselin (soaphta) obsažených v oleji, se široce používají jako vysoušedla olejových barev. Vysoušedlo (v pozdní latině znamená „vysoušení“) – látka používaná k urychlení schnutí barev. Z chemického hlediska je katalyzátorem oxidační polymerace roztoků rostlinných olejů a jejich derivátů.
Mylonafty neboli naftenáty jsou mezi desikanty nejlevnější, nejstabilnější při skladování, ale bohužel obsahují nečistoty a charakteristický nepříjemný zápach, proto se nepoužívají pro olejomalbu.
Ochrana lidského těla při práci s vysoušecími látkami
Naftenické uhlovodíky mají často zápach, který lidé vnímají jako štiplavý a nepříjemný. Pro ochranu dýchacích orgánů osob pracujících s barvami je nutné používat ochranu proti výparům rozpouštědel a vysoušedel. To lze snadno zvládnout běžnými vodními clonami a mokrými absorbéry: ubrousky, obvazy atd. Při malém množství práce a občasném kontaktu s barvami to bude stačit.
Při dlouhé a neustálé práci s barvami, zejména těmi, které obsahují mnoho vysoušedel, je zapotřebí hlubší ochrana – např.dýchací orgány, stejně jako oči, kůže a sliznice. Kovy obsažené v desikantech, zejména olovo, mají tendenci se hromadit v játrech a dalších lidských orgánech, což způsobuje vážná onemocnění.
Chladící kapaliny
Na kovoobráběcích strojích není možné pracovat bez použití řezné kapaliny - chladicí kapaliny. Většina chladicích kapalin jsou emulze, které široce využívají poměrně levné ropné produkty, jako jsou naftenické uhlovodíky, stejně jako minerální oleje smíchané s vodou.
Aby se emulze nerozdělila na jednotlivé složky, používají se emulgátory a stabilizátory. Přítomnost vody v emulzi je činí netěkavé a prakticky neškodné. Proto si mnoho lidí, kteří pracují s oleji, myje ruce emulzí obsahující nafteny. Tuto vlastnost chladicí kapaliny velmi často využívají jak zámečníci, tak řidiči. Emulze s nafteny pomáhá nejen snadno smýt zaschlé nečistoty, ale také dezinfikuje pokožku rukou, zvláčňuje a eliminuje nutnost používat vazelínový olej jako změkčovač pokožky.
Naftu nelze použít jako palivo
Slavný výrok Dmitrije Mendělejeva, že ropa není palivo, ale bankovkami je možné topit, nabývá postupem času stále většího významu. Ropa, plyn a uhlí jsou nejlepšími surovinami pro obrovské množství materiálů, které dnes člověk potřebuje, ale jejich zásoby jsou velmi omezené a nenahraditelné. Mezi takové suroviny patří také naftenické uhlovodíky, jedna z nejcennějších složek ropy -černé zlato, lidstvo ještě plně nedoceněné.
