OS 7 USOS E APLICAÇÕES DOS PRINCIPAIS ALCANOS - QUÍMICA - 2024

Alguns usos e aplicações de alcanos são como combustível -gás, gasolina, diesel-, como solventes -pentano, hexano, isohexano e heptano-, como lubrificantes ou como ceras e parafinas.

Alcanos são compostos que contêm apenas carbono e hidrogênio, portanto são hidrocarbonetos. Eles também são conhecidos como parafinas ou hidrocarbonetos saturados porque os átomos de carbono e hidrogênio estão ligados exclusivamente por ligações simples.

Os alcanos pertencem a uma série homóloga de compostos orgânicos nos quais os membros diferem por uma massa molecular constante de 14, que é CH ₂. A fórmula geral é CnH _{2n + 2.}

Os alcanos contêm apenas ligações simples, o que significa que estão saturados com átomos de hidrogênio. Eles são os hidrocarbonetos básicos e os pontos de partida para entender a química de outras moléculas mais complexas.

Os alcanos recebem seu nome do grupo alquil que é composto de um carbono e três hidrogênios.

Claro, eles contêm outros grupos, mas eles contêm consistentemente um grupo alquil. A terminação "-ano" permite que você saiba que existem apenas ligações simples nessas moléculas.

Os menores membros da família dos alcanos são gases, enquanto os maiores compostos são compostos líquidos e sólidos.

Eles são comumente encontrados em fontes de combustível, como gás natural e petróleo. Os compostos sólidos têm uma textura tipicamente cerosa.

Principais usos e aplicações de alcanos

1- Combustível

O principal uso dos alcanos é como combustível. Sua reação de oxidação libera energia que pode ser usada para gerar eletricidade, movimentar veículos ou mesmo cozinhar.

Alcanos de cadeia curta, como metano, etano, propano e butano, estão em estado gasoso e podemos extraí-los de campos de gás natural.

O metano é usado como combustível veicular, enquanto o propano e o butano são usados ​​como gás de cozinha.

Os alcanos de cadeia mais longa estão no estado líquido e podem ser encontrados na gasolina ou no diesel. Quando se fala em alta octanagem, refere-se à concentração de octanas no combustível.

2- Solventes

Como o momento de dipolo entre o carbono e o oxigênio é muito baixo, os alcanos não têm polaridade de ligação, portanto, servem bem como solventes apolares.

Os químicos têm uma máxima que diz "semelhante dissolve semelhante", o que significa que os solventes polares dissolvem as substâncias polares e os solventes apolares ou apolares dissolvem as substâncias apolares.

Compostos como pentano, hexano, isohexano e heptano são usados ​​no laboratório e na indústria como solventes para reações em um meio apolar. Nonane é o principal componente do querosene.

3- Lubrificantes

Alcanos com 17 ou mais moléculas de carbono são usados ​​como lubrificantes e anticorrosivos, pois sua natureza hidrofóbica faz com que a água não alcance a superfície do metal. Dada a sua densidade e viscosidade, são perfeitos para este uso.

Óleos lubrificantes de viscosidades diferentes podem se misturar, e é essa capacidade de misturá-los que torna alguns óleos tão úteis.

Por exemplo, o óleo de motor comum é geralmente uma mistura de um óleo de baixa viscosidade para permitir uma partida fácil em temperaturas frias e um óleo de alta viscosidade para melhor desempenho em temperaturas normais de operação.

Desde os tempos romanos, muitos líquidos, incluindo água, têm sido usados ​​como lubrificantes para minimizar o atrito, o calor e o desgaste entre as peças mecânicas em contato umas com as outras.

Hoje, o óleo lubrificante é o produto mais utilizado devido à sua ampla gama de aplicações possíveis.

4- Ceras e parafinas

Os alcanos também são conhecidos como parafinas, o que torna esse termo muito confuso, pois a parafina também se refere a um tipo de cera.

Para esclarecer os conceitos, qualquer hidrocarboneto saturado (com a fórmula CnH _{2n + 2}) é uma parafina e uma mistura dessas moléculas pode ser usada para fazer uma cera chamada cera de parafina.

Em geral, os alcanos usados ​​nesta cera possuem cadeias de carbono que contêm de 20 a 40 carbonos. Portanto, a cera de parafina é um tipo de cera feita de parafinas ou alcanos.

A cera de parafina é caracterizada por um baixo ponto de fusão, estrutura flexível e fácil queima. Geralmente é usado em velas e giz de cera.

5- Asfalto

O asfalto está presente no petróleo bruto e consiste em uma mistura de hidrocarbonetos, especialmente alcanos de cadeia de 35 carbonos ou mais. O asfalto tem consistência semi-sólida e viscosa.

Sua principal utilização é a construção de estradas, pois a adição de areia ou cascalho ao asfalto produz uma mistura sólida ideal para esse tipo de uso.

Quando sua densidade é menor, também é conhecido como piche e pode ser utilizado como impermeabilizante.

6- Reações químicas

Comparados aos alcenos e alcinos, os alcanos são relativamente não reativos devido à ausência de uma ligação pi mais fraca em seus esqueletos de carbono. No entanto, existem algumas classes de reações que são comumente realizadas com alcanos.

A reação mais importante que os alcanos sofrem é a combustão. Alcanos lineares menores são mais facilmente oxidados do que moléculas maiores e mais ramificadas.

Os alcanos podem queimar na presença de oxigênio para produzir dióxido de carbono, água e energia.

Em situações de limitação de oxigênio, os produtos são monóxido de carbono, água e energia. Por esse motivo, os alcanos são freqüentemente usados ​​como fontes de combustível.

C ₃ H ₈ + 5O ₂ »3CO ₂ + 4H ₂ O + energia

Uma reação consistente, além da combustão, que os alcanos sofrem é a halogenação dos radicais livres.

Nesse processo, os hidrogênios em grupos alquil são substituídos por halogênios (moléculas como cloro e bromo na tabela periódica). Uma reação típica é demonstrada usando propano.

2C ₃ H ₈ + Cl ₂ »2C ₃ H ₈ Cl

Alcanos complexos com alto peso molecular encontrados no petróleo bruto são freqüentemente divididos em alcanos menores e mais úteis por craqueamento térmico; Alcenos e gás hidrogênio também são produzidos usando este método.

O craqueamento térmico é normalmente realizado em altas temperaturas e, frequentemente, na presença de um catalisador. Uma mistura de produtos é obtida e esses alcanos e alcenos podem ser separados por destilação fracionada.

7- Outros usos de alcanos

Os alcanos têm outros usos além dos já mencionados. Compostos como o etano são usados ​​para a produção de etileno, que é usado para produzir etilenoglicol (o principal componente do anticongelante) e polietileno, que é o plástico mais utilizado em todo o mundo.

O propano pode ser usado como refrigerante quando a eletricidade não está disponível. Conforme o gás se expande, ele absorve calor.

Na verdade, pode causar queimaduras. Também está sendo considerado um substituto para outros refrigerantes, mas tem a principal desvantagem de ser explosivo.

O butano é um eufórico, por isso é frequentemente usado como inalante. Infelizmente, causa sufocação, arritmia cardíaca e espasmos dos músculos das vias respiratórias dos pulmões.

Essa última propriedade é a causa da "morte súbita de um drogado", e é a causa da morte em 55% dos casos relacionados à inalação de solventes.

O pentano pode ser encontrado em misturas de gasolina, mas seu uso principal no ambiente industrial é como um "soprador" na criação de espumas plásticas.

Além disso, como o propano, pode ser usado como refrigerante. Seu isômero, isopentano, é comumente usado em cremes dentais.

Hexano e isohexano são os solventes preferidos no processamento de alimentos, particularmente isohexano, uma vez que não são tóxicos e possuem um pH neutro.

Referências

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