Жидкие алканы линейного строения. Номенклатура. Свойства. Распределение по фракциям. Влияние на свойства топлив. Применение

Жидкие алканы линейного строения – это предельные углеводороды, содержащие только одинарные связи межу атомами С-С в молекуле.

К жидким алканам относятся углеводороды С₅ – С₁₅. Среди них углеводороды С₅ – С₉ встречаются главным образом в бензиновых фракциях, а С₁₀ – С₁₅ – в керосино-газойлевых фракциях.

Номенклатура

В названии алканов используется суффикс – ан.

По номенклатуре ИЮПАК названия алканов образуются при помощи суффикса -ан путём добавления к соответствующему корню от названия углеводорода. Выбирается наиболее длинная неразветвлённая углеводородная цепь, при этом нумерация этой цепи начинается со стороны ближайшего к концу цепи заместителя. В названии соединения цифрой указывают номер углеродного атома, при котором находится замещающая группа или гетероатом, затем название группы или гетероатома и название главной цепи. Если группы повторяются, то перечисляют цифры, указывающие их положение, а число одинаковых групп указывают приставками ди-, три-, тетра-. Если группы неодинаковые, то их названия перечисляются в алфавитном порядке.

Свойства

Алканы имеют низкую химическую активность.

Температуры плавления и кипения увеличиваются с молекулярной массой и длиной главной углеродной цепи

Температуры плавления и кипения понижаются от менее разветвлённых к более разветвлённым

Галогенирование -Галогенирование алканов протекает по радикальному механизму.

Сульфирование -При одновременном действии на алканы оксидом серы (IV) и кислородом, при ультрафиолетовом облучении или при участии веществ, являющихся донорами свободных радикалов (диазометан, органические перекиси), протекает реакция сульфирования с образованием алкилсульфокислот.

Сульфохлорирование (реакция Рида) -При облучении ультрафиолетовым излучением алканы реагируют со смесью SO₂ и Cl₂, После того, как с уходом хлороводорода образуется алкильный радикал, присоединяется диоксид серы. Образовавшийся сложный радикал стабилизируется захватом атома хлора с разрушением очередной молекулы последнего.

Нитрование -Алканы реагируют с 10 % раствором азотной кислоты или оксидом азота NO₂ в газовой фазе при температуре 140 °C и небольшом давлении с образованием нитропроизводных.

Реакции окисления -Окисление алканов в жидкой фазе протекает по свободно-радикальному механизму и приводит к образованию гидропероксидов, продуктов их разложения и взаимодействия с исходным алканом.

Горение -Основным химическим свойством предельных углеводородов, определяющих их использование в качестве топлива, является реакция горения.

Каталитическое окисление -Мягкое окисление СН₄ в присутствии катализатора кислородом при 200 °C.

Термические превращения алканов (Разложение) -Реакции разложения происходят лишь под влиянием больших температур. Повышение температуры приводит к разрыву углеродной связи и образованию свободных радикалов.

Распеределение по фракциям

Обычно их содержание в нефтях колеблется от 20 до 50%. В парафинистых нефтях содержание алканов достигает 60% и более; в нефтях малопарафинистых их содержание может упасть до 1–2%. Если рассмотреть распределение алканов по фракциям нефти, то наблюдается следующая общая для всех нефтей закономерность: содержание алканов падает с увеличением температуры кипения фракции. В парафино-нафтеновых нефтях алканы находятся в низкокипящих фракциях (до 300°С). В парафинистых нефтях их содержание может быть значительным даже в высококипящих фракциях.