Alkány – základné informácie o parafínoch
Charakteristika alkánov
- Alkány, tradične známe aj ako parafíny, predstavujú základnú skupinu uhľovodíkov.
- Ich molekuly tvoria uhlíkové atómy spojené v otvorenom reťazci, pričom väzby medzi uhlíkmi sú výhradne jednoduché väzby.
- Z hľadiska nenasýtenosti sa radia k nasýteným uhľovodíkom, pretože neobsahujú žiadne dvojité ani trojité väzby.
- Názvoslovie alkánov pozostáva z predpony vyjadrujúcej počet uhlíkov a koncovky -án (napr. metán, etán, propán, bután).
- Pre alkány s viacerými uhlíkovými atómami sa používajú číselné predpony (napr. pentán, hexán, heptán).
- Všeobecný vzorec alkánov je CnH2n+2, kde n = počet uhlíkov v molekule.
Tabuľka základných alkánov
| Počet uhlíkov (C) | Molekulový vzorec | Názov |
|---|---|---|
| 1 | CH4 | metán |
| 2 | C2H6 | etán |
| 3 | C3H8 | propán |
| 4 | C4H10 | bután |
| 5 | C5H12 | pentán |
| 6 | C6H14 | hexán |
| 7 | C7H16 | heptán |
| 8 | C8H18 | oktán |
| 9 | C9H20 | nonán |
| 10 | C10H22 | dekán |
Fyzikálne vlastnosti alkánov
Skupenstvo a teploty varu
Skupenstvo alkánov priamo závisí od počtu uhlíkov v ich molekule:
- 1 až 4 uhlíky – plynné alkány (napr. metán, etán, propán, bután)
- 4 až 15 uhlíkov – kvapalné alkány, väčšinou bezfarebné kvapaliny
- Viac než 15 uhlíkov – pevné látky, známe ako parafíny
Vôňa a zápach alkánov
- Plynné alkány sú väčšinou bez zápachu.
- Kvapalné alkány s nízkou teplotou varu majú charakteristický zápach podobný benzínu.
- Vyššie kvapalné a tuhé alkány sú prakticky bez zápachu.
Rozpustnosť alkánov
- Alkány sú nerozpustné vo vode, čo je dôsledok ich nepolárnej povahy.
- Dobrá rozpustnosť sa prejavuje v organických rozpúšťadlách, ako sú etanol, benzén a iné nepolárne alebo mierne polárne látky.
- Pevné alkány vykazujú klesajúcu rozpustnosť s rastúcou molekulovou hmotnosťou.
- Plynné a tuhé alkány sú rozpustné v kvapalných alkánoch.
Teploty topenia a varu vybraných alkánov
| Názov alkánu | Teplota topenia (°C) | Teplota varu (°C) |
|---|---|---|
| Metán | -182,6 | -161,6 |
| Etán | -183,3 | -88,5 |
| Propán | -187,7 | -42,2 |
| Bután | -138,3 | -0,5 |
| Pentán | -127,7 | 36,1 |
Horľavosť
Alkány sú vysoko horľavé látky, ktoré pri spaľovaní uvoľňujú značné množstvo energie. Tento proces je základom ich využitia ako palív.
Zástupcovia alkánov a ich využitie
Metán (CH4)
- Bezfarebný, horľavý plyn bez zápachu.
- Hlavná zložka zemného plynu, tvorí až 99 % jeho zloženia.
- Je významnou surovinou na výrobu vodíka a metanolov.
- Reaguje s halogénmi, najmä pri UV žiarení.
Etán (C2H6)
- Nachádza sa v malom množstve v zemnom plyne, prevažne získavaný z ropy.
- Podobné fyzikálne a chemické vlastnosti ako metán, avšak vyššia teplota varu.
- Využíva sa v petrochemickom priemysle ako surovina na výrobu etylénu.
Propán (C3H8)
- Získava sa z ropy a zemného plynu.
- Spolu s butánom sa používa ako palivo v propán-butánových zmesiach vhodných na varenie a kúrenie.
- Ľahko sa skladá a distribuuje v kvapalnom stave.
Benzín a jeho vzťah k alkánom
- Benzín je komplexná zmes uhľovodíkov, prevažne alkánov, ktoré môžu byť lineárne alebo rozvetvené.
- Pri spaľovaní benzínu vo vzduchu sa zapaľuje iskrou, čo je základom vnútorného spaľovania v motoroch.
- Na hodnotenie kvality benzínu sa používa oktánové číslo, ktoré udáva odolnosť benzínu proti samovznieteniu – čím vyššie, tým kvalitnejší benzín.
- Pri nedokonalom spaľovaní vzniká jedovatý oxid uhoľnatý, čo má významný environmentálny a zdravotný dopad.
