Роль углеводородов в современной жизни. Работа №54622

Роль углеводородов в современной жизни

Углеводороды имеют важное научное и практическое значение. Во-первых, представления о строении и свойствах этих веществ служат основой для изучения органических соединений других классов, т.к. молекулы любых органических веществ содержат углеводородные фрагменты. Во-вторых, знание свойств углеводородов позволяет понять исключительную ценность этих соединений как исходного сырья для синтеза самых разнообразных органических веществ, широко используемых человеком.

Данная тема важна, потому что углеводороды являются одним из самых распространенных и востребованных веществ в мировом сообществе.

Углеводороды играют огромную роль в современной жизни. Нефть и газ стали очень ценными ресурсами, ведь они служат в качестве топлива и энергоносителей. Но это не единственные способы применения соединений из данного класса. Углеводороды – это буквально все, что окружает людей в быту. С помощью полимеризации удалось получить новые материалы, из которых изготавливаются разные виды пластмасс, тканей и т. д. Керосин, растворители, лакокрасочные изделия, парафины, асфальт, гудрон, битум, и это не считая основных продуктов нефтепереработки – бензина и дизельного топлива. Значение этих веществ огромно. Как непредельные, так и предельные углеводороды – это сотни и тысячи вещей, к которым каждый человек привык и не может без них обходиться в самых простых ситуациях. Отказаться от их использования крайне сложно даже с учетом того, что запасы нефти и газа иссякнут, как предрекают аналитики. Уже сейчас человечество ведет активный поиск альтернативных источников энергии, но ни один из вариантов пока не показал такой же эффективности и универсальности, как углеводороды.

История применения углеводородов в промышленности и медицине не слишком древняя. Применение углеводородов С4 с высокой степенью очистки возросло в середине ХХ века для производства компонентов авиационного бензина, а увеличение роста промышленности синтетического каучука привело к увеличению спроса на исходные продукты высокой чистоты.

Насыщенные углеводороды применяют главным образом в составе моторных и реактивных топлив, как сырье для химической и нефтехимической промышленности.

Жидкие насыщенные углеводороды и хлорпроизводные метана и этан используют в качестве растворителей, твердые (парафин, церезин) применяют в производстве пластмасс, каучуков, синтетических волокон, моющих средств, а также в пищевой промышленности, электро - и радиотехнике.

Битумные лаки тоже созданы на углеводородной основе. Применение ароматических углеводородов в качестве растворителей обычно способствует увеличению стабильности лаков. Все легкие метановые углеводороды, начиная с метана в сжиженном состоянии вызывают коагуляцию асфальтенов и это используется для очистки нефти. Газообразные алканы (метан и пропан-бутановая смесь) используются в качестве ценного газового топлива. Жидкие углеводороды составляют значительную долю в моторных и ракетных топливах.

Твердые углеводороды (парафин, церезин) используют для получения каучука, пластмасс, средств для мытья, а также широко используется в пищевой промышленности, электротехнике и радиотехнике. Углеводороды широко используются в качестве хладагентов, в случае если отсутствуют требуемые фреоны , а так же они применяются в тех отраслях промышленности, где соответствующие углеводороды используются в качестве сырья, фабрикатов или отходов.

Большое значение имеют галогенопроизводные алканов, которые используются как растворители, хладоагенты и сырье для дальнейших синтезов. В современной нефтехимической промышленности предельные углеводороды являются базой для получения разнообразных органических соединений, важным сырьем в процессах получения полупродуктов для производства пластмасс, каучуков, синтетических волокон, моющих средств и многих других веществ.

Углеводороды применяются в атомной энергетике как замедлители и теплоносители для атомных реакторов, также они используются как рабочая среда в химических реакторах.

Вазелиновое масло - прозрачная жидкость без запаха и вкуса, используется в медицине, парфюмерии и косметике. Вазелин применяется для приготовления мазей, используемых в медицине. Парафин применяется для изготовления свечей, пропитки спичек и упаковочной бумаги, для тепловых процедур в медицине. Нормальные предельные углеводороды средней молекулярной массы используются как питательный субстрат в микробиологическом синтезе белка из нефти.

Некоторые углеводороды способны генерировать кванты свет при облучении и их используют в качестве рабочего тела датчиков элементарных частиц. Низкую плотность углеводородов применяют в батискафах, где керосин обеспечивает плавучесть батискафа.

В современной нефтехимической промышленности предельные углеводороды являются базой для получения разнообразных органических соединений, важным сырьем в процессах получения полупродуктов для производства пластмасс, каучуков, синтетических волокон, моющих средств и многих других веществ. Ряд углеводородов обладает оптической изомерией и могут являться материалами для оптики. Парафин применялся для получения сверхтонких мембран в биохимических экспериментах.

Применение гексана: в качестве растворителя в клеях для обуви из натуральной и искусственной кожи, в клеях для мебели и обоев. Гексан также используется как моющее средство в текстильной, мебельной и кожевенной промышленности. Гексан отлично проявляет себя как растворитель в экстракционных процессах, в частности при получении облепихового масла, соевого, подсолнечного, льняного и арахисового масла. Он используется как растворитель; жидкость в низкокипящих термометрах, для получения изомеров гексана с более высоким октановым числом а также для восстановления автомобильных шин.

Пропан и бутан применяются в виде "сжиженного газа", особенно в тех местностях, где нет подвода природного газа. Метан как доступный углеводород в большей степени используется в качестве химического сырья. Реакция горения и разложения метана используется в производстве сажи, идущей на получение типографской краски и резиновых изделий из каучука. Метан - основной источник получения водорода в промышленности для синтеза аммиака и ряда органических соединений.

Высшие алканы входят в состав смазочных масел, вазелина и парафина. Смесь изомерных пентанов и гексанов называется петролейным эфиром и применяется в качестве растворителя. Циклогексан служит основой для синтеза таких полимеров как капрон и нейлон. Циклопропан широко используется в медицинской практике в качестве наркоза. Алканы служат сырьем для получения многих органических соединений, в том числе спиртов, альдегидов, кислот.

Бензол используется как исходный продукт для получения различных ароматических соединений - нитробензола, хлорбензола, анилина, фенола, стирола и т.д., применяемых в производстве лекарств, пластмасс, красителей, ядохимикатов и многих других органических веществ. Толуол применяется в производстве красителей, лекарственных и взрывчатых веществ (тротил, тол). Ксилолы в виде смеси трех изомеров (орто-, мета - и пара-ксилолов) - технический ксилол - применяется как растворитель и исходный продукт для синтеза многих органических соединений. Изопропилбензол (кумол) - исходное вещество для получения фенола и ацетона. Винилбензол (стирол) используется для получения ценного полимерного материала полистирола.

Вывод: область использования углеводородов в промышленности и медицине не стоит на месте и постоянно расширяется.

Список литературы

1. Артеменко А.И. Органическая химия. - М.: Высшая школа, 2006 - 439 с.

2. Гранберг И.И. Органическая химия. - М.: Дрофа, 2007 - 672 с.

3. Потапов В.М. Проверь свои знания по органической химии. - М.: Просвещение,1986 - 142 с.

4. Терней А. Современная органическая химия. – М.: Мир, 1981. Т.1-2. – 678 с., 651 с

5. Сетевой электронный учебник по органической химии, http://cnit.ssau.ru/organics/chem2/