2.2.2 Масло
Общие характеристики Cобирательное название ряда химических веществ или смесей веществ, не растворяющихся в воде. Основных групп "масел" три: некоторые "масла" являются жирами, другие — продуктами переработки нефти, выделяется также важная группа — эфирные масла. Все масла в той или иной степени гидрофобны (или, что то же — липофильны). Многие масла находятся в жидкой фазе при нормальных условиях (кроме кокосового, сливочного). Эмульгаторы позволяют создавать смеси масел с водой.
Применение
-Съедобные растительные и животные масла широко используются в приготовлении пищи.
-Применяются как растворители витаминов и ароматических веществ
-Топливо
-Смазочные материалы, составляющие смазочно-охлаждающих технических средств (СОТС/СОЖ) в металлообработке
-Рабочие жидкости гидропривода
-теплоносители в тепловом оборудовании (теплотехнике)
-Электроизоляция трансформаторов, реакторного оборудования, масляных выключателей (а в последних - также в качестве дугогасящей среды)
-Материалы в изобразительном искусстве (Живопись масляными красками)
топливо ядерный ракетный добыча
2.2.3 Спирты́
Состав Органические соединения, содержащие одну или несколько гидроксильных групп (гидроксил, OH), непосредственно связанных с насыщенным атомом углерода, находящемся в состоянии sp3 гибридизации. Спирты можно рассматривать как производные воды H2O, в которых один атом водорода замещен на органическую функциональную группу: R-OH.
Общие характеристики
Классификация спиртов разнообразна и зависит от того, какой признак строения взят за основу.
1. В зависимости от количества гидроксильных групп в молекуле спирты делят на:
а) одноатомные (одержат одну гидроксильную ОН-группу), например, метанол СН3ОН, этанол С2Н5ОН, пропанол С3Н7ОН
б) многоатомные (две и более гидроксильных групп), например, этиленгликоль HO–СH2–CH2–OH, глицерин HO–СH2–СН(ОН)–CH2–OH, пентаэритрит С(СН2ОН)4.
2. По типу атома углерода, с которым связана группа ОН, спирты делят на:
а) первичные, у которых ОН-группа связана с первичным атомом углерода. Первичным называют атом углерода (выделен красным цветом), связанный всего с одним углеродным атомом. Примеры первичных спиртов – этанол СH3–CH2–OH, пропанол СH3–CH2–CH2–OH.
б) вторичные, у которых ОН-группа связана с вторичным атомом углерода. Вторичный атом углерода (выделен синим цветом) связан одновременно с двумя атомами углерода, например, вторичный пропанол, вторичный бутанол.
в) третичные, у которых ОН-группа связана с третичным атомом углерода. Третичный углеродный атом (выделен зеленым цветом) связан одновременно с тремя соседними атомами углерода, например, третичный бутанол и пентанол.
3. По строению органических групп, связанных ОН-группой, спирты подразделяют на предельные (метанол, этанол, пропанол), непредельные, например, аллиловый спирт СН2=СН–СН2–ОН, ароматические (например, бензиловый спирт С6Н5СН2ОН), содержащие в составе группы R ароматическую группу.
Непредельные спирты, у которых ОН-группа "примыкает" к двойной связи, т.е. связана с атомом углерода, участвующим одновременно в образовании двойной связи (например, виниловый спирт СН2=СН–ОН), крайне нестабильны и сразу же изомеризуются в альдегиды или кетоны:
Получение спиртов
Химический способ
Занимая одну из центральных позиций в органической химии, спирты могут быть получены из множества других соединений. На практике в качестве исходных веществ для синтеза спиртов наиболее часто используют алкилгалогениды — щелочной гидролиз или реакция с супероксидом калия; алкены — кислотная гидратация, реакция гидроксимеркурирования - демеркурирования или гидроборирование с последующим окислением, а также промышленные методы оксо-синтеза; карбонильные соединения — восстановление или взаимодействие с реактивами Гриньяра.
Применение спиртов
Способность спиртов участвовать в разнообразных химических реакциях позволяет их использовать для получения всевозможных органических соединений: альдегидов, кетонов, карбоновых кислот простых и сложных эфиров, применяемых в качестве органических растворителей, при производстве полимеров, красителей и лекарственных препаратов.
Метанол СН3ОН используют как растворитель, а также в производстве формальдегида, применяемого для получения фенолформальдегидных смол, в последнее время метанол рассматривают как перспективное моторное топливо. Большие объемы метанола используют при добыче и транспорте природного газа. Метанол – наиболее токсичное соединение среди всех спиртов, смертельная доза при приеме внутрь – 100 мл.
Этанол С2Н5ОН – исходное соединение для получения ацетальдегида, уксусной кислоты, а также для производства сложных эфиров карбоновых кислот, используемых в качестве растворителей. Кроме того, этанол – основной компонент всех спиртных напитков, его широко применяют и в медицине как дезинфицирующее средство.
Бутанол используют как растворитель жиров и смол, кроме того, он служит сырьем для получения душистых веществ (бутилацетата, бутилсалицилата). В шампунях он используется как компонент, повышающий прозрачность растворов.
Бензиловый спирт С6Н5–CH2–OH в свободном состоянии (и в виде сложных эфиров) содержится в эфирных маслах жасмина и гиацинта. Он обладает антисептическими (обеззараживающими) свойствами, в косметике он используется как консервант кремов, лосьонов, зубных эликсиров, а в парфюмерии - как душистое вещество.
Фенетиловый спирт С6Н5–CH2–CH2–OH обладает запахом розы, содержится в розовом масле, его используют в парфюмерии.
Этиленгликоль HOCH2–CH2OH используют в производстве пластмасс и как антифриз (добавка, снижающая температуру замерзания водных растворов), кроме того, при изготовлении текстильных и типографских красок.
Диэтиленгликоль HOCH2–CH2OCH2–CH2OH используют для заполнения тормозных гидравлических приспособлений, а также в текстильной промышленности при отделке и крашении тканей.
Глицерин HOCH2–CH(OH)–CH2OH применяют для получения полиэфирных глифталевых смол, кроме того, он является компонентом многих косметических препаратов. Нитроглицерин – основной компонент динамита, применяемого в горном деле и железнодорожном строительстве в качестве взрывчатого вещества.
Пентаэритрит (HOCH2)4С применяют для получения полиэфиров (пентафталевые смолы), в качестве отвердителя синтетических смол, как пластификатор поливинилхлорида, а также в производстве взрывчатого вещества тетранитропентаэритрита.
Многоатомные спирты ксилит НОСН2–(СНОH)3–CН2ОН и сорбит НОСН2– (СНОН)4–СН2OН имеют сладкий вкус, их используют вместо сахара в производстве кондитерских изделий для больных диабетом и людей страдающих от ожирения. Сорбит содержится в ягодах рябины и вишни.
2.3 Газообразные топлива
Еще более транспортабельны, при этом еще большие потери, а также при нормальных условиях ниже энергетическая плотность.
2.3.1 Пропа́н
Состав C3H8 — органическое вещество класса алканов.
Обшие харастеристики
Бесцветный газ без запаха; tпл. -187,69 °С, температура кипения -42,07 °С; 1,3378; tкрит 96,84 °С, pкрит 4,24 МПа, dкрит 220,5 кг/м3; h (жидкости, мПа·с) 1,02 (140 °С), 0,204 (-40°С), g 0,0072 Н/м (20 °С); давление пара (кПа); 0,027 (-140 °С), 13,01 (-80 °С), 472(0°С), 3775 (90 °С); 1,654 кДж/(кг·К); 18,83 кДж/моль, — 2202,0 кДж/моль, -104,6кДж/моль; - 24,267 кДж/моль; 6,133 кДж/(кг·К); теплопроводность жидкости [Вт(м·К)] 0,1947 (-140°С), 0,01159 (40 °С), 0,02024 (48,9 °С); растворяется в диэтиловом эфире, бензоле, хлороформе, растворимость в воде 6,5 мл газа в 100 мл воды (18 °C). Дает бинарные азеотропы (т. кип., % пропана по массе): с аммиаком (-44 °С, 5…10 %), ацетонитрилом (55°С при 1,9 МПа, 2,2 %) и др., с водой образует кристаллогидрат (предельная температура существования 5,5 °С при 0,48 МПа).
При термическом крекинге (750…820 °С) разлагается с образованием метана, этана, этилена и пропилена; преобладает реакция образования этилена: С3Н8 : СН4 + С2Н4. Каталитическое дегидрирование на Сr2О3 при 575 °С приводит к пропилену 95 %-ной чистоты. Пиролиз смеси пропана и этана с рециклом фракции С3 при 775…900 °С и давлении 0,1 МПа используют для получения низших олефинов. При окислении пропана (250…500 °С, 0,1…10,0 МПа) образуются низшие спирты и альдегиды, ацетон, муравьиная и пропионовая кислоты; при нитровании (390…480 °С, 0,1 МПа) - смесь нитропарафинов: нитрометан – 9 %, нитроэтан – 26 %, 1 – нитропропан – 32 %, 2 – нитропропан – 33 %; последние используют как растворители и сырье в тонком органическом синтезе. Термическое хлорирование пропана (250…350 °С) приводит к трудноразделяемой смеси моно- и дихлорпропанов, при повышении температуры до 400…500 °С образуются хлорпропены; исчерпывающее хлорирование в избытке хлора при 550…600 °С - один из промышленных методов получения перхлорэтилена и СС14.