Nafteensed süsivesinikud on osa naftast. Nende koostist, omadusi, valmistamist ja kasutamist käsitletakse selles artiklis. Siin on näited nafteenühenditest, neist kuulsamate valemid. Esitatakse kuivatusainete kontseptsioon ja käsitletakse nafteenide kasutamist kuivatusainetena värvi- ja lakitööstuses. Lühid alt ülevaade ohutusest nafteene sisaldavate ainetega töötamisel.
Nafteensed süsivesinikud: kasutusala, omadused, valem
Need ühendid on orgaanilised ained, mida saadakse suurtes kogustes naftast. Nad said oma nime sõnast õli (kreeka tööstusbensiin).
Nafteensed süsivesinikud hõlmavad küllastunud süsivesinike alitsüklilise seeria ühendeid, st millel on ümarad molekulid ja suletud tsüklid. Nad said oma nime 1883. aastal. Teadlased tutvustasid seda orgaanilises keemiasV. V. Markovnikov ja V. N. Ogloblin. Nafteenide hulka kuuluvad ka mitme viie- ja kuueliikmelise tsükliga süsivesinikud (ka kondenseerunud, näiteks dekaliin). Ei ole täiesti õige liigitada kõiki tsükloalkaane (tsüklaane) nafteenideks.
Nafteenide füüsikalised ja keemilised omadused
Füüsikaliste omaduste järgi on nafteensed süsivesinikud vedelikud, mõnikord väga terava ebameeldiva lõhnaga, mille poolest on toornafta kuulus. Just nafteenid omavad terapeutilist toimet spetsiaalses Naftalan mudas, mille abil ravitakse paljusid nahahaigusi.
Keemiliste omaduste poolest on nafteensed süsivesinikud sarnased metaani seeria küllastunud atsükliliste süsivesinikega. Erandiks on tsüklopropaan, mis käitub mõnes reaktsioonis nagu küllastumata süsivesinik, lisades aatomeid tsükli katkemisega. Enamikus keemilistes reaktsioonides toimivad nafteensed süsivesinikud lineaarse süsinikuaatomite ahelaga küllastunud süsivesinikena. Kuid keemiliste reaktsioonide kasutamine tsükli katkestamisega võimaldab kasutada nafteenseid süsivesinikke suurepärase keemilise sünteesi toorainena: aromaatsete süsivesinike ja muude väärtuslike toodete saamine keemiatööstuse jaoks erinevates tööstusharudes katalüütilise reformimise teel.
Üldvalem ja sarja olulisemad esindajad
Nafteensete süsivesinike valem on ühine kõikidele tsükloalkaanidele: CnH2n, kus n on aatomite arv molekulis, tavaliselt viis või kuus. Molekulide tasapinnaline valem on ring või suletud tsükkel. Mahuline valem on üsna keeruline, võimaldab teil olla mitu võimalustaatomite paigutus molekulis.
Nafteensete süsivesinike näideteks võivad olla sellised keemilised ühendid nagu tsüklopentaan (tsüklis viis süsinikuaatomit), tsükloheksaan (tsüklis kuus süsinikuaatomit) ja nende alküülderivaadid. Eriline rühm on nafteenhapped. Vaatame kõiki neid seoseid lähem alt.
Tsüklopentaan orgaaniliseks sünteesiks
Tsüklopentaan (või tsüklopentüleen) on tsükliline küllastunud süsivesinik, mis sisaldab ühes suletud ahelas viit süsinikuaatomit. Tsüklopentaani valem on С5Н10. See on alitsüklilise seeria küllastunud süsivesinik, üks lihtsamaid tsükloalkaane. See on iseloomuliku lõhnaga värvitu vedelik, tihedus 0,745 g/cm3, vees lahustumatu, seguneb benseeni, eetri, atsetooniga (lahustumine vastav alt "sarnane sarnases" põhimõttele). Põhiline tsüklopentaani kogus saadakse õli sekundaarsel destilleerimisel. Enamikku tsüklopentaanist kasutatakse väärtuslike kemikaalide, näiteks värvainete orgaanilises sünteesis.
Tsükloheksaan – tooraine polüamiidi tootmiseks
Tsükloheksaan (või tsükloheksüleen), nagu tsüklopentaan, on küllastunud süsivesinik, mis sisaldab suletud tsüklis kuut süsinikuaatomit. Selle valem on С6Н12.
Selle füüsikalised omadused on tavatingimustes värvitu vedelik, tihedus 0,778g/cm3, vees lahustumatu. Nagu tsüklopentaan, lahustume ka benseenis, eetrites, atsetoonis. Seda leidub peaaegu kõigis õlides, kuid väga väikestes kogustes, seetõttu saadakse see benseeni katalüütilise hüdrogeenimise teel. See leiab sarnaselt tsüklopentaaniga väga laialdast rakendust keemiatööstuses tsükloheksanooli ja tsükloheksanooni, nitrotsükloheksaani, tsükloheksanoksiimi tootmisel – vaheühendid kaprolaktaami ja adipiinhappe tootmisel, mida omakorda kasutatakse polüamiidide saamiseks.
Nafteenhapped: omadused ja kasutusalad
Need on alitsüklilise seeria karboksüülhapped, enamasti ühealuselised. Need sisaldavad ühte või mitut viie- või kuueliikmelist süsinikutsüklit. Just nafteenhapped moodustavad enamiku erinevate õlide hapet sisaldavatest komponentidest. Neid ekstraheeritakse leeliselahusega, naftenaatide niinimetatud "väljasoolamisega".
Tavalistes tingimustes on nafteenhapped viskoossed värvitud vedelikud, mis muutuvad seismisel kollaseks, vees praktiliselt lahustumatud. Nad ise on head lahustid vaikude ja kummide jaoks. Seguneb enamiku orgaaniliste lahustitega, omab kõiki karboksüülhapete keemilisi omadusi.
Nafteenhapete soolasid kasutatakse kõige laialdasem alt. Emulgaatoritena ja desinfitseerivate ainetena kasutatakse leelismetallide sooli (seebibensiini või naftenaate), samuti villapesuvahendina. Vasesoolasid kasutatakse laialdaselt liiprite, trosside, kangaste, alumiiniumi- ja pliisoolade desinfektsioonivahendina – spetsiaalsete lisanditena, määrdeõlide ja kütuste lisanditena.
Lisaks kasutatakse seebibensiine betoonisegude lisandina jamördid, muudavad need vetthülgavaks, mis on väga oluline, kuna need võimaldavad määrimise tõttu muuta mördisegud plastiliseks, saavutades spetsiaalsete kilede, mida nimetatakse peenorienteeritud, omapärase efekti.
Nafteenhapete soolad kuivatitena
Õlivärvide kuivatusainetena kasutatakse laialdaselt pliid, koob altit, mangaani ja tsinki, mis soolatakse õlis sisalduvatest hapetest (soaphta) välja hüdroksiididega. Kuivatusaine (hilisladina keeles tähendab "kuivatamist") - aine, mida kasutatakse värvide kuivamise kiirendamiseks. Keemilisest seisukohast on see taimeõlide ja nende derivaatide lahuste oksüdatiivse polümerisatsiooni katalüsaator.
Mülonaftid ehk naftenaadid on kuivatusainete hulgas kõige odavamad, kõige stabiilsemad ladustamisel, kuid kahjuks on neil ebapuhtus ja iseloomulik ebameeldiv lõhn, mistõttu neid õlimaalimisel ei kasutata.
Inimese keha kaitsmine kuivatusainetega töötamisel
Nafteenilistel süsivesinikel on sageli lõhn, mida inimesed tajuvad terava ja ebameeldivana. Värvidega töötavate inimeste hingamiselundite kaitsmiseks on vaja kasutada kaitset lahustite ja kuivatusainete aurude eest. Seda saab hõlpsasti käsitseda tavaliste veekardinate ja niiskuse absorbeerijatega: salvrätikud, sidemed jne. Väikese töömahu ja vahelduva kokkupuute korral värvidega piisab sellest.
Pika ja pideva töö käigus värvidega, eriti nendega, mis sisaldavad palju kuivatusaineid, on vaja sügavamat kaitset – naguhingamiselundid, aga ka silmad, nahk ja limaskestad. Desikantides sisalduvad metallid, eriti plii, kipuvad kogunema maksa ja teistesse inimorganitesse, põhjustades tõsiseid haigusi.
Jahutusvedelikud
Metallitöötlemismasinatega on võimatu töötada ilma lõikevedelikke – jahutusvedelikku kasutamata. Enamik jahutusvedelikke on emulsioonid, milles kasutatakse laialdaselt üsna odavaid toornafta tooteid, nagu nafteensed süsivesinikud, aga ka veega segatud mineraalõlisid.
Selleks, et emulsioon ei eralduks osadeks, kasutatakse emulgaatoreid ja stabilisaatoreid. Vee olemasolu emulsioonis muudab need mittelenduvaks ja praktiliselt kahjutuks. Seetõttu pesevad paljud õlidega töötavad inimesed käsi nafteene sisaldava emulsiooniga. Seda jahutusvedeliku omadust kasutavad väga sageli nii lukksepad kui autojuhid. Nafteene sisaldav emulsioon mitte ainult ei aita kuivanud mustust kergesti maha pesta, vaid desinfitseerib ka kätenahka, pehmendab ja välistab vajaduse kasutada naha pehmendajana vaseliiniõli.
Õli ei saa kütusena kasutada
Dmitri Mendelejevi kuulus väide, et nafta ei ole kütus, vaid kupüüridega on võimalik soojendada, omandab aja jooksul aina rohkem tähendust. Nafta, gaas ja kivisüsi on tänapäeval inimesele vajaliku tohutu hulga materjalide jaoks parimad toorained, kuid nende varud on väga piiratud ja asendamatud. Selliste toorainete hulgas on ka nafteenseid süsivesinikke, mis on nafta üks väärtuslikumaid komponente -must kuld, mida inimkond pole veel täielikult hinnanud.
