10 Gründe, warum Alkane wichtig sind

Alkane sind die simpelsten Mitglieder der Kohlenwasserstofffamilie und die grundlegendsten organischen Verbindungen im Allgemeinen. Aufgrund ihrer Struktur sind Alkane recht stabil und daher nicht besonders reaktiv. Obwohl Alkane in der organischen Synthese nicht so häufig verwendet werden wie andere organische Verbindungen, sind sie dennoch in Haushalt, Industrie und Fertigung unverzichtbar. Hier sind zehn Gründe, warum Alkane so wichtig sind:

#1. Erdgas enthält leichtere Alkane

Erdgas ist eine der nicht erneuerbaren Energiequellen, die in großem Umfang für die Beheizung von Wasser und Gebäuden, für Klimaanlagen, zum Kochen und zur Stromerzeugung verwendet wird. Es wird auch für industrielle Zwecke, einschließlich Transport und Produktion, verwendet. Da Methan ein Hauptbestandteil von Erdgas ist, werden „Methan“ und „Erdgas“ oft als Synonyme verwendet. Diese beiden Begriffe sind jedoch keine idealen Substitute, da Erdgas auch aus Ethan, Propan, Kohlendioxid und Wasserdampf besteht.

#2. Alkane werden als Lösungsmittel für unpolare Stoffe verwendet

Da Alkane nur unpolare C-C- und C-H-Bindungen enthalten, gelten sie als unpolare Moleküle. Alkane von Pentan bis Oktan sind sehr flüchtige Flüssigkeiten, die sich ideal als Lösungsmittel für unpolare und organische Verbindungen wie Fette, Öle und Wachse eignen. Daher sind Alkane von großer Bedeutung für die organische Synthese und andere Anwendungen, bei denen organische Verbindungen gelöst werden müssen.

#3. Alkane werden als Kraftstoffe in Verbrennungsmotoren verwendet

Da Methan, Ethan, Propan und Butan Gase sind, können sie direkt als Brennstoffe verwendet werden. Wenn es sich jedoch um Benzin handelt, das in Verbrennungsmotoren verwendet wird, muss es sich um ein Gemisch aus Alkanen von Pentan bis Decan, anderen Kohlenwasserstoffen und geringen Mengen von Stickstoff, Schwefel und Sauerstoff handeln. Benzin wird hauptsächlich als Motorkraftstoff für Fahrzeuge mit Verbrennungsmotoren mit Fremdzündung verwendet. Nachdem der Funke das Kraftstoff-Luft-Gemisch entzündet hat, kommt es zur Verbrennung des Benzins. Die Energie, die bei der Verbrennung der Benzinbestandteile freigesetzt wird, sorgt dafür, dass sich das Auto bewegt.

#4. Diesel besteht zu etwa 75 % aus Alkanen und Cycloalkanen

Diesel besteht zu etwa 75% aus gesättigten Kohlenwasserstoffen, darunter n-, iso- und Cycloalkane, auch Paraffine genannt. Normalerweise besteht Diesel aus Alkanen von Nonan bis Hexadecan, da diese Kohlenwasserstoffe eine höhere Viskosität aufweisen. Die Zusammensetzung von Diesel macht ihn weniger flüchtig als Benzin, da bei der Herstellung weniger Zusatzstoffe verwendet werden. Außerdem machen Alkane und andere Kohlenwasserstoffe in Diesel den Kraftstoff leistungsfähiger als Benzin.

#5. Alkane werden bei der Herstellung von Flugkraftstoff verwendet

Flugbenzin, auch Düsentreibstoff genannt, ist ein raffinierter Treibstoff auf Kerosinbasis, der in Flugzeugen mit Strahltriebwerken, Turbinentriebwerken und Turboprops verwendet wird. Hauptbestandteile von Flugkraftstoffen sind Paraffine (Alkane) und Cycloparaffine (Cycloalkane) von Nonan bis Hexadecan. Flugkraftstoff ähnelt dem oben erwähnten Benzin, aber der Hauptunterschied besteht darin, dass Flugkraftstoff viel reiner ist. Außerdem enthält Flugturbinenkraftstoff neben Alkanen viele verschiedene Kohlenwasserstoffe, die dem Kraftstoff einen viel niedrigeren Gefrierpunkt als Autobenzin verleihen.

#6. Alkane und zyklische Alkane sind Hauptbestandteile von Schmierölen

Schmieröle bestehen zu 80-90 % aus Erdölkohlenwasserstoffdestillaten und zu 20 % aus Additiven, die den Schmierstoffen spezifische Eigenschaften verleihen. Da Erdölkohlenwasserstoffdestillate hauptsächlich aus paraffinischen oder naphthenischen Verbindungen bestehen, sind Alkane die Hauptbestandteile von Schmierölen. In der Regel werden Schmieröle aus linearen und verzweigten Alkanen mit 17 bis 35 Kohlenstoffatomen hergestellt. Schmieröle sind für die Kühlung, Reinigung und Verringerung der Reibung in Ihrem Motor unerlässlich. Aus diesem Grund sind Alkane so wichtig, wenn es um den Schutz verschiedener Motorkomponenten vor Hitze und Metall-zu-Metall-Kontakt geht.

#7. Alkane wirken als Korrosionsschutzmittel

Es gibt zwar zahlreiche Techniken, um die Wahrscheinlichkeit des Auftretens oder des Fortschreitens von Korrosion zu verringern, aber die Verwendung von Alkanen ist eines der wirksamsten Mittel. Unter Berücksichtigung des erforderlichen Schutzniveaus, der Art der Ausrüstung und anderer äußerer Faktoren können Sie den Verfall von Metalloberflächen leicht verhindern. Da Alkane hydrophob sind, können sie zum Schutz der Metalloberfläche vor Wasserschäden und Korrosion eingesetzt werden. Im Allgemeinen werden Alkane mit 17 bis 35 Kohlenstoffatomen als Korrosionsschutzmittel verwendet.

#8. Paraffinwachs und flüssiges Paraffin sind Gemische von Alkanen

Paraffinwachs ist ein farbloses oder milchig-weißes Hartwachs, das aus einem Gemisch von festen, geradkettigen Alkanen (mit 17 bis 35 Kohlenstoffatomen) und anderen Kohlenwasserstoffen besteht. Paraffinwachs wird häufig für gewerbliche Zwecke und auch in der Lebensmittelindustrie verwendet. Paraffinwachs bietet auch zahlreiche gesundheitliche Vorteile, darunter die Linderung von Schmerzen und Steifheit. Flüssiges Paraffin ist ebenfalls ein Produkt, das aus hochsiedenden Alkan-Derivaten besteht. Es handelt sich um ein hochraffiniertes Mineralöl, das häufig in der Kosmetik und Medizin verwendet wird.

#9. Bitumen besteht aus Alkanen und anderen Kohlenwasserstoffen

Bitumen ist ein dickflüssiges, schwarzes Rohöl niedriger Qualität, das aus schweren Kohlenwasserstoffen besteht, z. B. aus Alkanen mit mehr als 35 Kohlenstoffatomen. Bitumen ist ein wichtiges Material, das für Straßenbeläge, Dächer und Abdichtungen verwendet wird. Im Straßenbau fungiert Bitumen als Bindemittel, das den Asphalt zusammenhält und die Fahrbahn versiegelt. Der Hauptgrund, warum Bitumen so wichtig ist, liegt darin, dass es relativ einfach herzustellen ist und dank höherer Alkane ziemlich starke Bindeeigenschaften aufweist.

#10. Alkane werden bei der Synthese von Alkenen und Halogenalkanen verwendet

Wie bereits erwähnt, sind Alkane ziemlich stabil, was bedeutet, dass sie nicht wirklich mit anderen Verbindungen reagieren. Es gibt jedoch eine Reihe von Reaktionen, an denen Alkane beteiligt sind und die sie noch nützlicher machen. So führt die Dehydrierung von Alkanen zu Alkenen, die weiter dehydriert werden können, um Alkine zu bilden. Außerdem entstehen durch die Halogenierung von Alkanen Haloalkane, Alkan-Derivate, bei denen mindestens ein Wasserstoffatom durch ein Halogenatom ersetzt wurde. Während Alkene und Alkine in der organischen Synthese von Bedeutung sind, werden Halogenalkane in großem Umfang als Lösungsmittel, Flammschutzmittel, Feuerlöschmittel und vieles mehr verwendet.