C pentane что это

Информация о холодильниках от

В качестве теплоизоляции в современных холодильниках наиболее широко применяется вспененный пенополиуретан (ППУ), вспенивателем которого в настоящее время применяют циклопентан (С5Н10), n-пентан, R141b, т.е циклопентаном в ППУ заполнены пузырьки. Раньше (до Монреальского протокола) в качастве теплоизоляции холодильника применяли тот же ППУ, но вспенивателем был фреон R-11 и R-12.
Основные физ. свойства циклопентана:

Таким образом при комнатной темпреатуре циклопентан — жидкость, но легкоиспаряющаяся.

Введение циклопентана в качестве вспенивающего агента при получении жестких полиуретановых изоляционных пенопластов относится к началу 90-х годов. Решение перейти на циклопентан было обусловлено его благоприятными экологическими свойствами, хотя как вспениватель он менее эффективен по сравнению с R-11 из-за более высокой температуры кипения и худшего коэффициента теплопроводности газа. Уменьшение прочности при сжатии готовых пенопластов обычно приводит к повышению плотности изделий и трудностям при формовании. Увеличение веса пены, высокая стоимость циклопентана, затраты на переоборудование предприятия, связанные с безопасностью работы с горючими вспененными агентами, приводят к реальному увеличению издержек производства. Кроме того, такие летучие органические соединения, как циклопентан, могут способствовать образованию тропосферного озона, загрязняющего атмосферу, который в быту называется «промышленным смогом". Главным недостатком циклопентана является его горючесть. Низкий молекулярный вес циклопентана по сравнению с другими галогенсодержащими вспенивателями позволяет значительно снизить его концентрацию.

Сравнительные изоляционные характеристики и воздействие на окружающую среду R-11 и циклопентана

Температура кипения °C | 24|50|
Потенциал деструкции озона (ODP) | 1|0|
Потенциал всемирного потепления (HGWP) |1|0|
Теплопроводность газовой фазы, мВт/мК, при 10 °C|7,4|11,5|
Стоимость,€/кг|2,45|2,9|

Таким образом (это моё мнение) циклопентан находится внутри пузырьков ППУ в замкнутом пространстве, следовательно не может контактировать с окружающей средой (алюминиевой трубкой). Если допустить, что произошло разрушение пузырька, то циклопентан моментально улетучивается (т.к это легкокипящая жидкость).

Давайте раставим все точки над i.

В качестве теплоизоляции в современных холодильниках наиболее широко применяется вспененный пенополиуретан (ППУ), вспенивателем которого в настоящее время применяют циклопентан (С5Н10), n-пентан, R141b, т.е циклопентаном в ППУ заполнены пузырьки. Раньше (до Монреальского протокола) в качастве теплоизоляции холодильника применяли тот же ППУ, но вспенивателем был фреон R-11 и R-12.
Основные физ. свойства циклопентана:

Таким образом при комнатной темпреатуре циклопентан — жидкость, но легкоиспаряющаяся.

Введение циклопентана в качестве вспенивающего агента при получении жестких полиуретановых изоляционных пенопластов относится к началу 90-х годов. Решение перейти на циклопентан было обусловлено его благоприятными экологическими свойствами, хотя как вспениватель он менее эффективен по сравнению с R-11 из-за более высокой температуры кипения и худшего коэффициента теплопроводности газа. Уменьшение прочности при сжатии готовых пенопластов обычно приводит к повышению плотности изделий и трудностям при формовании. Увеличение веса пены, высокая стоимость циклопентана, затраты на переоборудование предприятия, связанные с безопасностью работы с горючими вспененными агентами, приводят к реальному увеличению издержек производства. Кроме того, такие летучие органические соединения, как циклопентан, могут способствовать образованию тропосферного озона, загрязняющего атмосферу, который в быту называется «промышленным смогом". Главным недостатком циклопентана является его горючесть. Низкий молекулярный вес циклопентана по сравнению с другими галогенсодержащими вспенивателями позволяет значительно снизить его концентрацию.

Сравнительные изоляционные характеристики и воздействие на окружающую среду R-11 и циклопентана

Температура кипения °C | 24|50|
Потенциал деструкции озона (ODP) | 1|0|
Потенциал всемирного потепления (HGWP) |1|0|
Теплопроводность газовой фазы, мВт/мК, при 10 °C|7,4|11,5|
Стоимость,€/кг|2,45|2,9|

Таким образом (это моё мнение) циклопентан находится внутри пузырьков ППУ в замкнутом пространстве, следовательно не может контактировать с окружающей средой (алюминиевой трубкой). Если допустить, что произошло разрушение пузырька, то циклопентан моментально улетучивается (т.к это легкокипящая жидкость).

Пентан: способы получения и химические свойства

Пентан C5H12 – это предельный углеводород, содержащий пять атомов углерода в углеродной цепи. Бесцветная жидкость с характерным запахом, нерастворим в воде и не смешивается с ней.

Гомологический ряд пентана

Все алканы — вещества, схожие по физическим и химическим свойствам, и отличающиеся на одну или несколько групп –СН2– друг от друга. Такие вещества называются гомологами, а ряд веществ, являющихся гомологами, называют гомологическим рядом.

Самый первый представитель гомологического ряда алканов – метан CH4. , или Н–СH2–H.

Продолжить гомологический ряд можно, последовательно добавляя группу –СН2– в углеводородную цепь алкана.

Название алкана Формула алкана
Метан CH4
Этан C2H6
Пропан C3H8
Бутан C4H10
Пентан C5H12
Гексан C6H14
Гептан C7H16
Октан C8H18
Нонан C9H20
Декан C10H22

Общая формула гомологического ряда алканов CnH2n+2.

Первые четыре члена гомологического ряда алканов – газы, C5–C17 – жидкости, начиная с C18 – твердые вещества.

Строение пентана

В молекулах алканов встречаются химические связи C–H и С–С.

Связь C–H ковалентная слабополярная, связь С–С – ковалентная неполярная. Это одинарные σ-связи. Атомы углерода в алканах образуют по четыре σ-связи. Следовательно, гибридизация атомов углерода в молекулах алканов – sp 3 :

При образовании связи С–С происходит перекрывание sp 3 -гибридных орбиталей атомов углерода:

При образовании связи С–H происходит перекрывание sp 3 -гибридной орбитали атома углерода и s-орбитали атома водорода:

Четыре sp 3 -гибридные орбитали атома углерода взаимно отталкиваются, и располагаются в пространстве так, чтобы угол между орбиталями был максимально возможным.

Поэтому четыре гибридные орбитали углерода в алканах направлены в пространстве под углом 109 о 28′ друг к другу:

Это соответствует тетраэдрическому строению.

Например, в молекуле пентана C5H12 атомы водорода располагаются в пространстве в вершинах тетраэдров, центрами которых являются атомы углерода. При этом углеродный скелет имеет зигзагообразное строение.

Изомерия пентана

Структурная изомерия

Для пентана характерна структурная изомерия – изомерия углеродного скелета.

Структурные изомеры — это соединения с одинаковым составом, которые отличаются порядком связывания атомов в молекуле, т.е. строением молекул.

Изомеры углеродного скелета отличаются строением углеродного скелета.

Для пентана не характерна пространственная изомерия.

Химические свойства пентана

Пентан – предельный углеводород, поэтому он не может вступать в реакции присоединения.

Для пентана характерны реакции:

  • разложения,
  • замещения,
  • окисления.

Разрыв слабо-полярных связей С – Н протекает только по гомолитическому механизму с образованием свободных радикалов.

Поэтому для пентана характерны радикальные реакции.

Пентан устойчив к действию сильных окислителей (KMnO4, K2Cr2O7 и др.), не реагирует с концентрированными кислотами, щелочами, бромной водой.

1. Реакции замещения

В молекулах алканов связи С–Н более доступны для атаки другими частицами, чем менее прочные связи С–С.

1.1. Галогенирование

Пентан реагирует с хлором и бромом на свету или при нагревании.

При хлорировании пентана образуется смесь хлорпроизводных.

Бромирование протекает более медленно и избирательно.

1.2. Нитрование пентана

Пентан взаимодействует с разбавленной азотной кислотой по радикальному механизму, при нагревании и под давлением. Атом водорода в пентане замещается на нитрогруппу NO2.

Например. При нитровании пентана образуются преимущественно 2-нитропентан и 3-нитропентан:

2. Дегидрирование пентана

Дегидрирование – это реакция отщепления атомов водорода.

В качестве катализаторов дегидрирования используют никель Ni, платину Pt, палладий Pd, оксиды хрома (III), железа (III), цинка и др.

Алканы с длинным углеродным скелетом, содержащие 5 и более атомов углерода в главной цепи, при дегидрировании образуют циклические соединения.

При этом протекает дегидроциклизация – процесс отщепления водорода с образованием замкнутого цикла.

Пентан и его гомологи, содержащие пять атомов углерода в главной цепи, при нагревании над платиновым катализатором образуют циклопентан и его гомологи:

3. Окисление пентана

Пентан – слабополярное соединение, поэтому при обычных условиях он не окисляется даже сильными окислителями (перманганат калия, хромат или дихромат калия и др.).

3.1. Полное окисление – горение

Пентан горит с образованием углекислого газа и воды. Реакция горения пентана сопровождается выделением большого количества теплоты.

Уравнение сгорания алканов в общем виде:

При горении пентана в недостатке кислорода может образоваться угарный газ СО или сажа С.

Получение пентана

1. Декарбоксилирование солей карбоновых кислот (реакция Дюма)

Реакция Дюма — это взаимодействие солей карбоновых кислот с щелочами при сплавлении.

Читайте также  Как подключить холодильник lg к wifi

R–COONa + NaOH R–H + Na2CO3

Декарбоксилирование — это отщепление (элиминирование) молекулы углекислого газа из карбоксильной группы (-COOH) или органической кислоты или карбоксилатной группы (-COOMe) соли органической кислоты.

При взаимодействии гексаноата натрия с гидроксидом натрия при сплавлении образуются пентан и карбонат натрия:

CH3–CH2–CH2–CH2– CH2 –COONa + NaOH CH3–CH2–CH2 – CH2 – CH3 + Na2CO3

3. Гидрирование алкенов и алкинов

Пентан можно получить из пентена или пентина:

При гидрировании пентена-1 или пентена-2 образуется пентан:

При полном гидрировании пентина-1 или пентина-2 также образуется пентан:

4. Синтез Фишера-Тропша

Из синтез-газа (смесь угарного газа и водорода) при определенных условиях (катализатор, температура и давление) можно получить различные углеводороды:

Это промышленный процесс получения алканов.

Из угарного газа и водорода можно получить пентан:

5. Получение пентана в промышленности

В промышленности пентан получают из нефти, каменного угля, природного и попутного газа . При переработке нефти используют ректификацию, крекинг и другие способы.

Пентан — Pentane

InChI = 1S / C5H12 / c1-3-5-4-2 / ​​h3-5H2,1-2H3 Y
Ключ: OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N Y

  • 3 г кг -1 (дермальный, кролик)
  • 5 г кг -1 (перорально, мышь)

Пентан представляет собой органическое соединение с формулой C 5 H 12, то есть алкан с пятью атомами углерода . Термин может относиться к любому из трех структурных изомеров или к их смеси: однако в номенклатуре ИЮПАК пентан означает исключительно изомер н- пентана ; два других называются изопентаном (метилбутаном) и неопентаном (диметилпропаном). Циклопентан не является изомером пентана, потому что он имеет только 10 атомов водорода, тогда как пентан имеет 12 используемых в качестве бензина .

Пентаны входят в состав некоторых видов топлива и используются в лаборатории в качестве специальных растворителей . Их свойства очень похожи на бутаны и гексаны .

СОДЕРЖАНИЕ

Промышленное использование

Пентаны являются одними из основных вспенивающих агентов, используемых при производстве пенополистирола и других пенопластов. Обычно для этой цели используется смесь н-, изо- и все в большей степени циклопентана.

Изомеризация, катализируемая кислотой, дает изопентан, который используется для производства высокооктанового топлива.

Из-за их низких температур кипения , низкой стоимости и относительной безопасности пентаны используются в качестве рабочего тела на геотермальных электростанциях в некоторых смешанных хладагентах, также используемых в качестве рабочего тела в циклах органических ранкина.

Пентаны являются растворителями во многих обычных продуктах, например, в некоторых пестицидах .

Лабораторное использование

Пентаны относительно недороги и являются наиболее летучими жидкими алканами при комнатной температуре, поэтому их часто используют в лаборатории в качестве растворителей, которые можно легко и быстро испарить. Однако из-за своей неполярности и отсутствия функциональности они растворяют только неполярные и богатые алкилами соединения. Пентаны смешиваются с наиболее распространенными неполярными растворителями, такими как хлороуглероды , ароматические соединения и простые эфиры .

Физические свойства

Температуры кипения изомеров пентана колеблются от 9 до 36 ° C. Как и в случае других алканов, более разветвленные изомеры имеют более низкие температуры кипения.

То же самое относится и к температурам плавления изомеров алканов, а температура плавления изопентана на 30 ° C ниже, чем у н- пентана. Однако температура плавления неопентана , наиболее сильно разветвленного из трех, на 100 ° C выше, чем у изопентана. Аномально высокая температура плавления неопентана объясняется более плотной упаковкой тетраэдрических молекул в твердой форме. Но этому объяснению противоречит тот факт, что неопентан имеет более низкую плотность, чем два других изомера, а высокая температура плавления на самом деле вызвана значительно более низкой энтропией плавления неопентана .

Разветвленные изомеры более стабильны (имеют меньшую теплоту образования и теплоту сгорания ), чем н-пентан. Разница составляет 1,8 ккал / моль для изопентана и 5 ккал / моль для неопентана.

Вращение около двух центральных одиночных CC связей в п пентана производит четыре различных конформаций .

Реакции и возникновение

Как и другие алканы , пентаны практически не реагируют при стандартной комнатной температуре и условиях, однако при достаточной энергии активации (например, в открытом пламени) они легко окисляются с образованием диоксида углерода и воды:

C 5 H 12 + 8 O 2 → 5 CO 2 + 6 H 2 O + тепло / энергия

Такие реакции неселективны; с н- пентаном получается смесь 1-, 2- и 3-хлорпентанов, а также более сильно хлорированных производных. Также могут происходить другие радикальные галогенирования .

У некоторых людей пентан входит в состав выдыхаемого воздуха. Продукт распада ненасыщенных жирных кислот, его присутствие связано с некоторыми заболеваниями и раком.

Пентан, свойства, химические реакции

Пентан, C5H12 – органическое вещество класса алканов. В природе содержится в природном газе, добываемом из газовых и газоконденсатных месторождений, в попутном нефтяном газе, в нефти.

Пентан, формула, газ, характеристики:

Пентан – органическое вещество класса алканов, состоящий из пяти атомов углерода и двенадцати атомов водорода. Название происходит от корня «пент-» (в переводе с древне-греческого «πέντε» – пять) и суффикса «-ан» (что означает принадлежность к алканам).

Химическая формула пентана C5H12. Имеет три изомера: н-пентан, изопентан (2-метилбутан) и неопентан (2,2-диметилпропан). Изомеры пентана различаются между собой по своим физическим свойствам.

Строение молекулы н-пентана:

Н-пентан

Строение молекулы изопентана:

Строение молекулы неопентана:

Неопентан

Н-пентан – легколетучая подвижная горючая жидкость с характерным запахом.

Изопентан – легколетучая подвижная горючая жидкость с характерным запахом.

Неопентан – бесцветный газ, без вкуса, со специфическим характерным запахом.

В природе содержится в природном газе , добываемом из газовых и газоконденсатных месторождений, в попутном нефтяном газе , в нефти . Также содержится в сланцевой нефти , сланцевом газе и сжиженном газе ( сжиженном природном газе ).

Пожаро- и взрывоопасен.

Мало растворяется в воде. Растворяется в органических веществах (ацетон, бензол, хлороформ, диэтиловый эфир и другие).

Пентан по токсикологической характеристике относится к веществам 3-го класса опасности (умеренно опасным веществам) по ГОСТ 12.1.007.

Физические свойства пентана:

Наименование параметра: Значение:
Цвет без цвета
Запах специфический характерный запах
Вкус (неопентан) без вкуса
Агрегатное состояние н-пентана (при 20 °C и атмосферном давлении 1 атм.) жидкость
Агрегатное состояние изопентана (при 20 °C и атмосферном давлении 1 атм.) жидкость
Агрегатное состояние неопентана (при 20 °C и атмосферном давлении 1 атм.) газ
Плотность н-пентана (при 20 °C и атмосферном давлении 1 атм.), кг/м 3 626
Плотность изопентана (при 20 °C и атмосферном давлении 1 атм.), кг/м 3 619,7
Плотность неопентана (при 0 °C и атмосферном давлении 1 атм.), кг/м 3 613
Температура плавления н-пентана, °C -129,72
Температура плавления изопентана, °C -159,89
Температура плавления неопентана, °C -16,55
Температура кипения н-пентана, °C 36,07
Температура кипения изопентана, °C 27,85
Температура кипения неопентана, °C 9,5
Температура самовоспламенения н-пентана, °C 309
Критическая температура н-пентана*, °C 196,62
Критическая температура изопентана, °C 187,39
Критическая температура неопентана, °C 160,75
Критическое давление н-пентана, МПа 3,369
Критическое давление изопентана, МПа 3,381
Критическое давление неопентана, МПа 3,199
Критический удельный объём н-пентана, м 3 /кг 231,9
Критический удельный объём изопентана, м 3 /кг 234
Критический удельный объём неопентана, м 3 /кг 237,7
Взрывоопасные концентрации смеси газа н-пентана с воздухом, % объёмных от 1,5 до 7,8
Удельная теплота сгорания н-пентана, МДж/кг 45,38
Молярная масса н-пентана, г/моль 72,15

* при температуре выше критической температуры газ невозможно сконденсировать ни при каком давлении.

Химические свойства пентана:

Химические свойства пентана аналогичны свойствам других представителей ряда алканов. Поэтому для него характерны аналогичные химические реакции.

Примечание: © Фото //www.pexels.com, //pixabay.com

газовая газ редуктор газовый баллон метан пентан этан пентан пропен цена купить реакции 1 4 50 3 какой кислород вещество авто температура кг воздух вода
заправка баллонов пентаном
сколько литров стоимость сгорание уравнение реакций давление смесь расход объем литр пентана
сжиженный пентан

Мировая экономика

Справочники

Востребованные технологии

  • Концепция инновационного развития общественного производства – осуществления Второй индустриализации России на период 2017-2022 гг. (106 496)
  • Экономика Второй индустриализации России (102 481)
  • Программа искусственного интеллекта ЭЛИС (27 527)
  • Метан, получение, свойства, химические реакции (23 803)
  • Этилен (этен), получение, свойства, химические реакции (22 965)
  • Природный газ, свойства, химический состав, добыча и применение (21 228)
  • Крахмал, свойства, получение и применение (20 622)
  • Целлюлоза, свойства, получение и применение (19 475)
  • Пропилен (пропен), получение, свойства, химические реакции (19 205)
  • Прямоугольный треугольник, свойства, признаки и формулы (18 766)
Читайте также  Почему пищит холодильник атлант

Поиск технологий

О чём данный сайт?

Настоящий сайт посвящен авторским научным разработкам в области экономики и научной идее осуществления Второй индустриализации России.

Он включает в себя:
– экономику Второй индустриализации России,
– теорию, методологию и инструментарий инновационного развития – осуществления Второй индустриализации России,
– организационный механизм осуществления Второй индустриализации России,
– справочник прорывных технологий.

Мы не продаем товары, технологии и пр. производителей и изобретателей! Необходимо обращаться к ним напрямую!

Мы проводим переговоры с производителями и изобретателями отечественных прорывных технологий и даем рекомендации по их использованию.

О Второй индустриализации

Осуществление Второй индустриализации России базируется на качественно новой научной основе (теории, методологии и инструментарии), разработанной авторами сайта.

Конечным результатом Второй индустриализации России является повышение благосостояния каждого члена общества: рядового человека, предприятия и государства.

Вторая индустриализация России есть совокупность научно-технических и иных инновационных идей, проектов и разработок, имеющих возможность быть широко реализованными в практике хозяйственной деятельности в короткие сроки (3-5 лет), которые обеспечат качественно новое прогрессивное развитие общества в предстоящие 50-75 лет.

Та из стран, которая первой осуществит этот комплексный прорыв – Россия, станет лидером в мировом сообществе и останется недосягаемой для других стран на века.

Алканы

Мы приступаем к новому разделу — органической химии. Совершенно необязательно (и даже преступно по отношению к собственному времени!) знать наизусть, зубрить свойства органических веществ.

По мере изучения вы поймете, что свойства вещества определяются его строением, и научитесь легко предсказывать ход реакций ;)

Нафазолина нитрат

  • Атомы в молекуле соединены в определенной последовательности, в соответствии с их валентностью. Порядок связи атомов отражает химическое строение.
  • Зная свойства веществ, можно установить их химическое строение, и наоборот, зная строение вещества можно сделать вывод о его свойствах.
  • Атомы или группы атомов оказывают взаимное влияние друг на друга непосредственно или через другие атомы
  • Свойства вещества зависят от количественного и качественного состава, а также от химического строения молекулы

Теория Бутлерова о химическом строении

Алканы (парафины) — насыщенные углеводороды, имеющие линейное или разветвленное строение, содержащие только простые связи. Относятся к алифатическим углеводородам, так как не содержат ароматических связей.

Алканы являются насыщенными соединениями — содержат максимально возможное число атомов водорода. Общая формула их гомологического ряда — CnH2n+2.

Номенклатура алканов

Номенклатура (от лат. nomen — имя + calare — созывать) — совокупность названий индивидуальных химических веществ, а также правила составления этих названий. Названия у алканов формируются путем добавления суффикса «ан»: метан, этан, пропан, бутан и т.д.

Номенклатура алканов

Гомологами называют вещества, сходные по строению и свойствам, отличающиеся на одну или более групп CH2

Перечисленные выше алканы, являются по отношению друг к другу гомологами, то есть составляют один гомологический ряд (греч. homólogos — соответственный).

Названия алканов формируются по нескольким правилам. Если вы знаете их, можете пропустить этот пункт, однако я должен познакомить читателя с ними. Итак, алгоритм составления названий следующий:

  • В структурной формуле вещества необходимо выбрать самую длинную (пусть и изогнутую на рисунке!) цепь атомов углерода
  • Атомы выбранной цепи нумеруют, начиная с того конца, к которому ближе разветвление (радикал)
  • В начале название перечисляют радикалы и другие заместители с указанием номеров атомов углерода, с которыми они связаны. Если в молекуле имеется несколько одинаковых радикалов, то цифрой указывают нахождение каждого из них в главной цепи и перед их названием соответственно ставят частицы ди-, три-, тетра- и т.д.
  • Основой названия служит наименование предельного углеводорода с тем же количеством атомов углерода, что и в главной цепи

Внимательно изучите составленные для различных веществ названия ниже.

Составление названия алканов

В углеводородной цепочке различают несколько типов атомов углерода, в зависимости от того, с каким числом других атомов углерода соединен данный атом. Различают первичные, вторичные, третичные и четвертичные атомы углерода.

Типы атомов углерода

Изомерами (греч. isomeros — составленный из равных частей) называют вещества, имеющие одну молекулярную формулу, но отличающиеся по строению (структурная изомерия) или расположению атомов в пространстве (пространственная изомерия).

Изомерия бывает структурной (межклассовая, углеродного скелета, положения функциональной группы или связи) и пространственной (геометрической, оптической). По мере изучения классов органических веществ вы узнаете о всех этих видах.

Виды изомерии

В молекулах алканов отсутствуют функциональные группы, кратные связи. Для алканов возможна изомерия только углеродного скелета. Так у пентана C5H12 существует 3 структурных изомера.

Изомеры пентана

  • В молекулах алканов присутствуют одиночные сигма-связи (σ-связи), длина которых составляет 0,154 нм
  • Тип гибридизации атомов углерода — sp 3
  • Валентный угол (между химическими связями) составляет 109°28′
Природный газ и нефть

Алканы входят в состав природного газа: метан 80-97%, этан 0.5-4%, пропан 0.2-1.5% , бутан 0.1-1%, пентан 0-1%. Состав нефти нельзя выразить одной формулой, он непостоянен и зависит от месторождения.

В состав нефти входят алканы с длинными углеродными цепочками, например: C8H18, C12H26. Путем крекинга из нефти получают алканы.

Природный газ и нефть

Получение алканов

В ходе крекинга нефти получается один алкан и один алкен.

Данный синтез заключается в сплавлении соли карбоновой кислоты с щелочью, в результате образуется алкан.

Получение алканов

Эта реакция заключается во взаимодействии галогеналкана с металлическим натрием, калием или литием. В результате происходит удвоение углеводородного радикала, рост цепи осуществляется зеркально: в том месте, где находился атом галогена.

Реакция Вюрца

В ходе синтеза Гриньяра с помощью реактива Гриньяра (алкилмагнийгалогенида) получают различные органические соединения, в том числе несимметричные (в отличие от реакции Вюрца).

Синтез Гриньяра

На схеме выше мы сначала получили реактив Гриньяра, а потом использовали его для синтеза. Однако можно записать получение реактива Гриньяра и сам синтез в одну реакцию, как показано на примерах ниже.

Реакция Гриньяра

В результате электролиза солей карбоновых кислот может происходить образование алканов.

Синтез Кольбе

В результате разложения карбида алюминия образуется метан и гидроксид алюминия.

Химические свойства алканов

Атом галогена замещает атом водорода в молекуле алкана. Запомните, что легче всего идет замещение у третичного атома углерода, чуть труднее — у вторичного и значительно труднее — у первичного.

Галогенирование метана

Реакции с хлором на свету происходят по свободнорадикальному механизму. На свету молекула хлора распадается на свободные радикалы, которые и осуществляют атаку на молекулу углеводорода.

Галогенирование

Реакция Коновалова заключается в нитровании алифатических (а также ароматических) соединений разбавленной азотной кислотой. Реакция идет при повышенном давлении, по свободнорадикальному механизму.

Для удобства и более глубокого понимания, азотную кислоту — HNO3 — можно представить как HO-NO2.

Нитрование, реакция Коновалова

Все органические вещества, в их числе алканы, сгорают с образованием углекислого газа и воды.

В ходе каталитического, управляемого окисления, возможна остановка на стадии спирта, альдегида, кислоты.

Каталитическое окисление

Пиролиз (греч. πῦρ — огонь + λύσις — разложение) — термическое разложение неорганических и органических соединений. Принципиальное отличие пиролиза от горения — в отсутствии кислорода.

В реакциях, по итогам которых образуются изомеры, используется характерный катализатор AlCl3.

Реакция изомеризации

Вам уже известно, что в результате крекинга образуется один алкан и один алкен. Это не только способ получения алканов, но и их химическое свойство.

© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

Вспенивание: получение пенопластов, обзор технологий вспенивания

Существует два типа пенопластов, а именно материалы, отличающиеся равномерной пористой структурой, и пенопласты, сердцевина которых вспенена, а поверхностный слой монолитен (то есть не вспенен).

Читайте также  Как подключить холодильник атлант

Последняя группа вспененных материалов получила название структурных или интегральных. Понятие пенопластов регламентирует стандарт DIN 7726. В соответствии с ним пенопласты — это искусственно изготовленные материалы с пористой структурой и низким удельным весом (плотностью).

В последние годы пенопласты приобретают все большее рыночное значение, что в немалой степени объясняется тем, что практически каждый полимер может быть вспенен, и для изготовления изделий из подобных материалов пригоден почти любой технологический процесс.

Пенопласты классифицируют по различным критериям, а именно по пористой структуре, жесткости и по способу получения.

По пористой структуре различают пенопласты с закрытыми и открытыми порами, а также пенопласты со смешанной структурой пор. Пенопластом с закрытыми порами называется материал, полости пор которого не связаны между собой. Если между порами пенопласта может свободно циркулировать газ (воздух) — это материал с открытыми порами. Материал, обладающий закрытыми и открытыми порами одновременно, называется пенопластом со смешанными порами. Структура пор зависит от вида вспенивания и типа порообразователя.

Если подразделять пенопласты по их жесткости, то к пенопластам с высоким сопротивлением деформации и малой эластичностью (жесткий пенопласт) относятся ПС, ПВХ (непластифицированный), ПУ (жесткий), МФС, ФФС, ЭС, ненасыщенная полиэфирная смола и полиизоцианурат. К пенопластам с незначительным сопротивлением деформации и эластичной формуемостью относятся ПУ (мягкий), ПВХ (пластифицированный) и ПЭ.

Отдельно следует рассматривать интегрально вспененные пенопласта, которые с учетом областей их применения должны обладать определенной эластичностью при высокой жесткости формы.

Отметим еще несколько важных качеств:

• низкие внутренние напряжения;

• хорошие изолирующие свойства;

• расширение возможности для формообразования, возникающих за счет низких затрат на приобретение и изготовление формующего инструмента.

Низкая плотность — результат пористого строения пенопластов, которое также обеспечивает хорошую теплоизоляцию. При свободном вспенивании материала, в том числе и в пресс-формах, возникающие в материале внутренние напряжения незначительны. Простота в обработке, которая является общей для всех полимеров, еще более упрощается за счет пористой структуры материала. Низкое давление вспенивания обеспечивает возможность изготовления изделий больших размеров при низких затратах на приобретение и изготовление оснастки (пресс-форм), поскольку они могут быть выполнены не только из стали, но также из дерева или термореактивных полимеров.

Пористая структура пенопластов образуется с помощью порообразователей (рис. 1). Общим для всех порообразователей является то, что при определенной температуре они выделяют газы или в ходе реакции отщепляют их. В процессе вспенивания увеличивается объем заготовки или изделия, так что плотность в любом случае становится меньше плотности полимера, неподверженного подобной процедуре.

Вспениваемые пенопласты могут быть разделены на три группы:

• вспенивающиеся частицы, например, ПС;

• расплавы термопластичных полимеров, например, ПС, ПЭ, ПВХ;

• вспенивающиеся реакционноспособные жидкие исходные вещества, напри¬мер, ПУ, МФС, полиэфирная смола.

При рассмотрении порообразователей выделяют вещества физического и химического воздействия. Для того чтобы избежать разрушения готового пенопласта или же вообще обеспечить возможность образования пористой структуры, как правило, возникает необходимость добавления в материал стабилизаторов и инициаторов.

На рис.1 схематически представлен процесс изготовления пенопластов.

получение пенопластов

Рис.1 Изготовление пенопластов

Говоря о трех группах вспениваемых полимеров, следует упомянуть и о том, что при работе с пастами (например, ПВХ) вспенивания можно добиться и с помощью воздуха. Однако подобная технология в производстве играет незначительную роль.

Полимеры

В количественном отношении наиболее важными полимерами для технологии вспенивания являются ПУ и ПС. Ее развитие началось в середине прошлого века, причем сначала речь шла об изготовлении пенопластов только с равномерным распределением плотности. Технология интегрального вспенивания появилась гораздо позднее.

Основной областью применения обоих видов пенопластов стало изготовление изоляционных материалов и упаковок. ПУ также используется при производстве технических изделий (интегральные пенопласты), герметизирующих составов и обивочных материалов. Среди самоотверждающихся пенопластов меньшее значение имеют такие полимеры, как полиизоцианурат, ФФС, МФС, ЭС и ненасыщенная полиэфирная смола, которые в отличие от ПУ не обладают простой способностью к вспениванию. Кроме того, их свойства не столь легко изменяются.

Рассматривая вспениваемые термопласты, наряду с ПС в первую очередь следует упомянуть АБС, ПЭ, ПП, ПВХ, ПК, полиметакрилимид и модифицированный полипропиленоксид.

Мы уже отметили, что процесс вспенивания происходит благодаря порообразователям. При этом в зависимости от используемого метода и необходимой плотности используются или химические, или физические газообразующие вещества. Ввод воздуха применяется относительно редко, хотя возможен при работе с МФС, ПВХ и ПУ. Последний материал представляет собой особый случай, так как иногда его вспенивание происходит и без добавления порообразователей. Например, при реакции ПУ с водой выделяется углекислый газ, которого могло бы оказаться достаточно для вспенивания, однако на практике для достижения определенных свойств и плотности пеноматериала физические порообразователи все же добавляются.

Важным физическим порообразующим веществом является пентан (например, для вспенивания ПС). Фтор- и хлорпроизводные углеводородов, которые использовались для получения вспененного ПУ, сейчас запрещены из-за их вредного воздействия на озоновый слой. В качестве промежуточного решения применяются частично галогенированные фтор- и хлорпроизводные. Однако основная цель исследователей в этой области — найти порообразователи, не содержащие галогенов. Универсальной замены обычных фтор- и хлорпроизводных углеводородов не существует — для каждого материала необходимо искать свои пути решения:

• для мягкого пенополиуретана — углекислый газ, образующийся при сшивке в присутствии воды;

• для мягкого интегрального пенополиуретана — n-пентан или углекислый газ (если горючесть является помехой);

• для жесткого интегрального пенополиуретана — t-бутанол;

• для жесткого пенополиуретана — циклоалканы (например, циклопентан);

• для экструдированного жесткого пенополистирола — углекислый газ с этанолом. При превышении температуры кипения физические порообразователи переходят в газообразное состояние. Происходящее при этом увеличение объема способствует вспениванию полимерного расплава. Использование физических порообразователей получило распространение практически для всех полимеров и способов переработки. Благодаря низкой температуре кипения они обеспечивают раннее вспенивание и поэтому применяются там, где целью является получение равномерно низкой плотности.

Химическим порообразователям для вспенивания необходимы более высокие температуры, которые достигаются только при переработке расплавов термопластов. При превышении определенной температуры они разлагаются, отщепляя при этом газообразный продукт реакции. Выход газа является решающим фактором при опреде лении количества добавок и той плотности, которой предполагается добиться. К химическому порообразователю предъявляются следующие требования:

• отщепление газа-порообразователя в пределах узкого температурного диапазона;

• высокий выход газа;

• остатки, образующиеся в процессе реакции, не должны оказывать отрицательного воздействия на свойства вспененного материала;

• введение в смесь должно происходить равномерно и без возникновения осложнений.

Химические порообразователи в основном используются при получении интегральных пенопластов.

Рецептуры, используемые для получения вспененных материалов, состоят из нескольких компонентов, которые обеспечивают достижение заданных свойств. В качестве подобных добавок могут выступать следующие:

• ускорители реакции (служат для быстрого вспенивания);

• средства сшивки для ПЭ или эластичных ПУ;

• вещества, снижающие горючесть (антипирены);

• стабилизаторы и затравки (для образования стабильной пены и равномерной структуры пор);

• армирующие волокна и наполнители;

• красители и пасты (для соответствующей окраски).

Обзор технологии вспенивания

Вспениванию поддаются практически все полимеры, и почти каждый из известных методов переработки пригоден для изготовления пенопластов. Однако существуют и другие способы, с помощью которых получают блочные, формованные и ленточные пеноматериалы. В табл. 1 предпринята попытка их классификации. Заметим, что поскольку постоянно появляются новые технологии, составить окончательный перечень материалов затруднительно.

В упомянутой таблице пенопласты подразделяются на две больших группы:

• пенопласты с равномерным распределением плотности по всему поперечному сечению;

• интегральные пенопласты, поперечный разрез которых характеризуется различной плотностью.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: