ອັລເຄນ: ໂຄງສ້າງ ແລະ ປະຕິກິລິຍາໃນເຄມີອິນຊີ
Pendahuluan
ອັລເຄນແມ່ນກຸ່ມໄຮໂດຄາບອນອີ່ມຕົວທີ່ງ່າຍທີ່ສຸດໃນເຄມີອິນຊີ. ພວກມັນປະກອບດ້ວຍອະຕອມຄາບອນ (C) ແລະ ໄຮໂດຣເຈນ (H) ທີ່ເຊື່ອມຕໍ່ກັນດ້ວຍພັນທະຊິມກາ (σ) ດ່ຽວ. ດ້ວຍສູດທົ່ວໄປ CₙH₂ₙ₊₂ ສຳລັບສານປະກອບອາລິຟາຕິກ, ອັລເຄນມັກຖືກເອີ້ນວ່າພາຣາຟິນ, ໂດຍສະເພາະໃນອຸດສາຫະກຳນ້ຳມັນ ແລະ ອາຍແກັສ. ໃນບົດຄວາມນີ້, ພວກເຮົາຈະຄົ້ນຫາໂຄງສ້າງ, ລະບົບການຕັ້ງຊື່, ຄຸນສົມບັດທາງກາຍະພາບ ແລະ ເຄມີ, ແລະ ປະຕິກິລິຍາທີ່ສຳຄັນທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບອັລເຄນ.
ໂຄງສ້າງ ແລະ ການຕັ້ງຊື່
ອັລເຄນມີຕ່ອງໂສ້ຄາບອນທີ່ສາມາດເປັນເສັ້ນຊື່ ຫຼື ກິ່ງງ່າ. ອະຕອມຄາບອນໃນອັລເຄນແມ່ນປະສົມ sp³, ຊຶ່ງໝາຍຄວາມວ່າອະຕອມຄາບອນແຕ່ລະອະຕອມປະກອບເປັນພັນທະໂຄວາເລນດ່ຽວສີ່ອັນ, ເຊິ່ງສົ່ງຜົນໃຫ້ໂຄງສ້າງ tetrahedral ທີ່ມີມຸມພັນທະປະມານ 109.5°.
ການຕັ້ງຊື່ອາລເຄນຂອງ IUPAC (ສະຫະພັນສາກົນວ່າດ້ວຍເຄມີສາດບໍລິສຸດ ແລະ ເຄມີປະຍຸກ) ແມ່ນອີງໃສ່ຈຳນວນອະຕອມຄາບອນໃນລະບົບຕ່ອງໂສ້ກະດູກສັນຫຼັງ. ຕາຕະລາງຕໍ່ໄປນີ້ສະແດງຕົວຢ່າງບາງຢ່າງ:
- ມີເທນ (CH₄): ອະຕອມຄາບອນໜຶ່ງອະຕອມ
- ອີເທນ (C₂H₆): ສອງອະຕອມຄາບອນ
- ໂປຣເພນ (C₃H₈): ສາມອະຕອມຄາບອນ
- ບິວເທນ (C₄H₁₀): ອະຕອມຄາບອນສີ່ອະຕອມ
- ເພນເທນ (C₅H₁₂): ຫ້າອະຕອມຄາບອນ
ຖ້າລະບົບຕ່ອງໂສ້ຫຼັກມີຫຼາຍກວ່າສີ່ອະຕອມຄາບອນ, ພວກເຮົາຈະໃຊ້ຊື່ປະສົມປະສານກັນຕາມຈຳນວນອະຕອມຄາບອນ (ຕົວຢ່າງ, hexane ສຳລັບຫົກ, heptane ສຳລັບເຈັດ, ແລະອື່ນໆ).
ສຳລັບອານເຄນທີ່ມີກິ່ງງ່າ, ໝາຍເລກຈະເລີ່ມຕົ້ນຢູ່ປາຍສຸດຂອງຕ່ອງໂສ້ທີ່ໃກ້ທີ່ສຸດກັບກິ່ງງ່າ. ກິ່ງງ່າເຫຼົ່ານີ້, ຫຼື ຕົວແທນ, ຖືກກຳນົດໂດຍຊື່ອານຄິວ, ຕົວຢ່າງ, ເມທິລ (-CH₃) ຫຼື ເອທິລ (-C₂H₅), ແລະ ຕຳແໜ່ງຂອງມັນໃນຕ່ອງໂສ້ຄາບອນຫຼັກແມ່ນສະແດງດ້ວຍຕົວເລກ. ຕົວຢ່າງງ່າຍໆແມ່ນ 2-ເມທິລໂປຣເປນ (C₄H₁₀), ເຊິ່ງເອີ້ນກັນວ່າ ໄອໂຊບິວເທນ.
ຄຸນສົມບັດທາງກາຍະພາບ
ອັລເຄນມັກຈະບໍ່ມີຂົ້ວເພາະວ່າພັນທະ C-H ມີຄວາມແຕກຕ່າງຂອງເອເລັກໂຕຣເນກາຕິວີຕີໜ້ອຍທີ່ສຸດ. ດັ່ງນັ້ນ, ພວກມັນສາມາດລະລາຍໃນຕົວລະລາຍທີ່ບໍ່ມີຂົ້ວແຕ່ບໍ່ລະລາຍໃນນໍ້າ. ໃນຖານະເປັນໄຮໂດຄາບອນອີ່ມຕົວ, ຈຸດລະລາຍ ແລະ ຈຸດເດືອດຂອງພວກມັນເພີ່ມຂຶ້ນຕາມຄວາມຍາວຂອງຕ່ອງໂສ້ຄາບອນ ແລະ ມວນໂມເລກຸນທີ່ເພີ່ມຂຶ້ນ. ຕົວຢ່າງ, ມີເທນ, ອີເທນ, ແລະ ໂປຣເພນ ແມ່ນອາຍແກັສທີ່ອຸນຫະພູມຫ້ອງ, ໃນຂະນະທີ່ບິວເທນ ແລະ ເພນເທນ ແມ່ນຂອງແຫຼວ, ແລະ ອັລເຄນທີ່ມີຕ່ອງໂສ້ຍາວກວ່າສາມາດເປັນຂອງແຂງໃນສະພາບມາດຕະຖານ.
ຄຸນສົມບັດທາງກາຍະພາບທີ່ສຳຄັນອີກອັນໜຶ່ງແມ່ນຄວາມໜາແໜ້ນ. ໂດຍທົ່ວໄປແລ້ວ ອັລເຄນມີຄວາມໜາແໜ້ນໜ້ອຍກວ່ານໍ້າ (1 ກຣາມ/ຊມ³), ຊຶ່ງໝາຍຄວາມວ່າພວກມັນລອຍຕົວເມື່ອວາງໄວ້ໃນນໍ້າ. ນອກຈາກນັ້ນ, ອັລເຄນມີດັດຊະນີການຫັກເຫຕ່ຳ ແລະ ມັກຈະບໍ່ມີປະຕິກິລິຍາກັບແສງອັນຕຣາໄວໂອເລັດ ຫຼື ແສງທີ່ເບິ່ງເຫັນໄດ້.
ຄຸນສົມບັດທາງເຄມີ ແລະ ປະຕິກິລິຍາ
ໃນທາງເຄມີ, ອັລເຄນມັກຈະມີປະຕິກິລິຍາໜ້ອຍກວ່າໄຮໂດຄາບອນທີ່ບໍ່ອີ່ມຕົວເຊັ່ນ: ອັລເຄນ ແລະ ອັລຄີນ. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ມີປະຕິກິລິຍາທີ່ສຳຄັນຫຼາຍປະເພດຄື:
1. ການເຜົາໄໝ້: ອັລເຄນມີປະຕິກິລິຍາກັບອົກຊີເຈນ (O₂) ໃນປະຕິກິລິຍາການເຜົາໄໝ້ເພື່ອຜະລິດຄາບອນໄດອອກໄຊ (CO₂), ນ້ຳ (H₂O), ແລະພະລັງງານ. ປະຕິກິລິຍານີ້ສາມາດສະແດງອອກໄດ້ດັ່ງນີ້:
\[ \text{C}_n\text{H}_{2n+2} + \text{O}_2 \rightarrow \text{CO}_2 + \text{H}_2\text{O} + \text{ພະລັງງານ} \]
ການເຜົາໄໝ້ຢ່າງສົມບູນເກີດຂຶ້ນເມື່ອມີອົກຊີເຈນພຽງພໍ, ໃນຂະນະທີ່ການເຜົາໄໝ້ທີ່ບໍ່ສົມບູນຈະຜະລິດຄາບອນມໍນອກໄຊ (CO) ຫຼືແມ່ນແຕ່ຄາບອນ (ຂີ້ເທົ່າ).
2. ການທົດແທນອະນຸມູນອິດສະລະ: ພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂສະເພາະໃດໜຶ່ງ, ອັລເຄນສາມາດປະຕິກິລິຍາກັບຮາໂລເຈນຜ່ານກົນໄກອະນຸມູນອິດສະລະ. ຕົວຢ່າງຄືການເກີດຄລໍຣີນຂອງມີເທນ, ເຊິ່ງເກີດຂຶ້ນໃນສາມຂັ້ນຕອນຄື: ການເລີ່ມຕົ້ນ, ການຂະຫຍາຍພັນ, ແລະ ການຢຸດຕິ, ຜະລິດຄລໍໂຣມີເທນ (CH₃Cl) ເປັນຜະລິດຕະພັນຫຼັກ:
\[ \text{CH}_4 + \text{Cl}_2 \rightarrow \text{CH}_3\text{Cl} + \text{HCl} \]
3. ການແຕກ: ຂະບວນການນີ້ຖືກນໍາໃຊ້ໃນອຸດສາຫະກໍາປິໂຕເຄມີເພື່ອທໍາລາຍໂມເລກຸນອັນເຄນທີ່ໃຫຍ່ກວ່າໃຫ້ກາຍເປັນໂມເລກຸນທີ່ນ້ອຍກວ່າ, ລວມທັງອັນເຄນ ແລະ ອັນເຄນຕ່ໍາ. ມັນມີຄວາມສໍາຄັນຫຼາຍໃນການຜະລິດນໍ້າມັນເຊື້ອໄຟ ແລະ ຜະລິດຕະພັນເຄມີອື່ນໆ:
\[ \text{C}_{10}\text{H}_{22} \rightarrow \text{C}_8\text{H}_{18} + \text{C}_2\text{H}_4 \]
4. ໄອໂຊເມີໄຣເຊຊັນ: ອັລເຄນເສັ້ນຊື່ສາມາດປ່ຽນເປັນອັລເຄນທີ່ມີກິ່ງງ່າໄດ້ໂດຍໃຊ້ຕົວເລັ່ງປະຕິກິລິຍາກົດ. ສິ່ງນີ້ມີຄວາມສຳຄັນໃນອຸດສາຫະກຳເພື່ອປັບປຸງຄຸນນະພາບນໍ້າມັນເຊື້ອໄຟເພາະວ່າອັລເຄນທີ່ມີກິ່ງງ່າມີຄ່າອອກເຕນສູງກວ່າ.
ການນຳໃຊ້ອັນເຄນ
ອັລເຄນມີການນຳໃຊ້ທີ່ຫຼາກຫຼາຍໃນຊີວິດປະຈຳວັນ ແລະ ອຸດສາຫະກຳ:
- ນໍ້າມັນເຊື້ອໄຟ: ມີເທນ, ອີເທນ, ໂປຣເພນ, ແລະ ບິວເທນ ຖືກນໍາໃຊ້ເປັນອາຍແກັສທໍາມະຊາດ ແລະ ນໍ້າມັນເຊື້ອໄຟແຫຼວ. ຕົວຢ່າງເຊັ່ນ ໂປຣເພນ ຖືກນໍາໃຊ້ໃນຂວດອາຍແກັສສໍາລັບໃຊ້ໃນຄົວເຮືອນ.
- ວັດຖຸດິບທາງເຄມີ: ອັລເຄນແມ່ນວັດຖຸດິບສຳລັບການຜະລິດພາດສະຕິກ, ຕົວລະລາຍ ແລະ ຜະລິດຕະພັນເຄມີອື່ນໆໂດຍຜ່ານຂະບວນການທາງເຄມີເຊັ່ນ: ການແຕກ ແລະ ການໂພລີເມີໄຣເຊຊັນ.
- ນໍ້າຫລໍ່ລື່ນ ແລະ ຂີ້ເຜີ້ງ: ອັລເຄນຕ່ອງໂສ້ຍາວຖືກນຳໃຊ້ໃນນໍ້າຫລໍ່ລື່ນ ແລະ ຂີ້ເຜີ້ງ ເນື່ອງຈາກມີຄຸນສົມບັດຫລໍ່ລື່ນ ແລະ ຈຸດລະລາຍສູງ.
ສະຫຼຸບ
ອັລເຄນແມ່ນອົງປະກອບຫຼັກຂອງເຄມີອິນຊີ ແລະ ມີບົດບາດສຳຄັນໃນອຸດສາຫະກຳ. ຕັ້ງແຕ່ໂຄງສ້າງພື້ນຖານ ແລະ ການຕັ້ງຊື່ຂອງມັນ ຈົນເຖິງປະຕິກິລິຍາ ແລະ ການນຳໃຊ້ຕົວຈິງ, ຄວາມເຂົ້າໃຈຢ່າງລະອຽດກ່ຽວກັບອັລເຄນແມ່ນມີຄວາມຈຳເປັນ. ປະຕິກິລິຍາຕ່ຳຂອງມັນມັກຈະເຮັດໃຫ້ພວກມັນມີປະໂຫຍດ, ແຕ່ກໍ່ມີຄວາມທ້າທາຍ, ໃນການນຳໃຊ້ທາງເຄມີ. ຜ່ານເຕັກນິກ ແລະ ນະວັດຕະກຳເຊັ່ນ: ການແຕກ ແລະ ການໄອໂຊເມີໄຣເຊຊັນ, ພວກເຮົາສາມາດໃຊ້ປະໂຫຍດຈາກຄຸນສົມບັດທີ່ເປັນເອກະລັກຂອງອັລເຄນເພື່ອຕອບສະໜອງຄວາມຕ້ອງການດ້ານພະລັງງານ ແລະ ວັດສະດຸຂອງສັງຄົມສະໄໝໃໝ່.
ດ້ວຍການນຳໃຊ້ ແລະ ຄວາມສຳຄັນທີ່ຫຼາກຫຼາຍຂອງມັນ, ອັລເຄນຍັງຄົງເປັນຫົວຂໍ້ຂອງການສຶກສາ ແລະ ການນຳໃຊ້ຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງໃນເຄມີສາດ ແລະ ອຸດສາຫະກຳ.
