Nerozvětvené alkany

Lineární - nerozvětvené alkany (n-alkany) jsou nasycené uhlovodíky, jejichž atomy C jsou navzájem spojeny do nerozvětveného řetězce.

Ve starší literatuře se i u nás pro alkany používal název parafíny (viz angl. Paraffins, používané nejčastěji pro lineární alkany, někdy alkany obecně). Podle současné nomenklatury ropných produktů se názvem parafín označuje směs tuhých uhlovodíků, která se ochlazením vylučuje z olejových frakcí ropy, a má bod tání mezi 50 – 60 °C.

Uvnitř řetězce je každý atom C spojen se dvěma sousedními atomy C a se dvěma atomy H. Dva atomy na konci řetězce váží 3 atomy H. Sumární vzorec alkanů je CnH2n+2. Například složení alkanu se šesti atomy C vyjadřuje sumární vzorec C6H14 a zkrácený strukturní vzorec:


Poněvadž každé dvě vazby vycházející z atomu uhlíku svírají úhel 109° a řetězec se může kolem každé vazby C-C volně natáčet, nejsou řetězce alkanů v kapalné fázi rovné, ale různě stočené. Ani v případě, že je řetězec alkanu maximálně nataženy, např. v krystalové mřížce, neleží všechny atomy uhlíku v jedné přímce, ale tvoří cik-cak strukturu.

cik-cak struktura alkanů je dobře patrná na atomovém modelu undekanu
cik-cak struktura alkanů je dobře patrná na atomovém modelu undekanu

V ropě jsou obsaženy alkany plynné, kapalné (těch je nejvíce) i tuhé. Plynné alkany rozpuštěné v ropě jsou zbytkem zemního plynu, který během katageneze z ropy vznikl a neoddělil se v ložisku jako plynná fáze.

Nejnižší alkany mají historické názvy: methan (CH4), ethan (C2H5), propan (C3H8) a butan (C4H10). Butan je také nejvyšším plynným alkanem (má bod varu -0,5 °C). Názvy alkanů s větším počtem uhlíků mají kmeny odvozeny z řecké číslovky a koncovky –an, např.: pentan (C5H12), hexan (C6H14), heptan (C7H16) atd. Alkany, seřazené podle počtu C, tvoří tzv. homologickou řadu, v níž se každý člen liší od předchozího o inkrement -CH2- .

Pentan, s bodem varu 36 °C, je nejnižším kapalným alkanem. Nejnižším tuhým alkanem je hexadekan (cetan) s bodem tání 18 °C. Vyšší alkany snadno krystalují z ropných olejových destilátů po ochlazení. Průmyslově se tak získává parafín, což je bílý voskovitý produkt (angl. paraffin wax) krystalické struktury s bodem tání kolem 55 °C, obsahující převážně alkany C16 – C36.

Vyšší alkany při krystalizaci ukládají řetězce do krystalové mřížky vedle sebe v maximálně natažené formě, jak je schematicky znázorněno na obrázku. Těsné uložení alkanových řetězců v monokrystalu potvrzují snímky získané metodou RTG difrakce.

schéma ukládání molekul vyšších alkanů při krystalizaci a mikrofotografie šupiny parafínu
schéma ukládání molekul vyšších alkanů při krystalizaci a mikrofotografie šupiny parafínu

Alkany, od methanu počínaje, jsou v ropě přítomny jako kompletní homologická řada. Je to vidět z chromatogramu parafinické ropy – jednotlivé alkany vystupují mezi ostatními složkami jako ostré píky a žádný v řadě nechybí.

chromatogram parafinické ropy
chromatogram parafinické ropy

Některé parafinické ropy vykazují v této řadě dvě nevýrazná maxima u C17 a C29. Jaký je poslední člen homologické řady alkanů v ropě, se dlouhou dobu jen odhadovalo. Teprve nedávno se ukázalo, že nejtěžší alkany lze najít v úsadách, které se ze surové ropy vyloučí hned po opuštění ložiska hluboko pod mořským dnem. Ropa z takového ložiska, zahřátá vnitrozemským teplem, se v potrubí na mořském dně prudce ochladí a na vnitřních stěnách potrubí vyloučí ty nejtěžší podíly. Speciální analýzou byl v těchto úsadách jako nejtěžší alkan s jistotou identifikován pentaheptakontan C75H152 s molekulovou hmotností 1052.

Alkany v ropě převážně vznikly v průběhu katageneze termickou dekarboxylací vyšších mastných kyselin, např. podle rovnice přeměny kyseliny hexadekanové (palmitové) na pentadekan:


Dekarboxylace probíhá zvláště snadno, obsahuje-li mastná kyselina v řetězci dvojnou vazbu. Jak je z rovnice vidět, při dekarboxylací se z kyseliny odštěpuje jeden atom C jako CO2 a vzniklý alkan je tudíž o jeden atom C chudší než výchozí kyselina. Mastné kyseliny jsou hojně rozšířeny v živočišné i rostlinné říši ve formě tuků, olejů a vosků. Poněvadž tyto mastné kyseliny mají v molekule pravidelně sudý počet C, alkany z nich vzniklé termickou dekarboxylací mají lichý počet C.

Zastoupení lichých a sudých alkanů v ropách různé provenience a jiných kaustobiolitech se vyjadřuje hmotnostním poměrem několika vybraných alkanů:


Výraznou predominanci lichých alkanů (CPI = 2 až 5) vykazuje organická hmota v recentních sedimentech a v kerogenních horninách. U mladších rop (z tercieru) je znatelná mírná převaha lichých alkanů asi u poloviny vzorků. Čím starší jsou ropy, tím více se koncentrace lichých a sudých alkanů vyrovnávají. U některých rop se dokonce projevuje mírná dominance sudých alkanů. Vysvětluje se to dvojím mechanismem dekarboxylace. U rop, které prošly delším vývojem v zóně katageneze, se vedle termické dekarboxylace ve větší míře uplatňovala radikálová dekarboxylace katalyzovaná některými prvky matečné horniny. Při této reakci se radikály vzniklé z mastné kyseliny dále štěpí na kratší radikály a také se rekombinují na alkany s delším řetězcem, než měla původní mastná kyselina. Modelové pokusy potvrdily, že při radikálové dekarboxylaci vznikne nejen alkan o uhlík chudší, ale také řada ještě kratších alkanů a také několik alkanů s řetězcem delším.

Ropy s vysokým stupněm maturace (z druhohor a prvohor) mají proto zpravidla CPI = 0,9 až 1,1. Pro geology je CPI významnou pomůckou pro hodnocení vývojového stupně organické hmoty v sedimentech a při klasifikaci rop. Například ropy, které vznikly ze sapropelu s vysokým podílem organické hmoty suchozemských rostlin (spory, pyl, plody, semena a listí) lze identifikovat podle charakteristicky vysokého zastoupení lichých alkanů v oblasti C25 – C35. Vyšší rostliny totiž obsahují vedle olejů a vosků i volné alkany C10 – C40 a v této řadě je výrazná predominance lichých alkanů s maximem u C29.

Kontakty


colchicin wikipedia

colchicin indikation danmarktemperatur.website colchicin 1g

memantin hexal

memantin bivirkninger markeerfaring.website memantin teva

venlafaxin stada

venlafaxin uden recept venlafaxin stada venlafaxin hexal

pramipexol preise

pramipexol tabletas kapslernyfodt.website pramipexol kosten

dexamethason iv

dexamethason test kobdexamethaso.website dexamethason virkning

fexofenadin qt

fexofenadin telfast hjerteogol.website fexofenadin bivirkninger
fiogf49gjkf0d
Vysoká škola
chemicko-technologická
Technická 5
166 28 Praha 6 - Dejvice

Ústav technologie ropy a alternativních paliv
Ing. Daniel Maxa, Ph.D.
daniel.maxa@vscht.cz
Odborný garant

fiogf49gjkf0d
Odborným garantem tohoto portálu je Česká národní rada světové rady pro ropu (WPC). Česká národní rada reprezentuje Českou republiku ve Světové radě pro ropu.

WPC


Světová rada pro ropu (World Petroleum Council – WPC) je mezinárodní nevládní organizace, jejíž cílem je prosazování využití vědeckého pokroku, přenosu technologií a posuzování ekonomických, finančních, environmentálních a sociálních vlivů na využívání ropy. Více informací...

Odběr novinek


Přihlásit k odběru novinek
Partner projektu

PARAMO, a.s.

PARAMO, a.s.

fiogf49gjkf0d
PARAMO, a.s., Pardubice je tradiční výrobce paliv, automobilových olejů, obráběcích, technologických a konzervačních prostředků, plastických maziv, asfaltových izolačních výrobků a silničních asfaltů. Fúzí s KORAMO Kolín, společnost Paramo posílila svou pozici na domácím i zahraničních trzích. Paramo realizuje obchodní činnost v rámci skupiny Unipetrol. Více informací...