Образование углеводородов. Область применения

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РФ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «ПЕНЗЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

ИНСТИТУТ НЕПРЕРЫВНОГО ОБРАЗОВАНИЯ МНОГОПРОФИЛЬНЫЙ КОЛЛЕДЖ

Специальность: 40.02.02 Правоохранительная деятельность

РЕФЕРАТ

на тему:

«Углеводы(природный газ и нефть, каменный уголь) добыча и применение»

по дисциплине:

«Естествознание»

Обучающийся: Хорёнкова Артёма

Курс группа: 20КД7

Руководитель: Нестеркова Л.О

«_10_»_Декабря_2020г.

Пенза, 2020 г.
Содержание

Введение………………………………………………………………………….3

1. Классификация углеводородов………………………………………………5

3. Применение углеводородов…………………………………………………..9

2. Образование углеводородов. Область применения……………………… 10

Заключение…………………………………………………………………...…13

Введение

Углеводороды органические соединения, состоящие из атомов С (углерода) и Н (водорода) – газообразные, жидкие и твердые в зависимости от молекулярного веса и от химической структуры.

Целью реферата является рассмотрение органических соединений, на какие группы они делятся, где встречаются и возможность применения углеводородов.

Актуальность темы: Именно органическая химия является одной из наиболее быстро развивающихся химических дисциплин, всесторонне влияющих на жизнь человека. Известно, что число органических соединений слишком велико и по некоторым данным достигает порядка 18 миллионов.

Классификация углеводородов

Многочисленную группу углеводородов подразделяют на алифатические и ароматические. Алифатические, в свою очередь, делятся на две подгруппы: - насыщенные или предельные; - ненасыщенные или непредельные. В предельных углеводородах все валентности углерода использованы на соединение с соседними атомами углерода и соединение с атомами водорода. Непредельными называются углеводороды, в молекулах которых имеются атомы углерода, связанные между собой двойными или тройными связями. Классификация углеводородов систематизирована в таблице 1.

Таблица 1

Общая характеристика углеводородов

Группа углеводородов	Степень насыщенности	Ациклические или циклические
Алканы	насыщенные	ациклические
Алкены	ненасыщенные	ациклические
Алкины	ненасыщенные	ациклические
Алкадиены	ненасыщенные	ациклические
Ароматические	ненасыщенные	циклические

Алканы - это ациклические углеводороды линейного или разветвленного строения, в молекулах которых атомы углерода соединены между собой простыми s-связями. Алканы образуют гомологический ряд с общей формулой C_nH_2n+2, где n – число углеродных атомов.

Рисунок 1. Структурная формула метана

Алкены – ациклические непредельные углеводороды линейного или разветвлённого строения, в молекуле которых имеется одна двойная связь между атомами углерода. Общая формула C_nH_2n_.

Рисунок 2. Структурная формула этилена

Алкины - непредельные ациклические углеводороды, содержащие одну тройную связь С≡С. Гомологический ряд ацетилена. Общая формула C_nH_2n–2. Возможна изомерия углеродного скелета, изомерия положения тройной связи, межклассовая и пространственная. Наиболее характерны реакции присоединения, горения.

Рисунок 3. Структурная формула ацетилена

Алкадиены - непредельные ациклические углеводороды, содержащие две двойные связи С=С. Гомологический ряд диеновых углеводородов. Общая формула C_nH_2n–2. Возможна изомерия углеродного скелета, изомерия положения двойной связи, межклассовая, цис-транс-изомерия. Наиболее характерны реакции присоединения.

Рисунок 4. Структурная формула бутадиена-1,3

Циклоалканы - предельные карбоциклические углеводороды с одинарными связями С–С. Гомологический ряд полиметиленов. Общая формула C_nH_2n.Возможна изомерия углеродного скелета, пространственная, межклассовая. Для циклоалканов с n = 3–4 наиболее характерны реакции присоединения с раскрытием цикла.

Рисунок 5. Структурная формула циклопропана

ПРИРОДНЫЙ ГАЗ

В состав природного газа входит в основном метан CH4 (около 93%). Кроме метана природный газ содержит еще и другие углеводороды с короткой цепью (общая формула предельных УВ CnH2n+2), а также азот, углекислый газ, и, практически всегда, – сероводород и органические соединения нефти - меркаптаны. Именно они сообщают газу специфический неприятный запах, а при сжигании приводят к образованию токсичного диоксида серы SO2. Метан образуется при анаэробном (без доступа воздуха) сбраживании растительных и животных остатков, поэтому образуется в донных отложениях и носит название "болотного" газа.

Залежи метана в гидратированной кристаллической форме, так называемый метангидрат , обнаружены под слоем вечной мерзлоты и на больших глубинах океанов. При низких температурах (−800C) и высоких давлениях молекулы метана размещаются в пустотах кристаллической решетки водяного льда. В ледовых пустотах одного кубометра метангидрата "законсервировано" 164 кубометра газа.

НЕФТЬ

Нефть – жидкое горючее ископаемое темно-бурого цвета с плотностью 0,70 – 1,04 г/см³. Нефть представляет собой сложную смесь веществ – преимущественно жидких углеводородов. По составу нефти бывают парафиновыми, нафтеновыми и ароматическими. Однако наиболее часто встречается нефть смешанного типа. Кроме углеводородов, в состав нефти входят примеси органических кислородных и сернистых соединений, а также вода и растворенные в ней кальциевые и магниевые соли. Содержатся в нефти и механические примеси – песок и глина.

Нефть – ценное сырье для получения высококачественных видов моторного топлива. После очистки от воды и других нежелательных примесей нефть подвергают переработке. Подробно процессы технологической переработки нефти (крекинг, риформинг, платформинг) будут рассмотрены в теме "Переработка нефти"

КАМЕННЫЙ УГОЛЬ

Уголь всегда являлся перспективным сырьем для получения энергии и многих химических продуктов.

Первым крупным потребителем угля с XIX века является транспорт, затем уголь стали использовать для производства электроэнергии, металлургического кокса, получения при химической переработке разнообразных продуктов, углеграфитовых конструкционных материалов, пластических масс, горного воска, синтетического, жидкого и газообразного высококалорийного топлива, высокоазотистых кислот для производства удобрений. Методы переработки каменного угля будут также рассмотрены в теме "Методы переработки горючих ископаемых"

Назову более широкие отрасли применении углеводородов. Углеводородов в зависимости от класса много.
- в качестве топлива
- для синтеза пластмассы, резины, каучука, синтетических волокон, краски, удобрений, красителей
- для производства фармацевтических, гигиенических, косметических средств
- для производства моющих средств
- для производства пищевых добавок и пищевых продуктов

Образование углеводородов. Область применения

Основная теория происхождения углеводородов - это гниение растительных организмов и останков животных.

Используют углеводороды как топливо и как исходные продукты для синтеза разнообразных веществ. Основными источниками получения углеводородов являются природный газ и нефть.

В состав природного газа входят главным образом углеводороды с малым молекулярным весом от метана СН₄ до бутана С₄Н₁₀. В состав нефти входят разнообразные углеводороды, обладающие более высоким молекулярным весом, чем углеводороды природных газов, такие как жидкие алканы С₅ Н₁₂ – С₁₆ Н₃₄, составляют основную массу жидких фракций нефти и твёрдые алканы состава С₁₇ Н₃₆ – С₅₃ Н₁₀₈ и более, которые входят в тяжёлые нефтяные фракции и твёрдые парафины.

Углеводороды, особенно циклические, получают также сухой перегонкой каменного угля и горючих сланцев.

Большое разнообразие продуктов, которые содержат в себе углеводороды, и условия, при которых они могут образоваться снова и снова, поэтому углеводороды могут играть роль профессиональных вредностей почти во всех отраслях промышленности:

ü при добыче природного жидкого и газообразного топлива (газовая, нефтедобывающая промышленность);

ü при переработке нефти и получаемых из нее продуктов (нефтеперерабатывающая и нефтехимическая промышленность);

ü при использовании продуктов термической переработки каменного и бурого угля, сланцев, торфа, нефти для самых различных целей (в качестве горючего для самолетов, автомобилей, тракторов);

ü в качестве растворителей во многих производствах, в качестве минеральных масел.

Углеводороды могут выступать как и бытовые яды:

ü при курении табака (полиароматические, такие как нафталин С₁₀Н₈ пирен С₁₆Н₁₀);

ü в качестве растворителей в быту (например, при чистке одежды);

ü при случайных отравлениях, главным образом детей, жидкими смесями углеводородов (бензином, керосином).

Углеводороды содержащие до 5 атомов углерода в молекуле (СН₄, С₂Н₂, С₃Н₈, С₄Н₁₀, С₅Н₁₂) и представляющие собой при обычной температуре и давлении газообразные вещества, могут содержаться в воздухе в любых концентрациях и приводить в некоторых случаях к недостатку кислорода в воздухе (например, накопление СН4 в угольных шахтах) и к взрывам.

Предельные углеводороды, содержащие от 6 до 9 атомов углерода в молекуле (С₆Н₁₄, С₇Н₁₆, октан С8Н₁₈, С₉Н₂₀), - жидкие вещества, входящие в состав бензина, керосина. Они широко применяются как растворители и разбавители клеев, лаков, красок, а также как обезжиривающие вещества и могут создавать высокие концентрации паров в производственных помещениях (резинотехническая, лакокрасочная, машиностроительная и другие отрасли промышленности).

Тяжелые углеводороды с 10 и более атомами углерода в молекуле (нефтяные и минеральные масла, парафины, нафталин, фенантрен, антрацен, битумы) отличаются малой летучестью, но вызывают те или иные поражения при хроническом воздействии на кожу и слизистые оболочки, оказывают общетоксическое действие. При работе с охлаждающими смазывающими жидкостями, например, фрезол и изготовленными на их основе эмульсолами и эмульсиями (обработка металла резанием) могут развиться масляные фолликулиты (воспалительный процесс гнойного характера).

Заключение

Рассмотрены основные классы углеводородов. Нахождение в природе и область применения.

Углеводороды нашли широкое применение в промышленности. Основная область применения:

- в качестве топлива;

- для синтеза пластмассы, резины, каучука, синтетических волокон, краски, удобрений, красителей;

- для производства фармацевтических, гигиенических, косметических средств;

- для производства моющих средств;

- для производства пищевых добавок и пищевых продуктов.

Дата добавления: 2021-02-10; просмотров: 1674; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

Мы поможем в написании ваших работ!