Алотропні модифікації вуглецю в природі.

БІЛЕТ № 5

1. Невуглецеві сполуки нафти.

Крім вв нафти містять і різноманітні природні сполуки, які називаються гетероелементи: кисеь, сірка, мікроелементи металів(Va, Ni, Fe, Cu, Mn,Ti, Co, Cr, Ba, Pb, Hg, Mg, U), неметали (Br,I,Cl). Основна маса гетеро і мікроелементів міститься в смолах і асфальтенах, але інколи під час видобутку н вони потрапляють і в вв фації. Гетероелементи суттєво впливають на густину.

Кисеньвмісні сполуки – фенол, кислоти, кетони, різноманітні ефіри. Найбільш розповсюджені кислоти, феноли – ароматичні сполуки. Прийнято оцінювати їх сумарний вміст кислотним числом – кількість КОН(мг)(луг.розчинник) необхідних для титрування 1 г нафти.

Нафтові кислоти – всі аліфатичні (жирні), аліциклічні (нафтенові), ароматичні і кислоти гібридної будови. Їх загальна формула R-COOH, де R - радикал, СООН - кислотна група.

По мірі підвищення t в нафтових фракціях з’являються кислоти, які мають ізобудову (фітанова, пристанова кислота). В н можуть бути ароматичні і н-ароматичні кислоти. Нафтові феноли (н-ароматичні кислоти) вивчені до С₆-С₉.

Крім кислот присутні нейтральні сполуки н – кетони, ефіри. Серед кетонів є аліфатичні і циклічні китони. Аліфатичні кетони поширені в бензинових фракціях, а циклічні у високо киплячих. Ефіри є також прості і циклічні.

Промислове значення мають нафтенові кислоти (солі нафтенати), мають велику активну поверхню.

Сірковмісні сполуки. Загальний вміст від долей до 15%. Багатими на S є колектори , що пов’язані з карбонатами, евапоритами, селіцитамиі вулканічними породами. S може бути присутня в асфальтеновій фракціях, дистилятах і високо киплячих. В н S присутня у вільному стані, у вигляді Н₂S, меркантенів, сульфідів, дисульфідів і складних сполук.

Самородна S в н міститься в розчиненому стані до 0,1%, зявляється за рахунок селективного розчинення вуглеводнями вміщуючи порід.

Н₂S, в н більше, особливо багато, якщо колектори приурочені до древніх карбонатних товщ.

Меркантани(тіоспирти) – R-SH, де R – вв радикал, SН – аналог спиртової групи. Має дуже неприємний запах. Вміст а н незначний, але є такі родовища, де меркаптанів до 75%.

Сульфіди(тіоефіри) – R-S₁-R₂, R-S₁-S₂ тіосульфіди, R-S₁-S₂-R₂ дісульфіди.

Поділяються на 2 групи: 1) сульфіди, які містять атоми S у відкритому ланцюжку(тіоалкани); 2) атоми S входять до поліметиленового кільця (циклічні сульфіди). Тіоалкани характерні для н метанового складу, а інші тіциклани для нафтенових і нафтеново-ароматичних н.

Азотвмісні сполуки. Вміст не перевищує 1%. Має приповерхневе походження. Чим вище тим його більше, а сірки навпаки. Азотні сполуки концентруються у високо лежачих фракціях і у важких залишках. І утворює в н 2 типи сполук: нейтральні азотисті сполуки і азотисті основи.

Азотисті основи – ароматичні гомологи передину – складена ароматичним кульцем у якому 1 атом с заміщується Н. на поверхні легко окислюються і утворюються конденсовані продукти.

Нейтральні азотисті сполуки – похідні перолу, а саме індол, карбазол, бензокарбазол та ін.

Мінеральні компоненти нафти. В золі н встановлені такі метали (лужні і лужноземельні) Li, Na, Ba, K, St, Mg Cu, Au, Ag. Групи Zn - Zn, Hg, Cd; групи Br - Br, Al, Ca; гркпи Va - Va, Nb, Ta; змінної валентності Fe, Ni, Mo, Co, W; неметали S, P, As, Cl.

Мікрокомпоненти у н присутні у вигляді металоорганічних сполук (М-С), солей органічних кислот, у вигляді хелатів(у них метали виконують роль ядра). Найбільш досконало вивчені порфінові хелати, де в якості ядра знаходяться Ni або Vd. В н 0,04-20%. Найбільше мікроелементи містяться в асфальтеновій фракцї.

Хемофосилії – реліктова речовина, має подібну структуру до біологічних молекул. Вони є важливим біологічним індикатором, несуть важливу інформацію про: 1)Вихідну материнську речовину в н; 2)Викор для кореляції і реконструкції умов осадконакопичення; 3)Для визначення ступеня діагенезу і катагенезу; 4)Для визначення зрілості нафти.

Складені 2 групами сполук: вв і не вв. Сеерд не вв розповсюджені порфірини – тетрациклічні азотвмісні органічні сполуки, в яких є порфіринове ядро. Розрізняють азот і металвмісні порфірини.

Кількість порфіринів в н виражається в мг/100г, високий вміст 200-300 мг /100г у високо смолистих і високосірчастих н.

Хемофосилії включають в себе нормальні і ізокриноїдні алкани, циклічні ізокриноїди.

Важливою властивістю хемофосилій є їх здатність утворювати цілі серії гомологів, вони мають подібну структуру, виділяють кількісним співвідношенням (пристан С₁₉Н₄₀, фітан С₂₀Н₄₂). Пристану в н до 2,5%, фітану до 3,5%. Показник відношення пристану до фітану вказує на особливості вихідної речовини. Відношення стеранів до гопанів вказує на оптину активність н. Найбільш активні в н стерани С ₂₇, тритерпани С₃₅.

Алотропні модифікації вуглецю в природі.

С в природі в 4 алотропних модифікаціях: алмаз, графіт, карбін, фулерен.

Алмаз. Характерне трьохмірне розташування атомів С на рівних відстанях. В алмазі щодо будь-якого атома Карбону чотири сусідніх атоми розташовані в кутах правильного тетраедра, всі атоми С зв’язані ковалентними зв’язками, тому алмаз не поглинає світло і за рахунок найщільнішої упаковки є найтвердішою сполукою. Алмаз прозорий, безбарвний, не проводить електричного струму, дуже добре заломлює світло

Графіт має плоску систему розташування атомів С. Плоскі шестигранники , які утворюють шарами сітки подібних до бджолиних сот. Кожний атом Карбону сполучений із трьома іншими атомами простими ковалентними зв’язками за рахунок трьох валентних електронів. Четвертий електрон переходить від одного атома до іншого в шарі. Такі електрони зумовлюють електропровідність графіту. Графіт непрозорий, сірого кольору, з металічним блиском, масний на дотик і досить м’який. На відміну від алмазу він проводить електричний струм і тепло.

Карбін – лінійний полімер. Карбін спочатку добули синтетичним способом, а потім виявили в природі у вигляді прожилок і вкраплень у графіті. Складається з прямолінійного ланцюжку чергуючи між собою динарних зв’язаних атомів С (-С≡С-С≡С-). 2 форма голікумулен лінійний полімер між атомами С, 2 зв’язки (=С=С=С=), розташовані паралельно один до одного. Це біла тверда речовина з надзвичайно довгими молекулами. Карбін має напівпровідникові властивості, які посилюються під дією світла.

Фулерени – полі подібні утворення подобні до футбольного м’яча для регбі. Складені з С₇₀ і С₆₀ – подібні до графіту , але у них площа гексаедрична, сітка скручена в замкнений сфероїд. Фулерен - 60 атомів вуглецю, що поєднані ковалентним зв’язком у сферичну молекулу, де кожен атом вуглецю поєднаний із трьома іншими, утворюючи п'ятикутники та шестикутники на поверхнях. Найбільша молекула фулерену складається із 560 атомів вуглецю. Частина 6-кутників перетворюється в 5-кутники. Тому фулерени мають найнижчу з усіх модифікацій густину (1,7 г/см³). Молекула має внутрішню порожнину, діаметр якої приблизно 0,5 нм. Зовнішній діаметр самої молекули 0,71 нм. Фулерен – винятково стійка сполука. У кристалічному вигляді він не реагує з киснем повітря, стійкий до дії кислот і лугів, не плавиться до температури 3600С.

Дата добавления: 2023-01-08; просмотров: 91; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

12 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!