Obraz4 (121)

44

określa się przez porównanie mocy wzorcowego silnika, napędzanego badaną benzyną z jego mocą, gdy paliwem jest mieszanina izooktanu z hep-tanem. Np. liczba oktanowa 90 oznacza, że moc silnika zasilanego badaną benzyną jest taka, jak jego moc, gdy jest napędzany mieszaniną zawierającą 90% izooktanu i 10% hep tanu.

W celu podwyższenia liczby oktanowej do benzyny dodaje się niewielkie ilości czteroetyloołowiu Pb(C2Hj)4. Związek ten znakomicie spełnia swoje zadanie, ale bardzo skutecznie psuje katalizatory, instalowane w samochodach w celu oczyszczania spalin. Dlatego samochody z katalizatorami muszą korzystać z benzyny bezołowiowej, która swoją wysoką liczbę oktanową zawdzięcza dużej zawartości alkanów rozgałęzionych, cykloalkanów i węglowodorów aromatycznych.

2.13. Alkany w przyrodzie

Alkany są składnikami gazu ziemnego i ropy naftowej. Głównym składnikiem gazu ziemnego jest metan, ale surowy gaz zawiera też od kilku do kilkunastu procent etanu i propanu. Złoża gazu ziemnego, podobnie jak ropy naftowej, powstały w odległych epokach geologicznych w wyniku beztlenowego rozkładu substancji organicznych pochodzenia roślinnego i zwierzęcego. Prawdopodobnie znaczny udział w tym procesie miały bakterie beztlenowe, czerpiące energię potrzebną do życia z redukcji organicznych związków tlenowych i wydzielające metan jako produkt przemiany materii. Działalność tych bakterii obserwujemy także obecnie, np. w pozbawionych dostępu tlenu osadach organicznych na dnie zbiorników wód stojących, z których wydziela się metan, zwany od dawna gazem błotnym. Źródłem metanu są również procesy fermentacyjne odbywające się w zbiornikach ścieków sanitarnych i w przewodach pokarmowych zwierząt.

Zapewne substancje pochodzenia biologicznego nie są jedynym źródłem alkanów w przyrodzie. Świadczy o tym występowanie metanu w przestrzeni kosmicznej i na odległych od słońca planetach.

Ropa naftowa jest złożoną mieszaniną węglowodorów, wśród których alkany stanowią od ok. 30 do 80%, zależnie od pochodzenia ropy. Oprócz alkanów w ropach naftowych występują zmienne, niekiedy bardzo znaczne ilości cykloalkanów i węglowodorów aromatycznych.

Jeżeli weźmiemy pod uwagę, że każda ropa naftowa ma swój indywidualny skład i zawiera tysiące różnych związków o zbliżonych własnościach fizycznych i chemicznych, to staje się zrozumiałe, jak trudnym zadaniem jest zidentyfikowanie wszystkich składników. W wyniku wieloletnich badań z ropy naftowej wydzielono dotychczas kilkaset czystych węglowodorów. Okazało się, że alkany w ropach naftowych mają najczęściej nieroz-gałęzione łańcuchy węglowe.

Przerób ropy naftowej zaczyna się od destylacji, która dzieli ropę na kilka frakcji o różnych zakresach temperatury wrzenia. Przez destylację pod ciśnieniem atmosferycznym otrzymuje się frakcję benzynową o temperaturze wrzenia do 200°C, naftę wrzącą w zakresie 200 - 280°C i olej napędowy do silników wysokoprężnych, którego temperatura wrzenia zawarta jest w granicach 280 - 350°C. Pozostałością po destylacji jest mazut, gęsta ciecz używana do celów opałowych albo poddawana destylacji pod zmniejszonym ciśnieniem w celu otrzymania tzw. frakcji olejowej, używanej jako surowiec do wytwarzania olejów smarowych. Nielotne frakcje ropy, pozostające po destylacji mazutu, tworzą asfalt, powszechnie stosowany do budowy dróg.

Nie musisz się trudzić szczegółami przerobu ropy naftowej ani zapamiętywaniem poszczególnych frakcji, bo nie jest to wiedza potrzebna do zrozumienia chemii.. Wystarczy wiedzieć, że produkty otrzymywane z ropy naftowej napędzają samochody i samoloty, ogrzewają mieszkania, umożliwiają pracę maszyn przez smarowanie trących o siebie powierzchni i tworzą nawierzchnie dróg.

Jako ciekawostkę można wymienić występowanie alkanów w świecie roślinnym. Na przykład wosk pszczeli zawiera ok. 10% alkanów, m.in. hentriakontan CjiHm. Przyroda wykorzystała alkany do ochrony roślin przed nadmiernym parowaniem wody, np. w skórkach jabłek znajdują się alkany C27 i C29 a wosk znajdujący się na powierzchni liści szpinaku zawiera alkany C33 do C37.