Organická chemie Zjednodušeně chemie sloučenin se čtyřvazným uhlíkem.

Prezentace na téma: "Organická chemie Zjednodušeně chemie sloučenin se čtyřvazným uhlíkem."— Transkript prezentace:

1 Organická chemie Zjednodušeně chemie sloučenin se čtyřvazným uhlíkem.
Uhlík má 4 valenční elektrony a tvoří buď 4 jednoduché vazby typu , nebo vazby násobné vazby ( a ). Extrémní rozmanitost sloučenin.

2 Základem organických látek řetězce atomů uhlíku s vázanými atomy vodíku, na uhlíku (případně) funkční skupiny s N, O, Cl, F atd. C - C - C - C nebo C - C - C | C Strukturní isomerie – atomy jsou spojeny v různém pořadí, stejný chemický vzorec

3 Řetězová izomerie sloučenina vzorec bod tání oC bod varu oC pentan
CH3CH2CH2CH2CH3 – 130 36,15 isopentan 2-metylbutan CH3CHCH2CH3 | CH3 – 158 27,9 neopentan 2,2´-dimetylpropan CH3CCH3 – 19,8 9,45

4 Homologické řady uhlovodíků
alkany CnH2n+2 alkeny CnH2n metan CH4 etan CH3.CH3 eten CH2=CH2 propan CH3.CH2.CH3 propen CH2=CH.CH3 butan CH3.CH2.CH2.CH3 buten CH2=CH.CH2.CH3 pentan CH3.CH2.CH2.CH2.CH3 penten CH2=CH.CH2.CH2.CH3 hexan CH3.CH2.CH2.CH2.CH2.CH3 hexen CH2=CH.CH2.CH2.CH2.CH3

5 Funkční skupiny Atom nebo skupina atomů společná pro řadu sloučenin, je příčinou charakteristických vlastností dané řady řady látek R – uhlovodíkový řetězec Alkoholy R-OH Ethery R1-O-R2 Halogenderiváty (chloro-, fluoro-, bromo-, jodo- deriváty) R-X

6 Funkční skupiny Aldehydy R-CHO Ketony R1-CO-R2
Karboxylové kyseliny R-COOH Aminy R-NH2 Nitroderiváty R-NO2 Thioly R-SH Sulfidy R1-S-R2 Sulfonové kyseliny R - SO3H

7 Základní suroviny organické chemie
Nejdůležitějšími surovinami jsou ropa, zemní plyn a uhlí. Nazývají se také fosilní paliva, protože v současné době představují hlavní zdroj primární energie, což je plýtvání surovinami.

8 Uhlí Černé (kamenné) uhlí – prvohorní stáří
Hnědé uhlí – druhohorní a třetihorní stáří Zatím relativně dost, v ČR ještě na 100 až 150 let Hlavní chemické výroby koks, dehtochemie (v budoucnosti i motorová paliva)

9 Zemní plyn Složení zemního plynu objemová % metan 50 – 80 etan 1 – 20
propan – 12 butan C5 – alkany a vyšší oxid uhelnatý – 10 dusík – 12 helium – 7

10 Zemní plyn Zásoby významně větší než u ropy (desítky až stovky let), relativní dostupnost, snadná potrubní doprava a nejnižší emise ze všech paliv. Zemní plyn není rovnocennou náhradou ropy ani jako motorové palivo (nižší výhřevnost) a ještě méně jako chemická surovina.

11 Ropa Nejdůležitější surovina pro chemický průmysl i dopravu, do 40 let budou ložiska vyčerpána. Vznik z drobných vodních živočichů a rostlin.

12 Složení ropy Prvky hmotnostní % C 83 – 87 H 11 – 15 S 0,1 – 10
N, O, kovy stopy Chemicky je ropa směs tisíců různých organických látek ve velmi rozdílném poměru podle naleziště, hlavně C6 až C11.

13 Využití ropy 80 % kapalná paliva (benzin, petrolej, motorová nafta a topné oleje) 2 % maziva 4 % asfalt 1 % parafin 1 % ropný (petrolejový) koks 12 % surovina pro výrobu základních produktů organické chemie

14 Automobilový benzin Nejdůležitějšími ukazateli kvality benzinů jsou hodnoty destilační křivky (charakterizují odpařivost) a oktanové číslo (odolnost proti klepání motoru) Běžná spalovací rychlost m/s, může být až m/s, čím pomalejší a pravidelnější spalování, tím kvalitnější benzin

15 Oktanové číslo V benzinu více než 150 uhlovodíků, klepání motoru způsobují hlavně nerozvětvené alkany. Oktanová stupnice Testování benzinů na speciálních motorech

16 Oktanová stupnice 100 oktanů 2,2,4-trimethylpentan (isooktan)
0 oktanů n-heptan

17 Zvýšení oktanového čísla
Změny struktury uhlovodíků Izomerizace Reformování Zvýšení obsahu uhlovodíků s vysokým oktanovým číslem Deriváty cyklopentanu OČ Toluen OČ 124 1,2,4 - Trimethylbenzen OČ 171

18 Přídavky na zlepšení oktanového čísla
Antidetonátory tetraethylolovo nebo tetramethylolovo, zakázány Alkoholy, např. ethanol (OČ ) Ethery, např. methyl-terc.butylether (MTBE, OČ 118), přidáván do Naturalu

19 Motorová nafta Motorová nafta je směsí destilačních frakcí petroleje a plynového oleje Letní motorová nafta může obsahovat určité množství vyšších lineárních parafinů, v zimní motorové naftě být nesmějí, protože by při nízkých teplotách vykrystalizovaly a ucpaly přívod paliva. Letní motorová nafta má bod tuhnutí -4°C, zimní motorové nafty mají bod tuhnutí -22,-30 a -35°C.

20 Cetanové číslo Obdoba oktanového čísla
1-methylnaftalen (cetanové číslo 0) Cetan, (n-hexadekan, C16) (cetanové číslo 100) Motorové směsi se vyrábějí z hodnotou cetanového čísla 45-60

21 Letecký petrolej Speciální požadavky na průběh hoření, hlavně cykloalkany, nesmí obsahovat aromáty (vznik sazí)

22 Kapalná motorová paliva z obnovitelných zdrojů
Ethanol kvasný z brambor, cukrové řepy nebo třtiny Rostliné oleje – bionafta upravený řepkový, slunečnicový nebo sojový olej

23 Mazací hmoty Mazání snižuje tření, opotřebení a prodlužuje se životnost zařízení, snižuje se spotřeba energie. Maziva kapalná, plastická a pevná Minerální oleje (z ropy) Rostlinné oleje (např. řepkový) Syntetické oleje (silikonový apod.) Grafit, bentonit, sulfid molybdeničitý

24 Bioplyn Bioplyn vzniká při anaerobním čištění odpadních vod a kalů.
Bioplyn se skládá hlavně z metanu %, CO % a z menšího množství H2, N2 a H2S.