ما هي التطبيقات المتعددة للهيدروكربونات؟
الهيدروكربونات تُعرف على أنها مجموعة من المركبات العضوية التي تتكون من عنصرين أساسيين، وهما الهيدروجين والكربون. تحتوي جزيئات الهيدروكربونات على ذرات كربون، سواء كانت مفردة أو متعددة، تتوزع في بنية متفرعة أو متسلسلة، محاطة بذرات الهيدروجين. تصنف الهيدروكربونات إلى أربعة أنواع رئيسية بحسب تركيبها الجزيئي: الألكانات، الألكينات، الألكاينات، والهيدروكربونات العطرية. يشار أدناه إلى بعض الاستخدامات الهامة للهيدروكربونات:
تطبيقات الألكانات
تتواجد الألكانات في العديد من الكائنات الحية، مثل النمل والصراصير، حيث يحتوي النمل على ألكان يدعى نانديكان الذي يسهل من تجمعها. وفيما يخص الصراصير، تسهم الألكانات في انتشار حمض الفورميك عند تعرضها للدغة من النمل.
كما يوجد ألكان يدعى بريستان في زيت كبد سمك القرش وحوت العنبر وجراد البحر والعوالق البحرية. ومن بين التطبيقات المختلفة للألكانات في حياة الإنسان:
- الغاز الطبيعي يتكون من ألكانات خفيفة مثل الإيثان، البروبان، والبيوتان، والتي تُنتج ملوثات أقل مقارنة بالمنتجات النفطية.
- تُستخدم الألكانات في أنظمة التكييف والأفران وخلايا الوقود.
- تدخل في تصنيع المواد البلاستيكية من خلال تكسير الإيثان والبروبان.
- تستخدم في صناعة المواقد والأضواء الخارجية والأقمشة.
- تُستخدم في إنتاج الأمونيا اللازمة لصناعة الأسمدة.
- تُستعمل في سوائل مضادات التجمد ووقود المحركات.
- الميثان يعتبر مكونًا أساسيًا للغاز الحيوي المستخدم في بعض البيوت الريفية بدلاً من النفط.
- تستخدم الألكانات التي تحتوي على 9-18 ذرة كربون في تصنيع الديزل المتجدد.
تطبيقات الألكينات
تتميز الألكينات باحتوائها على رابطة ثنائية واحدة على الأقل، وهي موجودة بشكل رئيسي في النفط الخام. تعتبر الألكينات، وبالأخص الإيثين، عناصر أساسية في الصناعات الكيميائية، حيث أن الروابط الثنائية لها تأثير كبير على تفاعلاتها الكيميائية. من استخدامات الألكينات:
- تستخدم في تصنيع المواد البلاستيكية مثل البوليثين لانتاج الأوعية والأكياس.
- تدخل في إنتاج البوليسترين المستخدم في صناعة بطاريات السيارات وبعض مكونات الثلاجات.
- تستخدم في تصنيع الكحول، مثل إيثانول ثنائي كحول المستخدم في سوائل مضادات التجمد.
- تدخل في تصنيع الألياف الصناعية مثل تيريلين.
- تستخدم في تصنيع البولي بروبين المطلوب لصناعة الحبال ومواد التعبئة والتغليف.
- تُستخدم لإنتاج مادة البروبانول المستخدمة في تحضير الأسيتون.
- تساعد في إنتاج ألياف الأكريليك.
- تُستخدم في صناعة مضادات الاصطدام لمحركات السيارات.
استخدامات الألكاينات
تحتوي الألكاينات على رابطة ثلاثية بين ذرتي كربون، وهي تستخدم في مجموعة متنوعة من التطبيقات:
- تُستخدم كوقود للصواريخ، حيث يعتبر الأسيتيلين هو الألكاين الأكثر استخدامًا.
- تدخل في صناعة المركبات العضوية مثل حمض الإيثانويك وحمض الأكريليك والإيثانول.
- تستخدم في إنتاج المذيبات العضوية من الإيثاين.
- تُستخدم في تصنيع البوليمرات والمصابيح المضيئة.
- تساهم في إنضاج الثمار صناعيًا.
- تستخدم في عمليات اللحام والقطع، حيث يُستخدم الأسيتيلين للحام وقطع المواد التي تتطلب درجات حرارة تفوق 3500 درجة مئوية.
- تدخل في تصنيع بلاستيك البولي إيثيلين، حيث يُستخدم الأسيتيلين لإنتاج الإيثيلين الذي يُحَوَّل لاحقًا لبولي إيثيلين.
- تسهم في الإنتاج الكيميائي لعدد من المركبات غير العضوية مثل فيتامين أ وفيتامين هـ.
- تستخدم كمركبات مضادة للسرطان، مثل الإينيداين والكاليكاميسين.
- تنتج لهبًا ساخنًا عبر خلط الأكسجين مع الأوكسي إيثاين.
- تدخل في صناعة ألياف البولي بروبين نيتريل.
- تستخدم في تصنيع مطاط النيوبرين المقاوم للاشتعال والزيوت.
- تساعد في تصنيع الأدوية مثل مضادات الفيروسات القهقرية ومضادات الفطريات.
تطبيقات الهيدروكربونات العطرية
الهيدروكربونات العطرية هي هيدروكربونات غير مشبعة ترتبط بروابط سيغما وباي، حيث تتمتع إلكترونات الرابطة باي بالحرية في الحركة بين ذرات الكربون، مكونة حلقات. العديد من الهيدروكربونات العطرية تحتوي على حلقة البنزين. ومن الاستخدامات الهامة للهيدروكربونات العطرية:
- تتضمن التركيب الكيميائي للكلوروفيل، وهي الصبغة الخضراء اللازمة للنباتات في عملية التمثيل الضوئي.
- توجد الهيدروكربونات العطرية ضمن مكونات الأحماض النووية والأمينية في جسم الإنسان.
- يستخدم الهيدروكربون العطري الميثيل بنزين في إذابة المواد اللاصقة.
- تستخدم الهيدروكربونات العطرية في تصنيع كرات النفتالين.
- يدخل المركب العطري فينأنثرين في صناعة الأصباغ والأدوية والمتفجرات.
- تُستخدم على نطاق واسع في الصناعات البلاستيكية والبتروكيماوية.
- تُستعمل بعض أنواعها كمذيبات في التفاعلات الكيميائية.
- يُستخدم البنزين ثنائي الكحول في مجال التصوير الفوتوغرافي.
- تستخدم الهيدروكربونات العطرية كمذيبات غير قطبية يمكن إضافتها للبنزين والدهانات واللكر.
- يُستخدم المركب العطري البنزين في إنتاج الوقود عالي الأوكتان.
- تدخل في صناعة المبيدات الحشرية والمنظفات والأصباغ.
