Naften turşuları (NA) molekulyar çəkisi 120-700 və ya daha çox atom kütlə vahidi olan bir neçə siklopentil və sikloheksilkarboksilik turşuların qarışığıdır. Əsas fraksiya 9-20 karbon atomu olan karbon skeleti olan karboksilik turşulardır. Alimlər iddia edirlər ki, naften turşuları (NA) 10-16 karbon atomlu sikloalifatik karboksilik turşulardır, baxmayaraq ki, ağır yağlarda 50-yə qədər karbon atomu olan turşular aşkar edilmişdir.
Etimologiya
Termin kökləri karbohidrogenləri təsnif etmək üçün istifadə edilən bir qədər arxaik "naften" (sikloalifatik, lakin qeyri-aromatik) terminindən ibarətdir. 1900-cü illərin əvvəllərində mövcud olan analitik üsullar yalnız bir neçəsini dəqiqliklə müəyyən edə bildiyi halda, əvvəlcə neft əsaslı turşuların mürəkkəb qarışığını təsvir etmək üçün istifadə edilmişdir.naften tipli komponentlər. Bu gün naften turşusu daha çox neftdə mövcud olan bütün karboksilik turşulara (siklik, asiklik və ya aromatik birləşmələr) və N və S kimi heteroatomları olan karboksilik turşulara istinad etmək üçün istifadə olunur. Çoxsaylı tədqiqatlar göstərmişdir ki, sikloalifatik turşuların əksəriyyətində düz və budaqlanmış zəncirli alifatik turşular və aromatik turşular. Bəzi turşuların tərkibində > 50% alifatik və aromatik turşular var.
Formula
Naften turşuları CnH2n-z O2 ümumi düsturu ilə təmsil olunur, burada n karbon atomlarının sayı, z isə homoloji sıradır. Doymuş asiklik turşular üçün z dəyəri 0-dır və monosiklik turşularda 2-yə, bisiklik turşularda 4-ə, trisiklik turşularda 6-ya və tetrasiklik turşularda 8-ə qədər artır.
Naftenatlar adlanan turşuların duzları müxtəlif tətbiqlərdə hidrofobik metal ion mənbələri kimi geniş istifadə olunur. Naften turşusu və palmitik turşunun alüminium və natrium duzları İkinci Dünya Müharibəsi zamanı napalm hazırlamaq üçün birləşdirildi. Və napalm uğurla sintez edildi. "Napalm" sözü "naftenik turşu" və palmitik turşu sözlərindən yaranmışdır.
Yağ bağlantısı
Naften turşusunun təbiəti, mənşəyi, çıxarılması və kommersiya məqsədləri üçün istifadəsi kifayət qədər uzun müddətdir öyrənilir. Məlumdur ki, Rumıniya, Rusiya, Venesuela, Şimal dənizi, Çin və Qərbi Afrikadakı yataqlardan xam neftABŞ xam neftinin əksəriyyəti ilə müqayisədə çox miqdarda turşu birləşmələri ehtiva edir. Bəzi Kaliforniya neft məhsullarının karboksilik turşusu xüsusilə yüksəkdir (4%-ə qədər), burada karboksilik turşuların ən çox yayılmış siniflərinin sikloalifatik və aromatik turşular olduğu bildirilir.
Tərkibi
Tərkibi xam neftin tərkibindən və emal və oksidləşmə zamanı şəraitdən asılı olaraq dəyişir. Naften turşuları ilə zəngin olan fraksiyalar neft emalı zavodunun avadanlığının korroziya ilə zədələnməsinə səbəb ola bilər, ona görə də turşu korroziyası (NAC) fenomeni yaxşı öyrənilmişdir. Yüksək turşulu xam neftə tez-tez yüksək ümumi turşu sayı (TAN) xam neft və ya yüksək turşuluqlu xam neft (HAC) deyilir. Naften turşuları Atabaska neft qumlarından (AOS) neft çıxarılması zamanı suyun əsas çirkləndiricisidir. Turşuların balıq və digər orqanizmlər üçün həm kəskin, həm də xroniki toksikliyi var.
Ekoloji
Toxicology Sciences jurnalında dərc olunan tez-tez istinad edilən məqaləsində Rocers qeyd etdi ki, naften turşusu qarışıqları neft qumlarının istehsalı nəticəsində ətraf mühitə ən əhəmiyyətli çirkləndiricilərdir. Onlar aşkar ediblər ki, ən pis şəraitdə suda turşulara məruz qalan vəhşi məməlilər üçün kəskin toksiklik ehtimalı azdır, lakin təkrar məruz qalmanın sağlamlıq üçün mənfi təsirləri ola bilər.
2002-ci ildəki məqaləsində100-dən çox sitat gətirən Rogers və başqaları Atabasca Oil Sands Tailings Pond (TPW) suyundan böyük həcmdə turşuları səmərəli şəkildə çıxarmaq üçün nəzərdə tutulmuş həlledici əsaslı laboratoriya prosedurunu bildirdilər. Naften turşuları AOS Tullantı Sularında (TPW) təxmin edilən 81 mq/L konsentrasiyada mövcuddur ki, bu da TPW-nin kommersiya bərpası üçün əlverişli mənbə hesab edilməsi üçün çox aşağı səviyyədir.
Sil
Naften turşusu yalnız korroziyanı minimuma endirmək üçün deyil, həm də kommersiya baxımından faydalı məhsulların bərpası üçün neft maddələrindən çıxarılır. Bu turşunun ən böyük cari və tarixi istifadəsi metal naftenatların istehsalındadır. Turşular neft distillatlarından qələvi ekstraksiya yolu ilə çıxarılır, turşu neytrallaşdırma prosesində bərpa olunur və sonra çirkləri çıxarmaq üçün distillə edilir. Ticarət olaraq satılan turşular turşu sayına, çirklənmə səviyyəsinə və rənginə görə təsnif edilir. Metal naftenatların və efirlər və amidlər kimi digər törəmələrin istehsalında istifadə olunur.
Naftenatlar
Naftenatlar müvafiq asetatların analoqu olan, daha yaxşı müəyyən edilmiş, lakin daha az faydalı olan turşu duzlarıdır. Naftenatlar, neftdəki naften turşuları kimi, boyalar kimi üzvi mühitlərdə yüksək dərəcədə həll olunur. Onlar sənayedə, o cümlədən belə faydalı şeylərin istehsalında istifadə olunur: sintetik yuyucu vasitələr, sürtkü yağları, korroziya inhibitorları, yanacaq və sürtkü yağları əlavələri, konservantlarağac, insektisidlər, funqisidlər, akarisidlər, nəmləndiricilər, napalma qatılaşdırıcıları və yağ quruducuları üçün rəngləmə və ağac səthinin təmizlənməsində istifadə olunur.
Neft qumları
Bir araşdırma göstərir ki, naften turşuları neft qumlarından neftin çıxarılmasından əldə edilən bütün maddələr arasında ən aktiv ətraf mühiti çirkləndiricidir. Bununla belə, sızma və çirklənmə şəraitində tullantı gölməçəsinin suyunda turşulara məruz qalan vəhşi məməlilərdə kəskin toksikliyin baş verməsi ehtimalı azdır, lakin təkrar məruz qalma heyvan sağlamlığına mənfi təsir göstərə bilər. Turşular neft qumlarında və tullantı sularında təxmini 81 mq/L konsentrasiyada mövcuddur.
Toksiklik sınağı üçün İqtisadi Əməkdaşlıq və İnkişaf Təşkilatının (OECD) protokollarından istifadə edərək, ABŞ tədqiqatçıları öz araşdırmalarına əsasən, təmizlənmiş NA-ların ağızdan qəbul edildiyi zaman məməlilər üçün kəskin genotoksik olmadığını iddia etdilər. Bununla belə, kəskin və ya fasiləli məruz qalma zamanı qısamüddətli məruz qalma nəticəsində NDT-nin vurduğu zərər təkrar məruz qalma ilə toplana bilər.
Siklopentan
Siklopentan kimyəvi formulu C5H10 və CAS nömrəsi 287-92-3 olan yanar alisiklik karbohidrogendir, hər biri təyyarənin üstündə və altında iki hidrogen atomu ilə bağlanmış beş karbon atomundan ibarət halqadan ibarətdir. Çox vaxt formada təqdim olunurbenzinə bənzər qoxu olan rəngsiz maye. Onun ərimə temperaturu -94°C, qaynama temperaturu isə 49°C-dir. Siklopentan sikloalkanlar sinfinə aiddir və bir və ya bir neçə karbon atomu halqası olan alkanlardır. Yüksək temperaturda və təzyiqdə alüminium oksidinin iştirakı ilə sikloheksanın krekinqi nəticəsində əmələ gəlir.
Siklopentan da daxil olmaqla naften turşularının istehsalı son illərdə öz əvvəlki kütləvi xarakterini itirmişdir.
İlk dəfə 1893-cü ildə alman kimyaçısı Johannes Wieslikus tərəfindən hazırlanmışdır. Bu yaxınlarda ona tez-tez naften turşuları deyilir.
İstehsalda rol
Siklopentan sintetik qatranların və rezin yapışdırıcıların istehsalında, soyuducu və dondurucu kimi bir çox məişət cihazlarında olan, poliuretan izolyasiya köpüyü istehsalında üfürmə agenti kimi ətraf mühitə zərərli alternativləri əvəz edir. CFCs -11 və HCFC- 141b.
Çoxlu siklopentan alkilasiya (MAC) sürtkü yağları aşağı dəyişkənliyə malikdir və bəzi xüsusi tətbiqlərdə istifadə olunur.
Birləşmiş Ştatlar ildə yarım milyon kiloqramdan çox bu kimyəvi maddə istehsal edir. Rusiyada naften turşuları (o cümlədən siklopentan) neft emalının təbii məhsulu kimi istehsal olunur.
Sikloalkanlar katalitik reforminq kimi tanınan prosesdən istifadə etməklə hazırlana bilər. Məsələn, 2-metilbutan platin katalizatorundan istifadə edərək siklopentana çevrilə bilər. Bu, xüsusilə də istifadə olunuravtomobillər, çünki budaqlanmış alkanlar daha sürətli yanar.
Fiziki və kimyəvi xüsusiyyətlər
Təəccüblüdür ki, onların sikloheksanları heksahidrobenzol və ya heksanaftendən 10 °C yüksək qaynamağa başlayır, lakin bu tapmaca 1895-ci ildə Markovnikov, N. M. Kişner və Nikolay Zelinski heksahidrobenzol və heksanafteni metilsiklopentan kimi istifadə etdikdə - gözlənilməz əks reaksiyanın nəticəsi.
Reaktiv olmasa da, sikloheksan sikloheksanon və sikloheksanol əmələ gətirmək üçün katalitik oksidləşməyə məruz qalır. "KA yağı" adlanan sikloheksanon-sikloheksanol qarışığı neylon prekursorları olan adipik turşu və kaprolaktam üçün xammaldır.
Tətbiq
Bəzi markaların korreksiyaedici mayelərində həlledici kimi istifadə olunur. Sikloheksan bəzən qeyri-polyar üzvi həlledici kimi istifadə olunur, baxmayaraq ki, n-heksan bu məqsəd üçün daha çox istifadə olunur. O, həmçinin tez-tez yenidən kristallaşma həlledicisi kimi istifadə olunur, çünki bir çox üzvi birləşmələr isti sikloheksanda yaxşı həll olur və aşağı temperaturda zəif həll olur.
Sikloheksan -87,1 °C-də rahat kristaldan kristala keçid sayəsində diferensial skan edən kalorimetriya (DSC) alətlərinin kalibrlənməsi üçün də istifadə olunur.
Sikloheksan buxarları istilik müalicəsi avadanlıqlarının istehsalında vakuumlu karbürləşdirmə sobalarında istifadə olunur.
Deformasiya
6 təpəsi olan üzük mükəmməl altıbucaqlının formasına uyğun gəlmir. Müstəvi altıbucaqlı konformasiyası əhəmiyyətli bucaq gərginliyinə malikdir, çünki onun bağları 109,5 dərəcə deyil. Bütün bağlar tutulacağından burulma deformasiyası da əhəmiyyətli olacaq.
Buna görə də, burulma deformasiyasını az altmaq üçün sikloheksan "konformasiya kürsü" kimi tanınan üçölçülü strukturu qəbul edir. Daha iki aralıq konformer də var - ən qeyri-sabit konformer olan "yarım stul" və daha sabit olan "twist qayıq". Bu ekssentrik adlar ilk dəfə 1890-cı ildə Hermann Saks tərəfindən təklif edilmişdi, lakin çox sonralar geniş şəkildə qəbul edildi.
Hidrogen atomlarının yarısı halqanın müstəvisində (ekvator istiqamətində), digər yarısı isə müstəviyə perpendikulyardır (oxlu). Bu konformasiya ən sabit sikloheksan strukturunu təmin edir. Sikloheksanın "qayıq uyğunluğu" kimi tanınan başqa bir uyğunluğu var, lakin o, bir az daha sabit "tabure" formalaşmasına çevriləcək.
Sikloheksan bütün sikloalkanlar arasında ən aşağı bucaq və burulma gərginliyinə malikdir, nəticədə sikloheksan ümumi halqa gərginliyində 0 hesab olunur. Eyni şey naften turşularının natrium duzlarına da aiddir.
Mərhələlər
Sikloheksan iki kristal fazaya malikdir. Yüksək temperatur mərhələsi I, +186 °C ilə temperatur arasında sabitdirərimə nöqtəsi +280 °C, plastik kristaldır, yəni molekullar müəyyən dərəcədə hərəkət azadlığını saxlayır. Aşağı temperatur (186°C-dən aşağı) II faza daha çox nizamlıdır. Digər iki aşağı temperaturlu (metastabil) faza III və IV 30 MPa-dan yuxarı orta təzyiqlər tətbiq etməklə əldə edilmişdir və IV faza yalnız deuterasiya edilmiş sikloheksanda görünür (qeyd edək ki, təzyiqin tətbiqi bütün keçid temperaturlarını artırır).
