Spirtlər, fenollar və sadə efirlər
. Spitlərə karbohidrogen-
lərdən bir və ya bir neçə hidrogenin hidroksil qrupları ilə əvəz
olunmasından alınan məhsullar [R-(OH)
n
] kimi baxılır. Karbo-
hidrogen radikalında karbon-karbon rabitələrinin xarakterinə
görə spirtlər doymuş və doymamış spirtlərə, hidroksil qrupları-
nın sayına görə isə biratomlu (məsələn, etil spirti C
2
H
5
OH) və
coxatomlu spirtlərə (məsələn, qliserın CH
2
OH-CHOH-CH
2
OH)
523
4 3 2 1
4 3 2 1
OH
CH
3
OH
OH
OH OH
OH
təsnif olunur. Hidroksil qrupu ilə rabitədə olan karbon atomu ilə
birləşən digər karbon atomlarının sayına görə spirtlər birli
(–CH
2
OH ), ikili ( CHOH) və üçlü ( COH) spirtlərə
ayrılır.
Spirtləri adlandırarkən müvafiq karbohidrogenin adına –ol
(və ya –diol, triol və s.) əlavə etməklə OH-qrupunun birləşdiyi
karbonun nömrəsi göstərilir. Məsələn:
CH
3
–CH
2
–CH
2
–CH
2
OH
CH
3
–CH
2
–CH–CH
3
1-butanol (birli spırt)
2-butanol (ikili spirt)
1 2 3 1 2 1 2 3
CH
3
C CH
3
H
2
C CH
2
CH
2
CH CH
2
2-metil-2-propanol 1,2-etandiol 1,2,3-propantriol
(üçlü spirt) (etilenqlikol) (qliserin)
Oksigen-hidrogen rabitəsi polyar olduğundan spirt mole-
kulları da polyar
olur. Spirtlərin aşağı nümayəndələri suda yaxşı
həll olur, lakin karbohidrogen radikalında karbon atomlarının
sayı artdıqca OH-qrupunun molekulun xassələrinə təsiri azalır
və bununla əlaqədar spirtlərin suda həll olma qabiliyyəti aşağı
düşür. Spirt molekulları hidrogen rabitələrinin hesabına assosia-
siya etdiklərindən onların qaynama temperaturları uyğun karbo-
hidrogenlərin qaynama temperaturundan yuxarı olur.
Spirtlər amfoter xassəli birləşmələrdir, qələvilərlə asan hid-
roliz olunan alkoholyatlar əmələ gətirirlər:
2C
2
H
5
OH + 2Na = 2C
2
H
5
ONa + H
2
Haloganid turşularla təsirdə karbohidrogenlərin halogenli
törəmələri və su əmələ gəlir:
OH
524
maya
C
2
H
5
OH + HCl = C
2
H
5
Cl = H
2
O
Spirtlər çox zəif elektrolitlərdir.
Metanol
CH
3
OH . Spirtlərin ən sadə nümayəndəsi olub,
64,7
0
S-də qaynayan rəngsiz mayedir. Oksigendə solğun alovla
yanır. Metanolu yüksək temperaturda təzyiq altında kataliza-
torun iştirakı ilə karbon 2- oksid və hidrogendən (sintez-qaz)
alırlar:
CO + 2H
2
= CH
3
OH
Metanol formaldehid, sirkə turşusu, metilaminlərin və digər
birləşmələrin alınmasında tətbiq olunur. Metanolun nisbətən
asan sintezi, ilkin reagentlərin kömürdən alınması bu birləşmə-
nin gələcəkdə texnikada, eləcə də nəqliyyat energetikasında isti-
fadə olunmasına geniş imkanlar yaradır. Metanol və benzinin
qarışığı həmçinin daxili yanma mühərriklərində effektiv yanacaq
kimi istifadə oluna bilər. Bəzi alüminosilikatlardan katalizator
kimi iştifadə etməklə metanoldan benzin almaq olar. Metanolun
əsas çatışmayan cəhəti onun yüksək zəhərliliyə malik olmasıdır.
Havada icazə verilən maksimal qatılıq həddi 0,5mq/m
3
hesab
edilir.
Etanol
C
2
H
5
OH. Rəngsiz, 78,5
0
S-də qaynayan mayedir.
Etil spirtini karbphidratların (şəkər və ya nişastanın)
qıcqırdılmasından alırlar:
C
6
H
12
O
6
2C
2
H
5
OH +2CO
2
Đlkin xammal olaraq qida məhsullarından və ya sellüloza-
dan istfadə olunur. Sellülozadan istifadə etdikdə əvvəlcə onu
hidroliz yolu ilə qlükozaya çevirirlər.
Son illər etil spirtinin alınmasında etilenin katalitik hidrat-
laşmasından geniş istifadə olunur:
CH
2
= CH
2
+ H
2
O → CH
3
CH
2
OH
525
Etil spirtinin istehsalında sellülozanın hidrolizi və etilenin
hidratlaşması üsullarından istifadə edilməsi qida xammalına
xeyli qənaət etməyə imkan yaradır.
Etil spirti sənayenin müxtəlif sahələrində həlledici kimi və
müxtəlif kimyəvi birləşmələrin sintezində geniş tətbiq olunur.
Etil spiriti eyni zamanda spirtli içkilərin hazırlanmasında istifadə
edilir.
Fenol.
Aromatik nüvədə hidrogeni hidroksil qrupu ilə əvəz
etdikdə fenol alınır. Benzol nüvəsinin təsirindən oksigen-hidro-
gen rabitəsinin polyarlığı artır. Odur ki, fenollar spirtlərə nisbə-
tən daha çox dissosiasiya qabiliyyətinə malik olurlar. Əsasların
təsirindən hidroksil qrupunun hidrogeni metalla əvəz olunur:
OH +NaOH → ONa + H
2
O
Fenol sənayedə geniş istifadə edilir. Fenolformaldehid po-
limerlərinin alınmasında xammal kimi tətbiq olunur.
Fenol və onun birləşmələri zəhərlidir. Havadə icazə verilən
maksimal qatılıq həddi 2.10
-2
mq/m
3
qəbul edilmişdir.
Spirtlərdə və ya fenollarda hidrogeni karbohidrogen radikalı
ilə əvəz etdikdə sadə efirlər alınır. Məsələn, C
6
H
5
-O-C
6
H
5
, CH
3
-
O-C
2
H
5
, C
6
H
5
-O-C
2
H
5
və s. Sadə efirlərə həmçinin etilen oksid
də aid edilir:
CH
2
CH
2
Etilen oksid polimerlərin və digər efirlərin alınmasında isti-
fadə olunur. Dioksan və dioksin də sadə efirlərə daxil edilir:
O
526
O
O
O
O
Cl
H
2
C
CH
2
Dioksanların halogenli törəmələri olduqca qüvvətli zəhərlər-
dir. Hal-hazırda polixlor və tərkibində brom olan dibenzodiok-
sinlər və dibenzofuranlar daxil olmaqla dioksinlərə çoxlu sayda
birləşmələr aid edilir. Bunlardan ən çox zəhərli olanı 2,3,7,8-tet-
raxlorbenzo-paradioksindir.
Müxtəlif ölkələrdə insanın hər kiloqram çəkisinə düşən dio-
ksinin icazə verilən maksimal qatılıq həddi 10
-14
-10
-11
q qəbul
edilmişdir. Dioksin havaya metallurji müəssisələrdən, ağac
emalı və sellüloza-kağız sənaye sahələrindən, zibil yandırılan
sobalardan, istilik elektrostansiyalarından və avtomobillərdən
daxil olur. Eyni zamanda payız fəslində yarpaqların
yandırılmasından, tütün tüstüsündən və yanğınlardan da havaya
daxil olur. Oksigen mühitində xlor və bromun aktiv kömürlə
təsirdə olduğu bütün sahələrədə dioksin əmələ gəlir. Bu proses
yüksək temperaturda daha da sürətlə baş verir.
Aldehidlər və ketonlar.
Aldehidlər və ketonlar tərkibində
karbonil >C=O qrupu olan üzvi birləşmələrdir. Onları spirtləri
oksidləşdirmək və katalitik dehidrogenləşməklə almaq olar. Bu
zaman birli spirtlərdən aldehid, ikili spirtlərdən isə ketonlar
alınır:
H
2
C CH
2
O
Dioksan
Dibenzo-paradioksin
Cl
Cl
Cl
O
527
[O]
[-H]
O
H
׀
OH
[O]
[-H]
׀׀
O
O
H
O
׀׀
propanal
propanon- 2
(dimetil keton və ya aseton)
CH
3
–CH
2
-CH
2
OH → CH
3
–CH
2
–C + H
2
O
birli spirt aldehid
CH
3
–CH–CH
3
→ CH
3
–C–CH
3
+ H
2
O
Ikili spirt keton
Aldehidlərdə karbonil qrupunun karbonu bir atom hidro-
genlə və qonşu karbon atomu (radikalla) ilə, ketonlarda isə kar-
bonil qrupunun karbonu iki atom karbonla (iki radikalla) bir-
ləşmiş olur.
Aldehidləri
və
ketonları
adlandırdıqda
müvafiq
karbohidrogenin adına uyğun olaraq -al və -on sonluğu əlavə
edilir. Məsələn:
C
2
H
5
– C CH
3
–C–CH
3
Aldehidlərdə karbonil qrupunda oksigen-karbon rabitəsi
polyar olduğundan aldehidlər yüksək kimyəvi aktivliklə xarak-
terizə olunurlar, qüvvətli reduksiyaedicdirlər. Asanlıqla əvəzet-
mə, birləşmə, kondensləşmə və polimerləşmə reaksiyasına daxil
olurlar.
Metanal
H–COH. Metanal aldehidlərin ən sadə nümayən-
dəsidir, formaldehid və ya qarışqa aldehidi də adlanır. Polimer-
ləşməyə meylli birləşmədir.
Metanal fenolformaldehid qətranlarının və poliformaldehi-
din alınmasında tətbiq edilir.
Karbonil qrupu az polyar olduğundan ketonlar aldehidlərə
nisbətən aşağı kimyəvi aktivliyə malikdir. Odur ki, onlar çətin
oksidləşirlər, reduksiya olunurlar və polimerləşirlər.
Bir çox ketonlar, məsələn, aseton həlledici kimi tətbiq edilir.
528
O
OH
O
OH
׀׀
O
׀׀
O
׀׀
O
O
OH
O
OH
HO
O
O
H
O
OH
[O]
Karbon turşuları.
Karbon turşularında funksional qrup
karboksil –COOH qrupundan ibarətdir. Molekulda karbooksil
qrupunun sayından asılı olaraq karbon turşuları bir əsaslı, iki
əsaslı və çox əsaslı turşulara ayırılır. Karbooksil qrupuna birlə-
şən radikaldan asılı olaraq karbon turşuları alifatik (doymuş və
doymamış), aromatik, alitsiklik və heterotsiklik turşulara ayrılır.
Karbon turşularını sistematik nomenklatura üzrə adlandırdıqda
müvafiq karbohidrogenə -at və turşu sözü əlavə edilir. Məsələn,
etanat turşusu CH
3
COOH. Bir sıra hallarda tarixi adlardan da
istifadə edilir. Məsələn:
H–C CH
3
–CH
2
–CH
2
–C
HO–C–C–OH CH
2
=CH–C–OH
C C C
benzoy turşusu tereftal turşusu
Karbon turşularını əsasən aldehidlərin oksidləşməsindən
alırlar. Məsələn, sirkə turşusu asetilenin hidratlaşmasından əmə-
lə gələn aldehidin oksidləşməsindən alınır:
CH≡CH + H
2
O →CH
3
C → CH
3
C
Son illər sirkə turşusunun katalizatorun ıştirakı ilə metanolla
karbon 2-oksidin reaksiyasindan alınması metodu irəli sürül-
müşdür:
qarışqa turşusu
yağ turşusu
quzuqulaq turşusu
akril turşusu
529
OH
Rh
O
O—H
δ+
δ-
δ-
δ+
O
O
-
O
O–CH
3
O
OH
O
CH
3
OH + CO → CH
3
C
Karbooksil qrupunun turşu xassəsi onun proton donorluğu
ilə bağlıdır. Protonun karbooksil qrupundan ayrılması O-H rabi-
təsinin kifayət gədər polyarlığa malik olması ilə izah olunur.
O-H rabitəsinin elektron buludu oksigen atomuna döğru
xeyli yer dəyişdiyindən hidrogen atomu sulu məhlullarda proton
şəklində ayrılmaq xassəsinə malik olur:
R C →R
C + H
+
Bütün kabon turşuları zəif elektrolitlərdir. Kimyəvi cəhətdən
zəif qeyri-üzvi turşuların bütün xassələrinə malikdir. Oksidlərlə,
əsaslarla və aktiv metallarla kimyəvi qarşılıqlı təsirdə olur.
Karbon turşularının xüsusiyyətlərindən biri halogenlərlə re-
aksiyaya daxil olaraq halogenəvəzli karbon turşularını əmələ gə-
tirməsidir. Halogenin turşu molekuluna daxil olması O-H rabi-
təsinin polyarlığını artırmış olur. Odur ki, halogenəvəzli karbon
turşusu müvafiq karbon turşusundan daha güclü turşudur.
Karbon turşuları spirtlərlə qarşılıqlı təsirdə mürəkkəb efirləri
əmələ gətirir. Məsələn:
CH
3
C + HO–CH
3
→ CH
3
C + H
2
O
asetat turşusu metil spirti metilasetat efiri
Karbon turşularında hidroksil qrupunu amin qrupu –NH
2
ilə
əvəz etdikdə turşu amidləri alınır. Məsələn:
530
׀׀
CH
3
– C – NH
2
Karbon turşuları texnikada geniş tətbiq olunur. Bunlardan
bəziləri
liflərin, lakların alınmasında
və s. istifadə edilir. Məsə-
lən, terefital turşusu lavsan və terilenin, adipin turşusu
(CH
2
)
4
(CHOOH)
2
naylonun alınmasında, aklir turşusu üzvi şüşə
istehsalında istifadə olunur və s.
Aminlər
. Aminlərə ammonyakda hidrogen atomlarının kar-
bohidrogen radikalları ilə əvəz edilməsindən alınan ammonyak
törəmələri kimi baxmaq olar. Bu zaman əvəz olunan hidrogen-
lərin sayından asılı olaraq aminlər birli, ikili, üçlü aminlərə
ayrılır:
R
R–NH
2
R–NH–R
1
R–N–R
1
birli amin ikili amin üçlü amın
Burada R, R
1,
R
2
-karbohidrogen radikallarıdır.
Aminlər ammonyak kimi əsasi xassəlidir. Turşularla təsirdə
duz əmələ gətirirlər:
RNH
2
+ HOH → RNH
3
+
+ OH
-
RNH
2
+ HCl → RNH
3
Cl
Aminlər boyaların, yüksək molekullu və digər birləşmə-
lərin alınmasında ilkin xammal kimi tətbiq olunur.
O
formamid
531
13.4. ÜZVĐ YANACAQLAR VƏ ONLARIN ĐŞLƏNĐLMƏSĐ
Yanacağın təsnifatı.
Hal-hazırda yer üzərində əsas enerji
mənbəyi kimi yanacağın kimyəvi enerjisindən istifadə edilir.
Yanacaq aqreqat halına görə bərk, maye və qaz yanacaqla-
rına ayırılır. Bərk yanacaqlara daş və qonur kömürləri, yanar şis-
tləri, torfu və oduncağı misal göstərmək olar. Maye yanacaqlara
neft və neft məhsulları: benzin, kerosin, mazut və s., qaz yana-
caqlarına isə təbii qaz, maye və bərk yanacağın qazvari məh-
sulları daxildir.
Yanacağın yanma istiliyi.
Yanacağın mühüm xarakteristi-
kalarından biri onun yanma istiliyidir. Yanacağın tərkibinə daxil
olan elementlərin oksigenlə ali oksidlərə qədər oksidləşməsinin
istilik effekti yanacağın yanma istiliyi adlanır.
Standart şəraitdə
(bax.5.3) bir mol yanacağın yanma istiliyi standart yanma istiliyi
adlanır.
Texnikada yanacağın termokimyəvi xassələri adətən xüsusi
yanma istiliyi ilə xarakterizə olunur. Xüsusi yanma istiliyi de-
dikdə 1 kq maye və ya bərk yanacağın və 1m
3
qazvari yanacağın
tərkibinə
daxil olan elementlərin ali oksidlərə oksidləşməsinin
istilik effekti nəzərdə tutulur.
Bərk yanacaq və onun işlənmə məhsulları.
Bərk yanaca-
ğın əsas komponenti karbondur. Cədvəl 13.2-də bərk yanacaq-
larda karbonun miqdarı və onların xüsusi yanma istiliyi
verilmişdir.
Karbon yanacağın yanan hissəsini təşkil edir. Bu hissəyə
həmçinin yanacağın tərkibinə daxil olan hidrogen, oksigen və
kükürd aid edilir. Yanacağın yanmasından əmələ gələn qeyri-üz-
vi maddələr - kül və su isə yanacağın yanmayan hissəsini təşkil
edir.
Yanacağın tərkibindəki faydalı komponentləri ayırmaq və
istifadə üçün əlverişli vəziyyətə gətirmək məqsədilə onu kim-
yəvi işləyirlər. Bərk yanacağı işləmək üçün əsasən piroliz (quru
distillə), qismən oksidləşdirmə (konversiya) və hidrogenləşdir-
mə adlanan üç üsuldan istifadə olunur. Kömürün pirolizi 500-
532
600
0
S və ya 900-1100
o
S-də havasız mühitdə aparılır. Bu zaman
rabitələrin və makromolekulların parçlanması nəticəsində
qazvari və maye maddələr və bərk qalıq əmələ gəlir. 500-600
o
S-də əmələ gələn bərk qalıq polukoks (yarımkoks), 900-
1100
0
S-də alınan bərk qalıq isə koks adlanır.
Cədvəl 13.2 Bərk yanacaqlarda karbonun miqdarı və
onların xüsusi yanma istiliyi
Yanacaq
Karbonun kütlə payı, %
Xüsusi yanma
istiliyi, MC/mol
Oduncaq (küknar)
50
18
Torf
55,9
18,7
÷
24
Liqnit
61,8
20,9
÷
25,6
Qonur kömür
69,5
23
÷
31
Daş kömür
78-80
30
÷
32
Antrasit
91
32
÷
36
Ağac kömürü
100
34
Kömürün pirolizi 500-600
0
S və ya 900-1100
o
S-də
havasız mühitdə aparılır. Bu zaman rabitələrin və
makromolekulların parçlanması nəticəsində qazvari və maye
maddələr və bərk qalıq əmələ gəlir. 500-600
o
S-də əmələ gələn
bərk qalıq polukoks (yarımkoks), 900-1100
0
S-də alınan bərk
qalıq isə koks adlanır. Koksun tərkibi kütlə payı ilə 90-95 %
kömürdən, qalan hissəsi isə tərkibinə hidrogen, oksigen, az
miqdarda azot və kükürd daxil olan qalıqdan ibarətdir. Koksdan
metallurgiyada reduksiyaedici kimi istifadə olunur.
Kömürün pirolizindən alınan maye məhsullar saxlanıldıqda
daş kömür qətranı və qətranlı su adlanan iki hissəyə ayrılır. Daş
kömür qətranından benzol, fenol, texniki yağlar və digər məh-
sullar alınır.
Qazvari məhsullardan sənaye uçün qiymətli xammalar olan
ammonyak, benzol, hidrogen sulfid kimi məhsulları ayırdıqdan
sonra qalan qaz qarışıqları koks qazı adlanır. Koks qazı kütlə pa-
yı ilə 50-60 % hidrogen, 20-30% metan, 4-6 % karbon 2-oksid
533
və s.-dən təşkildir. Koks qazından yanacaq və kimyəvi xammal
kimi istifadə olunur.
Bir ton kömürün pirolizindən 650-750 kq koks, 340-350 m
3
koks qazı, 30-40 kq qətran, 10-12 kq benzol və 25-34 kq
ammonyak alırlar.
Közərmiş kömür ilə havanın qarşılıqlı təsirindən əsasən azot
və dəm qazından ibarət qaz qarışığı alınır. Bu qaz hava və ya
generator
qazı adlanır. Közərmiş kömürlə hava arasındakı
qarşılıqlı təsir mürəkkəb xarakter daşıyır. Əsas reaksiyanı bir
mol CO-nun əmələ gəlməsinə aid etsək yaza bilərik:
C + 1/2O
2
+ (4N
2
) = CO + (4N
2
); ∆H
298
o
= -110 kC/mol
Generator qazının tərkibində kifayət qədər azot olduğundan
aşağı yanma istiliyi (3,3-5,0 MC/m
3
) ilə xarakiterizə olunur.
Közərmiş kömürü su buxarı ilə işlətdikdə (buxar-su
konversiyası) su qazı (sintez-qaz) adlanan, əsasən hidrogendən
və dəm qazından ibarət qaz qarışığı alınır:
C + O
2
= CO + H
2
; ∆H
298
o
= -131,3 kC/mol
Göstərilən tənlik üzrə alınan qazların hər ikisi yanan qaz
olduğundan su qazı yüksək xüsusi yanma istiliyinə malikdir.
Kömürün qismən oksidləşmə proseslərindən əmələ gələn
qazvari məhsullardan aşağıdakı katalitik reaksiya tənlikləri üzrə
maye yanacaqlar almaq olar:
nCO +(2n+1)H
2
→ C
n
H
2n+2
+ nH
2
O
2nCO + nH
2
→ C
n
H
2n
+ nCO
2
CO + 2H
2
→ CH
3
OH
534
Yüksək təzyiq altında 500
0
S-də katalizatorun iştirakı ilə
kömür hidrogenlə təsirdə olaraq maye və qaz yanacaqları:
benzin, mineral yağlar, metan və digər məhsullar əmələ gətirir.
Dostları ilə paylaş: |