ما هي التطبيقات العملية للهيدروكربونات؟

تُعتبر الهيدروكربونات مجموعة من المركبات العضوية التي تتكون من عنصرين أساسيين هما: الهيدروجين والكربون. تتميز جزيئات الهيدروكربونات بوجود ذرة كربون واحدة أو أكثر في هيكل متفرع أو متسلسل، محاطة بذرات الهيدروجين. تُقسم الهيدروكربونات إلى أربعة أنواع رئيسية بناءً على تركيب الجزيئات، وهي: الألكانات، والألكينات، والألكاينات، والهيدروكربونات العطرية. وفيما يلي أبرز استخدامات هذه المركبات:

تطبيقات الألكانات

توجد الألكانات في مجموعة متنوعة من الكائنات الحية، بما في ذلك النمل والصراصير، حيث يمتلك الصراصير ألكان يُعرف باسم نانديكان، والذي يسهم في تجمعها. كما تُساعد الألكانات على نقل حمض الفورميك في أجسام الكائنات عندما يتم لسعها بواسطة النمل.

أيضًا، يُمكن العثور على ألكان يُسمى بريستان في زيت كبد سمك القرش وحوت العنبر والجراد البحري. تلعب الألكانات دورًا هامًا في العديد من التطبيقات الحياتية، مثل:

• يتكون الغاز الطبيعي من ألكانات خفيفة مثل الإيثان والبروبان والبيوتان، مما يقلل من انبعاث الملوثات مقارنةً بالبترول.
• تستخدم الألكانات في أنظمة التكييف والأفران وخلية الوقود.
• تدخل في صناعة المواد البلاستيكية من خلال تكسير الإيثان والبروبان.
• تستخدم في إنتاج المواقد والإضاءة الخارجية والأقمشة.
• تسهم في إنتاج الأمونيا اللازمة لتصنيع الأسمدة.
• تُستخدم كعوامل مضادة للتجمد ووقود للمحركات.
• يعتبر الميثان من المكونات الأساسية للغاز الحيوي، والذي يُستخدم في بعض المنازل الريفية كبديل للنفط.
• تُستخدم الألكانات التي تحتوي على 9-18 ذرة كربون في إنتاج الديزل المتجدد.

تطبيقات الألكينات

تحوي الألكينات على رابطة ثنائية واحدة على الأقل، وتُعتبر هذه المركبات جزءًا أساسيًا من مكونات النفط الخام. تعتبر الألكينات، وخصوصًا الإيثين، مهمة جدًا في الصناعات الكيميائية، حيث تتيح الروابط الثنائية اختلافًا كبيرًا في كيفية تفاعلها بمختلف الظروف. وإليك بعض تطبيقات الألكينات:

• تصنيع المواد البلاستيكية مثل البوليثين المستخدم في إنتاج الأوعية والأكياس.
• صناعة البوليسترين، الذي يُستخدم في إنتاج علب بطاريات السيارات وبعض مكونات الثلاجات.
• إنتاج الكحول، مثل الكحول الإيثيلي المُستخدم في مضادات التجمد في مشععات السيارات.
• تصنيع الألياف الصناعية، مثل تيريلين.
• استخدام البولي بروبين في الصناعات البلاستيكية لصنع الحبال ومواد التعبئة والتغليف.
• تحضير البروبانول المستخدم في إنتاج الأسيتون.
• إنتاج ألياف الأكريليك.
• استخدامها في تصنيع مضادات الاصطدام لمحركات السيارات.

تطبيقات الألكاينات

تحتوي الألكاينات على رابطة ثلاثية بين ذرتي كربون، وتدخل هذه المركبات في مجموعة واسعة من الاستخدامات، منها:

• تستخدم كوقود للصواريخ، حيث يُستخدم الألكاين الشائع، الأسيتيلين، كوقود.
• تصنيع المركبات العضوية مثل حمض الإيثانويك وحمض الأكريليك والإيثانول.
• إنتاج المذيبات العضوية من الإيثاين.
• إنتاج البوليمرات والإضاءة المحمولة والمصابيح الكاشفة.
• استخدامها لإنضاج الثمار بشكل صناعي.
• أحد استخدامات الأسيتيلين تتمثل في اللحام والقطع، حيث يُستخدم في اللحام وقطع المواد التي تحتاج إلى درجات حرارة مرتفعة تزيد عن 3500 درجة مئوية.
• إنتاج بلاستيك البولي إيثيلين من خلال تحويل الإيثيلين الذي يأتي من الأسيتيلين.
• الإنتاج الكيميائي لعدد من المركبات غير العضوية، مثل فيتامين أ وفيتامين هـ.
• تُعتبر عوامل مضادة للسرطانات، مثل الإينيداين والكاليكاميسين.
• إنتاج اللهب الساخن من خلال مزج الأكسجين مع الأوكسي إيثاين.
• تصنيع ألياف البولي بروبين نيتريل.
• إنتاج مطاط النيوبرين المقاوم للحريق والزيوت.
• تُستخدم في تصنيع الأدوية مثل مضادات الفيروسات القهقرية ومضادات الفطريات.

تطبيقات الهيدروكربونات العطرية

تُعد الهيدروكربونات العطرية مركبات غير مشبعة، تتميز بروابط سيجما وباي، حيث تتيح التنقل الحر للإلكترونات بين ذرات الكربون، مما يؤدي إلى تكوين حلقات، ويتضمن العديد منها حلقة البنزين. إليكم بعض الاستخدامات الشائعة للهيدروكربونات العطرية:

• تشكل الصبغة الخضراء المعروفة باسم الكلوروفيل في النباتات، الضرورية لعملية التمثيل الضوئي.
• توجد الهيدروكربونات العطرية في الأحماض النووية والأمينية في جسم الإنسان.
• يُستخدم الهيدروكربون العطري المعروف باسم الميثيل بنزين في إذابة المواد اللاصقة.
• تدخل الهيدروكربونات العطرية في صناعة كرات النفتالين.
• يستفاد من الهيدروكربون العطري فينأنثرين في إنتاج الأصباغ والأدوية والمتفجرات.
• تستخدم الهيدروكربونات العطرية على نطاق واسع في الصناعات البلاستيكية والبتروكيماوية.
• تعتبر بعض الهيدروكربونات العطرية مذيبًا فعالًا في التفاعلات الكيميائية.
• يستخدم البنزين ثنائي الكحول في مجال التصوير الفوتوغرافي.
• تُستخدم الهيدروكربونات العطرية كمذيبات غير قطبية في البنزين والدهانات واللكر.
• يستخدم مركب البنزين العطري في إنتاج الوقود عالي الأوكتان.
• يدخل البنزين في تصنيع المبيدات الحشرية والمنظفات والأصباغ.