2023 Autor: Jake Johnson | [email protected]. Zadnja izmjena: 2023-05-24 23:12
Velika većina proizvoda organske hemije potiče od supstanci kao što su nafta, prirodni gas ili ugalj, ili, u manjoj meri, iz skupa prirodnih supstanci porijekla, od kojih su najčešći ugljikohidrati, masti i ulja. Među sirovinama izdvajamo osnovne spojeve kao što su metan, etilen, propilen, butadien, benzen, toluen i ksileni.
Oko 90% organskih hemijskih proizvoda dolazi od nafte i prirodnog gasa. Međutim, dobro je zapamtiti da iako su nafta, prirodni plin i ugalj prilično važne sirovine za kemijsku industriju, glavna upotreba ovih fosilnih goriva je stvaranje energije. Dakle, samo oko 8% nafte je namijenjeno za proizvodnju kemijskih proizvoda. Velika dodana vrijednost hemijskih proizvoda dobijenih iz nafte omogućava nam da pretpostavimo da će se, u ne tako dalekoj budućnosti, petrohemijske primjene povećati u odnosu na one koje proizvode energiju.
Kada govorimo o sirovoj nafti, mislimo na složenu mješavinu ugljovodonika zasićenog tipa, sa određenim dodanim količinama nezasićenih ugljovodonika, koji se odvajaju frakcioniranim destilacijom Za sintezu ili pripremu hemikalija one su većezanimaju lake frakcije koje imaju minimalan broj ugljika, posebno one koje u svom sadržaju imaju nezasićene ugljovodonike. Formiranju gore spomenutih favoriziraju operacije "katalitičkog krekiranja", poput one koju predstavljamo u sljedećoj jednadžbi za heksan, što dovodi do stvaranja etilena i propilena proizvoda:
2 C6H14 → CH4 + 3 C2H4 + C2 H6 + C3H6; na temperaturi između 800-1000ºC iu prisustvu katalizatora.
Odabir odgovarajućeg katalizatora je važan. Pod različitim uslovima, i sa odgovarajućim katalizatorom, proizvodi se ono što je poznato kao "reformisanje" heksana, formirajući benzen:
C6H14 → C6H6 + 4 H2
U slučaju prirodnog gasa, koji se u suštini sastoji od metana, on reaguje na visokim temperaturama sa vodenom parom, stvarajući mešavinu ugljen-monoksida i vodonika, što je opšte poznato kao "sintetski gas":
CH4 + H2O → CO + 3 H2
Sintetski gas se koristi za pripremu različitih jedinjenja organskog tipa kao što su metanol ili druge vrste alkohola. Vodonik koji dolazi iz sintetskog plina se također koristi za sintetizaciju amonijaka, slijedeći metodu nazvanu Haberov proces.
ugljik je takođe veoma važna sirovina, koja sadrži različite elemente kao što su ugljenik, vodonik, kiseonik, azot i sumpor. Kada zagrejemo ugalj na temperature koje prelaze 300ºC (između 350 i 1000ºC), nalazimo se uu nedostatku zraka nastaje čvrsti koks koji se koristi za proizvodnju supstanci koje su danas važne kao čelik i drugih proizvoda aromatičnog tipa koji se kondenzuju kada temperature padnu; Među ovim proizvodima izdvajamo one koji kondenzuju ispod 200ºC, kao što su benzen, ksilen ili toluen, s druge strane, na višim temperaturama kondenzuju naftalen i fenol. Druga upotreba uglja kao sirovine je njegova obrada vodenom parom, koja dovodi do mješavine supstanci, kao što su metan, ugljični monoksid i vodonik, koje imaju važne primjene.
U organskoj hemiji postoje i jedinjenja koja se dobijaju iz ugljenih hidrata, odnosno iz biomase. Ovi spojevi su uglavnom polisaharidi, poput celuloze, koji se uglavnom sastoje od biljaka, te su stoga lako dostupni materijali, kao i obnovljivi. Biomasa nam daje hranu, ali je iz nje moguće i ukloniti hemikalije. Najčešći hemijski postupak je fermentacija; međutim, neki polisaharidi, kao što je celuloza, moraju se prvo hidrolizirati u jednostavnije šećere prije nego što pređu na fermentaciju. Može se reći da je do 1950-ih etanol korišten u industriji nastao fermentacijom, koji je nakon dehidracije stvarao etilen, koji je bio međuproizvod sinteze koji je vjerovatno najtraženiji u industriji organske hemije. Škrob, melasa i drugi šećeri su dobri za fermentaciju, ako govorimo sa tehničke tačke gledišta, jer se jednostavno pretvaraju u glukozu, koja se djelovanjem mikroorganizama može pretvoriti u različite i raznolike hemijske supstance.
S druge strane, masti i ulja, bilo životinjskog ili biljnog porijekla, su u suštini estri triola, 1, 2, 3-propantriola (glicerin ili glicerol), sa lancima koji su često nezasićeni, koji imaju između 10 i 20 ugljika. Ovi estri se široko koriste u prehrambenoj industriji, a vjeruje se da nezasićene grupe, poput onih koje se nalaze u maslinovom ulju, snižavaju kolesterol, a time i kardiovaskularni rizik. Hidrolizom estera nastaje glicerol, kao i njemu odgovarajuće masne kiseline. Konkretno, sapun za domaću upotrebu nastaje samo od natrijumove soli mešavine masnih kiselina koja se dobija hidrolizom masti i ulja, odnosno saponifikacijom.
