স্যাচুরেটেড হাইড্রোকার্বন (প্যারাফিন) হল স্যাচুরেটেড অ্যালিফ্যাটিক হাইড্রোকার্বন, যেখানে কার্বন পরমাণুর মধ্যে একটি সরল (একক) বন্ধন থাকে।
অন্য সব ভ্যালেন্স হাইড্রোজেন পরমাণু দিয়ে সম্পূর্ণরূপে পরিপূর্ণ।
Homological সিরিজ
চূড়ান্ত স্যাচুরেটেড হাইড্রোকার্বনের সাধারণ সূত্র SpH2p+2 আছে। সাধারণ অবস্থার অধীনে, এই শ্রেণীর প্রতিনিধি একটি দুর্বল প্রতিক্রিয়া দেখায়, তাই তাদের "প্যারাফিন" বলা হয়। স্যাচুরেটেড হাইড্রোকার্বন মিথেন দিয়ে শুরু হয়, যার আণবিক সূত্র CH4 রয়েছে।
মিথেনের উদাহরণে গঠন বৈশিষ্ট্য
এই জৈব পদার্থটি গন্ধহীন এবং বর্ণহীন, গ্যাসটি বাতাসের তুলনায় প্রায় দ্বিগুণ হালকা। প্রকৃতিতে, এটি প্রাণী এবং উদ্ভিদ জীবের পচনের সময় গঠিত হয়, তবে শুধুমাত্র বায়ু প্রবেশের অনুপস্থিতিতে। এটি কয়লা খনিতে, জলাধারে পাওয়া যায়। স্বল্প পরিমাণে, মিথেন প্রাকৃতিক গ্যাসের অংশ, যা বর্তমানে দৈনন্দিন জীবনে উৎপাদনে জ্বালানি হিসেবে ব্যবহৃত হয়।
অ্যালকেন শ্রেণীর অন্তর্গত এই স্যাচুরেটেড হাইড্রোকার্বনের একটি সমযোজী মেরু বন্ধন রয়েছে। টেট্রাহেড্রাল গঠন sp3 দ্বারা ব্যাখ্যা করা হয়একটি কার্বন পরমাণুর সংকরায়ন, বন্ধন কোণ হল 109°28'।
প্যারাফিনের নামকরণ
স্যাচুরেটেড হাইড্রোকার্বনকে পদ্ধতিগত নামকরণ অনুসারে নামকরণ করা যেতে পারে। একটি নির্দিষ্ট পদ্ধতি রয়েছে যা আপনাকে স্যাচুরেটেড হাইড্রোকার্বনের অণুতে উপস্থিত সমস্ত শাখাগুলিকে বিবেচনায় নেওয়ার অনুমতি দেয়। প্রথমে আপনাকে দীর্ঘতম কার্বন শৃঙ্খল সনাক্ত করতে হবে, তারপরে কার্বন পরমাণুগুলিকে নম্বর দিতে হবে। এটি করার জন্য, অণুর অংশটি নির্বাচন করুন যেখানে সর্বাধিক শাখা রয়েছে (বেশি সংখ্যক র্যাডিকেল)। যদি অ্যালকনে বেশ কয়েকটি অভিন্ন র্যাডিকেল থাকে, তাহলে নির্দিষ্ট উপসর্গগুলি তাদের নামের সাথে নির্দেশিত হয়: di-, tri-, tetra। হাইড্রোকার্বন অণুতে সক্রিয় কণার অবস্থান স্পষ্ট করতে সংখ্যাগুলি ব্যবহার করা হয়। প্যারাফিনের নামের চূড়ান্ত ধাপ হল কার্বন চেইনের ইঙ্গিত, যেখানে প্রত্যয় যোগ করা হয়েছে -an।
স্যাচুরেটেড হাইড্রোকার্বনগুলি তাদের একত্রিত হওয়ার অবস্থায় আলাদা। এই নগদ রেজিস্টারের প্রথম চারটি প্রতিনিধি হল গ্যাসীয় যৌগ (মিথেন থেকে বিউটেন)। আপেক্ষিক আণবিক ওজন বৃদ্ধির সাথে সাথে একটি তরলে একটি রূপান্তর ঘটে এবং তারপরে একত্রিতকরণের একটি কঠিন অবস্থায় যায়।
স্যাচুরেটেড এবং অসম্পৃক্ত হাইড্রোকার্বন পানিতে দ্রবীভূত হয় না, তবে জৈব দ্রাবক অণুতে দ্রবীভূত হতে পারে।
আইসোমেরিজমের বৈশিষ্ট্য
স্যাচুরেটেড হাইড্রোকার্বনে কী ধরনের আইসোমেরিজম থাকে? এই শ্রেণীর প্রতিনিধিদের গঠনের উদাহরণ, বুটেন দিয়ে শুরু করে, নির্দেশ করেকার্বন কঙ্কালের আইসোমেরিজমের উপস্থিতি।
কোভ্যালেন্ট পোলার বন্ড দ্বারা গঠিত কার্বন চেইনটির একটি জিগজ্যাগ আকৃতি রয়েছে। এটি মহাকাশে মূল চেইনের পরিবর্তনের কারণ, অর্থাৎ কাঠামোগত আইসোমারের অস্তিত্ব। উদাহরণস্বরূপ, একটি বিউটেন অণুতে পরমাণুর বিন্যাস পরিবর্তন করার সময়, এর আইসোমার গঠিত হয় - 2মিথাইলপ্রোপেন।
রাসায়নিক বৈশিষ্ট্য
আসুন স্যাচুরেটেড হাইড্রোকার্বনের মৌলিক রাসায়নিক বৈশিষ্ট্য বিবেচনা করা যাক। হাইড্রোকার্বনের এই শ্রেণীর প্রতিনিধিদের জন্য, সংযোজন প্রতিক্রিয়াগুলি বৈশিষ্ট্যযুক্ত নয়, যেহেতু অণুর সমস্ত বন্ধন একক (স্যাচুরেটেড)। অ্যালকেন একটি হ্যালোজেন (হ্যালোজেনেশন), একটি নাইট্রো গ্রুপ (নাইট্রেশন) দ্বারা একটি হাইড্রোজেন পরমাণুর প্রতিস্থাপনের সাথে যুক্ত মিথস্ক্রিয়ায় প্রবেশ করে। যদি স্যাচুরেটেড হাইড্রোকার্বনের সূত্রের রূপ থাকে SpH2n + 2, তাহলে প্রতিস্থাপনের পরে CnH2n + 1CL গঠনের একটি পদার্থ তৈরি হয়, সেইসাথে CnH2n + 1NO2।
প্রতিস্থাপন প্রক্রিয়ার একটি মুক্ত র্যাডিক্যাল প্রক্রিয়া রয়েছে। প্রথমত, সক্রিয় কণা (র্যাডিক্যাল) গঠিত হয়, তারপরে নতুন জৈব পদার্থের গঠন পরিলক্ষিত হয়। সমস্ত অ্যালকেন পর্যায় সারণীর সপ্তম গোষ্ঠীর (প্রধান উপগোষ্ঠী) প্রতিনিধিদের সাথে প্রতিক্রিয়া দেখায়, তবে প্রক্রিয়াটি শুধুমাত্র একটি উচ্চ তাপমাত্রায় বা হালকা কোয়ান্টামের উপস্থিতিতে এগিয়ে যায়।
এছাড়াও, মিথেন সিরিজের সমস্ত প্রতিনিধি বায়ুমণ্ডলীয় অক্সিজেনের সাথে মিথস্ক্রিয়া দ্বারা চিহ্নিত করা হয়। দহনের সময়, কার্বন ডাই অক্সাইড এবং জলীয় বাষ্প প্রতিক্রিয়া পণ্য হিসাবে কাজ করে। প্রতিক্রিয়ার সাথে উল্লেখযোগ্য পরিমাণে তাপ তৈরি হয়।
যখন মিথেন বায়ুমণ্ডলীয় অক্সিজেনের সাথে মিথস্ক্রিয়া করেএকটি বিস্ফোরণ সম্ভব। স্যাচুরেটেড হাইড্রোকার্বন শ্রেণীর অন্যান্য প্রতিনিধিদের জন্য অনুরূপ প্রভাব সাধারণ। তাই প্রোপেন, ইথেন, মিথেনের সাথে বিউটেনের মিশ্রণ বিপজ্জনক। উদাহরণস্বরূপ, এই ধরনের সঞ্চয় কয়লা খনি, শিল্প কর্মশালার জন্য সাধারণ। যদি স্যাচুরেটেড হাইড্রোকার্বন 1000 ডিগ্রি সেলসিয়াসের উপরে উত্তপ্ত হয় তবে এটি পচে যায়। উচ্চ তাপমাত্রা অসম্পৃক্ত হাইড্রোকার্বন উৎপাদনের পাশাপাশি হাইড্রোজেন গ্যাসের গঠনের দিকে পরিচালিত করে। ডিহাইড্রোজেনেশন প্রক্রিয়াটি শিল্পগত গুরুত্বের, এটি আপনাকে বিভিন্ন ধরনের জৈব পদার্থ পেতে দেয়৷
মিথেন সিরিজের হাইড্রোকার্বনের জন্য, বিউটেন দিয়ে শুরু, আইসোমারাইজেশন বৈশিষ্ট্যযুক্ত। এর সারমর্ম হল কার্বন কঙ্কাল পরিবর্তন করে, সম্পৃক্ত শাখাযুক্ত হাইড্রোকার্বন প্রাপ্ত করা।
আবেদনের বৈশিষ্ট্য
মিথেন প্রাকৃতিক গ্যাস হিসেবে জ্বালানি হিসেবে ব্যবহৃত হয়। মিথেনের ক্লোরিন ডেরিভেটিভস অনেক ব্যবহারিক গুরুত্ব। উদাহরণস্বরূপ, ক্লোরোফর্ম (ট্রাইক্লোরোমেথেন) এবং আয়োডোফর্ম (ট্রাইওডোমেথেন) ওষুধে ব্যবহৃত হয় এবং বাষ্পীভবনের প্রক্রিয়ায় কার্বন টেট্রাক্লোরাইড বায়ুমণ্ডলীয় অক্সিজেনের অ্যাক্সেস বন্ধ করে দেয়, তাই এটি আগুন নিভানোর জন্য ব্যবহৃত হয়।
হাইড্রোকার্বনের ক্যালোরিফিক মানের উচ্চ মূল্যের কারণে, এগুলি কেবল শিল্প উত্পাদনেই নয়, অভ্যন্তরীণ উদ্দেশ্যেও জ্বালানী হিসাবে ব্যবহৃত হয়।
প্রোপেন এবং বিউটেনের মিশ্রণ, যাকে "তরলীকৃত গ্যাস" বলা হয়, বিশেষ করে এমন এলাকায় প্রাসঙ্গিক যেখানে প্রাকৃতিক গ্যাস পাওয়া যায় না৷
আকর্ষণীয় তথ্য
হাইড্রোকার্বনের প্রতিনিধি, যা তরল অবস্থায় থাকে, গাড়ির অভ্যন্তরীণ জ্বলন ইঞ্জিনের জ্বালানী (পেট্রোল)। এছাড়াও, মিথেন বিভিন্ন রাসায়নিক শিল্পের জন্য একটি সাশ্রয়ী মূল্যের কাঁচামাল৷
উদাহরণস্বরূপ, মিথেনের পচন এবং দহনের বিক্রিয়াটি শিল্পের কালি উৎপাদনের জন্য ব্যবহৃত হয়, যা মুদ্রণ কালি উৎপাদনের জন্য প্রয়োজনীয়, সেইসাথে রাবার থেকে বিভিন্ন রাবার পণ্যের সংশ্লেষণের জন্য।
এটি করার জন্য, মিথেনের সাথে চুল্লিতে এত পরিমাণ বাতাস সরবরাহ করা হয় যাতে স্যাচুরেটেড হাইড্রোকার্বনের আংশিক দহন ঘটে। তাপমাত্রা বাড়ার সাথে সাথে কিছু মিথেন পচে গিয়ে সূক্ষ্ম কালি তৈরি করবে।
প্যারাফিন থেকে হাইড্রোজেন গঠন
মিথেন হল অ্যামোনিয়া সংশ্লেষণের জন্য ব্যবহৃত শিল্প হাইড্রোজেনের প্রধান উৎস। ডিহাইড্রোজেনেশন করার জন্য, মিথেন বাষ্পের সাথে মেশানো হয়।
প্রক্রিয়াটি প্রায় 400 °C তাপমাত্রায় সঞ্চালিত হয়, প্রায় 2-3 MPa চাপ, অ্যালুমিনিয়াম এবং নিকেল অনুঘটক ব্যবহার করা হয়। কিছু সংশ্লেষণে, গ্যাসের মিশ্রণ ব্যবহার করা হয়, যা এই প্রক্রিয়ায় গঠিত হয়। যদি পরবর্তী রূপান্তরগুলি বিশুদ্ধ হাইড্রোজেন ব্যবহার করে, তাহলে জলীয় বাষ্পের সাথে কার্বন মনোক্সাইডের অনুঘটক জারণ করা হয়।
ক্লোরিনেশন মিথেন ক্লোরিন ডেরিভেটিভের মিশ্রণ তৈরি করে, যার ব্যাপক শিল্প প্রয়োগ রয়েছে। উদাহরণস্বরূপ, ক্লোরোমিথেন তাপ শোষণ করতে সক্ষম, যে কারণে আধুনিক হিমায়ন ব্যবস্থায় এটি একটি রেফ্রিজারেন্ট হিসাবে ব্যবহৃত হয়।
ডাইক্লোরোমেথেন জৈব পদার্থের জন্য একটি ভালো দ্রাবক, যা রাসায়নিক সংশ্লেষণে ব্যবহৃত হয়।
হাইড্রোজেন ক্লোরাইড, র্যাডিকাল হ্যালোজেনেশন প্রক্রিয়ায় গঠিত, জলে দ্রবীভূত হওয়ার পরে, হাইড্রোক্লোরিক অ্যাসিডে পরিণত হয়। বর্তমানে, মিথেন থেকেও অ্যাসিটিলিন পাওয়া যায়, যা একটি মূল্যবান রাসায়নিক কাঁচামাল।
উপসংহার
মিথেন সমজাতীয় সিরিজের প্রতিনিধিরা প্রকৃতিতে ব্যাপকভাবে বিতরণ করা হয়, যা তাদের আধুনিক শিল্পের অনেক শাখায় জনপ্রিয় পদার্থ করে তোলে। মিথেন হোমোলগ থেকে, শাখাযুক্ত হাইড্রোকার্বন পাওয়া যেতে পারে, যা বিভিন্ন শ্রেণীর জৈব পদার্থের সংশ্লেষণের জন্য প্রয়োজনীয়। সিন্থেটিক ডিটারজেন্ট উৎপাদনের কাঁচামাল হল অ্যালকেন শ্রেণীর সর্বোচ্চ প্রতিনিধি।
প্যারাফিন ছাড়াও, অ্যালকেন, সাইক্লোয়ালকেন, সাইক্লোপ্যারাফিন নামে পরিচিত, এছাড়াও ব্যবহারিক আগ্রহের বিষয়। তাদের অণুগুলিতেও সাধারণ বন্ধন রয়েছে তবে এই শ্রেণীর প্রতিনিধিদের বিশেষত্ব হল একটি চক্রীয় কাঠামোর উপস্থিতি। অ্যালকেন এবং সাইক্লোএকেন উভয়ই বায়বীয় জ্বালানী হিসাবে প্রচুর পরিমাণে ব্যবহৃত হয়, যেহেতু প্রক্রিয়াগুলির সাথে উল্লেখযোগ্য পরিমাণে তাপ (এক্সোথার্মিক প্রভাব) নির্গত হয়। বর্তমানে, অ্যালকেন, সাইক্লোয়ালকেনগুলিকে সবচেয়ে মূল্যবান রাসায়নিক কাঁচামাল হিসাবে বিবেচনা করা হয়, তাই তাদের ব্যবহারিক ব্যবহার সাধারণ দহন প্রতিক্রিয়ার মধ্যে সীমাবদ্ধ নয়৷
