Av Claire Gillespie, uppdaterad 24 mars 2022
SubstanceP/iStock/GettyImages
En alken är ett omättat kolväte som innehåller en eller flera kol-kol dubbelbindningar, medan en alkan är ett mättat kolväte med endast enkelbindningar. Att omvandla en alkan till en alken kräver avlägsnande av väteatomer - en process som kallas dehydrering. Denna endotermiska reaktion utförs vanligtvis vid mycket höga temperaturer och är en hörnsten i modern petrokemisk produktion.
Att omvandla en alkan till en alken innebär dehydrering, en endoterm reaktion som tar bort väte från alkanen vid temperaturer över 500°C.
Alkaner är enkla kolväten som enbart består av kol- och väteatomer, där alla kol-kolbindningar är enkla. Deras mättade natur gör dem relativt inerta och reagerar huvudsakligen med syre under förbränning för att producera vatten och koldioxid. De fysikaliska egenskaperna hos alkaner - som kokpunkt och viskositet - ökar förutsägbart med kedjelängden, vilket gör dem värdefulla som bränslen och lösningsmedel. Vanliga exempel inkluderar metan, etan, propan, butan och pentan.
Alkener, däremot, innehåller en eller flera kol-kol dubbelbindningar, som ger större reaktivitet. Denna omättnad tillåter alkener att fungera som nyckelmellanprodukter i syntesen av aldehyder, alkoholer, polymerer, aromater och mer. Om en alken till exempel reagerar med ånga i en katalytisk process får man motsvarande alkohol.
Hydrogenering är motsatsen till dehydrering:en alken omvandlas till en alkan genom att tillsätta väte över dubbelbindningen. Reaktionen använder typiskt en nickelkatalysator och utförs vid omkring 150°C (302°F). Denna process används ofta för att producera mättade bränslen och olika industriella kemikalier.
Dehydrering tar bort väte från alkaner - såsom propan eller isobutan - för att bilda alkener som propen eller isobutylen. I den petrokemiska industrin är detta steg väsentligt för att producera aromater, styren och andra specialkemikalier. Reaktionen är mycket endoterm och kräver temperaturer som överstiger 500°C (932°F). Typiska dehydreringsvägar inkluderar aromatisering av cyklohexen i närvaro av väteacceptorer (ofta svavel eller selen) och omvandling av aminer till nitriler med användning av reagenser som jodpentafluorid.
Utöver industriell kemi tillämpas dehydreringsprinciper inom livsmedelsteknologin, där mättade fetter omvandlas till omättade fetter under margarintillverkningen. Den höga temperaturmiljön underlättar frigörandet av vätgas, vilket driver jämvikten mot den omättade produkten.
