Süsivesinikud nafta­saadustes ja polümeerides

Nafta on tekkinud miljoneid aastaid tagasi mereloomadest ja taimedest. Nafta destilleerimisel toodetakse palju kasulikke saadusi, mis omakorda on enamasti alkaanide segud. Nafta­puuraukudest väljub koos naftaga naftagaas, mis koosneb gaasilistest alkaanidest. Nafta destilleerimise saadusi liigitatakse keemis­temperatuuri järgi.

Kõige madalama keemis­temperatuuriga saadust nimetatakse bensiiniks. Seda kasutatakse tavalise auto­mootori kütusena. Bensiiniaurude ja õhu segu süttib automootoris elektri­sädemest. Et põlemine oleks mõõdukas, peavad bensiini koostises olema hargneva ahelaga alkaanid.

Järgmist, kõrgemal temperatuuril keevat naftasaadust nimetatakse petrooleumiks. Petrooleumile lähedase keemis­temperatuuri ja koostisega nafta­saadus on diislikütus, mida kasutatakse diisel­mootorites. Diislikütus pritsitakse mootorisse läbi peene ava. Väga suure rõhu all kuumeneb ta mitmesaja kraadini ja süttib ise.

Veel kõrgema keemistemperatuuriga on määrde- ja muud õlid, masuut ja parafiin. Nafta destillatsioonil jääb lõpuks järele must pigitaoline jääk – bituumen. Bituumenit kasutatakse asfalteerimisel.

Maagaasi ja teisi gaasilisi süsivesinikke kasutatakse tööstuses ja argielus gaasilise kütusena. Majapidamises tarvitatav ballooni­gaas on tavaliselt propaani ja butaani segu. Bensiini, diislikütuse ja petrooleumi kõrval kasutatakse kütusena (katlamajades ja mujal) ka masuuti.

Süsivesinikud vees ei lahustu. Vedelad ja tahked süsi­vesinikud tunduvad katsudes rasvased. Nad on vett-­tõrjuvad, s.t nad ei märgu. Kui nendega immutada paberit või riiet, muutuvad ka viimased märgumatuks.

Kuna süsivesinikud on vett-tõrjuvad, kaetakse raudesemeid mõnikord poolvedela süsivesinike segu õhukese kihiga (vaseliin, tavott). See hoiab rauda roostetamise eest, sest takistab vee ligipääsu raua pinnale.

Madalamal temperatuuril keevaid alkaane ja nende segusid (bensiin) kasutatakse lahustitena. Eriti hästi lahustavad nad rasvu ja õlisid. Seepärast on bensiin omal kohal rasva­plekkide väljavõtmisel ja keemilises puhastuses, sest mustus määrdunud rõivastel on enamasti rasvane.

Kõrgema keemis­temperatuuriga vedelad ja poolvedelad nafta­saadused on väga tähtsad määrdeainena. Nad on libedad ja vähendavad liikuvate masina­osade hõõrdumist. Vedelamaid määrde­aineid kasutatakse väiksemate, paksemaid suuremate seadmete määrimiseks ja õlitamiseks. Käekella ja traktorit ei saa ühe ja sama õliga õlitada.

Looduses leiduvate või nafta töötlemisel saadud süsivesinike molekulid võivad olla võrdlemisi pikad. Näiteks tavaline parafiin, millest valmistatakse küünlaid, koosneb süsi­vesinikest, mille molekulides on 20 kuni 35 süsiniku aatomit. Leidub ka palju suurema molekuliga süsivesinikke. Süsinik­ahela pikkusel ei olegi kindlat piiri. Kuna C—C-sidemed on tugevad, püsib väga pikk süsinik­ahel koos sama hästi kui lühike.

Alkaani, mille süsinikahelas on mitu tuhat või mitukümmend tuhat süsiniku aatomit, nimetatakse polüeteeniks. Polüeteen koosneb tuhandetest —CH₂— lülidest, mis on üksteise külge seotud täpselt sama moodi nagu butaanis või parafiinis. Polüeteen on üks lihtsama ehitusega polümeere.

Väga sageli ongi polümeerid tekkinud väikeste molekulide liitumisel pikaks ahelaks. Sellist liitumis­reaktsiooni nimetatakse polümerisatsiooniks. Polüeteen on tekkinud eteeni (tehnilise nimetusega etüleen) polümerisatsioonil:

$...+\underset{\text{eteen}}{\mathrm{C}{\mathrm{H}}_2=\mathrm{C}{\mathrm{H}}_2}+$ $\underset{\text{eteen}}{\mathrm{C}{\mathrm{H}}_2=\mathrm{C}{\mathrm{H}}_2}+...\to$ $\underset{\text{polüeteen}}{—\mathrm{C}{\mathrm{H}}_2—\mathrm{C}{\mathrm{H}}_2—\mathrm{C}{\mathrm{H}}_2—}$

Polümeeride omadused on sageli küllaltki erinevad samalaadse koostise ja molekuli ehitusega, kuid palju väiksemate molekulidega ainete omadustest. Võrdleme näiteks parafiini ja polüeteeni (kile) omadusi. Parafiin on rabe, kuumutades sulab kergesti ja muutub täiesti vedelaks. Polüeteen on painduv ja elastne, sellest saab valmistada õhukest kilet; kuumutades pehmeneb polüeteen järk-järgult ning seda saab venitada pikaks peeneks niidiks. Paljude polümeersete materjalide oluline omadus ongi suur elastsus ja painduvus.