|
Ca toate combina?iile organice, hidrocarburile sunt stabile numai la tem¬peraturi relativ joase. Când sunt înc?lzite destul de sus, un timp destul de lung, ele se desfac în carbon ?i hidrogen. Se ?tie demult c? aceast? transformare nu se produce direct, ci printr-o serie de prefaceri intermediare, care dau na?tere altor hidrocarburi, cu o stabilitate relativ? mai mare la temperaturi înalte. Prin aceasta, descompunerea termic? poate fi o surs? de noi hidrocar¬buri ?i ea st? la baza unor importante procedee tehnice. De?i reac?iile chimice sunt de acela?i tip, se deosebesc de obicei, dup? temperatura la care are loc descompunerea unei hidrocarburi, reac?ii de cracare sau de rupere (sub 650°) ?i, reac?ii de piroliz? (peste aceast? temperatur?).
Reac?iile de descompunere termic? nu sunt niciodat? simple, a?a c? nu se ob?ine o singur? hidrocarbur? nou?, ci se formeaz? amestecuri mai mult sau mai pu?in complexe. Analiza acestor amestecuri este uneori grea. De aceea, nu se cunosc cu exactitate produ?ii de descompunere termic? decât la hidro¬carburile simple. O alt? complica?ie provine din faptul c? hidrocarburile noi formate pot suferi, la rândul lor, alte transform?ri dând na?tere unor noi hidrocarburi, care bineîn?eles se g?sesc amestecate cu produ?ii primari de des¬compunere. De aceea, în cercetarea reac?iilor de descompunere termic?, trebuie s? se fac? deosebire între produ?ii primari, proveni?i direct din hidrocarburile ini?iale, si produ?ii secundari, rezulta?i din descompunerea produ¬?ilor primari.
Descompunerea termic? se poate studia fie printr-o metod? static?, înc?lzind la o anumit? temperatur? hidrocarbura închis? într-un recipient ?i analizând apoi produ?ii rezulta?i, fie printr-o metod? dinamic?, trecând hidrocarbura printr-un tub înc?lzit la temperatura voit?, a?a încât ac?iunea c?ldurii s? se exercite un timp determinat, de obicei scurt, care depinde de viteza de trecere prin tub. Produ?ii de reac?ie sunt astfel sco?i de sub influen?a c?ldurii ?i formarea produ?ilor secundari este împiedicat? sau întârziat? mult.
Factorii care influen?eaz? descompunerea termic? sunt, în primul rând, temperatura ?i durata de înc?lzire. Între ei exist? o corela?ie. Cu cât timpul de înc?lzire este mai scurt, cu atât temperatura trebuie s? fie mai înalt?, pentru a ob?ine acela?i grad de descompunere. Timpurile lungi favorizeaz?, pe de alt? parte, reac?iile secundare. Un alt factor important este presiunea, care influen?eaz? îns? mai pu?in reac?iile de rupere (monomoleculare) ale moleculelor, cât mai ales sintezele (bimoleculare). Suprafa?a recipientului sau tubului poate de asemenea juca un rol însemnat: ferul ?i mai ales nichelul accelereaz? descompunerea cu carbonizare înaintat? ?i formare de hidrogen ?i de metan. Aceste metale dau na?tere la reac?ii heterogene de suprafa??, au deci un rol catalitic. Sticla, cuar?ul ?i, dintre metale, cromul sau o?elurile bogate în crom nu au asemenea ac?iuni de suprafa??. În vase sau tuburi f?cute din aceste materiale au loc reac?ii omo-gene de piroliz?, singurele care intereseaz? în cele ce urmeaz?.
Vom ar?ta, pe scurt, produ?ii care s-au ob?inut la descompunerea termic? a principalelor clase de hidrocarburi.
Metanul are o comportare mult deosebit? de a celorlalte hidrocarburi, datorit? faptului c? are un singur atom de carbon în molecul?. El se distinge printr-o mare stabilitate, care întrece pe a tuturor hidrocarburilor (afar? de acetilen?). Când nu sunt de fa?? catalizatori (în faz? omogen?), metanul este stabil pân? la cca. 900° (în prezen?? de catalizatori se stabile?te echilibrul CH4 = C + 2H2). Trecut cu timpuri de contact foarte scurte (0,3 s) prin tuburi de cuar? înc?lzite la 1000-1200°, se formeaz?, cu randamente mici, acetilen?, eten?, butadien? ?i hidrocarburi aromatice, benzen, toluen, xilen, naftalin?, antracen etc. (F. Fischer). Hidrocarburile aromatice provin fie din acetilen?, fie din eten?, prin reac?ii secundare. La temperaturi ?i mai înalte (peste 1200°), singurul produs ce se ob?ine este ace¬tilena.
Alcanii cu doi sau mai mul?i atomi de carbon în molecul? încep s? se des¬compun? la temperaturi mult mai joase decât metanul ?i anume la temperaturi cu atât mai joase, cu cât molecula
|