Základní suroviny organické chemie
Uhlí, ropa a zemní plyn jsou hlavními zdroji průmyslových organických látek. Věda, která se zabývá jejich studiem, se nazývá petrochemie. Petrochemik řeší, jak zpracovat výchozí suroviny a jak z nich získat v největším měřítku co nejčistší využitelné produkty.
Zemní plyn a methan
Zemní plyn je směs uhlovodíkových plynů, která se používá zejména jako palivo nebo topivo. V dopravě je známější pod svou anglickou zkratkou CNG (Compressed Natural Gas) nebo LNG (Liquefied Natural Gas), které se v poslední době velmi často používají v automobilech, protože jsou bezpečnější, ekologičtější a výkonnější v porovnání s běžnou naftou nebo benzíny.
Zemní plyn se také katalytickou reakcí s vodní parou přeměňuje na syntézní plyn, směs oxidu uhelnatého a vodíku, který se následně může zpracovat na methanol nebo se využije pro syntézu amoniaku.
Zemní plyn se skládá především z methanu, kterého tam najdeš minimálně 70 \%. Dále se v něm nachází ethan a v menším měřítku i ostatní plyny. Methan je nejjednodušší alkan a za běžných podmínek je to bezbarvý plyn bez zápachu. Z tohoto důvodu se zemní plyn často odorizuje - přidávají se do něj páchnoucí plyny, aby byl případný únik snadno zjistitelný čichem. Methan je rovněž součástí svítiplynu, jehož vlastnosti se dozvíš později.
V dnešní době o methanu nejvíce uslyšíš ve spojitosti s ekologií. Patři totiž mezi významné skleníkové plyny, které značně přispívají ke globálnímu oteplování. V současnosti jsou největšími producenty methanu mokřady, hospodářská zvířata a průmysl.
Ropa
Ropa je černohnědá olejovitá tekutina, lehčí než voda. Jedná se komplikovanou směs organických látek. Hlavními složkami jsou alkany, cykloalkany a areny, ale i jejich dusíkaté, kyslíkaté a sirné deriváty. Největší ropná naleziště najdeš v Perském zálivu, na Aljašce či na Sibiři. Ropa vznikala dlouhodobým rozkladem organického materiálu bez přístupu kyslíku a za vysokého tlaku, proto patři mezi neobnovitelné zdroje.
Pro průmyslové využití jednotlivých skupin látek je třeba nejprve je ze surové ropy oddělit. K tomuto rozdělení se používá proces zvaný kontinuální rektifikace (opakovaná destilace). Organické látky se rozdělí podle svých teplot varu do jednotlivých frakcí. Ty se pak dále čistí a zpracovávají až na konečné produkty.
Tabulka shrnuje jednotlivé frakce a jejich využití.
Produkty první frakce - uhlovodíkové plyny propan a butan - se používají v zapalovačích, vařičích, k topení nebo jako palivo. V automobilech je můžeš najít pod označením LPG (Liquefied Petroleum Gas), tedy zkapalněný ropný plyn.
Další frakce poskytuje primární benzín, který následně podstupuje - podobně jako ostatní frakce - celou řadu procesů. Jedním z nich je například reformování, kdy se zlepšují vlastnosti hoření benzínu. Tyto vlastnosti se často hodnotí pomocí tzv. oktanového čísla.
Oktanové číslo je definováno pomocí dvou látek. První je heptan, kterému bylo přiřazeno oktanové číslo 0 . Tato látka je nerozvětvená, a tedy pro účely motoru špatně hoři. Způsobuje klepání motoru a motory se tak ničí. Druhou látkou je izooktan, s oktanovým číslem 100 . Jedná se o velmi rozvětvenou látku, která pro účely motoru hoři ideálně. Každý benzín je přirovnáván k směsi těchto látek. V praxi to znamená, že nejběžnější benzín NATURAL 95 (nyní značen jako E5) má stejné vlastnosti hoření jako směs 95 \% izooktanu a 5 \% heptanu. Samozřejmě platí, že čím vyšší oktanové číslo, tím lepší vlastnosti. Jenom pro ilustraci: letecký benzín kerosin má oktanové číslo 140. Má tedy ještě lepší vlastnosti hoření než čistý izooktan.
