Молекулярный состав бензиновых фракций (алкановые, циклоалкановые, ароматические УВ, меркаптаны)

В бензиновые фракции нефти (НК-200°С) входят УВ 3 (алканы, нафтены, арены) классов, состоящие гл обр из 5-10 атомов C (С₅-С₁₀). Нафтены и арены в основном моноциклические с радикалами (R) с кол-вом атомов С не более 3 (-СН₃, -С₂Н₅, -С₃Н₇). В нефти часто присутствуют р-ренные газообразные УВ – в атмосферных условиях С₃-С₄ – гомологи метана, в залежи – С₁-С₄. В составе сернистых нефтей - легкие тиоспирты - меркаптаны (R-SH). Алкены или олефины в нефти содержатся в очень незначительных количествахГибридных УВ в бензиновых фракциях нет. Цикл УВ, сост как из нафтеновых циклов, так и бензольных и имеющие алифатические радикалы называются гибридными, среди полициклических УВ они преобладают. Алканы С_nН _2n+2 Нормальные алканы построены из неразветвленных цепей C атомов (С-С-С-) - (С₅-С₁₀) Изоалканы -это разветвленные стр-ры. Представлены несколькими гомол сериями. А) 2-метилалканы (изо-) и3-метил-алканы (антеизоалканы). К 1ой отн изоалканы с 1 метильным R у 2ого атома С, ко 2ой - у 3его. Сод изоалканов: 2-метил- и 3-метилгекс-анов и/или тех же производных гептана достигает в бензинах нефтей наивысших индивид концентраций, которые могут сост более 1% нефти. Ткип. изоалканов ниже, чем н-алканов с тем же числом атомов C в молекуле. Н-пентан кипит при 36°С, изопентан– при 28°С, неопентан - при 9,5°С. Чем больше разветвлений, тем ниже Ткип изомера. Циклоалканы или нафтены С_nН _2n-z (для моноциклических С_nН _2n) В нефтях содержатся нафтены с 6членными циклами (ЦГ) - циклогексаны, 5членными циклами (ЦП) - циклопентаны и их гомологи. Расст между атомами С в цикле одинаковое (1,50 Å) Нафтеновые молекулы не плоские, за счет этого снимается напряжение в кольце. Для нафтенов хар стр-рная изомерия положения радикала в цикле, а также конформация - разное расположение в кольце связей атомов C в пр-ранстве Ароматические УВ С _nН _2n-y (для моноциклических С_nН _2n-6) Арены – непредельные, ненасыщенные УВ. Отл особенностью аренов является их предпочтение к реакциям замещения. Бенз фракции сод только моноциклические арены: бензол и его гомологи - толуол, ксилолы, этилбензол, цимолы и др. Бензол (С₆Н₆) - (benzene) Бенз кольцо представляет собой правильный 6угольник, расст между атомами С одинаковое (1,40Å), кольцо плоское, молекула симметр. Все атомы по хим активности равноценны. Т кип бензола 80°С, Т плав +5,5°С. Толуол (С ₇ Н ₈) - (toluene) или метилбензол. Сод на 1у метильную группу больше, но физ const отличаются от бензола значительно - Т кип толуола 110,6°С, Т плав-95°С. (–СН₃) метильная группа нарушает симметрию молекулы, что препятствует образ кристаллов толуола. В толуоле по хим активности не все атомы равноценны. В нефтях обычно толуола в 2-3 раза больше, чем бензола, концентрация толуола может достигать 1,6-1,8% на нефть. Ксилолы (С₈Н₁₀) или диметилбензолы.В нефтях присутствуют 3 стр-рных изомера по по-лож метильных групп: орто -(а), мета -(б), пара-ксилол (в) и этилбензол (г). Среди изомеров в нефти больше обычно метаксилола. Общее кол-во ксилолов может достигать 1% на нефть . Цимолы (С₁₀Н₁₄) или метилизопропилбензолы. В нефтях содержится несколько изомеров пара -, орто-цимол, дурол или симм-тетраметилбензол, других изомеров немного. Углеродный скелет цимола хар для терпенов ЖВ растений. Дурол тв вещ-во, поскольку его молекула симметрична Толуол, метаксилол и 1,2,4-триметилбензол явл основными арома УВ бензиновых фракций. Арены имеют повышенные const (плотность, показатель преломления, молекулярную массу) по сравнению с алканами и нафтенами с одинаковым числом атомов С в молекуле.