ஹைட்ரோகார்பன்கள் மற்றும் எரிபொருள்கள்

வேதியியல் துறையில் கரிம வேதியியலின் (Organic Chemistry) அடிப்படை கட்டுமான அலகுகளாக ஹைட்ரோகார்பன்கள் விளங்குகின்றன. கார்பன் மற்றும் ஹைட்ரஜன் அணுக்களை மட்டும் உள்ளடக்கிய சேர்மங்களே ஹைட்ரோகார்பன்கள் என அழைக்கப்படுகின்றன. இவை பூமியில் கிடைக்கும் இயற்கை எரிபொருட்களான பெட்ரோலியம், நிலக்கரி மற்றும் இயற்கை எரிவாயு ஆகியவற்றின் முக்கிய கூறுகளாகும். ஒரு போட்டித் தேர்வு மாணவராக, இந்த பாடப்பகுதியின் அடிப்படைகளையும், அதன் பயன்பாடுகளையும் விரிவாகப் புரிந்துகொள்வது மிக அவசியம்.

1. ஹைட்ரோகார்பன்களின் வகைப்பாடு

ஹைட்ரோகார்பன்கள் அவற்றின் பிணைப்பு மற்றும் அமைப்பின் அடிப்படையில் பிரிக்கப்படுகின்றன. கார்பன் அணுக்களுக்கு இடையே உள்ள பிணைப்பு ஒற்றைப் பிணைப்பாக இருந்தால் அது நிறைவுற்றது (Saturated) என்றும், இரட்டை அல்லது முப்பிணைப்பாக இருந்தால் அது நிறைவுறாதது (Unsaturated) என்றும் அழைக்கப்படுகிறது.

அ) அல்கேன்கள் (Alkanes)

இவை நிறைவுற்ற ஹைட்ரோகார்பன்கள் ஆகும். கார்பன் அணுக்களுக்கு இடையே ஒற்றைப் பிணைப்பு மட்டுமே இருக்கும். இவற்றின் பொதுவான வாய்ப்பாடு C_nH_2n+2 ஆகும். இவை வேதியியல் ரீதியாக மந்தமானவை, எனவே இவை 'பாரஃபின்கள்' (Paraffins) என்றும் அழைக்கப்படுகின்றன.

ஆ) அல்கீன்கள் (Alkenes)

இவை நிறைவுறாத ஹைட்ரோகார்பன்கள். குறைந்தபட்சம் ஒரு இரட்டைப் பிணைப்பையாவது கொண்டிருக்கும். இவற்றின் பொதுவான வாய்ப்பாடு C_nH_2n ஆகும்.

இ) அல்கைன்கள் (Alkynes)

இவை முப்பிணைப்பைக் கொண்ட நிறைவுறாத ஹைட்ரோகார்பன்கள். இவற்றின் பொதுவான வாய்ப்பாடு C_nH_2n-2 ஆகும்.

2. பெட்ரோலியம் மற்றும் அதன் சுத்திகரிப்பு

பெட்ரோலியம் என்பது பாறை எண்ணெயிலிருந்து பிரித்தெடுக்கப்படும் ஒரு கலவை. இது 'திரவத் தங்கம்' (Liquid Gold) என்று அழைக்கப்படுகிறது. பெட்ரோலியத்தை பிரித்தெடுக்கும் முறைக்கு 'பின்னக் காய்ச்சி வடித்தல்' (Fractional Distillation) என்று பெயர். கொதிநிலை வேறுபாட்டின் அடிப்படையில் வெவ்வேறு எரிபொருள்கள் பிரிக்கப்படுகின்றன.

3. எரிபொருள்கள் மற்றும் அவற்றின் தரம்

எரிபொருளின் தரம் அதன் 'ஆக்டேன் எண்' (Octane Number) மற்றும் 'சீட்டேன் எண்' (Cetane Number) ஆகியவற்றைக் கொண்டு அளவிடப்படுகிறது.

ஆக்டேன் எண் (Octane Number)

பெட்ரோலின் தரத்தை அளவிடப் பயன்படுகிறது. ஆக்டேன் எண் அதிகமாக இருந்தால், அந்த எரிபொருள் என்ஜினில் சீராக எரியும் (Knocking ஏற்படாது).

சீட்டேன் எண் (Cetane Number)

டீசலின் தரத்தை அளவிடப் பயன்படுகிறது. இது டீசல் தானாகவே பற்றவைக்கும் திறனை (Ignition quality) குறிக்கிறது.

4. இயற்கை எரிவாயு மற்றும் மாற்று எரிபொருள்கள்

இயற்கை எரிவாயுவில் முக்கியமாக மீத்தேன் (CH₄) உள்ளது. இது தூய்மையான எரிபொருளாகக் கருதப்படுகிறது. தற்போது சி.என்.ஜி (CNG - Compressed Natural Gas) வாகனங்களில் பெட்ரோலுக்கு மாற்றாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

உயிரி எரிபொருள்கள் (Bio-fuels)

தாவரங்கள் மற்றும் விலங்குக் கழிவுகளிலிருந்து பெறப்படும் எரிபொருள்கள் உயிரி எரிபொருள்கள் எனப்படும். எத்தனால் (Ethanol) மற்றும் பயோ-டீசல் போன்றவை இதில் அடங்கும். இவை சுற்றுச்சூழலுக்குக் குறைந்த பாதிப்பை ஏற்படுத்துகின்றன.

5. சுற்றுச்சூழல் பாதிப்புகள்

ஹைட்ரோகார்பன்களை எரிக்கும்போது கார்பன்-டை-ஆக்சைடு (CO₂), கார்பன்-மோனாக்சைடு (CO) மற்றும் சல்பர்-டை-ஆக்சைடு போன்றவை வெளியாகின்றன. இவை புவி வெப்பமடைதலுக்கும் (Global Warming) மற்றும் அமில மழைக்கும் (Acid Rain) காரணமாகின்றன. எனவே, ஹைட்ரஜன் எரிபொருளை நோக்கிய தேடல் தற்போதைய அறிவியல் உலகின் முக்கிய இலக்காகும்.

6. ஹைட்ரோகார்பன்களின் வினைகள்

ஹைட்ரோகார்பன்கள் முக்கியமாக மூன்று வகை வினைகளில் ஈடுபடுகின்றன: எரிதல் (Combustion), பதிலீட்டு வினை (Substitution), மற்றும் சேர்க்கை வினை (Addition). அல்கேன்கள் பதிலீட்டு வினைகளை உருவாக்குகின்றன, அதேசமயம் அல்கீன்கள் மற்றும் அல்கைன்கள் சேர்க்கை வினைகளை எளிதாக உருவாக்குகின்றன.

இந்த பாடப்பகுதியிலிருந்து தேர்வில் வினாக்கள் கேட்கப்படும்போது, எரிபொருளின் பயன்பாடு மற்றும் அவற்றின் வேதியியல் பெயர்களைக் குழப்பிக் கொள்ளாமல் இருப்பது வெற்றிக்கான வழியாகும். தொடர்ந்து இந்த அட்டவணைகளையும் வாய்ப்பாடுகளையும் எழுதிப் பார்ப்பது உங்கள் நினைவாற்றலை அதிகரிக்கும்.