Большая Советская Энциклопедия (НА), стр. 163

Насыщенные углеводороды

Насы'щенные углеводоро'ды, предельные углеводороды, алканы, парафины, гомологический ряд углеводородов общей формулы C_n H_2n+2 ; относятся к классу ациклических соединений . Родоначальник ряда — метан СН₄ ; каждый последующий член отличается по составу от предыдущего на гомологическую разность СН₂ . Названия первых четырёх членов ряда — метан СН₄ , этан С₂ Н₆ , пропан С₃ Н₈ , бутан С₄ Н₁₀ ; названия последующих гомологов производятся от греческих числительных, например C₅ H₁₂ — пентан , C₈ H₁₈ — октан , С₁₀ Н₂₂ — декан , С₁₆ Н₃₄ — цетан . Названия всех Н. у. имеют окончание «ан». В молекулах Н. у. атомы углерода соединены между собой простыми связями в открытые неразветвлённые или разветвленные (начиная с бутана) цепи. Этим обусловлено существование в ряду Н. у. структурных изомеров. Число изомеров быстро возрастает с увеличением числа атомов углерода: у пентана их 3, у декана — 75, у эйкозана (С₂₀ Н₄₂ ) — 366 319. Начиная с гептанов появляются также оптические изомеры (см. Изомерия ). Н. у. до бутана и неопентан — бесцветные газы, от C₅ H₁₂ до C₁₇ H₁₂ — жидкости, далее — твёрдые вещества. Температуры кипения Н. у. с разветвленной цепью несколько ниже, а температуры плавления выше, чем у нормальных изомеров. Все Н. у. практически нерастворимы в воде, хорошо растворяются во многих органических жидкостях. Н. у. — самые инертные (в нормальных условиях) в химическом отношении углеводороды (отсюда и название «парафины»; от лат. parum — мало и affinitas — сродство). Однако в сравнительно жёстких условиях их атомы водорода могут быть замещены на др. атомы и группы; многие из этих реакций лежат в основе промышленных способов получения ряда важных продуктов. Так, хлорированием Н. у. получают, например, метилхлорид , метиленхлорид , хлороформ ; нитрованием — нитропарафины; облучением УФ-лучами смеси Н. у. с сернистым газом и хлором — сульфохлориды C_n H_2n+1 SO₂ CI; сульфоокислением — сульфоновые кислоты C_n H_{2n+ 1} SO₂ OH; окислением низших Н. у. — спирты, альдегиды, кетоны, кислоты. Важное промышленное значение имеет также окисление твёрдых Н. у. в высшие жирные кислоты. Каталитическим дегидрированием Н. у. получают олефины ( пропилен , бутены , амилены ) и диолефины ( бутадиен , изопрен ), изомеризацией — изобутан и изопентан. Алкилирование изобутана олефинами приводит к изооктану и неогексану (см. также Нефтехимический синтез ). Низшие Н. у. могут образовывать с водой соединения включения — клатраты (см. Гидратообразование ). Жидкие и твёрдые нормальные Н. у. легко образуют клатраты с мочевиной; эта реакция используется в промышленности для депарафинизации нефтепродуктов. Разветвленные Н. у. дают клатраты с тиомочевиной.

  Н. у. содержатся в нефти (5—60%), являющейся основным источником их получения. Н. у. выделяют также при переработке каменного угля, горючих сланцев и др.; они содержатся в растениях, пчелином воске; горный воск озокерит почти целиком состоит из высших Н. у.; в природном газе до 99% (по объёму) метана. В лаборатории индивидуальные Н. у. получают главным образом гидрированием олефинов или сплавлением солей жирных кислот с едкими щелочами. Н. у. — важное сырьё при получении полупродуктов в производстве пластмасс, синтетических каучуков и волокон, моющих средств; они составляют значительную долю в ракетном и моторном топливе, применяются в качестве растворителей.

  В. Н. Фросин.

Насыщенный пар

Насы'щенный пар, пар, находящийся в термодинамическом равновесии с жидкостью (или твёрдым телом) того же химического состава. Между жидкостью и её Н. п. существует динамическое равновесие: число молекул, вырывающихся в единицу времени из жидкости и переходящих в паровую фазу, равно числу молекул пара, возвращающихся в жидкость за то же время. Н. п., не содержащий взвешенных частиц жидкости, называют сухим, а содержащий капельки жидкости, — влажным Н. п. Состояние сухого Н. п. крайне неустойчиво, так как при малейшем отводе от него теплоты пар частично конденсируется и превращается во влажный, а при малейшем подводе теплоты превращается в перегретый. В интервале температур и давлений, в котором возможно термодинамическое равновесие жидкости с паром (между тройной точкой и критической точкой ), каждому давлению соответствует определённая температура насыщения пара. Кривая, представляющая зависимость давления Н. п. от температуры, выражает в то же время зависимость температуры кипения (или конденсации ) от давления. Определённая зависимость связывает также плотности жидкости и Н. п. С увеличением температуры увеличиваются давление и плотность Н. п. и уменьшается плотность жидкости. См. также Пар водяной , Испарение .

Насыщенный раствор

Насы'щенный раство'р, раствор, находящийся при данных условиях (температура, давление) в устойчивом равновесии с растворённым веществом. Примеры: раствор соли в воде, в котором присутствуют кристаллы той же соли; раствор газа в воде, через которую пропускается тот же газ. Концентрация Н. р., т. е. содержание в нём растворённого вещества, называется растворимостью последнего. В данном растворителе при данных условиях эта концентрация может быть весьма значительной для хорошо растворимых и весьма малой для труднорастворимых веществ. Раствор, содержащий меньшее количество растворённого вещества, чем это отвечает концентрации Н. р. при данных условиях, называется ненасыщенным. При охлаждении Н. р. в отсутствие кристаллов растворённого вещества кристаллизация может не произойти и тогда получается пересыщенный раствор. Он содержит больше растворённого вещества, чем Н. р.; введение в такой раствор кристалла растворённого вещества вызывает выпадение кристаллов из раствора. О Н. р. в системах с ограниченной взаимной растворимостью компонентов см. Жидкие смеси и Твёрдые растворы .