হাইড্রোকার্বন
yes
জৈব রসায়নে, হাইড্রোকার্বন হলো এমন এক ধরনের জৈব যৌগ যা সম্পূর্ণভাবে হাইড্রোজেন এবং কার্বন দ্বারা গঠিত।[1]620 হাইড্রোকার্বনগুলো হলো গ্রুপ ১৪ হাইড্রাইড-এর উদাহরণ। হাইড্রোকার্বন সাধারণত বর্ণহীন এবং জলবিদ্বেষী (হাইড্রোফোবিক) হয়; এদের গন্ধ সাধারণত মৃদু এবং অনেকটা গ্যাসোলিন বা লাইটার ফ্লুইড-এর মতো হতে পারে। এগুলো বিভিন্ন ধরনের আণবিক গঠন ও দশায় পাওয়া যায়: এগুলো গ্যাস (যেমন মিথেন এবং প্রোপেন), তরল (যেমন হেক্সেন এবং বেনজিন), কম গলনাঙ্কের কঠিন পদার্থ (যেমন প্যারাফিন মোম এবং ন্যাপথালিন) অথবা পলিমার (যেমন পলিইথিলিন এবং পলিস্টাইরিন) হতে পারে।
জীবাশ্ম জ্বালানি শিল্পে, 'হাইড্রোকার্বন' বলতে প্রাকৃতিকভাবে প্রাপ্ত পেট্রোলিয়াম, প্রাকৃতিক গ্যাস এবং কয়লা, অথবা এদের হাইড্রোকার্বন ডেরিভেটিভ এবং বিশুদ্ধ রূপকে বোঝায়। হাইড্রোকার্বনের দহন হলো বিশ্বের শক্তির প্রধান উৎস। পেট্রোলিয়াম হলো জৈব পণ্য রাসায়নিক যেমন দ্রাবক এবং পলিমারের প্রধান কাঁচামাল। বেশিরভাগ মানবসৃষ্ট গ্রিনহাউস গ্যাস নির্গমন হয় জীবাশ্ম জ্বালানি পোড়ানোর ফলে নির্গত কার্বন ডাই অক্সাইড অথবা প্রাকৃতিক গ্যাস ব্যবস্থাপনা বা কৃষিকাজ থেকে নির্গত মিথেন থেকে।
প্রকারভেদ
ইন্টারন্যাশনাল ইউনিয়ন অফ পিওর অ্যান্ড অ্যাপ্লায়েড কেমিস্ট্রি (IUPAC)-এর জৈব রসায়নের নামকরণ অনুযায়ী, হাইড্রোকার্বনগুলোকে নিম্নোক্তভাবে শ্রেণীবদ্ধ করা হয়:[2]
- সম্পৃক্ত হাইড্রোকার্বন, যা হাইড্রোকার্বনের সবচেয়ে সরল রূপ। এগুলো সম্পূর্ণভাবে একক বন্ধন দ্বারা গঠিত এবং হাইড্রোজেনের দ্বারা সম্পৃক্ত। অচক্রীয় সম্পৃক্ত হাইড্রোকার্বনের (অর্থাৎ অ্যালকেন) সাধারণ সংকেত হলো CnH2n+2।[1]623 সম্পৃক্ত হাইড্রোকার্বনের সবচেয়ে সাধারণ রূপ (রৈখিক বা শাখাযুক্ত এবং এক বা একাধিক বলয়যুক্ত বা বলয়হীন) হলো CnH2n+2(1-r), যেখানে r হলো বলয়ের সংখ্যা। ঠিক একটি বলয়যুক্ত হাইড্রোকার্বনগুলোকে সাইক্লোঅ্যালকেন বলা হয়। সম্পৃক্ত হাইড্রোকার্বনগুলো পেট্রোলিয়াম জ্বালানির ভিত্তি এবং এগুলো রৈখিক বা শাখাযুক্ত হতে পারে। এক বা একাধিক হাইড্রোজেন পরমাণু অন্য পরমাণু দ্বারা প্রতিস্থাপিত হতে পারে, উদাহরণস্বরূপ ক্লোরিন বা অন্য কোনো হ্যালোজেন: একে প্রতিস্থাপন বিক্রিয়া বলা হয়। একটি উদাহরণ হলো ক্লোরিনেশন বিক্রিয়া ব্যবহার করে মিথেনকে ক্লোরোফর্ম-এ রূপান্তর। হাইড্রোকার্বনের হ্যালোজেনেশন করলে এমন কিছু উৎপন্ন হয় যা হাইড্রোকার্বন নয়। এটি একটি অত্যন্ত সাধারণ এবং দরকারী প্রক্রিয়া। একই আণবিক সংকেত কিন্তু ভিন্ন গাঠনিক সংকেত বিশিষ্ট হাইড্রোকার্বনগুলোকে গাঠনিক আইসোমার বলা হয়।[1]625 ৩-মিথাইলহেক্সেন এবং এর উচ্চতর সমগোত্রীয় যৌগের উদাহরণে দেখা যায়, শাখাযুক্ত হাইড্রোকার্বনগুলো কাইরাল হতে পারে।[1]627 কাইরাল সম্পৃক্ত হাইড্রোকার্বনগুলো জৈব অণু যেমন ক্লোরোফিল এবং টোকোফেরল-এর পার্শ্ব শিকল গঠন করে।[3]
- অসম্পৃক্ত হাইড্রোকার্বন, যাতে কার্বন পরমাণুগুলোর মধ্যে এক বা একাধিক দ্বিবন্ধন বা ত্রিবন্ধন থাকে। এক বা একাধিক দ্বিবন্ধনযুক্ত হাইড্রোকার্বনগুলোকে অ্যালকিন বলা হয়। একটি দ্বিবন্ধন বিশিষ্ট হাইড্রোকার্বনের সাধারণ সংকেত হলো CnH2n (অচক্রীয় কাঠামোর ক্ষেত্রে)।[1]628 ত্রিবন্ধন বিশিষ্ট হাইড্রোকার্বনগুলোকে অ্যালকাইন বলা হয়। একটি ত্রিবন্ধন বিশিষ্ট হাইড্রোকার্বনের সাধারণ সংকেত হলো CnH2n−2।[1]631
- অ্যারোমেটিক হাইড্রোকার্বন, যা অ্যারিন নামেও পরিচিত, এগুলো এমন হাইড্রোকার্বন যাতে অন্তত একটি অ্যারোমেটিক বলয় থাকে। গ্যাসোলিন চালিত যানবাহনের নির্গমন থেকে আসা অ্যারোমেটিক হাইড্রোকার্বন মিথেন-বহির্ভূত মোট জৈব কার্বন নির্গমনের ১০%।
'অ্যালিফ্যাটিক' শব্দটি অ-অ্যারোমেটিক হাইড্রোকার্বনকে নির্দেশ করে। সম্পৃক্ত অ্যালিফ্যাটিক হাইড্রোকার্বনগুলোকে কখনও কখনও 'প্যারাফিন' বলা হয়। কার্বন পরমাণুর মধ্যে দ্বিবন্ধনযুক্ত অ্যালিফ্যাটিক হাইড্রোকার্বনগুলোকে কখনও কখনও 'ওলেফিন' বলা হয়।
| কার্বন পরমাণুর সংখ্যা |
অ্যালকেন (একক বন্ধন) | অ্যালকিন (দ্বিবন্ধন) | অ্যালকাইন (ত্রিবন্ধন) | সাইক্লোঅ্যালকেন | অ্যালকাডাইন |
|---|---|---|---|---|---|
| ১ | মিথেন | — | — | — | — |
| ২ | ইথেন | ইথিন (ইথিলিন) | ইথাইন (অ্যাসিটিলিন) | — | — |
| ৩ | প্রোপেন | প্রোপিন (প্রোপিলিন) | প্রোপাইন (মিথাইলঅ্যাসিটিলিন) | সাইক্লোপ্রোপেন | প্রোপ্যাডাইন (অ্যালিন) |
| ৪ | বিউটেন | বিউটিন (বিউটিলিন) | বিউটাইন | সাইক্লোবিউটেন | বিউটাডাইন |
| ৫ | পেন্টেন | পেন্টিন | পেন্টাইন | সাইক্লোপেন্টেন | পেন্টাডাইন (পাইপেরিলিন) |
| ৬ | হেক্সেন | হেক্সিন | হেক্সাইন | সাইক্লোহেক্সেন | হেক্সাডাইন |
| ৭ | হেপটেন | হেপটিন | হেপটাইন | সাইক্লোহেপটেন | হেপ্টাডাইন |
| ৮ | অক্টেন | অক্টিন | অক্টাইন | সাইক্লোঅক্টেন | অক্টাডাইন |
| ৯ | নোনেন | নোনিন | নোনাইন | সাইক্লোনোনেন | নোনাডাইন |
| ১০ | ডেকেন | ডেকিন | ডেকাইন | সাইক্লোডেকেন | ডেক্যাডাইন |
| ১১ | আনডেকেন | আনডেকিন | আনডেকাইন | সাইক্লোআনডেকেন | আনডেক্যাডাইন |
| ১২ | ডোডেকেন | ডোডেকিন | ডোডেকাইন | সাইক্লোডোডেকেন | ডোডেক্যাডাইন |
ব্যবহার
_Tank_wagon_33_80_7920_362-0_with_hydrocarbon_gas_at_Bahnhof_Enns.jpg)
হাইড্রোকার্বনের প্রধান ব্যবহার হলো দাহ্য জ্বালানি উৎস হিসেবে। মিথেন হলো প্রাকৃতিক গ্যাসের প্রধান উপাদান। C৬ থেকে C১০ অ্যালকেন, অ্যালকিন, সাইক্লোঅ্যালকেন এবং অ্যারোমেটিক হাইড্রোকার্বন হলো গ্যাসোলিন, ন্যাপথা, জেট ফুয়েল এবং বিশেষায়িত শিল্প দ্রাবক মিশ্রণের প্রধান উপাদান। কার্বন ইউনিটের সংখ্যা বৃদ্ধির সাথে সাথে সাধারণ অ-বলয় কাঠামোর হাইড্রোকার্বনগুলোর সান্দ্রতা, লুব্রিকেটিং সূচক, স্ফুটনাঙ্ক এবং হিমাঙ্ক বৃদ্ধি পায়। মিথেনের বিপরীত প্রান্তে রয়েছে ভারী আলকাতরা, যা অপরিশোধিত তেল শোধনাগার রিটর্টে 'সর্বনিম্ন ভগ্নাংশ' হিসেবে অবশিষ্ট থাকে। এগুলো সংগ্রহ করে ছাদের উপাদান, রাস্তার উপকরণ (বিটুমিন), কাঠের সংরক্ষণকারী (ক্রিওসোট সিরিজ) এবং অত্যন্ত উচ্চ সান্দ্রতাসম্পন্ন তরল হিসেবে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়।
হাইড্রোকার্বনের কিছু বৃহৎ আকারের অ-জ্বালানি ব্যবহারের শুরু হয় ইথেন এবং প্রোপেন থেকে, যা পেট্রোলিয়াম এবং প্রাকৃতিক গ্যাস থেকে পাওয়া যায়। এই দুটি গ্যাসকে যথাক্রমে সিনগ্যাস অথবা ইথিলিন এবং প্রোপিলিন-এ রূপান্তরিত করা হয়। ২০২১ সালে বিশ্বব্যাপী বেনজিনের ব্যবহার ৫৮ মিলিয়ন মেট্রিক টনের বেশি ছিল, যা ২০২২ সালে ৬০ মিলিয়ন টনে উন্নীত হবে বলে ধারণা করা হয়।[4]
প্রকৃতিতেও হাইড্রোকার্বন প্রচুর পরিমাণে বিদ্যমান। কিছু ইউসোশ্যাল আর্থ্রোপড, যেমন ব্রাজিলের স্টিংলেস মৌমাছি Schwarziana quadripunctata, আত্মীয় এবং অনাত্মীয়দের মধ্যে পার্থক্য করতে অনন্য কিউটিকুলার হাইড্রোকার্বন "ঘ্রাণ" ব্যবহার করে। এই হাইড্রোকার্বনের গঠন বয়স, লিঙ্গ, বাসার অবস্থান এবং শ্রেণিবিন্যাস অনুযায়ী পরিবর্তিত হয়।[5]
ডিজেল চালিত যানবাহনের জন্য বিকল্প এবং নবায়নযোগ্য জ্বালানি উৎস হিসেবে Euphorbia lathyris এবং E. tirucalli-এর মতো উদ্ভিদ থেকে হাইড্রোকার্বন সংগ্রহের সম্ভাবনাও রয়েছে।[6] অধিকন্তু, প্রাকৃতিকভাবে হাইড্রোকার্বন উৎপাদনকারী উদ্ভিদের এন্ডোফাইটিক ব্যাকটেরিয়া দূষিত মাটিতে হাইড্রোকার্বনের ঘনত্ব কমানোর প্রচেষ্টায় হাইড্রোকার্বন অবক্ষয়ে ব্যবহৃত হয়েছে।[7]
বিক্রিয়া
সম্পৃক্ত হাইড্রোকার্বনগুলো তাদের নিষ্ক্রিয়তার জন্য পরিচিত। অসম্পৃক্ত হাইড্রোকার্বন (অ্যালকিন, অ্যালকাইন এবং অ্যারোমেটিক যৌগ) প্রতিস্থাপন, সংযোজন এবং পলিমারাইজেশনের মাধ্যমে আরও সহজে বিক্রিয়া করে। উচ্চ তাপমাত্রায় এগুলো ডিহাইড্রোজেনেশন, জারণ এবং দহন বিক্রিয়ার মধ্য দিয়ে যায়।[2]
সম্পৃক্ত হাইড্রোকার্বন
ক্র্যাকিং
মূল নিবন্ধ: Cracking (chemistry) Steam reforming সম্পৃক্ত হাইড্রোকার্বনের ক্র্যাকিং হলো অ্যালকিন এবং অ্যালকাইন তৈরির প্রধান শিল্প পদ্ধতি। এই বিক্রিয়াগুলোর জন্য বিষমজাতীয় অনুঘটক এবং ৫০০° সেলসিয়াসের বেশি তাপমাত্রা প্রয়োজন।
জারণ
হাইড্রোকার্বনের জারণ বলতে অক্সিজেনের সাথে তাদের বিক্রিয়াকে বোঝায়। অতিরিক্ত অক্সিজেনের উপস্থিতিতে হাইড্রোকার্বন দহন ঘটে। সতর্কতার সাথে নিয়ন্ত্রিত অবস্থায়, যা বহু বছর ধরে অপ্টিমাইজ করা হয়েছে, আংশিক জারণ ঘটে। এভাবে দরকারী যৌগ পাওয়া যায়: বিউটেন থেকে ম্যালিক অ্যাসিড, জাইলিন থেকে টেরিফথ্যালিক অ্যাসিড, কিউমিন (আইসোপ্রোপাইলবেনজিন) থেকে অ্যাসিটোন ও ফেনল এবং সাইক্লোহেক্সেন থেকে সাইক্লোহেক্সানোন। এই প্রক্রিয়াটিকে, যাকে অটোঅক্সিডেশন বলা হয়, হাইড্রোপারক্সাইড (ROOH) গঠনের মাধ্যমে শুরু হয়।[8]
দহন
মূল নিবন্ধ: Combustion হাইড্রোকার্বনের দহন বর্তমানে বিদ্যুৎ উৎপাদন, গরম রাখা (যেমন ঘর গরম রাখা) এবং পরিবহনের জন্য বিশ্বের শক্তির প্রধান উৎস।[9][10] প্রায়শই এই শক্তি সরাসরি তাপ হিসেবে ব্যবহৃত হয়, যেমন ঘর গরম করার হিটারগুলোতে, যা পেট্রোলিয়াম বা প্রাকৃতিক গ্যাস ব্যবহার করে। হাইড্রোকার্বন পোড়ানো হয় এবং উৎপন্ন তাপ জল গরম করতে ব্যবহৃত হয়, যা পরে সঞ্চালিত হয়। একই নীতি বিদ্যুৎ কেন্দ্রে বৈদ্যুতিক শক্তি তৈরিতে ব্যবহৃত হয়। সম্পৃক্ত এবং অসম্পৃক্ত উভয় ধরনের হাইড্রোকার্বনই এই প্রক্রিয়ার মধ্য দিয়ে যায়।
হাইড্রোকার্বনের সাধারণ বৈশিষ্ট্য হলো দহনের সময় এগুলো বাষ্প, কার্বন ডাই অক্সাইড এবং তাপ উৎপন্ন করে এবং দহনের জন্য অক্সিজেন প্রয়োজন। সবচেয়ে সরল হাইড্রোকার্বন, মিথেন, নিম্নোক্তভাবে জ্বলে:
বাতাসের অপর্যাপ্ত সরবরাহে, কার্বন ব্ল্যাক এবং জলীয় বাষ্প উৎপন্ন হয়:
এবং পরিশেষে, n কার্বন পরমাণু বিশিষ্ট যেকোনো রৈখিক অ্যালকেন-এর জন্য,
- <math chem="">\ce{C}_n \ce{H}_{2n+2} + \left(
উৎস: ইংরেজি উইকিপিডিয়ার “Hydrocarbon” নিবন্ধের অনুবাদ। মূল নিবন্ধ: https://en.wikipedia.org/wiki/Hydrocarbon এই অনুবাদটি স্বয়ংক্রিয়ভাবে প্রস্তুত করা হয়েছে।
- ↑ 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 Silberberg, Martin. (2004). "Chemistry: The Molecular Nature of Matter and Change". McGraw-Hill Companies. ISBN 0-07-310169-9.
- ↑ 2.0 2.1 (2014). "Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry". 1–74. ISBN 978-3-527-30673-2. doi:10.1002/14356007.a13_227.pub3.
- ↑ Meierhenrich, Uwe. (2008). Amino Acids and the Asymmetry of Life: Caught in the Act of Formation. Springer. ISBN 978-3-540-76886-9.
- ↑ Benzene global market volume 2015-2026. Statista.
- ↑ (2009). Cuticular Hydrocarbons in the Stingless Bee Schwarziana quadripunctata (Hymenoptera, Apidae, Meliponini): Differences between Colonies, Castes and Age. Genetics and Molecular Research. 8 (2) 589–595. doi:10.4238/vol8-2kerr012.
- ↑ (1980). Hydrocarbons from plants: Analytical methods and observations. Naturwissenschaften. 67 (11) 525–533. doi:10.1007/BF00450661.
- ↑ (2017). "Hydrocarbon degradation potential and plant growth-promoting activity of culturable endophytic bacteria of Lotus corniculatus and Oenothera biennis from a long-term polluted site". Environmental Science and Pollution Research International. 24 (24) 19640–19652. doi:10.1007/s11356-017-9496-1.
- ↑ 967
- ↑ Generating Electricity. Canadian Electricity Association.
- ↑ (2016-01-01). "Energy revolution: From a fossil energy era to a new energy era". Natural Gas Industry B. 3 (1) 1–11. doi:10.1016/j.ngib.2016.02.001.
