Pour faire suite à notre article sur la nomenclature moléculaire, découvrons aujourd’hui la première famille, celle des alcanes. Cette famille moléculaire peut se décrire en quelques mots : il s’agit d’hydrocarbures (molécules uniquement composés de carbones et d’hydrogènes) saturés (uniquement des liaisons simples) avec une structure aliphatique (pas de formation de cycle aromatique). Leur formule brute générale est CnH2n+2, où n est un nombre entier.

Ci-dessous, quelques exemples pour illustrer cette formule :

nFormule brutePréfixeNom de la molécule
1CH4MéthMéthane
2C2H6EthEthane
3C3H8PropPropane
4C4H10ButButane
5C5H12PentPentane
6C6H14HexHexane
7C7H16HeptHeptane

Ils peuvent également être appelés paraffines, « qui a peu d’affinité ». De fait, ce nom se justifie par la réactivité très réduite des alcanes, ceux-ci ne possédant ni site électrophile (forte affinité pour des électrons) ni de site nucléophile (forte affinité pour les noyaux).

Ces molécules sont très abondantes à l’état naturel, notamment dans les matières organiques fossiles. On peut notamment citer le gaz naturel, les essences (légères, moyennes ou lourdes), les pétroles, les lubrifiants divers, etc…

Le n de la formule brute va également donner de nombreuses informations sur les propriétés physiques et chimiques des alcanes ainsi formés. Par exemple, à température ambiante et sous pression atmosphérique, les alcanes se trouvent sous forme :

  • n ≤ 5 –> gazeuse –> Gaz naturel ou Gaz de bonbonne
  • 6 ≤ n ≤ 15 –> liquide –> Essence, Kérosène, Diesel
  • n ≥ 16 –> solide –> Huiles légères, vaseline, cires, mazouts

Et plus n sera élevé, plus la température d’ébullition de l’alcane formé sera élevé.

Utilisation

Il existe de très nombreuses utilisations des paraffines, qui vont de l’utilisation dans l’alimentation et la conservation des aliments à une utilisation médicamenteuse (laxatif) ou composant cosmétique. Toutefois l’utilisation la plus courante des alcanes reste celle de carburant ou combustible, car elle libère beaucoup de chaleur (elle est très exothermique). Voici par exemple la combustion de l’Octane :

C8H18 + 25/2 O2 –> 8 CO2 + 9 H2O

Les alcanes peuvent également être utilisés dans l’industrie chimique comme réactif de base pour la fabrication de nouvelles molécules, notamment à base d’éléments de la famille des halogènes (Chlore, Brome, etc…), par exemple pour la fabrication du Dichlorométhane (solvant, agent moussant, dégraissant, etc…) à partir de chlorométhane:

  1. Fabrication de Chlorométhane : CH4 + Cl2 –> CH3Cl + HCl
  2. Fabrication de Dichlorométhane : CH3Cl + Cl2 –> CH2Cl2 + HCl

Pour aller plus loin :