آفاق علمية وتربوية موقع متخصص بالثقافة العلمية والتربوية
في عالم الكيمياء العضوية، تُعد التفاعلات بين الهيدروكربونات والعناصر الهالوجينية من التفاعلات الأساسية التي تنتج مركبات ذات استخدامات صناعية واسعة.
المهندس أمجد قاسم
كاتب متخصص في الشؤون العلمية
ومن بين هذه التفاعلات، تفاعل الإيثين مع البروم يُنتج مركبًا يُعرف باسم الإيثان ثنائي البروم (1,2-dibromoethane)، الذي أثبت فعاليته في تحسين جودة وقود المحركات.
في هذا المقال، سنستعرض كيف يحدث هذا التفاعل، ولماذا يُعد الإيثان ثنائي البروم إضافة ثمينة في مجال صناعة الوقود.
ما هو الإيثين؟
الإيثين (Ethene)، المعروف أيضًا بالإيثيلين، هو مركب هيدروكربوني غير مشبع من الألكينات، يحتوي على رابطة مزدوجة بين ذرتي كربون (C=C). صيغته الكيميائية هي C₂H₄، ويُعد غازًا عديم اللون وسريع الاشتعال، وله استخدامات متعددة في الصناعة الكيميائية، خاصة في صناعة البوليمرات.
تفاعل الإيثين مع البروم
عندما يُضاف غاز البروم (Br₂) إلى الإيثين، يحدث تفاعل إضافة حيث تنكسر الرابطة المزدوجة في الإيثين، وتُستبدل بذرتي بروم، واحدة على كل كربون، لتكوين مركب مشبع هو:
الإيثان ثنائي البروم (C₂H₄Br₂)
هذا التفاعل يتم بسرعة في درجة حرارة الغرفة، ويُستخدم غالبًا كاختبار للكشف عن الروابط المزدوجة، حيث يزول لون البروم البني المحمر عند حدوث التفاعل.
استخدام الإيثان ثنائي البروم في وقود المحركات
من أبرز استخدامات الإيثان ثنائي البروم هو تحسين كفاءة وقود المحركات. يُضاف بكميات صغيرة إلى الوقود كمادة معززة للأوكتان، ما يُساعد في:
منع الاحتراق المبكر للبنزين داخل غرفة الاحتراق.
تجنب ظاهرة “الخبط” (Engine Knocking)، وهي مشكلة تحدث عندما يشتعل الوقود قبل وصول المكبس إلى النقطة المثلى.
رفع كفاءة المحرك من خلال تحسين طريقة احتراق الوقود.
ما هو رقم الأوكتان ولماذا هو مهم؟
رقم الأوكتان (Octane Number) هو مقياس لمقاومة وقود البنزين للاشتعال المبكر أو “الخبط”. كلما زاد رقم الأوكتان، زادت مقاومة الوقود للاشتعال العشوائي، مما يؤدي إلى أداء أفضل للمحرك. وهنا يأتي دور الإيثان ثنائي البروم، الذي يعزز هذا الرقم بفعالية.
هل هناك مخاطر بيئية لاستخدام الإيثان ثنائي البروم؟
على الرغم من فعاليته في تحسين أداء المحركات، إلا أن استخدام الإيثان ثنائي البروم كان مرتبطًا في الماضي بإطلاق مواد ضارة إلى البيئة، خصوصًا عند استخدامه مع رباعي إيثيل الرصاص كمادة مضادة للخبط.
ولذلك، تم تقليص استخدام هذه المركبات في العديد من الدول مع الاتجاه نحو وقود خالٍ من الرصاص ومواد مضافة أقل ضررًا.
البدائل الحديثة
مع تطور تقنيات المحركات وظهور وقود عالي الأوكتان بطرق صديقة للبيئة، بدأت الصناعات في الاعتماد على إضافات أخرى أكثر أمانًا مثل الإيثانول ومركبات الأوكسجين، لكنها لا تزال تستند إلى المبادئ التي وضعتها المواد القديمة مثل الإيثان ثنائي البروم.
يُعد تفاعل الإيثين مع البروم مثالًا على الكيفية التي يمكن للكيمياء أن تُسهم بها في تحسين جودة الحياة اليومية، من خلال مركبات بسيطة ولكنها فعالة مثل الإيثان ثنائي البروم. ورغم التحديات البيئية، تبقى هذه المركبات محطة مهمة في تاريخ تطوير وقود المحركات، مما يبرز دور الكيمياء في التقدم الصناعي والتقني.
X@amjad
