Hidrocarburos

Definición de Hidrocarburos

Los hidrocarburos (C m H n ) son un grupo de compuestos que consisten solo en carbono e hidrógeno . El grupo de sustancias es bastante diverso, hay varios subgrupos y muchos compuestos de esta clase, sin embargo, es el grupo más simple de químicos orgánicos . Los hidrocarburos, especialmente a través de sus enormes depósitos como combustibles fósiles en muchas otras áreas, como la síntesis orgánica , han alcanzado una gran importancia técnica. El metano , un alcano , es el representante más simple de los hidrocarburos y el componente principal delEl gas natural .

Clasificación de los carburantes.

clasificación de los hidrocarburos

Los hidrocarburos se dividen en:

  1. Hidrocarburos saturados:

    Los hidrocarburos saturados se denominan sistemáticamente alcanos. Estos son compuestos químicos que contienen solo enlaces simples CC . Los alcanos más simples y conocidos son metano (CH 4 ), etano (C 2 H 6 ) y propano (C 3 H 8 ). Generalmente es la fórmula molecular de la serie homóloga de la cadena-alcanos C n H 2n + 2 . También se les conoce como alifatos.

    Los alcanos en forma de anillo se denominan cicloalcanos . Su fórmula empírica general es C n H 2n .

  2. Hidrocarburos insaturados.

    Los hidrocarburos insaturados se pueden clasificar en alquenos u olefinas, alquinos y aromáticos o arenos. Los alquenos son compuestos, los C = C enlaces dobles contenidos. El representante más simple de este grupo de sustancias es el eteno (también llamado etileno) C 2 H 4 . El más simple n-alquenos con un solo enlace doble generalmente tienen la fórmula empírica C n H 2n . Los polienos pueden ser tanto de cadena, como el butadieno , como cíclicos, como el ciclopentadieno . Son un subconjunto de alquenos, tienen más de un doble enlace de carbono.

    Los alquinos son hidrocarburos que contienen uno o más enlaces triples . El representante más conocido es el etino o acetileno con la fórmula empírica C 2 H 2 . En consecuencia, alquinos tienen un triple enlace tiene generalmente la fórmula empírica C n H 2n-2 .

    El último grupo importante de hidrocarburos puros son los aromáticos . Estos son hidrocarburos cíclicos insaturados, que generalmente tienen 6 átomos de C. El representante más conocido es el benceno C 6 H 6 . Un subgrupo de aromáticos son los hidrocarburos aromáticos policíclicos . Son compuestos que consisten en varios anillos de benceno contiguos. Un representante conocido es el naftaleno C 10 H 8 .

El grupo de sustancias de los terpenos , en contraste con los otros grupos, no es un grupo hidrocarbonado puro, aunque sí incluye hidrocarburos, sino también muchos compuestos de otros grupos de sustancias.

Compuestos de los hidrocarburos

Los alcanos más importantes son metano y etano , también están en el espacio, en los alquenos etenos , el cicloalqueno más importante es el ciclohexeno , en los alquinos, el compuesto más importante es el etino . El cicloalcano más importante es el ciclohexano , que se encuentra en el petróleo. Los polienos importantes son el butadieno , el isopreno y el ciclopentadieno . Hay muchos arenos importantes, benceno , tolueno , xileno y estireno son solo algunos. Los hidrocarburos aromáticos policíclicos más simples (HAP) son bifenilo , naftaleno y antraceno . Una lista de hidrocarburos está disponible aquí .

Características

La combustión óptima (completa) de hidrocarburos produce agua y dióxido de carbono , la combustión inadecuada (incompleta) también puede producir monóxido de carbono o carbono (hollín) y agua. En la combustión incompleta, se libera menos energía, por lo que es importante la combustión óptima de hidrocarburos. Si se quema un hidrocarburo con una llama de hollín, esto también puede ser una indicación de un mayor contenido de carbono en el compuesto (mayor longitud de la cadena, hidrocarburos insaturados).

Los hidrocarburos que tienen la misma fórmula empírica pueden tener diferentes fórmulas estructurales (enlaces de átomos de C). Estos son entonces los isómeros . Se encuentran en los alcanos del butano y la mayoría de los otros hidrocarburos. Una isomería especial, la isomería cis-trans a veces ocurre en enlaces dobles C = C.

Los hidrocarburos son insolubles en agua pero fácilmente solubles en la mayoría de los solventes orgánicos . Es decir, los hidrocarburos son hidrofóbicos , muy lipofílicos .

La reactividad de los alcanos depende de la longitud de su cadena. Los alcanos de cadena larga son relativamente inertes (poco reactivos). Pero usted, además de las reacciones redox en su combustión, como las reacciones de sustitución , con átomos de hidrógeno se pueden intercambiar por otros átomos y grupos de átomos, pero principalmente halógenos. Los alquenos y alquinos, por otro lado, son bastante reactivos y reaccionan con muchas sustancias además del enlace múltiple CC ( reacción de adición ).

¿Dónde se encuentran los hidrocarburos?

Los hidrocarburos están contenidos en la naturaleza en petróleo, gas natural , carbón (o alquitrán de hulla ) y otras sustancias fósiles en grandes cantidades. Existen tres teorías sobre el origen de los hidrocarburos: la teoría biogenética, la teoría abiogenética y, según la última teoría, los hidrocarburos en procesos radiactivos en el manto de la Tierra.

Los hidrocarburos nunca se presentan en su forma pura, sino siempre solo en mezclas y deben obtenerse de ellos por métodos químicos o físicos. Incluso en el espacio, los hidrocarburos, principalmente en forma de metano y etano, se pueden encontrar en cometas, atmósferas planetarias y en materia interestelar. El metano ya era parte de la sopa primordial.

Los depósitos de hidrocarburos se originaron en animales marinos que murieron, se hundieron y fueron cubiertos en el fondo marino por sedimentos . Al hundir los sedimentos, estos materiales orgánicos fueron expuestos a alta presión y alta temperatura. En estas condiciones, se convirtieron en petróleo o carbón duro. En parte, el gas natural se produjo en condiciones similares. Los sedimentos que contienen petróleo que no han sido expuestos a presiones y temperaturas se denominan arenas de petróleo. El petróleo se compone de manera diferente según la ubicación.

Usos

Los alcanos se usan a menudo como combustibles fósiles en mezclas como biogás , GLP , gasolina , combustible diesel , combustible para calefacción , queroseno , queroseno y muchos más.

Los hidrocarburos también sirven como fuente para una variedad de síntesis químicas de importancia industrial, por ejemplo, para los clorofluorocarbonos . Además, los hidrocarburos sirven como solventes lipofílicos (tetracloruro de carbono -> “agua manchada”). También son importantes los productos de polimerización de hidrocarburos como el poliestireno , polietileno , polipropileno , polietileno , muchos copolímeros como los polímeros de hidrocarburos halogenados como el cloruro de polivinilo y el politetrafluoroetileno . Además, los haloalcanos son importantes en medicina como la formación de hielo (cloroetano) y la anestesia (halotano).

¿Qué peligros tienen los hidrocarburos?

Los hidrocarburos, ya sean líquidos o gaseosos, se queman muy rápidamente y con una llama caliente; La energía liberada es grande. Los hidrocarburos líquidos con bajo punto de ebullición ( gasolina ) también se evaporan fácil y rápidamente; Como resultado de su bajo punto de inflamación, los incendios son fáciles de provocar. Por estas razones, los hidrocarburos sirven como combustibles para motores y, por lo tanto, se promueven, producen, transportan y almacenan en grandes cantidades.

En accidentes con brote de incendio z. Como en una refinería , la cantidad de energía liberada puede conducir a desastres que requieren precauciones especiales para mitigar cualquier daño. Se utilizan materiales más resistentes en este tipo de estructuras. Esto también se aplica a la construcción de túneles en la mayoría de los países industrializados, porque en los accidentes que involucran a transportadores de combustible en túneles, la fuga de combustible puede incendiarse, provocando que incluso el hormigón más duro se desprenda. Por ejemplo, un incendio en el Eurotúnel ha reducido el pavimento de hormigón en el túnel submarino a un espesor de aproximadamente 50 mm.

Independientemente del uso, almacenaje o transporte de hidrocarburos y carburantes, se aplicarán las leyes y regulaciones relevantes para minimizar el riesgo de accidentes. Por lo tanto, hay contenedores especiales, que solo están aprobados para el transporte de hidrocarburos y carburantes. También para las estaciones de servicio internacional se aplican regulaciones especiales, como la prohibición de fumar en toda el área de la estación de servicio, etc.

Las regulaciones vinieron como consecuencia de accidentes espectaculares que históricamente causaron una gran cantidad de daños. También hubo algunos incendios en túneles que condujeron a regulaciones para materiales con mayores tasas de fuego.

Los hidrocarburos y la salud

Se sabe que algunos compuestos de hidrocarburos (HC aromático) tienen propiedades cancerígenas, pero otros (por ejemplo, algunos alcanos) no tienen propiedades nocivas.

 

 

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