Hidrocarburo, Tipos de hidrocarburos, Uso

En química orgánica, un hidrocarburo es un compuesto orgánico formado enteramente de hidrógeno y de carbono. Hidrocarburos de la que un átomo de hidrógeno se ha eliminado son grupos funcionales, llamados hidrocarbilos. Hidrocarburos aromáticos, alcanos, alquenos, cicloalcanos y compuestos basados en alquino son diferentes tipos de hidrocarburos.

La mayoría de los hidrocarburos que se encuentran en la tierra se producen naturalmente en el petróleo crudo, donde la materia orgánica descompuesta proporciona una abundancia de carbono e hidrógeno, que, cuando se une, puede concatenar para formar cadenas aparentemente ilimitadas.

Tipos de hidrocarburos

Las clasificaciones para los hidrocarburos definidos por nomenclatura de la IUPAC de la química orgánica son los siguientes:

  • Los hidrocarburos saturados son el más simple de las especies de hidrocarburos y se componen enteramente de enlaces simples y están saturadas con hidrógeno. La fórmula general para los hidrocarburos saturados es C n H 2n . Los hidrocarburos saturados son la base de los combustibles derivados del petróleo y se encuentran como cualquiera de las especies lineales o ramificados. Hidrocarburos con la misma fórmula molecular pero diferentes fórmulas estructurales se llaman isómeros estructurales. Como se indica en el ejemplo de 3-metilhexano y sus homólogos superiores, hidrocarburos ramificados pueden ser quirales. Hidrocarburos saturados quirales constituyen las cadenas laterales de biomoléculas tales como clorofila y tocoferol.
  • Hidrocarburos insaturados tienen uno o más dobles o triples enlaces entre átomos de carbono. Las personas con doble enlace son llamados alquenos. Los que tienen un doble enlace tienen la fórmula CnH2n. Esos enlaces triples que contienen se denominan alquinos, con la fórmula general CnH2n-2.
  • Cicloalcanos son hidrocarburos que contienen uno o más anillos de carbono a los que están unidos los átomos de hidrógeno. La fórmula general para un hidrocarburo saturado que contiene un anillo es CnH2n.
  • Hidrocarburos aromáticos, también conocidos como arenos, son hidrocarburos que tienen al menos un anillo aromático.
  • Los hidrocarburos pueden ser gases, líquidos o sólidos, ceras o polímeros de bajo punto de fusión.

    Propiedades generales

    Debido a las diferencias en la estructura molecular, la fórmula empírica sigue siendo diferente entre los hidrocarburos y en lineal o alcanos "destilación directa", alquenos y alquinos, disminuye la cantidad de hidrógeno unidos en alquenos y alquinos debido a la "self-bonding" o concatenación de carbono prevenir la saturación completa del hidrocarburo por la formación de enlaces dobles o triples.

    Esta capacidad inherente de hidrocarburos para unir a sí mismos se conoce como encadenamiento, y permite a los hidrocarburos para formar moléculas más complejas, tales como ciclohexano, y en casos más raros, arenos tales como el benceno. Esta capacidad viene del hecho de que el carácter de enlace entre los átomos de carbono es completamente no polar, en el que la distribución de electrones entre los dos elementos es algo incluso debido a los mismos valores de electronegatividad de los elementos, y no da lugar a la formación de un electrófilo.

    En general, con encadenamiento viene la pérdida de la cantidad total de hidrocarburos enlazados y un aumento en la cantidad de energía requerida para la escisión del enlace debido a la tensión ejercida sobre la molécula; en moléculas tales como ciclohexano, esto se conoce como la tensión del anillo, y se produce debido a la configuración electrónica espacial "desestabilizado" del átomo.

    En química sencilla, según la teoría del enlace de valencia, el átomo de carbono debe seguir la "regla 4-hidrógeno", que establece que el número máximo de átomos disponibles de enlace con el carbono es igual al número de electrones que son atraídos a la cáscara externa de carbon.In términos de conchas, carbón consiste en una capa externa incompleta, que consta de 4 electrones, por lo que tiene 4 electrones disponibles para la unión covalente o dativo.

    Los hidrocarburos son hidrófobos y son lípidos.

    Algunos hidrocarburos son también abundantes en el sistema solar. Lagos de metano líquido y etano se han encontrado en Titán, la luna más grande de Saturno, confirmada por la misión Cassini-Huygens. Los hidrocarburos también son abundantes en nebulosas formadoras de hidrocarburos aromáticos policíclicos - compuestos HAP.

    Hidrocarburos simples y sus variaciones

    Uso

    Los hidrocarburos son la principal fuente de energía de las civilizaciones actuales. El uso predominante de hidrocarburos es una fuente de combustible combustible. En su forma sólida, hidrocarburos toman la forma de asfalto.

    Las mezclas de hidrocarburos volátiles se utilizan ahora con preferencia a los clorofluorocarbonos como un agente propulsor para aerosoles, debido al impacto de clorofluorocarbonos en la capa de ozono.

    El metano y el etano son gaseosos a temperatura ambiente y pueden no ser fácilmente licuados por la presión solo. El propano es sin embargo fácilmente licuado, y existe en las botellas de propano 'sobre todo como un líquido. Butano se licua tan fácilmente que proporciona un combustible volátil seguro para los pequeños encendedores de bolsillo. El pentano es un líquido transparente a temperatura ambiente, comúnmente utilizado en la química y la industria como un poderoso disolvente casi inodoro de ceras y compuestos orgánicos de alto peso molecular, incluyendo grasas. El hexano es también un no polar no aromático disolvente, así como una fracción ampliamente utilizado, significativa de la gasolina común.

    El medio alcanos, alquenos y cicloalcanos isómeros son los componentes principales de la gasolina, nafta, combustible de aviación y mezclas de disolventes industriales especializados. Con la adición progresiva de unidades de carbono, los hidrocarburos simples estructurados no cíclicos tienen viscosidades más altas, índices lubricantes, puntos de ebullición, la temperatura de solidificación, y el color más profundo. En el extremo opuesto del metano se encuentran los alquitranes pesados que permanecen como la fracción más baja en una retorta de refinación de petróleo crudo. Se recogen y se utilizan ampliamente como compuestos para techos, la composición del pavimento, conservantes de la madera y la viscosidad de líquidos como extremadamente altas pura-resistentes.

    Hidrocarburos Burning

    Los hidrocarburos son actualmente la principal fuente de la energía eléctrica de los mundos y de las fuentes de calor debido a la energía producida al quemarse. A menudo, esta energía se utiliza directamente en forma de calor como por ejemplo en calentadores domésticos, que utilizan ya sea petróleo o gas natural. El hidrocarburo se quema y el calor se utiliza para el agua, que se distribuye a continuación, calentar. Un principio similar se utiliza para crear energía eléctrica en plantas de energía.

    Propiedades comunes de los hidrocarburos son los hechos que producen vapor de agua, dióxido de carbono y el calor durante la combustión y no se requiere que el oxígeno para la combustión tenga lugar. El hidrocarburo más simple, el metano, se quema como sigue:

     CH4 2 O2? 2 H2O CO2 Energía

    En el suministro inadecuado de aire, CO gas y vapor de agua se forman:

     2 CH4 3 O2? 2CO 4H2O

    Otro ejemplo de esta propiedad es propano:

     C3H8 5 O2? 4 H2O 3 CO2 Energía CnH2n O2? N H2O CO2 Energía

    La combustión de hidrocarburos es un ejemplo de una reacción química exotérmica.

    Los hidrocarburos también se pueden quemar con flúor elemental, lo que resulta en tetrafluoruro de carbono y fluoruro de hidrógeno

    Hidrocarburos extraídos en una forma líquida se conocen como petróleo o aceite mineral, mientras que los hidrocarburos en una forma gaseosa se hace referencia a que el gas natural. Petróleo y gas natural se encuentran en el subsuelo de la Tierra con las herramientas de la geología del petróleo y son una fuente importante de combustible y materias primas para la producción de productos químicos orgánicos.

    La extracción de combustible de hidrocarburo líquido de cuencas sedimentarias es esencial para el desarrollo de energía moderna. Los hidrocarburos son extraídos de arenas bituminosas y el petróleo de esquisto, y, potencialmente, extraídos de los hidratos de metano sedimentarias. Estas reservas requieren destilación y actualizar a producir crudo sintético y petróleo.

    Las reservas de petróleo en rocas sedimentarias son la fuente de hidrocarburos para la industria de la energía, el transporte y petroquímica.

    Los hidrocarburos son económicamente importante porque los principales combustibles fósiles tales como carbón, petróleo y gas natural, y sus derivados, tales como plásticos, parafina, ceras, disolventes y aceites son hidrocarburos. Hidrocarburos - junto con NOx y luz solar - contribuyen a la formación de ozono troposférico y gases de efecto invernadero.