hydrokarboner

Kjemi

2022

Vi forklarer hva hydrokarboner er, deres egenskaper og hvordan de klassifiseres. I tillegg dens derivater, applikasjoner og miljøpåvirkning.

Olje, naturgass og kull er hovedkildene til hydrokarboner.

Hva er hydrokarboner?

Hydrokarboner er forskjellige typer forbindelser organisk. De kan ha en større eller mindre kompleksitet, men de består alltid av et skjelett av atomer karbon (C) og hydrogen (H), samt andre evt elementer.

Hvert hydrokarbon presenterer sine strukturelle mønstre, siden dets spesifikke konfigurasjon bestemmer dets fysiske og kjemiske egenskaper, samt navnet på substans hva er det om. De Petroleum, den naturgass og kull er hovedkildene til hydrokarboner.

De fleste hydrokarboner er i det indre av Jord, begravd under lag og lag av stein og til vanlig. De er et produkt av den anaerobe nedbrytningen, under meget spesifikke forhold, av store mengder organisk materiale, som i gamle tider utgjorde kroppen av forskjellige levende skapninger.

Hydrokarboner er også tilstede i kroppen til forskjellige levende vesener, under spesifikke former som gummien som gummitrær genererer, eller et sett med pigmenter kalt karotener, som noen planter har. I tillegg kan de syntetiseres i et laboratorium, avhengig av råmateriale tilstrekkelig.

Gitt deres enorme kjemiske og energipotensiale, er hydrokarboner en uunnværlig del av ulike næringerblant dem i å skaffe elektrisk energi.

Karakteristikker til hydrokarboner

Noen egenskaper ved hydrokarboner er:

  • De består for det meste av karbon og hydrogen, og eventuelle tilsetningsstoffer av andre grunnstoffer eller andre radikale grupper. Mens karbonatomene deres utgjør strukturen til forbindelsen, fungerer de av hydrogen i noen tilfeller som en bro for å holde dem sammen i en konfigurasjon (form, struktur, orientering) bestemt.
  • De kan ha en ramme av molekyler lineær eller forgrenet, åpen eller lukket. Det avhenger av rekkefølgen og mengden av komponenter om det er et eller annet hydrokarbon.
  • De er svært brannfarlige og har en enorm energikapasitet, noe som gjør dem til et ideelt råmateriale for industriell transformasjon og for å skaffe energi.
  • De er for det meste giftige, og kan komme ut røyk farlig for Helse.

Klassifisering av hydrokarboner

Hvert hydrokarbon har en spesifikk molekylstruktur.

Siden oppdagelsen på 1800-tallet har hydrokarboner blitt klassifisert etter to mulige kriterier: deres type struktur og typene bindinger mellom atomene deres. I henhold til den første klassifiseringen skilles to kategorier:

  • Asykliske eller åpen kjede hydrokarboner. De er de hvis kjede av molekyler ikke lukker seg. I sin tur kan de deles inn i lineære (linjeformede) eller forgrenede (med forskjellige grener). For eksempel:
  • Sykliske eller lukkede hydrokarboner. De er de hvis kjede av molekyler lukker seg om seg selv. I sin tur kan de deles inn i monosykliske (enkeltsyklus) og polysykliske (flere sykluser). For eksempel:

Ved å følge den andre klassifiseringen har vi i stedet:

  • Aromatiske hydrokarboner. De har en aromatisk ring, det vil si en syklisk struktur som følger den såkalte Hückel-regelen, som sier at antall delokaliserte elektroner i en aromatisk forbindelse overholder:

Hvor:

    • n. Representerer en helt nummer.
    • Ne. Representerer antall elektroner delokalisert i den aromatiske forbindelsen.

For eksempel har benzen (C6H6) 6 delokaliserte elektroner (kalt pi (𝛑) elektroner) i sin struktur, noe som innebærer at n må være lik 1.

Nesten alle aromatiske hydrokarboner er vanligvis avledet fra benzen (men ikke alltid), og derfor er den sekskantede strukturen til benzen en del av mange av disse aromatiske forbindelsene. Navnet "aromatisk" kommer fra det faktum at disse forbindelsene opprinnelig ble oppnådd ved nedbrytning kjemiske substanser behagelig lukt. Noen eksempler på aromatiske forbindelser er:

  • Alifatiske hydrokarboner. De mangler en aromatisk ring. Navnet kommer fra gresk aliphar, det vil si "fett", siden de ble oppnådd fra nedbryting av oljer og fett. De er klassifisert som mettede (utstyrt med enkeltatombindinger) og umettede (som har minst én multippel-, dobbelt- eller trippelbinding). Noen eksempler på alifatiske hydrokarboner er:

Viktigheten av hydrokarboner

Hydrokarboner er ekstremt allsidige stoffer siden de fungerer som råmateriale for å få svært varierte produkter. I tillegg har de et stort energipotensial, det vil si deres forbrenning er lett og intens, slik at de energisk opprettholder et mangfoldig sett med næringer, alt fra materialer, løsemidler, den fossilt brensel, til generering av elektrisk energi.

I tillegg kommer det faktum at dannelsen tok millioner av år med langsomme kjemiske prosesser under jorden, slik at de utgjør en viktig ressurs, men ikke-fornybare, som en dag vil være utslitt for alltid (eller i det minste for en god stund). Bruken bør skje under forhold med ekstremt ansvar.

Derivater og anvendelser av hydrokarboner

Hydrokarboner brukes til å lage flere plastmaterialer.

Hydrokarboner har et stort sett med bruksområder for menneske, blant dem skiller seg ut:

  • Kraftproduksjon. Takket være sin enorme kapasitet til forbrenning, hydrokarboner brukes som strømkilde Å generere elektrisitet. Dette utføres i visse typer kraftverk, og leverer energi til både hjem og annen industri og gir støtte til vår livsstil.
  • Generering av drivstoff. Deres energikapasitet tillater dem å produsere ulike typer drivstoff (bensin, diesel, naturgass flytende), for å drive forskjellige typer kjøretøy, eller for å drive forskjellige husholdningsapparater som romvarmere, komfyrer og varmeovner som opererer med gasser som butan eller propan.
  • Å skaffe seg plast. Ulike typer plast og allsidige materialer kan fås i laboratorier fra håndtering av hydrokarboner. Disse materialene er så billige, effektive og enkle å produsere at det er en enorm industri rundt dem.
  • Fremstilling av løsemidler og andre Produkter. Mange hydrokarboner er essensielle komponenter i løsemidler og løsemidler, rengjøringsprodukter, gjødsel eller bitumen.

Miljøpåvirkning av hydrokarboner

Bruken av hydrokarboner har sin pris, og den første innvirkning han tar det miljø. Generelt handler det om giftige stoffer, i stand til å produsere store økologiske skader i tilfelle de blir dumpet i natur, som ved oljesøl eller oljelekkasjer. Å reparere disse miljøskadene er ofte kostbart og tidkrevende.

I tillegg, avhengig av hydrokarbon, avgir dets utslipp eller dets forbrenning gasser av drivhuseffekt til atmosfære, det vil si gasser rike på karbon som metan (CH4) eller karbondioksid (CO2).

Disse gassene kan ødelegge ozonlag planeten, og blokkerer også flukt av energi gjennom atmosfæren, noe som dramatisk bidrar til global oppvarming og til Klima forandringer. Forbrenning av fossilt brensel er faktisk en av hovedfaktorene i dette globale problemet.

!-- GDPR -->