kolväten

Kemi

2022

Vi förklarar vad kolväten är, deras egenskaper och hur de klassificeras. Dessutom dess derivat, tillämpningar och miljöpåverkan.

Olja, naturgas och kol är de viktigaste källorna till kolväten.

Vad är kolväten?

Kolväten är olika typer av föreningar organisk. De kan ha en större eller mindre komplexitet, men de är alltid uppbyggda av ett skelett av atomer kol (C) och väte (H), samt andra eventuella element.

Varje kolväte presenterar sina strukturella mönster, eftersom dess specifika konfiguration bestämmer dess fysikaliska och kemiska egenskaper, såväl som namnet på ämne vad handlar det om. De Petroleum, den naturgas och kol är de viktigaste källorna till kolväten.

De flesta av kolvätena finns i det inre av Jorden, begravd under lager och lager av sten och jag brukar. De är produkten av den anaeroba nedbrytningen, under mycket specifika förhållanden, av stora mängder organiskt material, som i forna tider utgjorde kroppen av olika levande varelser.

Kolväten finns också i kroppen hos olika levande varelser, under specifika former som gummit som gummiträd genererar, eller en uppsättning pigment som kallas karotener, som vissa växter har. Dessutom kan de syntetiseras i ett laboratorium, räknat med råmaterial lämplig.

Med tanke på deras enorma kemiska och energimässiga potential är kolväten en oumbärlig del av olika industrier, bland dem, för att erhålla elkraft.

Karakteristika för kolväten

Några egenskaper hos kolväten är:

  • De består till största delen av kol och väte, och eventuella tillsatser av andra grundämnen eller andra radikala grupper. Medan deras kolatomer utgör strukturen av föreningen, fungerar de av väte i vissa fall som en bro för att hålla dem samman i en konfiguration (form, strukturera, orientering) bestäms.
  • De kan ha en ram av molekyler linjär eller grenad, öppen eller stängd. Det beror på dess beställning och mängd av komponenter om det är ett eller annat kolväte.
  • De är mycket brandfarliga och har en enorm energikapacitet, vilket gör dem till en idealisk råvara för industriell omvandling och för att få energi.
  • De är mestadels giftiga och kan komma ut ånga farligt för Hälsa.

Klassificering av kolväten

Varje kolväte har en specifik molekylstruktur.

Sedan upptäckten på 1800-talet har kolväten klassificerats enligt två möjliga kriterier: deras typ av struktur och typerna av bindningar mellan deras atomer. Enligt den första klassificeringen särskiljs två kategorier:

  • Acykliska eller öppna kolväten. De är de vars kedja av molekyler inte sluter sig. I sin tur kan de delas in i linjära (linjeformade) eller grenade (med olika grenar). Till exempel:
  • Cykliska eller slutna kolväten. De är de vars kedja av molekyler sluter sig själv. I sin tur kan de delas in i monocykliska (enkel cykel) och polycykliska (flera cykler). Till exempel:

Genom att följa den andra klassificeringen har vi istället:

  • Aromatiska kolväten. De har en aromatisk ring, det vill säga en cyklisk struktur som följer den så kallade Hückel-regeln, som säger att antalet delokaliserade elektroner i en aromatisk förening överensstämmer med:

Var:

    • n. Representerar en heltal.
    • Ne. Representerar antalet elektroner delokaliseras i den aromatiska föreningen.

Till exempel har bensen (C6H6) 6 delokaliserade elektroner (kallade pi (𝛑) elektroner) i sin struktur, vilket innebär att n måste vara lika med 1.

Nästan alla aromatiska kolväten härrör vanligtvis från bensen (men inte alltid) och därför är den hexagonala strukturen hos bensen en del av många av dessa aromatiska föreningar. Namnet "aromatisk" kommer från det faktum att dessa föreningar ursprungligen erhölls genom nedbrytning kemiska substanser behaglig lukt. Några exempel på aromatiska föreningar är:

  • Alifatiska kolväten. De saknar en aromatisk ring. Dess namn kommer från grekiskan aliphar, det vill säga "fett", eftersom de erhölls från nedbrytning av oljor och fetter. De klassificeras som mättade (försedda med enkelatombindningar) och omättade (med minst en multipel-, dubbel- eller trippelbindning). Några exempel på alifatiska kolväten är:

Betydelsen av kolväten

Kolväten är extremt mångsidiga ämnen eftersom de fungerar som råmaterial för att få mycket varierande produkter. Dessutom har de stor energipotential, det vill säga deras förbränning är lätt och intensiv, så att de energiskt upprätthåller en mångsidig uppsättning industrierallt från material, lösningsmedel, den fossila bränslen, till generering av elektrisk energi.

Till detta kommer det faktum att deras bildning tog miljontals år av långsamma kemiska processer under jorden, så att de utgör en viktig resurs men icke-förnybar, som en dag kommer att vara utmattad för alltid (eller åtminstone under en bra tid). Dess användning bör ske under extremt ansvarsfulla förhållanden.

Derivat och tillämpningar av kolväten

Kolväten används för att tillverka flera plastmaterial.

Kolväten har en enorm uppsättning användningsområden för människa, bland vilka sticker ut:

  • Kraftproduktion. Tack vare sin enorma kapacitet att förbränning, används kolväten som kraftkälla Att generera elektricitet. Detta utförs i vissa typer av kraftverk, och levererar energi till både hem och andra industrier och ger stöd för vårt sätt att leva.
  • Generering av bränslen. Deras energikapacitet gör att de kan tillverka olika typer av bränslen (bensin, diesel, naturgas flytande), för att driva olika typer av fordon, eller för att driva olika hushållsapparater såsom rumsvärmare, spisar och värmare som drivs med gaser som butan eller propan.
  • Erhållande plast. Olika typer av plast och mångsidiga material kan erhållas i laboratorier från hantering av kolväten. Dessa material är så billiga, effektiva och enkla att tillverka att det finns en enorm industri runt dem.
  • Tillverkning av lösningsmedel och andra Produkter. Många kolväten är viktiga komponenter i lösningsmedel och lösningsmedel, rengöringsprodukter, gödningsmedel eller bitumen.

Miljöpåverkan av kolväten

Användningen av kolväten har sin kostnad, och den första påverkan han tar det miljö. I allmänhet handlar det om giftiga ämnen, kapabla att producera stora ekologiska skador i händelse av att de dumpas i natur, som med oljespill eller oljeläckor. Att reparera dessa miljöskador är ofta kostsamt och tidskrävande.

Dessutom, beroende på kolväte, dess utsläpp eller dess förbränning avger gaser växthuseffekt till atmosfär, det vill säga gaser rika på kol såsom metan (CH4) eller koldioxid (CO2).

Dessa gaser kan förstöra ozonskikt planeten, och även blockera flykten av energi genom atmosfären, vilket dramatiskt bidrar till Global uppvärmning och till klimatförändring. Förbränning av fossila bränslen är faktiskt en av huvudfaktorerna i detta globala problem.

!-- GDPR -->