Węglowodory: czym są, klasyfikacja i charakterystyka

Co to są węglowodory?

Węglowodory to związki organiczne, których struktura molekularna powstaje z połączenia atomów wodoru i węgla.

formuła podstawa węglowodorów jest następująca: do_xH_Tak.

Te związki organiczne można znaleźć w różnych stanach skupienia: ciekłym, gazowym (gaz ziemny lub przez kondensację) i ewentualnie stałym.

Ropa naftowa (w stanie ciekłym) i gazu ziemnego (w stanie gazowym) to mieszaniny węglowodorów. Węglowodory są źródłem, z którego pozyskiwane są inne substancje organiczne, takie jak paliwa kopalne.

Charakterystyka węglowodorów

• Są to związki organiczne utworzone wyłącznie przez atomy wodoru i węgla.
• Zwykle nie ulegają biodegradacji.
• Są hydrofobowe, czyli nierozpuszczalne w wodzie.
• Są lipofilowe, czyli rozpuszczalne w rozpuszczalnikach organicznych.
• Kiedy spalanie jest optymalne lub całkowite, wytwarzają wodę i dwutlenek węgla.
• Gdy spalanie jest niewystarczające lub niepełne, wytwarzają wodę i węgiel lub tlenek węgla (sadzę).

Klasyfikacja węglowodorów

Istnieją dwa główne rodzaje węglowodorów. Przyjrzyjmy się każdemu z osobna.

Węglowodory aromatyczne lub areny

Są związkami organicznymi cykliczny charakteryzuje się wspólnym jądrem, znanym jako benzen. Może być dwojakiego rodzaju:

• Monocykliczny: te, w których cząsteczka wodoru pierścienia benzenowego jest zastąpiona łańcuchami bocznymi, to znaczy resztami węglowodorowymi. Na przykład, Metylobenzen lub toluen (C₆H_5-CH₃).
• Policykliczny: to te, które zawierają dwa lub więcej jąder benzenu.

Węglowodory alifatyczne

Składają się one zasadniczo z wodoru i węgla i nie mają charakteru aromatycznego. Jego łańcuchy są otwarte i mogą być zarówno liniowe, jak i rozgałęzione. Węglowodory alifatyczne dzielą się na:

• Węglowodory nasycone lub alkany: to te, których wiązania węglowe są proste. Alkany zawierają pojedyncze wiązania węgiel-węgiel. Ogólny wzór na alkany jest następujący: (C_nieH_{2n + 2}) Na przykład, etan.
• Węglowodory nienasycone: to te, które zawierają podwójne lub potrójne wiązania węgiel-węgiel. Są częścią tej grupy:
  • Alkeny lub olefiny: z podwójnymi wiązaniami węgiel-węgiel (CH₂= CH₂). Na przykład: limonen (z olejków cytrusowych).
  • Alkiny lub acetyleny (z potrójnymi wiązaniami węgiel-węgiel). Na przykład: etyn (HC≡CH).

Skąd pochodzą węglowodory?

Węglowodory zwykle znajdują się w zbiornikach, złożach lub zbiornikach na poziomie podglebia, na platformie lądowej lub na platformie morskiej.

Proces, w wyniku którego otrzymuje się węglowodory, składa się z czterech etapów. Poznajmy ich.

1. Głęboka sedymentacja

Węglowodory powstają z rozkładu i termicznego przekształcania osadów materii organicznej (glonów, szczątków roślinnych, zwierząt) zdeponowanych na dużych głębokościach, które zawarte są w tzw. skała macierzysta, czyli u podstawy skalistej ziemi.

2. Ogrzewanie i ciśnienie

Stężenie temperatury i ciśnienia wywieranego na materię organiczną na przestrzeni wieków powoduje, że przekształca się ona w ciecz (ropę) lub gaz. Przemiana materii organicznej zależy od obecności podłoża skalnego.

3. Migracja węglowodorów ze skały macierzystej do skały magazynowej

Po przekształceniu węglowodory migrują do porów tzw skały magazynowe, czyli piasek i rozdrobnione skały, które mogą wchłaniać i wydalać płyny. Skały magazynowe mają dwie cechy: porowatość i przepuszczalność. Nie jest to zatem zbiornik wklęsły, jak się zwykle wyobraża.

4. Retencja przez pułapkę olejową lub nieprzepuszczalne skały

Jest nazwany pułapka olejowa do geometrycznego kształtu skały magazynowej, w której uwięziony jest płyn. Pułapka jest zakryta pieczęć skał co zapobiega wydaleniu danego węglowodoru na powierzchnię.

• Ropa naftowa
• Gazu ziemnego
• Związki organiczne

Wykorzystanie i znaczenie węglowodorów

Inne ważne substancje powstają z węglowodorów, bez których współczesne i przemysłowe życie, jakie znamy, nie byłoby możliwe.

W rzeczywistości węglowodory mają wiele zastosowań zarówno na poziomie przemysłowym, jak i w życiu codziennym, ponieważ z nich uzyskujemy:

• Zasoby energetyczne: odnosi się do paliw z węglowodorów, które umożliwiają mobilizację przemysłu, transportu, rolnictwa i energii elektrycznej do użytku domowego. Odpowiada to prawie 80% produkcji energii elektrycznej na świecie.
• Surowy materiał: Przydatne w produkcji wyrobów takich jak plastik, tusze, guma, włókna syntetyczne do tekstyliów, detergenty, ołówki, środki owadobójcze i ogólnie produkty chemiczne.
• Produkty specjalne: Należą do nich asfalty, smary silnikowe i sprzętowe, smary, parafiny itp.

Podstawione węglowodory

Odnosi się do tych związków, które chociaż mają tę samą podstawową strukturę węglowodoru, zawierają również atomy innych pierwiastków chemicznych. Ta część cząsteczki o tych cechach nazywana jest grupą funkcyjną.

Na przykład:

Związki fluorowcowane, takie jak zawarte w pestycydach, repelentach, rozpuszczalnikach lub czynnikach chłodniczych.