Co to są węglowodory?
Węglowodory są związkami organicznymi, których struktura molekularna powstaje z połączenia atomów wodoru i węgla.
Podstawowa formuła dla węglowodorów jest następująca: CxHy .
Te związki organiczne mogą występować w różnych stanach skupienia: ciekłym, gazowym (gaz ziemny lub przez kondensację) i w końcu stałym.
ropa naftowa (stan ciekły) i gaz ziemny (stan gazowy) są mieszaninami węglowodorów. Węglowodory są źródłem, z którego powstają inne substancje organiczne, jak np. paliwa kopalne.
Właściwości węglowodorów
- Są to związki organiczne tworzone tylko przez atomy wodoru i węgla.
- Z reguły nie są one biodegradowalne.
- Są hydrofobowe, tzn. nierozpuszczalne w wodzie.
- Są lipofilne, tzn. rozpuszczalne w rozpuszczalnikach organicznych.
Gdy spalanie jest optymalne lub całkowite, wytwarzają wodę i dwutlenek węgla.
Przy niedostatecznym lub niekompletnym spalaniu powstaje woda i tlenek węgla lub węgiel (sadza).
Klasyfikacja węglowodorów
Istnieją dwa główne rodzaje węglowodorów. Przyjrzyjmy się każdemu z nich z osobna.
Powiązane znaczenia:
Węglowodory aromatyczne lub areny
Są to cykliczne związki organiczne charakteryzujące się posiadaniem wspólnego jądra, znanego jako benzen. Może być dwojakiego rodzaju:
- Monocykliczne : takie, w których jedna cząsteczka wodoru pierścienia benzenowego jest zastąpiona przez łańcuchy boczne, tzn. przez reszty węglowodorowe. Na przykład Metylobenzen lub Toluen (C6H5-CH3).
- Wielopierścieniowe : to takie, które zawierają dwa lub więcej jąder benzenu.
Węglowodory alifatyczne
Składają się zasadniczo z wodoru i węgla i nie mają charakteru aromatycznego. Ich łańcuchy są otwarte i mogą być zarówno liniowe jak i rozgałęzione. Węglowodory alifatyczne dzielą się na:
- Węglowodory nasycone lub alkany : to takie, których wiązania węglowe są proste. Alkany zawierają pojedyncze wiązania węgiel-węgiel.Ogólny wzór dla alkanów jest następujący: (CnH2n+2) Na przykład etan.
- Węglowodory nienasycone : to takie, które zawierają podwójne lub potrójne wiązania węgiel-węgiel. Oni są częścią tej grupy:
- Alkeny lub olefiny: z podwójnymi wiązaniami węgiel-węgiel (CH2=CH2). Na przykład: Limonene (z olejków cytrusowych).
(tixagag_4) Alkiny lub acetyleny (z potrójnymi wiązaniami węgiel-węgiel). Na przykład: eten (HC≡CH).
Skąd się biorą węglowodory?
Węglowodory znajdują się z reguły w złożach, zbiornikach lub rezerwuarach na poziomie podglebia, albo na platformie lądowej, albo na platformie morskiej.
Proces, który prowadzi do uzyskania węglowodorów składa się z czterech etapów. Poznajmy ich.
1. sedymentacja na dużej głębokości
Węglowodory powstają z rozkładu i termicznej przemiany osadów materii organicznej (algi, szczątki roślin, zwierzęta) zalegających na dużej głębokości, które zawarte są w tak zwanej skale macierzystej , czyli w skalnym podłożu gleby.
2. ogrzewanie i ciśnienie
Stężenie temperatury i ciśnienia wywierane przez wieki na materię organiczną powoduje, że przekształca się ona w ciecz (ropę) lub gaz. Obecność skały macierzystej decyduje o przemianie materii organicznej.
3. migracja węglowodorów ze skały macierzystej do skały zbiornikowej
Węglowodory po przekształceniu migrują do porów tak zwanych skał akumulacyjnych , czyli piasków i skał okruchowych, które mogą wchłonąć i wydalić płyny. Skały akumulacyjne mają dwie cechy: porowatość i przepuszczalność. Nie jest to zatem złoże wklęsłe, jak się często wyobraża.
4. retencja za pomocą pułapki olejowej lub nieprzepuszczalnych skał
Geometryczny kształt skały zbiornikowej, w której uwięziona jest ciecz, nazywany jest pułapką olejową . Pułapka jest przykryta skałą uszczelniającą , która zapobiega wydostawaniu się danego oleju na powierzchnię.
Patrz również:
- Olej
- Gaz ziemny
Związki organiczne
Zastosowanie i znaczenie węglowodorów
Z węglowodorów powstają inne ważne substancje, bez których nie byłoby możliwe nowoczesne, przemysłowe życie, jakie znamy.
Węglowodory mają w rzeczywistości wiele zastosowań zarówno na płaszczyźnie przemysłowej, jak i w życiu codziennym, ponieważ z nich uzyskuje się produkty:
- Zasoby energetyczne: odnosi się do paliw z węglowodorów, które umożliwiają mobilizację przemysłu, transportu, rolnictwa i prądu elektrycznego do konsumpcji krajowej. Odpowiada to prawie 80% światowej produkcji energii elektrycznej.
- Surowce: użyteczne w produkcji takich produktów jak tworzywa sztuczne, tusze, gumy, włókna syntetyczne do tekstyliów, detergenty, ołówki, środki owadobójcze i ogólnie chemikalia.
- Produkty specjalne: należą do nich asfalt, smary do urządzeń i silników, środki smarne, parafiny itd.
Patrz również paliwo kopalne.
Węglowodory podstawione
Odnosi się do tych związków, które mają taką samą strukturę podstawową jak węglowodór, ale zawierają również atomy innych pierwiastków chemicznych. Część molekuły z tymi cechami nazywa się grupą funkcyjną.
Na przykład:
Związki chlorowcowane, takie jak te zawarte w pestycydach, repelentach, rozpuszczalnikach lub środkach chłodniczych.
