uhlovodíky

Chemie

2022

Vysvětlíme, co jsou uhlovodíky, jejich vlastnosti a jak jsou klasifikovány. Navíc jeho deriváty, aplikace a dopad na životní prostředí.

Ropa, zemní plyn a uhlí jsou hlavními zdroji uhlovodíků.

Co jsou to uhlovodíky?

Uhlovodíky jsou různé druhy sloučeniny organické. Mohou mít větší či menší složitost, ale vždy jsou tvořeny kostrou z atomy uhlík (C) a vodík (H), jakož i další event Prvky.

Každý uhlovodík představuje své strukturní vzorce, protože jeho specifická konfigurace určuje jeho fyzikální a chemické vlastnosti, stejně jako název látka o čem to je. The ropa, zemní plyn a uhlí jsou hlavními zdroji uhlovodíků.

Většina uhlovodíků je uvnitř Země, pohřbené pod vrstvami a vrstvami hornin a já obvykle. Jsou produktem anaerobního rozkladu velkého množství za velmi specifických podmínek organický materiál, který v dávných dobách tvořil tělo různých žíjící bytosti.

Uhlovodíky jsou také přítomny v těle různých živých bytostí ve specifických formách, jako je kaučuk, který kaučukovníky generují, nebo soubor pigmentů nazývaných karoteny, které mají některé rostliny. Navíc je lze syntetizovat v laboratoři, přičemž se počítá s surovina adekvátní.

Vzhledem k jejich obrovskému chemickému a energetickému potenciálu jsou uhlovodíky nepostradatelnou součástí různých průmyslová odvětví, mezi nimi při získávání elektrická energie.

Charakteristika uhlovodíků

Některé vlastnosti uhlovodíků jsou:

  • Jsou tvořeny převážně uhlíkem a vodíkem a případnými přísadami dalších prvků nebo jiných radikálových skupin. Zatímco jejich atomy uhlíku tvoří strukturu sloučeniny, atomy vodíku v některých případech slouží jako můstek, který je drží pohromadě v konfiguraci (formě, struktura, orientace) určeno.
  • Mohou mít rám molekul lineární nebo rozvětvené, otevřené nebo uzavřené. Záleží na jeho řazení a množství komponent, zda se jedná o jeden nebo druhý uhlovodík.
  • Jsou vysoce hořlavé a mají obrovskou energetickou kapacitu, což z nich dělá ideální surovinu pro průmyslovou přeměnu a pro získávání energie.
  • Jsou většinou toxické a mohou vyzařovat výpary nebezpečné pro Zdraví.

Klasifikace uhlovodíků

Každý uhlovodík má specifickou molekulární strukturu.

Od svého objevu v 19. století byly uhlovodíky klasifikovány podle dvou možných kritérií: podle typu struktury a podle typů vazeb mezi jejich atomy. Podle první klasifikace se rozlišují dvě kategorie:

  • Acyklické uhlovodíky nebo uhlovodíky s otevřeným řetězcem. Jsou to takové, jejichž řetězec molekul se sám do sebe neuzavírá. Lze je zase rozdělit na lineární (čárkovité) nebo rozvětvené (s různými větvemi). Například:
  • Cyklické nebo uzavřené řetězce uhlovodíků. Jsou to ti, jejichž řetězec molekul se uzavírá sám do sebe. Dále je lze rozdělit na monocyklické (jeden cyklus) a polycyklické (více cyklů). Například:

Podle druhé klasifikace místo toho máme:

  • Aromatické uhlovodíky. Mají aromatický kruh, to znamená cyklickou strukturu, která se řídí takzvaným Hückelovým pravidlem, které říká, že počet delokalizovaných elektronů v aromatické sloučenině odpovídá:

Kde:

    • n. Představuje a celé číslo.
    • Ne. Představuje počet elektrony delokalizované v aromatické sloučenině.

Například benzen (C6H6) má ve své struktuře 6 delokalizovaných elektronů (nazývaných pí (𝛑) elektrony), což znamená, že n se musí rovnat 1.

Téměř všechny aromatické uhlovodíky jsou obvykle odvozeny od benzenu (i když ne vždy), a proto je hexagonální struktura benzenu součástí mnoha těchto aromatických sloučenin. Název "aromatické" pochází ze skutečnosti, že tyto sloučeniny byly zpočátku získávány degradací chemické substance příjemná vůně. Některé příklady aromatických sloučenin jsou:

  • Alifatické uhlovodíky. Chybí jim aromatický kruh. Jeho název pochází z řečtiny aleiphar, tedy „tuk“, jelikož byly získány rozkladem olejů a tuky. Jsou klasifikovány jako nasycené (obdařené jednoduchými atomovými vazbami) a nenasycené (obsahující alespoň jednu násobnou, dvojnou nebo trojnou vazbu). Některé příklady alifatických uhlovodíků jsou:

Význam uhlovodíků

Uhlovodíky jsou extrémně všestranné látky, protože slouží jako surovina získat velmi rozmanité produkty. Navíc mají velký energetický potenciál, tedy svůj spalování je snadná a intenzivní, takže energeticky udržují rozmanitou sadu průmyslová odvětví, od materiálů, rozpouštědla, fosilní palivak výrobě elektrické energie.

K tomu se přidává skutečnost, že jejich vznik trval miliony let pomalých chemických procesů v podzemí, takže představují důležitý zdroj, ale neobnovitelný, který jednoho dne bude navždy (nebo alespoň na pořádnou dobu) vyčerpán. Jeho použití by mělo probíhat za podmínek extrémní odpovědnosti.

Deriváty a aplikace uhlovodíků

Uhlovodíky se používají k výrobě mnoha plastových materiálů.

Uhlovodíky mají širokou škálu využití lidská bytost, mezi nimiž vynikají:

  • Výroba elektřiny. Díky své obrovské kapacitě spalování, uhlovodíky se používají jako zdroj energie Vygenerovat elektřina. To se provádí v určitých typech elektráren a dodává energii do domácností i jiných průmyslových odvětví a umožňuje podporu našeho způsobu života.
  • Výroba paliv. Jejich energetická kapacita jim umožňuje vyrábět různé druhy paliv (benzín, nafta, zemní plyn zkapalněné), k pohonu různých typů vozidel nebo k napájení různých domácích spotřebičů, jako jsou ohřívače prostoru, sporáky a ohřívače, které pracují s plyny, jako je butan nebo propan.
  • Získávání plasty. Z manipulace s uhlovodíky lze v laboratořích získat různé druhy plastů a všestranné materiály. Tyto materiály jsou tak levné, efektivní a jednoduché na výrobu, že kolem nich existuje obrovský průmysl.
  • Výroba rozpouštědel a další produkty. Mnoho uhlovodíků je základní složkou rozpouštědel a rozpouštědel, čisticích prostředků, hnojiv nebo bitumenu.

Vliv uhlovodíků na životní prostředí

Použití uhlovodíků má svou cenu, a to první dopad on to bere životní prostředí. Obecně jde o toxické látky, schopné způsobit velké ekologické škody v případě, že jsou vyhozeny do Příroda, jako při úniku oleje nebo úniku oleje. Oprava těchto ekologických škod je často nákladná a časově náročná.

Kromě toho, v závislosti na uhlovodíku, jeho uvolňování nebo jeho spalování uvolňují plyny skleníkový efekt na atmosféra, tedy plyny bohaté na uhlík jako je metan (CH4) popř oxid uhličitý (CO2).

Tyto plyny mohou zničit ozónová vrstva planety a také blokují únik energie atmosférou, což dramaticky přispívá k globální oteplování a do klimatická změna. Spalování fosilních paliv je ve skutečnosti jedním z hlavních faktorů tohoto globálního problému.

!-- GDPR -->