въглеводороди

Химия

2022

Обясняваме какво представляват въглеводородите, техните характеристики и как се класифицират. В допълнение, неговите производни, приложения и въздействие върху околната среда.

Нефтът, природният газ и въглищата са основните източници на въглеводороди.

Какво представляват въглеводородите?

Въглеводородите са различни видове съединения органичен. Те могат да имат по-голяма или по-малка сложност, но винаги са съставени от скелет от атоми въглерод (C) и водород (H), както и други евентуални елементи.

Всеки въглеводород представя своите структурни модели, тъй като неговата специфична конфигурация определя неговите физични и химични свойства, както и името на вещество за какво става въпрос. В петрол, на природен газ и въглищата са основните източници на въглеводороди.

Повечето от въглеводородите са във вътрешността на Земята, заровени под пластове и пластове скала и аз обикновено. Те са продукт на анаеробното разлагане, при много специфични условия, на големи количества от органичен материал, който в древността е съставлявал тялото на различни живи същества.

Въглеводородите също присъстват в тялото на различни живи същества под специфични форми, като каучук, който генерират каучуковите дървета, или набор от пигменти, наречени каротини, които някои растения имат. Освен това те могат да бъдат синтезирани в лаборатория, като се разчита на суров материал адекватен.

Предвид техния огромен химически и енергиен потенциал, въглеводородите са незаменима част от различни индустрии, сред тях, при получаване електрическа енергия.

Характеристики на въглеводородите

Някои характеристики на въглеводородите са:

  • Те са съставени предимно от въглерод и водород и евентуални добавки от други елементи или други радикални групи. Докато техните въглеродни атоми съставляват структурата на съединението, тези на водорода в някои случаи служат като мост, за да ги държат заедно в конфигурация (форма, структура, ориентация) определени.
  • Те могат да имат рамка от молекули линейни или разклонени, отворени или затворени. От подредбата и количеството на компонентите зависи дали е един или друг въглеводород.
  • Те са силно запалими и имат огромен енергиен капацитет, което ги прави идеална суровина за промишлена трансформация и за получаване на енергия.
  • Те са предимно токсични и могат да излъчват изпарения опасни за Здраве.

Класификация на въглеводородите

Всеки въглеводород има специфична молекулярна структура.

От откриването им през 19 век въглеводородите са класифицирани според два възможни критерия: техния тип структура и видовете връзки между техните атоми. Според първата класификация се разграничават две категории:

  • Ациклични или отворени въглеводороди. Те са тези, чиято верига от молекули не се затваря в себе си. От своя страна те могат да бъдат разделени на линейни (с формата на линия) или разклонени (с различни разклонения). Например:
  • Циклични или затворени въглеводороди. Те са тези, чиято верига от молекули се затваря в себе си. От своя страна те могат да бъдат разделени на моноциклични (един цикъл) и полициклични (множество цикъла). Например:

Спазвайки втората класификация, вместо това имаме:

  • Ароматни въглеводороди. Те имат ароматен пръстен, тоест циклична структура, която се подчинява на така нареченото правило на Хюкел, което гласи, че броят на делокализираните електрони в ароматно съединение отговаря на:

Където:

    • н. Представлява а цяло число.
    • Не Представлява броя на електрони делокализиран в ароматното съединение.

Например, бензенът (C6H6) има 6 делокализирани електрона (наречени pi (𝛑) електрони) в структурата си, което предполага, че н трябва да е равно на 1.

Почти всички ароматни въглеводороди обикновено се извличат от бензол (макар и не винаги) и следователно хексагоналната структура на бензола е част от много от тези ароматни съединения. Името "ароматни" идва от факта, че тези съединения първоначално са получени чрез разграждане химични вещества приятна миризма. Някои примери за ароматни съединения са:

  • Алифатни въглеводороди. Липсва им ароматен пръстен. Името му идва от гръцки алейфар, тоест "мазнини", тъй като са получени от разлагането на масла и мазнини. Те се класифицират като наситени (надарени с единични атомни връзки) и ненаситени (притежаващи поне една множествена, двойна или тройна връзка). Някои примери за алифатни въглеводороди са:

Значението на въглеводородите

Въглеводородите са изключително универсални вещества, тъй като служат като суров материал за получаване на много разнообразни продукти. Освен това те имат голям енергиен потенциал, тоест техен изгаряне е лесно и интензивно, така че те енергично поддържат разнообразен набор от индустрии, вариращи от материали, разтворители, на изкопаеми горива, към производството на електрическа енергия.

Към това се добавя и фактът, че тяхното формиране е отнело милиони години бавни химически процеси под земята, така че те представляват важен ресурс, но невъзобновяеми, който един ден ще бъде изчерпан завинаги (или поне за доста време). Използването му трябва да става при условия на изключителна отговорност.

Производни и приложения на въглеводородите

Въглеводородите се използват за производството на множество пластмасови материали.

Въглеводородите имат огромен набор от приложения за човешко същество, сред които се открояват:

  • Производство на енергия. Благодарение на огромния си капацитет да изгаряне, въглеводородите се използват като източник на захранване За генериране електричество. Това се извършва в определени видове електроцентрали и доставя енергия както на домовете, така и на други индустрии и позволява подкрепата на нашия начин на живот.
  • Генерирането на горива. Енергийният им капацитет им позволява да произвеждат различни видове горива (бензин, дизел, природен газ втечнени), за захранване на различни видове превозни средства или за захранване на различни домакински уреди, като нагреватели, печки и нагреватели, които работят с помощта на газове като бутан или пропан.
  • Получаване пластмаси. Различни видове пластмаса и универсални материали могат да бъдат получени в лаборатории от боравене с въглеводороди. Тези материали са толкова евтини, ефективни и лесни за производство, че около тях има огромна индустрия.
  • Производство на разтворители и други продукти. Много въглеводороди са основни компоненти на разтворители и разтворители, почистващи продукти, торове или битум.

Въздействието на въглеводородите върху околната среда

Използването на въглеводороди има своята цена и първата въздействие той го взема заобикаляща среда. Като цяло става дума за токсични вещества, способни да причинят големи екологични щети в случай, че бъдат изхвърлени в природата, както при нефтени разливи или течове на масло. Поправянето на тези екологични щети често е скъпо и отнема много време.

Освен това, в зависимост от въглеводорода, неговото отделяне или изгаряне отделят газове от парников ефект да се атмосфера, тоест газове, богати на въглерод като метан (CH4) или въглероден двуокис (CO2).

Тези газове могат да унищожат озонов слой планетата, а също така блокират изтичането на енергия през атмосферата, като драматично допринасят за глобално затопляне и към изменението на климата. Изгарянето на изкопаеми горива всъщност е един от основните фактори за този глобален проблем.

!-- GDPR -->