Hidrocarbonetos

1- HIDROCARBONETOS

   
    Hidrocarbonetos são compostos formados exclusivamente de carbono e hidrogênio  que também são chamados hidrocarburetos, carboidretos, carbetos, carburetos ou carbonetos e hidrogênio.

1.1 Classificação e ocorrência

     Os Hidrocarbonetos se classificam de acordo com a proporção dos átomos de carbono e hidrogênio presentes em sua composição química. Assim, denominam-se hidrocarbonetos saturados os compostos ricos em hidrogênio, enquanto os hidrocarbonetos ditos insaturados apresentam uma razão hidrogênio/carbono inferior e são encontrados principalmente no petróleo e em resinas vegetais.

   Os hidrocarbonetos etilênicos, primeiro subgrupo dos insaturados, estão presentes em muitas modalidades de petróleo em estado natural, enquanto os acetilênicos, que compõem o segundo subgrupo dos hidrocarbonetos insaturados, obtêm-se artificialmente pelo processo de craqueamento catalítico do petróleo. Os hidrocarbonetos aromáticos foram assim chamados por terem sido obtidos inicialmente a partir de produtos naturais como resinas ou bálsamos, e apresentarem odor característico. Com o tempo, outras fontes desses compostos foram descobertas. Com o crescimento da demanda, durante e após a guerra, outras fontes foram pesquisadas. Atualmente, grande parte dos compostos aromáticos, base de inúmeros processos industriais, se obtém a partir do petróleo.

1.2 Estrutura e Nomenclatura

   A estrutura das moléculas dos hidrocarbonetos baseia-se na tetravalência do carbono, isto é, em sua capacidade de ligar-se, quimicamente, a quatro ouros átomos, inclusive de carbono, simultaneamente. Assim, as sucessões de átomos de carbono podem formar cadeias lineares, ramificadas em ziguezague, que lembram anéis e estruturas de três dimensões.

1.3 Hidrocarbonetos Saturados

   A fórmula empírica molecular dos hidrocarbonetos saturados, também chamados alcanos ou parafinas, é CnH2n+2, segundo a qual n átomos de carbono combinam-se com 2n + 2 átomos de hidrogênio para formarem uma molécula. Valores inteiros sucessivos de n dão origem aos termos distintos da série: metano, etano, propano, butano etc.

   A partir do quarto termo da série, o butano, os quatro carbonos podem formar uma cadeia linear ou uma estrutura ramificada. No primeiro caso, o composto se denomina n-butano. Na estrutura ramificada, um átomo de carbono se liga ao carbono central da cadeia linear formada pelos outros três, formando o iso-butano, ou pode dar origem a uma estrutura cíclica, própria do composto chamado ciclobutano, em que os átomos de carbono das extremidades estão ligados entre si. A existência de compostos com mesma fórmula molecular, mas com estruturas diferentes, é fenômeno comum nos hidrocarbonetos, designado como isomeria estrutural. As substâncias isômeras possuem propriedades físicas e químicas semelhantes, mas não idênticas, e formam, em certos casos, moléculas completamente diferentes.

   Os termos da série saturada são nomeados a partir do butano com o prefixo grego correspondente ao número de átomos de carbono constituintes da molécula: penta, hexa, epta, acrescidos da terminação "ano". Nos cicloalcanos, hidrocarbonetos de cadeia saturada com estrutura em anel, a nomenclatura faz-se com a anteposição da palavra "ciclo" ao nome correspondente ao hidrocarboneto análogo na cadeia linear. Finalmente, os possíveis isômeros presentes na série saturada cíclica se distinguem por meio de números, associados à posição da ramificação no ciclo.

1.4 Hidrocarbonetos Insaturados

  O primeiro grupo de hidrocarbonetos insaturados constituído pelos compostos etilênicos, também chamado alcenos, alquenos ou olefinas, tem como característica estrutural a presença de uma dupla ligação entre dois átomos de carbono. Sua fórmula molecular é CnH2n e os primeiros termos da série homóloga correspondente recebem o nome de etileno ou eteno, propileno ou propeno, butileno ou buteno etc. Os termos seguintes tem uma nomenclatura análoga a dois hidrocarbonetos saturados, acrescidos da terminação "eno".
   A posição da dupla ligação na molécula dos alcenos pode dar origem a diferentes isômeros. Para distingui-los, o número do primeiro carbono a conter essa ligação precede o nome do hidrocarboneto na nomenclatura desses compostos. Existem, ainda, hidrocarbonetos etilênicos com mais de uma dupla ligação – denominados dienos, quando possuem duas ligações, e polienos com três ou mais. Os grupos mais importantes dessa classe de hidrocarbonetos constituem-se de compostos de duplas ligações em posições alternadas, os dienos conjugados. A nomenclatura dos alcenos de estrutura anelar ditos cicloalquenos, é formalmente análoga à dos cicloalcanos.

1.5 Hidrocarbonetos Aromáticos

   A estrutura do benzeno, base dos hidrocarbonetos aromáticos, foi descrita pela primeira vez por Freiedrich August Kekulé, em 1965. Segundo ele, "a molécula do benzeno tem o formato de um hexágono regular com os vértices ocupados por átomos de carbono, o anel benzênico apresenta três duplas ligações alternadas e conjugadas entre si, o que lhe confere sua estabilidade característica".

   Os hidrocarbonetos da série homóloga benzênica subdividem-se em três grupos distintos. O primeiro constitui-se de compostos formados pela substituição de um ou mais átomos de hidrogênio do anel pelos radicais de hidrocarbonetos. Esses compostos têm seus nomes derivados do radical substituinte, terminado em "il", e seguidos da palavra "benzeno". Alguns, no entanto, apresentam denominações alternadas, mais comumente empregadas. Assim, o metil-benzeno é conhecido como tolueno, o dimetil-benzeno como xileno, etc.

No segundo grupo, encontram-se os compostos formados pela união de anéis benzênicos por ligação simples entre os átomos de carbono. Por último, o terceiro grupo de hidrocarbonetos aromáticos constitui-se de compostos formados por condensação de anéis benzênicos, de modo que dois ou mais átomos de carbono sejam comuns a mais de um anel, tais como o naftaleno, com dois anéis, e o antraceno, com três.

1.6 Propriedades e Aplicações

   Os hidrocarbonetos em geral são insolúveis em água, mas se solubilizam prontamente em substâncias orgânicas como o éter e a acetona. Os primeiros termos das séries homólogas são gasosos, enquanto os compostos de maior peso molecular são líquidos ou sólidos. Graças a sua capacidade de decompor-se em dióxido de carbono e vapor d’água, em presença de oxigênio, com desprendimento de grande quantidade de energia, torna-se possível a utilização de vários hidrocarbonetos como combustíveis.

  Os hidrocarbonetos saturados ou parafinas, caracterizam-se sobretudo por ser quimicamente inertes. Industrialmente, são empregados no processo de craqueamento ou ruptura, a elevadas temperaturas, e produzem misturas de compostos de estruturas mais simples, saturados ou não. A hidrogenação catalítica dos alcenos é utilizada, em escala industrial, para a produção controlada de moléculas saturadas.esses compostos são usados ainda como moderadores nucleares e como combustíveis (gás de cozinha, em automóveis etc.).

   Os hidrocarbonetos naturais são compostos químicos constituídos por átomos de carbono (C) e de hidrogênio (H), aos quais podem juntar átomos de oxigênio (O), azoto (N) e enxofre (S).

São conhecidos alguns milhares de hidrocarbonetos. As diferentes características físicas são uma conseqüência das diferentes composições moleculares. Contudo, todos os hidrocarbonetos apresentam uma propriedade comum: "ardem", isto é, oxidam-se facilmente libertando calor, são combustíveis.

Os hidrocarbonetos, em termos da química do carbono, são compostos cujas moléculas são constituídas exclusivamente por átomos de carbono e hidrogênio. Os milhares de hidrocarbonetos conhecidos diferenciam-se uns dos outros, pelas propriedades físicas e químicas que apresentam. Com o objetivo de facilitar o seu estudo, os hidrocarbonetos podem-se classificar da seguinte forma:

Cadeia aberta- Cadeia linear, caso do metano e pentano.

1. Alcanos – são hidrocarbonetos saturados só com ligações simples.

2. Alcenos – são hidrocarbonetos não saturados que apresentam uma dupla ligação

3. Alcinos – são hidrocarbonetos não saturados que apresentam na sua molécula uma ligação tripla.

Cadeia fechada ou cíclicos- as ligações dos átomos de carbono formam anéis, caso do ciclopentano.

Aromáticos – Estes hidrocarbonetos são compostos químicos baseados na molécula de benzeno C6H6, e apresentam cheiros característicos. A química dos compostos aromáticos é antes do mais a química do benzeno e seus derivados.

Exemplos de alcanos:

Exemplos de alcenos:







Exemplos de alcinos:







Exemplo de aromática:

   Atualmente, os hidrocarbonetos são a fonte de energia mais importante e indispensável para as necessidades de desenvolvimento dos países.

É sabido que os hidrocarbonetos, sob a forma de gás natural ou de petróleo, formam-se e acumulam-se no longo de milhões de anos.

A exploração e a produção dos hidrocarbonetos não exige investimentos consideráveis, bem como metodologias muito avançadas para se poder trabalhar condições cada vez mais complexas e em regiões de acesso muito difícil.

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Fonte: Amigo Nerd
           Info Escola