uhľovodíky

Chémia

2022

Vysvetľujeme, čo sú uhľovodíky, ich vlastnosti a ako sú klasifikované. Okrem toho jeho deriváty, aplikácie a vplyv na životné prostredie.

Ropa, zemný plyn a uhlie sú hlavnými zdrojmi uhľovodíkov.

Čo sú to uhľovodíky?

Uhľovodíky sú rôzneho druhu zlúčeniny organické. Môžu mať väčšiu či menšiu zložitosť, no vždy ich tvorí kostra z atómov uhlík (C) a vodík (H), ako aj iné event prvkov.

Každý uhľovodík predstavuje svoje štruktúrne vzory, pretože jeho špecifická konfigurácia určuje jeho fyzikálne a chemické vlastnosti, ako aj názov látka O čom to je. The Ropa, zemný plyn a uhlie sú hlavnými zdrojmi uhľovodíkov.

Väčšina uhľovodíkov je vo vnútri Zem, pochovaný pod vrstvami a vrstvami hornín a ja zvyčajne. Sú produktom anaeróbneho rozkladu za veľmi špecifických podmienok veľkého množstva organický materiál, ktoré v dávnych dobách tvorilo telo rôznych živých tvorov.

Uhľovodíky sú tiež prítomné v tele rôznych živých bytostí v špecifických formách, ako je napríklad kaučuk, ktorý vytvárajú kaučukovníky, alebo súbor pigmentov nazývaných karotény, ktoré majú niektoré rastliny. Okrem toho môžu byť syntetizované v laboratóriu, počítajúc s Surový materiál primerané.

Vzhľadom na ich obrovský chemický a energetický potenciál sú uhľovodíky nenahraditeľnou súčasťou rôznych odvetvia, medzi nimi pri získavaní elektrická energia.

Charakteristika uhľovodíkov

Niektoré vlastnosti uhľovodíkov sú:

  • Sú tvorené väčšinou uhlíkom a vodíkom a prípadnými prísadami iných prvkov alebo iných radikálových skupín. Zatiaľ čo ich atómy uhlíka tvoria štruktúru zlúčeniny, atómy vodíka v niektorých prípadoch slúžia ako most, ktorý ich drží pohromade v konfigurácii (forme, štruktúru, orientácia) určená.
  • Môžu mať rám z molekuly lineárne alebo rozvetvené, otvorené alebo uzavreté. Či ide o jeden alebo druhý uhľovodík, závisí od jeho usporiadania a množstva komponentov.
  • Sú vysoko horľavé a majú obrovskú energetickú kapacitu, čo z nich robí ideálnu surovinu pre priemyselnú transformáciu a získavanie energie.
  • Väčšinou sú toxické a môžu vyžarovať výpary nebezpečné pre zdravie.

Klasifikácia uhľovodíkov

Každý uhľovodík má špecifickú molekulárnu štruktúru.

Od svojho objavu v 19. storočí boli uhľovodíky klasifikované podľa dvoch možných kritérií: ich typu štruktúry a typov väzieb medzi ich atómami. Podľa prvej klasifikácie sa rozlišujú dve kategórie:

  • Acyklické uhľovodíky alebo uhľovodíky s otvoreným reťazcom. Sú to tie, ktorých reťazec molekúl sa sám do seba neuzavrie. Na druhej strane môžu byť rozdelené na lineárne (v tvare čiary) alebo rozvetvené (s rôznymi vetvami). Napríklad:
  • Cyklické alebo uzavreté uhľovodíky. Sú to tie, ktorých reťazec molekúl sa uzatvára do seba. Na druhej strane ich možno rozdeliť na monocyklické (jeden cyklus) a polycyklické (viacnásobné cykly). Napríklad:

Podľa druhej klasifikácie namiesto toho máme:

  • Aromatické uhľovodíky. Majú aromatický kruh, to znamená cyklickú štruktúru, ktorá sa riadi takzvaným Hückelovým pravidlom, ktoré hovorí, že počet delokalizovaných elektrónov v aromatickej zlúčenine vyhovuje:

Kde:

Napríklad benzén (C6H6) má vo svojej štruktúre 6 delokalizovaných elektrónov (nazývaných pi (𝛑) elektróny), čo znamená, že n sa musí rovnať 1.

Takmer všetky aromatické uhľovodíky sú zvyčajne odvodené od benzénu (aj keď nie vždy), a preto je hexagonálna štruktúra benzénu súčasťou mnohých z týchto aromatických zlúčenín. Názov "aromatické" pochádza zo skutočnosti, že tieto zlúčeniny sa pôvodne získavali degradáciou chemických látok príjemná vôňa. Niektoré príklady aromatických zlúčenín sú:

  • Alifatické uhľovodíky. Chýba im aromatický kruh. Jeho názov pochádza z gréčtiny aleiphar, teda „tuk“, keďže sa získavali rozkladom olejov a tukov. Sú klasifikované ako nasýtené (s jednoduchými atómovými väzbami) a nenasýtené (majú aspoň jednu viacnásobnú, dvojitú alebo trojitú väzbu). Niektoré príklady alifatických uhľovodíkov sú:

Význam uhľovodíkov

Uhľovodíky sú mimoriadne všestranné látky, pretože slúžia ako Surový materiál získať veľmi rôznorodé produkty. Navyše majú veľký energetický potenciál, teda ich spaľovanie je ľahké a intenzívne, takže energeticky udržiavajú rôznorodú sadu odvetvia, od materiálov, rozpúšťadlá, fosílne palivána výrobu elektrickej energie.

K tomu sa pridáva skutočnosť, že ich vznik trval milióny rokov pomalých chemických procesov v podzemí, takže predstavujú dôležitý zdroj, ale neobnoviteľné, ktorá sa jedného dňa navždy (alebo aspoň na slušnú dobu) vyčerpá. Jeho použitie by malo prebiehať za podmienok mimoriadnej zodpovednosti.

Deriváty a aplikácie uhľovodíkov

Uhľovodíky sa používajú na výrobu viacerých plastových materiálov.

Uhľovodíky majú široké využitie ľudská bytosť, medzi ktorými vynikajú:

  • Vytváranie energie. Vďaka svojej obrovskej kapacite spaľovanie, uhľovodíky sa používajú ako Zdroj energie Generovať elektriny. To sa vykonáva v určitých typoch elektrární a dodáva energiu do domácností a iných odvetví a umožňuje podporu nášho spôsobu života.
  • Generovanie palív. Ich energetická kapacita im umožňuje vyrábať rôzne druhy palív (benzín, nafta, zemný plyn skvapalnené), na poháňanie rôznych typov vozidiel alebo na napájanie rôznych domácich spotrebičov, ako sú ohrievače priestoru, kachle a ohrievače, ktoré pracujú s plynmi, ako je bután alebo propán.
  • Získavanie plasty. Z manipulácie s uhľovodíkmi možno v laboratóriách získať rôzne druhy plastov a všestranné materiály. Tieto materiály sú také lacné, efektívne a jednoduché na výrobu, že okolo nich existuje obrovský priemysel.
  • Výroba rozpúšťadiel a iné Produkty. Mnohé uhľovodíky sú základnými zložkami rozpúšťadiel a rozpúšťadiel, čistiacich prostriedkov, hnojív alebo bitúmenu.

Vplyv uhľovodíkov na životné prostredie

Použitie uhľovodíkov má svoje náklady, a to prvé vplyv on to berie životné prostredie. Vo všeobecnosti ide o toxické látky, schopné spôsobiť veľké ekologické škody v prípade, že sa vyhodia do prírody, ako pri úniku oleja alebo úniku oleja. Oprava týchto environmentálnych škôd je často nákladná a časovo náročná.

Okrem toho, v závislosti od uhľovodíka, jeho uvoľňovanie alebo jeho spaľovanie uvoľňuje plyny skleníkový efekt do atmosféru, teda plyny bohaté na uhlík ako je metán (CH4) resp oxid uhličitý (CO2).

Tieto plyny môžu zničiť ozónová vrstva planéty a tiež blokujú únik energie cez atmosféru, čím dramaticky prispievajú k globálne otepľovanie a do zmena podnebia. Spaľovanie fosílnych palív je v skutočnosti jedným z hlavných faktorov tohto globálneho problému.

!-- GDPR -->