Hidrocarburos

Hidrocarburos.

Los Hidrocarburos son aquellos compuestos orgánicos que contienen carbono e hidrógeno. Son los compuestos orgánicos más simples y pueden ser considerados como las sustancias principales de las que se derivan todos los demás compuestos orgánicos. Los hidrocarburos se clasifican en dos grupos principales, de cadena abierta y cíclicos. En los compuestos de cadena abierta que contienen más de un átomo de carbono, los átomos de carbono están unidos entre sí formando una cadena lineal que puede tener una o más ramificaciones. En los compuestos cíclicos, los átomos de carbono forman uno o más anillos cerrados.

Se forman por la descomposición y transformación de restos de animales y plantas, que han estado enterrados a grandes profundidades durante siglos, así que:

 El petróleo crudo, es una mezcla compleja de hidrocarburos líquidos, compuesto en mayor medida de carbono e hidrógeno, con pequeñas cantidades de nitrógeno, oxígeno y azufre.

 El gas natural, es un hidrocarburo en estado gaseoso compuesto de metano, principalmente, y de propano y butano en menor medida.

Hidrocarburos contaminantes.

Los hidrocarburos se consideran contaminantes primarios. Los hidrocarburos entran en el aire por evaporación de los compuestos fósiles, como la gasolina; esto se puede apreciar al observar los humos de la gasolina que se despiden a la atmósfera cuando se está llenando el tanque de la gasolina del automóvil.

Los hidrocarburos que no se escapan, se escapan durante la combustión de la gasolina, el petróleo, el carbón y la madera.

La relación de la estructura del compuesto en cuanto a la contaminación que produce se refleja en los siguientes ejemplos:

Los alcanos líquidos ligeros son altamente inflamables, aunque este riesgo decrece con el aumento de la longitud de la cadena de carbono.

Los hidrocarburos saturados de bajo punto de ebullición, fácilmente solubles en agua de mar producen anestesia y narcosis en los animales "contaminados", y muertes a altas concentraciones. Es conocido que el ciclo propano y el eteno son anestésicos potentes.

Los hidrocarburos saturados de alto punto de ebullición están presentes naturalmente en muchos organismos marinos y no son altamente tóxicos, sin embargo pueden interferir con la recepción de los estímulos químicos que utilizan ciertos animales marinos para comunicarse entre sí.

Los hidrocarburos aromáticos son altamente tóxicos. Los aromáticos de bajo punto de ebullición son solubles en agua y pueden matar por contacto (benceno, tolueno, xileno). Los aromáticos de alto punto de ebullición y en particular los aromáticos polinucleares, pueden ser venenosos largo plazo. El naftaleno y el fenantreno, por ejemplo, son más tóxicos para los peces que el xileno o benceno.

Obtención.

Los hidrocarburos se pueden clasificar en alcanos, alquenos, alquinos y compuestos aromáticos.

 Alcanos:

Son compuestos en los cuales cada átomo de carbono está enlazado con otros cuatro átomos más a través de enlaces sencillos. La presencia de enlaces sencillos entre los átomos de carbono, determina la escasa reactividad de los alcanos. Los cuatro primeros miembros del grupo son el metano, CH4, el etano,C2H6, el propano, C3H8 y el butano, C4H10. Los primeros cuatro miembros del grupo son gases a presión y temperatura ambiente; los miembros intermedios son líquidos, y los miembros más pesados son semisólidos o sólidos.

Se obtienen principalmente del petróleo y del gas natural, donde se encuentran mezclados como productos de la descomposición anaeróbica de la materia orgánica, representan un 90 a 95% del total de los hidrocarburos. El petróleo contiene una gran variedad de hidrocarburos saturados, y los productos del petróleo como la gasolina, el aceite combustible, los aceites lubricantes y la parafina consisten principalmente en mezclas de estos hidrocarburos que varían de los líquidos más ligeros a los sólidos.

 Alquenos

El grupo de los alquenos u olefinas está formado por hidrocarburos de cadena abierta en los que existe un doble enlace entre dos átomos de carbono. La fórmula general del grupo es CnH2n, donde n es el número de átomos de carbono. Al igual que los alcanos, los miembros más bajos son gases, los compuestos intermedios son líquidos y los más altos son sólidos. Los compuestos del grupo de los alquenos son más reactivos químicamente que los compuestos saturados. Reaccionan fácilmente con sustancias como los halógenos, adicionando átomos de halógeno a los dobles enlaces.

No se encuentran en los productos naturales, pero se obtienen en la destilación destructiva de sustancias naturales complejas, como el carbón, y en grandes cantidades en las refinerías de petróleo, especialmente en el proceso de craqueo. El primer miembro de la serie es el eteno, C2H4. Los dienos contienen dos dobles enlaces entre las parejas de átomos de carbono de la molécula. Están relacionados con los hidrocarburos complejos del caucho o hule natural y son importantes en la fabricación de caucho y plásticos sintéticos.

 Alquinos:

Los miembros del grupo de los alquinos contienen un triple enlace entre dos átomos de carbono de la molécula. Son muy activos químicamente y no se presentan libres en la naturaleza. Forman un grupo análogo al de los alquenos. El primero y más importante de los miembros del grupo es el etino, C2H2. La fórmula general del grupo es CnHn donde n es el número de átomos de carbono. Se puede obtener a partir del petróleo, mediante el proceso de fraccionamiento o craking. En el ámbito industrial, se obtiene por deshidrohalogenación de dihalogenuros e hidratación de carburo de calcio.

 Aromáticos:

El grupo más importante entre los hidrocarburos cíclicos insaturados es el de los aromáticos, que se encuentran en el alquitrán de hulla. Aunque los hidrocarburos aromáticos presentan a veces insaturación, es decir, tienden a adicionar otras sustancias, sus principales reacciones producen la sustitución de átomos de hidrógeno por otros tipos o grupos de átomos. Entre los hidrocarburos aromáticos se encuentran el benceno, el tolueno, el antraceno y el naftaleno.

Importancia de hidrocarburos.

El 87% de todas las formas de energía que se usa corresponde a hidrocarburos. El carbón, junto al petróleo genera 64%, el gas genera el 23% (equivalente a unos 50 millones de barriles de petróleo al día). Un 12% es generado con hidroeléctricas y plantas nucleares. Todas las demás formas de energía --eólica, solar, geotérmica, etc.-- representan solo el 1%. El gas natural es un hidrocarburo fósil atrapado bajo la tierra en depósitos que alcanzan enormes dimensiones. Como

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