IMPORTANCIA DE LOS ALCANOS EN EL ESTUDIO DE LOS CARBONES

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Introduccion

El carbón es un sólido heterogéneo, producto de transformaciones geoquímicas, en las que intervienen como sustancias de partida los componentes de las plantas, a los que se agregan los provenientes de otras fuentes como materia mineral y restos de microorganismos.

Durante la formación del carbón ocurren diferentes transformaciones, dependiendo del medio ambiente en que se desarrollen. Las primeras se llevan a cabo cerca de la superficie terrestre y son de tipo bioquímico.

Antecedente

En este trabajo se estudian dos carbones de diferente rango pertenecientes a la misma formación geológica, lo que permite atribuir sus diferencias a condiciones geológicas distintas, suponiendo que la etapa de trasformación diagenética fue similar.

Métodos de extracción

Se tomaron 150.0 g de carbón y fueron extraídos secuencialmente con los siguientes solventes: Agua, Hidróxido de Sodio al 10%, Ácido Clorhídrico al 10%, Heptano, Éter Etílico, Tolueno, Cloroformo, Tetrahidrofurano (THF) y Piridina.

Para la extracción con los solventes acuosos, se mezclaron en un rotavapor el carbón y el solvente en proporción de 1:4, y se irradiaron con ultrasonido durante una hora, en atmósfera de nitrógeno. Se retiró el extracto por filtración y se repitió la operación cuatro veces. Con los solventes orgánicos, la extracción se hizo en dos etapas; la primera con ultrasonido y la segunda con soxhlet, hasta cuando el solvente salió incoloro. Para retirar trazas del solvente remanente, a partir de la extracción con tolueno, los residuos se lavaron en soxhlet con éter etílico durante 24 horas. Todos los residuos se secaron al vacío por 48 horas a 70 °C, y se reservaron 10.0 g para análisis posteriores.

Propiedades

Las diferencias entre LVF y LVO en los análisis de materia volátil, humedad y cenizas son indicativos del proceso de oxidación. Los resultados encontrados en otros trabajos (21, 22) muestran que cuando se oxida un carbón pueden aumentar o disminuir los porcentajes de materia volátil y de ceniza.

Cuando se oxida el carbón La Vega, la relación atómica H/C disminuye y O/C aumenta, lo que indica un aumento de aromaticidad y la incorporación de oxígeno en la matriz carbón. En estudios similares de oxidación se ha encontrado disminución de estructuras alifáticas unidas a núcleos aromáticos y aumento de especies oxigenadas.

Se fin encontrado que la oxidación ocurre preferencialmente en los carbones adyacentes a los núcleos aromáticos y puesto que la estructura de los carbones bituminosos tiene cadenas alquílicas cortas (9, 29, 30), estas pueden originar especies de bajo peso molecular que se pueden volatilizar durante la oxidación.

Extracción de solventes

Se hizo un pretratamiento con solventes acuosos de carácter ácido y básico con el propósito de romper interacciones entre la materia mineral y orgánica, y se combinaron las técnicas de ultrasonido y Soxhlet, los rendimientos de extracción con los solventes orgánicos no específicos son bajos. Las diferencias en los rendimientos de los tres carbones son pequeñas hasta el cloroformo. En la extracción con cloroformo, se presenta un incremento en LVF y LVO, respecto a TB, que se explica por la depolimerización y disminución de entrecruzamientos ocurrida en los carbones bituminosos. El incremento de extracción en LVO comparado con LVF sugiere que, durante la preoxidación de este último, se produce una depolimerización a compuestos oxigenados solubles en THF. La mayor extracción con piridina se obtuvo con el carbón LVF. Los carbones LVO y TB dieron rendimientos similares; el rendimiento de extracción acumulado de LVO comparado con LVF muestra una disminución de extractables en piridina causado por oxidación, este resultado está de acuerdo con lo encontrado por otros investigadores y ha sido explicado por la formación de entrecruzamientos por oxidación de la red polimérica.

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