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HIDROCARBONETOS

1.Introdução
Na Química Orgânica, um hidrocarboneto é um composto orgânico consistente inteiramente de hidrogênio e carbono. Com relação a terminologia quimica, os hidrocarbonetos aromáticos ou arenos, alcanos, alcenos (ou alquenos) e compostos baseados em alcinos (ou alquinos) compostos inteiramente de hidrogênio ou carbono são designados de hidrocarbonetos “puros”, enquanto outros hidrocarbonos com compostos ligados ou impurezas de enxofre ou nitrogênio, são designados de “impuros”, e continuam a ser designados um tanto erroneamente de hidrocarbonetos.

Hidrocarbonetos podem consistir de “espinhas dorsais” ou “esqueleto” compostos inteiramente de carbono e hidrogênio e outros compostos ligados, e carecem dum grupo funcional que geralmente facilita a combustão.

A maioria dos hidrocarbonetos encontrados naturalmente ocorrem no petróleo cru, onde a matéria orgânica decomposta fornece uma abundância de carbono e hidrogênio que, quando ligados, podem catenar para formar cadeias aprentemente ilimitadas.

2. Types of hydrocarbons
As classificações de hidrocarbonetos definidas pela nomenclatura IUPAC (International Union for Pure and Applied Chemistry= União Intenacional para a Quimica Pura Aplicada) de Quimica Orgânica são como se segue:

· Hidrocarbonetos Saturados (alcanos s) os simples das espécies de hidrocarbonetos e são compostos inteiramente de ligações simples e são saturados com hidrogênio. A fórmula geral para hidrocarbonetos saturados é CnH2n+2 (assumindo estrutura não-cíclica). Os hidrocarbonetos saturados são a base dos combustíveis de petróleo e são encontrados quer como espécies lineares quer ramificadas. Os hidrocarbonetos com as mesmas fórmulas moleculares mas fórmulas estruturais diferentes são chamados de isómeros.

· Hidrocarbonetos insaturados têm uma ou mais ligações duplas ou triplas entre os átomos de carbono. Aqueles com uma ligação dupla são chamados de alcenos (ou alquenos), com a fórmula CnH2n (assumindo estrutura não-cíclica). Aqueles que contém ligações triplas são chamados de alcinos (ou alquinos), com a fórmula CnH2n-2.

· Cicloalcanos são hidrocarbonetos que contém um ou mais aneis de carbono aos quais os átomos de hidrogênios estão ligados. A fórmula geral para um hidrocarboneto saturado que contém um anel é CnH2n.

· Hidrocarbonetos aromáticos, também conhecidos como arenos, são hidrocarbonetos que têm pelo menos um anel aromático.

Os hidrocarbonetos podem ser gases (ex. metano e propano), liquidos (ex. hexano e benzeno), cerras ou sólidos de fusão baixa (ex. cerra de parafina e naftaleno) ou polímeros (ex. polietileno, plipropileno e plistireno).

2.1 General properties
Por causa das diferênças na estrutura molecular, a fórmula impírica permanece diferente entre hidrocarbonetos; nos alcanos, alcenos e alcinos, a quantidade de hidrogênio ligado diminui nos alcenos e alcinos devido ao “ligamento espontâneo” ou catenação de carbono prevenindo a saturação inteira de hidrocarboneto pela formação de ligações duplas ou triplas.

Esta habilidade inerente dos hidrocarbonetos ligarem-se uns aos outros designa-se catenação, e permite que o hidrocarbono forme moléculas mais complexas, tais como ciclohexano, e em casos mais raros, arenos tais como benzeno. Esta habilidade vem do facto de o carácter de ligação entre átomos de carbono ser inteiramente não polar, em que a distribuição de electrões entre os dois elemntos é um tanto par devido aos mesmos valores de electronegatvidade dos elementos (~0.30), e não resulta na formação de um electrófilo.

Geralmente, com catenação vem a perda da quantidade total de hidrocarbonetos ligados e um aumento na quantidade de energia requerida para a ligação de clivagem devido à deformação (strain) exercida sobre a molécula; nas moléculas tais como ciclohexano, isso designa-se deformação de anel (ring strain), e ocorre devido à configuração electrónica espacial “estabilizada” do átomo.

Na quimica simples, como por teoria de ligação de valência, o átomo de carbono deve seguir a “regra de hidrogênio número 4”, que afirma que o número máximo de átomos disponíveis para ligar com carbono é igual ao número de electrões que são atraidos para dentro da camada externa do carbono. Em termos de camadas, o carbono consiste de uma camada externa incompleta, que compreende 4 electrões, e dessa maneira 4 electrões disponíveis para ligação covalente ou dativa.

Alguns hidrocarbonetos são também abundantes no sistema solar. Lagos de metano e etano liquidos foram encontrados no Titano, a lua mais grande de Saturno, confirmados pela Missão de Cassini-Huygens.

2.3 Aplicação
Os hidrocarbonetos são uma das fontes de energia mais importantes da Terra. A aplicação predominante de hidrocarbonetos é como uma fonte de petróleo combustível. Na sua forma sólida, os hidrocarbonetos toma a forma de asfalto.

Misturas de hidrocarbonetos voláteis agora são usados de preferência para clorofluorocarbonos como um propelante para sprays aerosois, devido ao impacto de clorofluorocarbonos na camada de ozono.

Metano [1C] e etano [2C] são gasosos à temperaturas ambientes e podem ser liquefeitos prontamente por apenas pressão. Propano [3C] facilmente liquefaz-se, e existe nas “garrafas de propano” muitas vezes como um liquido. Butano [4C] facilmente liquefaz-se e fornece um combustivel seguro e volátil para pequenos isqueiros de bolso. Pentano [5C] é um liquido claro a temperatura ambiente, usado comumente na quimica e industria como um solvente incolor quase poderoso de cerras e compostos orgânicos de elevado peso molecular, incluindo greases. Hexano [6C] é também um solvente não-polar e não-aromático vastamente usado, bem como uma fracção significante de gasolina comum.

Os alcanos, alcenos de [6C] até [10C] e cicloalcanos isoméricos são os componentes principais de gasolina, nafta e combustivel de jato e misturas de solventes industriais especializadas. Com a adição progressiva de unidades de carbono, os hidrocarbonetos de estruturas não-anelares simples têm elevadas viscosidades, índices de lubrificação, pontos de fusão, temperaturas de solidificação e cores mais carregadas. No extremo oposto a partir de metano [1C] encontram-se os alcatrãos mais pesados que permanecem como a mais baixa fracção numa réplica de refinação de petróleo cru. Eles são recolhidos e utilizados vastamente como compostos de telhados, composição de pavimentos, preservativos de madeira (a série de creosete) e como liquidos resistentes de viscosidade extremamente elevada.

2.4 Queimando hidrocarbonetos
Os hidrocarbonetos são correntemente a fonte principal de energia eléctrica mundial e fontes de calor (tal como aquecimento de casa) por causa da energia produzida quando queimados. Muitas vezes esta energia é usada directamente como calor tais como aquecedores de casa, que utilizam petróleo ou gás natural. O hidrocarboneto é queimado e o calor é usado para aquecer água, que é depois circulada.

Como o metano liberta somente 1 dióxido de carbono (CO2) para duas moléculas de águas (H2O), ele é considerado o combustivel mais limpo.



Petroleum

As refinarias de petróeo são a chave de obtenção de hidrocarbonetos; o petróeo cru é processado por vários estágios para formar os hidrocarbonetos desejados, usados no combustivel e outros productos comenciais.

Os hidrocarbonetos liquidos extraidos geologicamente são designados de petróleo (literalmente “petróleo de rocha”=rock oil) ou petróleo mineral, enquanto que hidrocarbonetos geológicos gasosos são designados de gás natural. Todos são fontes significantes de combustivel e matéria bruta para a produção de quimicos orgânicos e são comumente encontrados na subsuperfície da Terra usando os instrumento de geologia de petróleo.

As reservas de petróleo nas rochas sedimentares são a fonte principal de hidrocarbonetos para a industrias de energia, transporte petroquimicas.

Os hidrocarbonetos são de primeira importância económica porque contêm os constituintes dos maiores combustiveis fósseis (carvão, petróleo, gás natural, etc) e os seus derivados plásticos, parafinas, cerras, solventes, etc. na poluição urbana, estes componentes-juntos com NOx e a(o) luz (brilho) do sol- todos contribuem para a formação de ozono troposférico e gases de estufa.