hiilivedyt

Kemia

2022

Selitämme, mitä hiilivedyt ovat, niiden ominaisuudet ja miten ne luokitellaan. Lisäksi sen johdannaiset, sovellukset ja ympäristövaikutukset.

Öljy, maakaasu ja kivihiili ovat tärkeimmät hiilivetyjen lähteet.

Mitä ovat hiilivedyt?

Hiilivetyjä on erilaisia yhdisteet Luomu. Ne voivat olla enemmän tai vähemmän monimutkaisia, mutta ne koostuvat aina luurangosta atomeja hiili (C) ja vety (H) sekä muut mahdolliset elementtejä.

Jokainen hiilivety esittelee rakenteelliset mallinsa, koska sen erityinen kokoonpano määrää sen fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet sekä hiilivedyn nimen. aine mistä se kertoo. The Maaöljy, maakaasu ja kivihiili ovat tärkeimmät hiilivetyjen lähteet.

Suurin osa hiilivedyistä on sisätiloissa Maapallo, haudattu kerrosten ja kivikerrosten alle ja minä yleensä. Ne ovat tulosta suurten määrien anaerobisesta hajoamisesta hyvin erityisissä olosuhteissa orgaaninen materiaali, joka muinaisina aikoina muodosti kehon eri eläviä olentoja.

Hiilivetyjä esiintyy myös eri elävien olentojen kehossa tietyissä muodoissa, kuten kumipuiden tuottamana kumina tai pigmenttisarjana, jota kutsutaan karoteeneiksi, joita joissakin kasveissa on. Lisäksi ne voidaan syntetisoida laboratoriossa, luotaen raaka materiaali riittävä.

Valtavan kemiallisen ja energiapotentiaalinsa vuoksi hiilivedyt ovat välttämätön osa erilaisia teollisuuden aloillaniiden joukossa saamisessa Sähkövoima.

Hiilivetyjen ominaisuudet

Jotkut hiilivetyjen ominaisuudet ovat:

  • Ne koostuvat enimmäkseen hiilestä ja vedystä ja mahdollisista muiden alkuaineiden tai muiden radikaaliryhmien lisäaineista. Vaikka niiden hiiliatomit muodostavat yhdisteen rakenteen, vedyn hiiliatomit toimivat joissakin tapauksissa siltana pitämään ne yhdessä konfiguraatiossa (muodossa, rakenne, suunta) määritetty.
  • Niissä voi olla kehys molekyylejä lineaarinen tai haarautunut, avoin tai suljettu. Sen tilauksesta ja komponenttien määrästä riippuu, onko kyseessä jokin hiilivety vai toinen.
  • Ne ovat erittäin syttyviä ja niillä on valtava energiakapasiteetti, mikä tekee niistä ihanteellisen raaka-aineen teolliseen transformaatioon ja energian saantiin.
  • Ne ovat enimmäkseen myrkyllisiä ja voivat virrata savu vaarallinen Terveys.

Hiilivetyjen luokitus

Jokaisella hiilivedyllä on erityinen molekyylirakenne.

Hiilivedyt on löydetty 1800-luvulla, ja ne on luokiteltu kahden mahdollisen kriteerin mukaan: niiden rakennetyypin ja niiden atomien välisten sidostyyppien mukaan. Ensimmäisen luokituksen mukaan erotetaan kaksi luokkaa:

  • Asykliset tai avoketjuiset hiilivedyt. He ovat niitä, joiden molekyyliketju ei sulkeudu itsestään. Ne voidaan puolestaan ​​jakaa lineaarisiin (viivan muotoisiin) tai haarautuneisiin (eri haaroilla). Esimerkiksi:
  • Sykliset tai suljettuketjuiset hiilivedyt. He ovat niitä, joiden molekyyliketju sulkeutuu itsestään. Ne voidaan puolestaan ​​jakaa monosyklisiin (yksi sykli) ja polysyklisiin (useita syklejä). Esimerkiksi:

Tottelemalla toista luokittelua meillä on sen sijaan:

  • Aromaattiset hiilivedyt. Niillä on aromaattinen rengas, eli syklinen rakenne, joka noudattaa niin kutsuttua Hückelin sääntöä, jonka mukaan aromaattisen yhdisteen delokaloituneiden elektronien lukumäärä noudattaa:

Missä:

Esimerkiksi bentseenin (C6H6) rakenteessa on 6 delokalisoitunutta elektronia (kutsutaan pi (𝛑) -elektroneiksi), mikä tarkoittaa, että n on oltava yhtä suuri kuin 1.

Melkein kaikki aromaattiset hiilivedyt ovat yleensä peräisin bentseenistä (tosin ei aina), ja siksi bentseenin kuusikulmainen rakenne on osa monia näistä aromaattisista yhdisteistä. Nimi "aromaattinen" tulee siitä tosiasiasta, että nämä yhdisteet saatiin alun perin hajottamalla kemialliset aineet miellyttävä tuoksu. Joitakin esimerkkejä aromaattisista yhdisteistä ovat:

  • Alifaattiset hiilivedyt. Niistä puuttuu aromaattinen rengas. Sen nimi tulee kreikan kielestä aleiphar, eli "rasva", koska ne on saatu öljyjen ja rasvat. Ne luokitellaan tyydyttyneisiin (joissa on yksittäisiä atomisidoksia) ja tyydyttymättömiin (joissa on vähintään yksi moninkertainen, kaksois- tai kolmoissidos). Joitakin esimerkkejä alifaattisista hiilivedyistä ovat:

Hiilivetyjen merkitys

Hiilivedyt ovat erittäin monipuolisia aineita, koska ne toimivat raaka materiaali saada hyvin erilaisia ​​tuotteita. Lisäksi heillä on suuri energiapotentiaali, toisin sanoen heidän palaminen on helppoa ja intensiivistä, jotta ne ylläpitävät energisesti monipuolista kokonaisuutta teollisuuden aloilla, materiaaleista, liuottimia, fossiiliset polttoaineet, sähköenergian tuotantoon.

Tähän lisätään se, että niiden muodostuminen kesti miljoonia vuosia hitaita kemiallisia prosesseja maan alla, joten ne muodostavat tärkeän resurssin, mutta ei uusiutuva, joka jonain päivänä uupuu ikuisesti (tai ainakin hyväksi ajaksi). Sitä tulee käyttää äärimmäisen vastuullisissa olosuhteissa.

Hiilivetyjen johdannaiset ja sovellukset

Hiilivetyjä käytetään useiden muovimateriaalien valmistukseen.

Hiilivedyillä on valtava määrä käyttötarkoituksia ihminen, joista erottuvat:

  • Sähköntuotanto. Sen valtavan kapasiteetin ansiosta palaminen, hiilivetyjä käytetään virtalähde Luoda sähköä. Tätä tehdään tietyntyyppisissä voimalaitoksissa ja se toimittaa energiaa sekä koteihin että muuhun teollisuuteen ja mahdollistaa elämäntapamme tukemisen.
  • Polttoaineiden tuotanto. Niiden energiakapasiteetti mahdollistaa erityyppisten polttoaineiden (bensiini, diesel, maakaasu nesteytetty), erityyppisten ajoneuvojen voimanlähteenä tai erilaisten kodinkoneiden, kuten tilanlämmittimien, liesien ja lämmittimien, jotka toimivat kaasuilla, kuten butaani tai propaani.
  • Saada muovit. Hiilivetyjen käsittelystä saadaan laboratorioissa erilaisia ​​muovityyppejä ja monipuolisia materiaaleja. Nämä materiaalit ovat niin halpoja, tehokkaita ja yksinkertaisia ​​valmistaa, että niiden ympärillä on valtava teollisuus.
  • Liuottimien ja muiden valmistus Tuotteet. Monet hiilivedyt ovat välttämättömiä liuottimien ja liuottimien, puhdistusaineiden, lannoitteiden tai bitumin komponentteja.

Hiilivetyjen ympäristövaikutukset

Hiilivetyjen käytöllä on hintansa, ja ensimmäinen vaikutus hän ottaa sen ympäristöön. Yleisesti ottaen kyse on noin myrkylliset aineet, jotka voivat aiheuttaa suurta ekologista vahinkoa, jos ne upotetaan luonto, kuten öljyvuotojen tai öljyvuotojen tapauksessa. Näiden ympäristövahinkojen korjaaminen on usein kallista ja aikaa vievää.

Lisäksi hiilivedystä riippuen sen vapautumisesta tai palamisesta vapautuu kaasuja kasvihuoneilmiö kohtaan tunnelmaaeli runsaasti hiiltä sisältävät kaasut, kuten metaani (CH4) tai hiilidioksidi (CO2).

Nämä kaasut voivat tuhota otsonikerros planeetan, ja myös estää paeta energiaa ilmakehän läpi, mikä edistää dramaattisesti ilmaston lämpeneminen ja siihen ilmastonmuutos. Fossiilisten polttoaineiden polttaminen on itse asiassa yksi tämän maailmanlaajuisen ongelman päätekijöistä.

!-- GDPR -->