Hidrocarburos

UNIVERSIDAD TECNOLOGICA EQUINOCCIAL

Hidrocarburos
Se denomina hidrocarburo a los compuestos orgánicos que contienen únicamente carbono e hidrogeno en sus moléculas. Conforman una estructura de carbono a la cual se unen átomos de hidrogeno.
Los hidrocarburos se clasifican en dos clases principales
* Hidrocarburos Aromáticos, los cuales tienen al menos un anillo aromático (conjunto planarde seis átomos de carbono)
* Hidrocarburos Alifáticos, se unen en cadenas abiertas, ya sea lineales o ramificadas.
Los Hidrocarburos Alifáticos a su vez se clasifican en:
* Hidrocarburos Saturados, también conocidos como alcanos , los cuales no tienen ningún enlace doble o triple entre los átomos de carbono.
* Hidrocarburos no Saturados, tienen uno o más enlaces dobles o triplesentre los átomos de carbono.
Según los enlaces sean dobles o triples se los clasifica en:
* alquenos : contienen uno o más enlaces dobles
* alquinos : contienen uno o más enlaces triples
 
Alcanos
La familia más sencilla de este grupo es la de los alcanos que se caracteriza por la formula general (CnH2n+2). Por su estructura los alcanos se denominan también hidrocarburossaturados.
En una molécula de alcano los únicos enlaces químicos existentes son los sencillos entre átomos de carbono y entre átomos de carbono e hidrogeno. Debido a la gran estabilidad de estos enlaces los alcanos son poco reactivos, por lo cual se los denomina también parafinas.
Los alcanos se obtienen principalmente del petróleo y del gas natural, donde se encuentran mezclados como productos de ladescomposición anaeróbica de la materia viva.
Combustión
2 CnH2n+2 + 3 (n+1) O2 2nCO2 + 2(n+2) H2O + Calor
Reacción de sustitución
Bajo la influencia de la luz ultra violeta, o a 240-250 ≡C, el cloro o el bromo convierten los alcanos en cloroalcanos (cloruros de alquilo) o bromoalcanos (Bromuros de alquilo), formándose simultáneamente una cantidad equivalente de cloruro o bromuro dehidrogeno.
Mecanismo de halogenación:
Paso iniciador de la cadena
X2 2X
Pasos propagadores de la cadena
X· + RH HX + R·
R· + X2 RX + X·
Metano (CH4)
Tiene un átomo de carbono, cuyas 4 valencias se saturan con 4 átomos de hidrogeno.
Propiedades físicas:
Las moléculas de metano, en si, son no polares, ya que las polaridades de los enlaces carbono-hidrogeno individuales se anulan.
La atracciónentre moléculas es limitada a las fuerzas de Van-der Waals, en consecuencia el metano es un gas a temperaturas ordinarias. El punto de fusión del metano es de -183 ≡C y su punto de fusión de -161,5 ≡C.
El metano es incoloro y, en estado sólido, menos denso que el agua (densidad relativa 0,4); es apenas soluble en agua, pero muy soluble en líquidos orgánicos, como la gasolina, éter y alcohol.Combustión del metano
La llama de el metano es de color azul, debido a que la combustión con exceso de oxigeno es en general completa. El metano se oxida a CO2 y H2O pero si la combustión es incompleta se forma CO, H2O y un residuo carbonoso, llamado negro de humo.
CH4 + 2O2 CO2 + 2 H2O + calor (213 Kcal/mol)
Reacción con los halógenos:
A continuación se detallan los pasos del mecanismo de lacloración del metano.
Iniciación:
Cl2 2Cl*
Propagación:
CH4 + Cl* CH3* + HCl
CH3* + Cl2 CH3Cl + Cl*
CH3Cl + Cl* CH2Cl* + HCl
CH2Cl* + Cl2 CH2Cl2 + Cl*
CH2Cl2 + Cl* CHCl2* + HCl
CHCl2* + Cl2 CHCl3 + Cl*
CHCl3 + Cl* CCl3* + HCl
CCl3* + Cl2 CCl4 + Cl*
Terminación:
2Cl* Cl2
CH3* + Cl* CH3Cl
El petróleo y sus derivados.
El petróleo es esencialmente una mezcla de hidrocarburos queresultan de la descomposición de materias orgánicas de origen animal y vegetal; se encuentra localizado en yacimientos que se formaron durante los diferentes periodos geológicos.
El petróleo crudo es un líquido aceitoso, de color oscuro y de composición variable según los diferentes yacimientos; contiene principalmente hidrocarburos saturados, pero a veces también hidrocarburos no saturados, en...