Hidrocarburos

Hidrocarburos

Introducción

En países como el nuestro, en el que cada vez se hace más acuciante el problema de la disponibilidad de agua por la escasez de lluvia y la falta de caudal en los ríos; se está haciendo necesario recurrir al agua subterránea en muchos casos para poder abastecer a la demanda, sobre todo de la costa del levante. Pero el uso de acuíferos, aparte de a problemas de tipo técnico de explotación está limitado por la presencia en muchos de ellos de contaminación debida a causas antrópicas.

Aunque la llegada de contaminantes es difícil en un principio que se produzca, en comparación, por ejemplo con un río o un lago, una vez ha dado lugar el proceso de limpieza es mucho más costoso que en los casos de aguas superficiales, por la dificultad de acceder a ese medio subterráneo.

Este trabajo trata sobre uno de los casos de contaminación más frecuentes de acuíferos, la originada por vertidos de hidrocarburos, los cuales en su totalidad casi proceden de derivados del petróleo, siendo más del 90% de los derrames causados por derrames accidentales en transporte de gasolinas, gasoil, carburantes en general, y por fugas en depósitos de derivados del petróleo.

También trata de los tipos de descontaminación que se utilizan actualmente para limpiar dentro de lo posible aquellos acuíferos que se han visto afectados por la llegada de hidrocarburos, ya que aunque un acuífero sea descontaminado, el agua que en él se haya inmersa no va a poder ser utilizada por el hombre hasta que transcurra un tiempo determinado que asegure que no va a provocar daños sobre la salud. Por ello es que en este caso, como en el de casi todos los medios, es mucho mejor impedir que el vertido llegue al subsuelo, tanto por el encarecimiento del tratamiento de descontaminación como por la larga inutilización de esta agua tratada colorantes, refrigerantes fertilizantes, llantas, etc.

Hidrocarburos

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. Los dos grupos principales se subdividen según su comportamiento químico en saturados e insaturados.

• Alcanos

Los hidrocarburos saturados de cadena abierta forman un grupo homólogo denominado alcanos o parafinas. 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. 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. 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.

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.

Diferencia entre Alcanos,Alquenos y Alquinos

La diferencia fundamental entre estos compuestos radica en su fórmula estequiometrica:

Alcanos: son compuestos de C y H donde todos sus enlaces son sencillos. Ejemplo: CH4, CH3CH3,...

Alquenos: son compuestos de C y H que tienen algun enlace doble. Ejemplo: CH2=CH2, CH3CH=CH2

Alquinos: son compuestos de C y H que presentan algun triple enlace. Ejemplo: CHCH, CH3CCH

Respecto al punto de fusión y ebullición cabe decir que cuántos más enlaces múltiples tiene un compuesto más altos serán sus valores. Es decir, loa alquinos tendran mayores puntos de fusión y de ebullición que los alquenos y estos a su vez más que los alcanos.

Clasificacion de los Hidrocarburos

Según la naturaleza de sus enlaces se pueden clasificar en:

Hidrocarburos de cadena abierta o cerrada.

Dentro de los hidrocarburos de cadena abierta encontramos:

- Hidrocarburos saturados → Alcanos, hidrocarburos que carecen de enlaces dobles o triples. Son moléculas unidas mediante enlaces de tipo simple.

- Hidrocarburos insaturados → Alquenos, moléculas formadas por átomos que se unen entre sí mediante enlaces de tipo doble, y alquinos, moléculas cuyos enlaces son de tipo triple.

Dentro de los hidrocarburos de cadena cerrada encontramos:

• Hidrocarburos alicíclicos, que a su vez se subdividen en saturados o también conocidos como cicloalcanos e insaturados. Estos últimos se subdividen en cicloalquenos y cicloalquinos.

-Cicloalcanos: también llamados alcanos cíclicos, poseen un esqueleto de carbono formado en exclusiva por átomos de carbono que se unen entre sí mediante enlaces de tipo simple formando un anillo. Siguen la fórmula general: CnH2n.

Este tipo de hidrocarburos se nomina igual que los alcanos pero añadiendo el prefijo ciclo- delante del nombre.

-Cicloalquenos: Son hidrocarburos que en su estructura tienen como mínimo un enlace de tipo doble covalente. Este tipo de enlaces posee cierta capacidad elástica si los comparamos con los de otras moléculas, elasticidad que se hace mayor cuando mayor sea la molécula.

-Cicloalquinos: Son hidrocarburos cíclicos que tienen presente en su estructura enlaces de tipo triple. Generalmente son moléculas estables solamente si poseen un anillo suficientemente grande, siendo el ciclooctino, con ocho carbonos, el cicloalquino más pequeño.

• Hidrocarburos aromáticos: También conocidos como bencénicos, son moléculas que poseen al menos un anillo aromático dentro de su estructura.

Todos los hidrocarburos, excepto los aromáticos, reciben también el nombre de hidrocarburos alifáticos.

El término de hidrocarburos saturados o insaturados que se suele añadir a los alcanos o cicloalcanos, hace referencia a la imposibilidad de dichas moléculas para añadir a su estructura más hidrógenos, pues los átomos de carbono no tienen más enlaces en disponibilidad para ellos.

En cambio, los alquenos, alquinos, cicloalquenos y cicloalquinos, debido a tener enlaces de tipo múltiple, pueden añadir más átomos de hidrógeno a su estructura molecular a través de reacciones de adición, por lo cual se les denomina también como hidrocarburos insaturados.

Los alcanos se subdividen en dos tipos:

• Lineales: por ejemplo, CH3CH3 (etano), CH3CH2CH3 (propano), CH3CH2CH2CH3 ( butano), etc.

• Ramificados: Los alcanos ramificados son compuestos formados por la sustitución de átomos de hidrógeno del hidrocarburo, por los llamados grupos alquilo, los cuales se enganchan a la cadena de carbonos.

Tanto los alquenos como los alquinos pueden ser, al igual que los alcanos, de tipos lineales o ramificados.

Un grupo alquilo, también conocido como radical alquilo, es una agrupación de átomos que proceden de la eliminación del hidrógeno de un alcano, por lo cual, el grupo alquilo contiene un electrón disponible para compartir en la formación de un enlace covalente. Los grupos alquilo se nombran cambiando la terminación –ano, por –ilo o –il, pero se suelen designar con la letra -R ( de radical).

Los hidrocarburos alifáticos son compuestos orgánicos constituidos por carbono e hidrógeno, en los cuales los átomos de carbono forman cadenas abiertas. Los hidrocarburos alifáticos de cadena abierta se clasifican en alcanos, alquenos y alquinos.

Una cadena alifática alcana es una agrupación hidrocarbonada lineal con la fórmula:

CH3-(CH2)n-CH3.

HIDROCARBUROS NAFTENICOS.

Son hidrocarburos saturados, pero de cadena cerrada, denominándose con el prefijo CICLO, ejemplo: ciclo propano, ciclo butano, ciclo pentano, etc.

La fórmula general es:

Cn H2n

Características de los Hidrocarburos

La mayor parte de los productos de origen petrolífero son mezclas más o menos sencillas en el caso de los gases, pero muy complejas al tratarse de fracciones líquidas. Además, los productos comerciales, los cuales deben responder a determinadas especificaciones, son generalmente mezclas de fracciones complejas: naftas, carburantes para reactores, fueloils y aceites

Las principales características son:

A- Tensión de vapor de los hidrocarburos puros, de las fracciones del petróleo y de sus mezclas.

B- Propiedades críticas. Temperatura y presión críticas.

C- Densidad

D- Propiedades térmicas: calor específico; coeficiente de compresión adiabática; calor latente de vaporización; entalpía y conductividad térmica.

E- Viscosidad

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