Hidrocarburo Alifático
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Los hidrocarburos alifáticos como su nombre lo indica, son compuestos formados de carbono e hidrógeno, la mayor parte de los compuestos que se encuentran en el petróleo y en el carbón mineral son hidrocarburos. Como los hidrocarburos están compuestos solo de C e H se podría pensar que tienen una pequeña variedad de propiedades químicas, sin embargo no es así. La propiedad estructural clave de los hidrocarburos y de la mayor parte de otras sustancias orgánicas es la presencia de enlaces estables entre C y C. Solamente el carbono entre todos los elementos, es capaz de formar cadenas estables muy largas de átomos unidos por enlaces simples, dobles o triples. Ningún otro elemento puede formar estructuras semejantes
Sumario
Origen
Los hidrocarburos se pueden dividir en cuatro grupos, los alcanos, alquenos, alquinos y los hidrocarburos aromáticos. La primera familia de los hidrocarburos es la de los alcanos Los alcanos (también llamados parafinas) están formados por átomos de carbono unidos al hidrógeno o a otros átomos de carbono por cuatro enlaces sencillos, es decir son compuestos saturados. Dependiendo de su colocación en la estructura del alcano, un átomo de carbono puede encontrarse unido a tres hidrógenos y un carbono, dos carbonos y dos hidrógenos, un hidrógeno y tres carbonos o cuatro carbonos.
Serie homóloga
La fórmula general para estos compuestos es Cn H2n + 2 en donde n es el número de átomos de carbono. Una de las características de una serie homóloga es que todos los compuestos se pueden escribir con la misma fórmula general. Los alcanos escritos en ella tienen los átomos de carbono formando una cadena continua sin embargo cuando un alcano tiene cuatro átomos de carbono o más, es posible escribir más de una fórmula estructural para una fórmula molecular dada. A los alcanos que tienen la misma fórmula molecular, pero diferente fórmula estructural se les llama ISÓMEROS. Los alcanos presentan isomería de cadena. Los isómeros tienen propiedades físicas y químicas diferentes a las del otro isómero de constitución que tiene la misma fórmula molecular pero diferente fórmula estructural.
Usos
Los hidrocarburos alifáticos son compuestos frecuentemente utilizados como disolventes de aceites, grasas, caucho, resinas, etc., en las industrias de obtención y recuperación de aceites, fabricación de pinturas, tintas, colas, adhesivos, así como, materia prima de síntesis orgánica. Por esta razón, resulta de interés disponer de un método ensayado y validado para la determinación de vapores de hidrocarburos alifáticos en aire, con el fin de poder evaluar la exposición laboral a este tipo de compuestos.
Para el estudio y evaluación del método analítico, se ha considerado como compuestos representativos de esta familia orgánica n-hexano, n-heptano, n-octano y n-nonano. Sin embargo, este método de análisis puede aplicarse a compuestos de la misma familia como por ejemplo n-pentano, n-decano, etc. El método "Determinación de hidrocarburos alifáticos (n-hexano, n-heptano, n-octano, n-nonano) en aire - Método de adsorción en carbón activo/Cromatografía de gases", es un método aceptado por el Instituto Nacional de Seguridad e Higiene en el Trabajo español (INSHT). Como método aceptado se entiende un método utilizado en el INSHT y que ha sido sometido a un protocolo de validación por organizaciones oficiales competentes en el área de la normalización de métodos analítico, o bien ha sido adoptado como método recomendado por asociaciones profesionales dedicadas al estudio y evaluación de riesgos por agentes químicos, así como, aquellos métodos recomendados por la CE o basados en métodos ampliamente conocidos y evaluados por especialistas en este tipo de análisis.
Los primeros miembros de los alcanos –del metano al butano- se utilizan mucho en la vida doméstica y en la industria. Se obtienen principalmente a partir de los combustibles fósiles que se encuentran en yacimientos subterráneos de gas natural o de los gases asociados a depósitos de petróleo. En algunas zonas, por ejemplo bajo el Mar del Norte, el gas natural es metano casi puro; en otras partes, por ejemplo en los Estados Unidos de América, puede contener un porcentaje significativo de otros hidrocarburos como etano, propano y butano. Los alcanos de cadena larga –gasolina, querosene, parafina, aceites minerales, grasas, ceras y betún- se obtienen por destilación del petróleo.
El metano se emplea principalmente como combustible, aunque constituye también un importante producto de partida en la obtención de otros compuestos químicos. El metano se puede convertir, por ejemplo, en metanol (CH3OH) y otros alcoholes de cadena larga, así como en alcanos de cadena larga como la gasolina. Se puede emplar también para hacer triclorometano (cloroformo, CHCl3) y tetraclorometano (tetracloruro de carbono, CCl4).
El etano se emplea sobre todo como producto de partida, principalmente para obtener eteno (etileno, C2H4), que a su vez se puede convertir en otras sustancias útiles, por ejemplo polietileno (un plástico de mucho uso). El propano y el butano se convierten fácilmente en líquidos almacenables a presión en recipientes, que permiten transportar el combustible; se emplean también para obtener otros compuestos como el eteno y el propeno (propileno, C3H6), de uso en la elaboración de polímeros sintéticos.
Reacciones de los alcanos
El nombre de parafinas, que recibían antes los alcanos, se deriva del latín parum affinis que significa poco afines. En términos químicos, los hidrocarburos saturados son relativamente poco reactivos; pero todos ellos sufren oxidación –si no la sufriesen, no se hubieran impuesto como combustibles-. Sufren también otros tipos de reacciones, como la halogenación (combinación con uno de los elementos halógenos flúor, cloro, bromo o yodo) y la nitración (sustitución de un átomo de hidrógeno por un grupo nitro –NO2); pero las condiciones exigidas para que esas reacciones se mantengan suelen ser difíciles.
También, bajo condiciones extremas, los hidrocarburos se isomerizan; es decir, se descomponen parcialmente para recombinarse después en isómeros diferentes. Esa isomerización es la base de los procesos de craqueo térmico empleados para elevar el octanaje de los hidrocarburos líquidos destinado a la gasolina. El octanaje se basa en las propiedades combustibles de la molécula de ocho átomos de carbono del octano de cadena lineal, a la que se asigna el valor 100; la mayor parte de la gasolina que se usa hoy día tiene un octanaje situado entre los 95 y 98 octanos.
A la temperatura ambiente, los hidrocarburos pasan de gases a líquidos y después a sólidos al aumentar el peso molecular. La vaselina es una mezcla sólida y blanda de hidrocarburos obtenidos del petróleo crudo; se emplea como ungüento de barrera en la protección de heridas y llagas. Los hidrocarburos de alto peso molecular forman ceras duras, que se pueden emplear como cubierta protectora o como materiales de combus- tión lenta
Obtención de hidrocarburos saturados
Los hidrocarburos saturados se obtienen a partir del petróleo o del gas natural. Pueden también sintetizarse en el laboratorio. Uno de los procedimientos que se emplean es la adición de hidrógeno a los dobles enlaces de los alquenos y los alquinos
Fuentes
- Greenwood, Norman N .; Earnshaw, Alan (1997). Química de los Elementos (2ª ed.). Butterworth-Heinemann . ISBN 978-0-08-037941-8.
- Michell J. Sienko y Robert A Plane. Química. Instituto cubano del libro. 1971.
- https://es.wikipedia.org/wiki/Hidrocarburo_alif%C3%A1tico
