hidrocarbonetos

Os hidrocarbonetos são todos os compostos químicos formados apenas por Carbonos e Hidrogênio.
A partir dele é possível produzir uma grande variedade de produtos que utilizamos no dia-a-dia, como:

- Velas
- Plásticos
- Borracha
- Combustíveis (gasolina, diesel, etc)

e muitos outros.

As fontes de hidrocarbonetos são os chamados combustíveis fósseis, aqueles que levaram milhões de anos para se formar, como o petróleo, gás natural, carvão, etc.

Os hidrocarbonetos podem ser oxidados com uma grande facilidade, liberando muita energia e calor, por isso são utilizados como combustíveis.

Formação do petróleo
Ao longo de milhões de anos, árvores ficaram removendo carbonos da atmosfera por meio da fotossíntese, e esse carbono tem de ir para algum lugar (“nada se cria, nada se perde, tudo se transforma”). Quando essas árvores morriam, eram empurradas para o fundo de rios e lagos, e com o tempo e erosão, eram encobertas por terra. Com isso, a pressão e temperatura iam aumentando gradativamente, formando assim o petróleo.

Após a extração do petróleo nos poços, ele é aquecido em refinarias, para a separação das substâncias que nos interessam. Ao ser aquecido, as moléculas mais leves (com menos carbonos), irão subir, dentro de um grande recipiente, e as mais pesadas (com mais carbonos), irão descer. Assim, é possível obter vários materiais, como gás combustível, óleo diesel, parafinas, piche e asfalto.

- Alcanos: são hidrocarbonetos alifáticos saturados, isto é, apresentam cadeia aberta com simples ligações apenas.
Fórmula geral: CnH2n+2 

Butano: C₄H₁₀ 
- Alcenos: ou olefinas, são hidrocarbonetos alifáticos insaturados que apresentam uma dupla ligação.
Fórmula geral: CnH2n



Eteno: C₂H₄ 
- Alcinos: são hidrocarbonetos alifáticos insaturados por uma tripla ligação.
Fórmula geral: CnH2n-2



Etino: C₂H₂, também conhecido como Acetileno.

- Alcadienos: são hidrocarbonetos alifáticos insaturados por duas ligações duplas.
Fórmula geral: CnH2n-2



1,3-Butadieno: C₄H₆ 

Hidrocarbonetos Cíclicos

- Cicloalcanos: apresentam cadeia fechada com apenas simples ligações. 





Ciclohexano: C₆H₁₂ 
- Cicloalcenos: são hidrocarbonetos cíclicos insaturados por uma dupla ligação. 





Ciclobuteno: C₄H₆ 


- Aromáticos: ou Arenos, são hidrocarbonetos em cuja estrutura existe pelo menos um anel benzênico (aromático). 



Anel Benzeno: C₆H₆

Por Líria Alves
Graduada em Química
Equiep Brasil Escola

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Alcool - Exemplos

Consumo
No Brasil, o álcool, tanto é de consumo humano, diluído em bebidas ou agente de esterilização em farmácias, como também passou a ser utilizado como combustível de automóvel e desde 2005 para a aviação, seja isoladamente ou misturado à gasolina em uma proporção de até 25%. Tem a vantagem de ser uma fonte de energia renovável e causar menor poluição que os combustíveis fósseis.

Atualmente, há correntes que questionam o impacto ambiental do álcool combustível, pelos severos danos do desmatamento necessário para abrir espaço à monocultura de cana-de-açúcar e pelo efeito nocivo da queima da palhada, necessária para se preparar a cana para a produção de álcool. Esses danos hoje já se fazem sentir, apesar da utilização do álcool ser ínfima se comparada aos derivados de petróleo. Para o uso em motores de combustão interna, o álcool tem uma proporção estequiométrica de 8,4 partes de ar para uma de álcool, enquanto gasolina é de 13,5 de ar para uma de gasolina, portanto o motor convertido para álcool ou é reduzida a entrada de ar ou aumentado a quantidade de combustível injetado, em dias atuais uma conversão de gasolina para álcool basicamente é feito o aumento da taxa de compressão para 2 pontos acima da taxa de compressão para gasolina e abrir os bicos injetores ou giclês de carburação em 20%. O sistema de arrefecimento é reforçado em 10% e toda a tubulação. O álcool é corrosivo, assim, tanques de combustível devem receber tratamento ou ser feitos de plástico, bombas dever ser mais resistentes, e carburadores recebem banho de níquel. A parte interna do motor não necessita de um tratamento anti corrosivo, pois, quando o combustível chega no motor, já está acima do seu ponto de ebulição, e no estado de gás, que não é corrosivo.

O álcool etílico é uma droga depressora do sistema nervoso central e causa desinibição e euforia quando ingerido em pequenas doses e estupor e coma em doses maiores

Exemplos
• O etanol ou álcool etílico é o tipo de álcool mais comum. Está contido nas bebidas alcoólicas, é usado para limpeza doméstica e também é combustível para automóveis. A fórmula do álcool etílico é CH3CH2OH.
• O metanol ou álcool metílico é um álcool que não deve ser ingerido, pois é extremamente tóxico para o fígado. A fórmula do metanol é CH3OH.
• Os dois exemplos acima são casos particulares de álcoois do tipo R-OH, em que R- é um radical alquila.
• No fenol, de fórmula química é C6H6O, a hidroxila está ligada a um anel benzênico. Na maioria dos textos, este composto não é considerado um álcool.
Álcool anidro é um álcool com até 1% de água (já que é difícil a obtenção de álcool totalmente puro), e pode ser adicionado à gasolina para aumento da octanagem, atuando como antidetonante, para que a gasolina possa ser comprimida no pistão do motor carburante ao máximo e não entre em combustão antes de acionada a vela do motor.
• O álcool bornílico é obtido ligado com o hidroterpendio que corresponde a cânfora.
• O álcool desnaturado é uma composição com o metileno.
• O álcool natural é obtido pela fermentação e destilação de produtos agrícolas e naturais.
• O álcool é uma droga depressora do Sistema Nervoso Central.

Obs: Imagem de 2007

Nomenclatura dos Álcoois

A nomenclatura dos álcoois é baseada na dos hidrocarbonetos de que derivam: basta substituir a letra o do final por ol. Se essa nomenclatura for ambígua quanto à posição da hidroxila, o sufixo ol deve ser por ela precedido. Por exemplo, propan-2-ol indica um grupo hidroxila ligado ao carbono 2 do propano. Também pode ser escrito 2-propanol.

Em certos casos pode ser necessário usar a nomenclatura na forma prefixal. Nesse caso, deve-se usar o prefixo hidróxi. Por exemplo, se tivermos um grupo hidroxila ligado a um anel benzênico, podemos usar o nome hidróxibenzeno (essa substância é usualmente conhecida como fenol).

Em certos casos, o álcool possui outros sufixos, dependendo da quantidade de grupos hidroxila.

-ol: quando a cadeia possui apenas um grupo hidroxila.

Ex: Etanol(CH3-CH2-OH)

-Diol: quando existem dois grupos hidroxila na cadeia carbônica.

Ex: pentano-1,2-diol

-Triol: quando a cadeia possui três grupos hidroxila.

Ex: hexano-1,2,3-triol

Álcool

O álcool (do árabe al-kohul) é uma classe de compostos orgânicos que possui na sua estrutura um ou mais grupos de hidroxilas, -OH, ligados a carbonos saturados

Classificação
Álcoois primários
Os álcoois primários têm o grupo hidroxila ou Oxidrila ligado a um carbono primário; um exemplo é o etanol. A fórmula geral dos álcoois primários é:


(Na figura, R representa um radical hidrocarboneto qualquer)

Álcoois secundários
Os álcoois secundários têm o grupo hidroxila ligado a um carbono secundário; por exemplo: 2-metil-propanol. Sendo assim, a fórmula geral é:


(Na figura, R representa um radical hidrocarboneto qualquer)

Álcoois terciários
Os álcoois terciários têm o grupo hidroxila ligado a um carbono terciário; por exemplo: 2-metil-2-propanol (trimetilcarbinol). A fórmula geral é:


(Na figura, R representa um radical hidrocarboneto qualquer)

Cadeias Carbônicas

 Cadeias carbônicas 

Cadeia carbônica é toda estrutura formada por átomos de carbono ligados entre si. Os  elementos mais comuns nas cadeias carbônicas são:

Carbono: é tetravalente e efetua sempre quatro ligações, que são representadas por traços ao seu redor. Apesar de poder fazer até quatro ligações, com um mesmo átomo ele pode efetuar somente três.

Hidrogênio: é monovalente e efetua somente uma ligação, que é representada por um traço.

Oxigênio: é divalente e efetua duas ligações, que são representadas por dois traços. Pode se ligar a dois átomos ao mesmo tempo ou efetuar suas duas ligações com o mesmo átomo.

Nitrogênio: é trivalente e efetua três ligações, que são representadas por três traços. Pode se ligar a dois ou três átomos ao mesmo tempo, ou ainda, efetuar suas três ligações com o mesmo átomo.

As cadeias orgânicas podem ser representadas de maneira simplificada. Neste tipo representação, os traços das ligações com os átomos de hidrogênio são omitidas.

                  H    H   H

                  |    |    |

            H - C -  C - C - H                                              H₃C - CH₂ - CH₃

                  |    |    |

                  H    H   H

      representação convencional                                 representação simplificada

Os átomos de carbono das cadeias podem ser classificados de acordo com o número de outros carbonos a que se encontrem ligados.

Carbono primário: ligado a somente um outro átomo de carbono.

Carbono secundário: ligado a dois outros átomos de carbono.

Carbono terciário: ligado a três outros átomos de carbono.

Carbono quaternário: ligado a quatro outros átomos de carbono.

Para este tipo de classificação não se considera se a ligação entre os carbonos é simples, dupla ou tripla, somente o número de carbonos a que se encontra ligado.

                                                                                                                     

                                                        CH₃            CH₃

                                                         |              |

H₃C -  C - CH₂ - C = CH₂

                                                         |

                                                                       CH₃

                                                       C carbono primário

                                                       C carbono secundário

                                                       C carbono terciário

                                                       C carbono quaternário

classificações das cadeias carbônicas  

As cadeias orgânicas podem ser divididas em três grupos: 

abertas, acíclicas ou alifáticas: a cadeia não se fecha em nenhum ponto

H₃C - CH₂ - CH₂ - CH₃ 

fechadas ou cíclicas: a cadeia se fecha, formando uma figura geométrica

                 H₂C  -  CH₂                          

                 |         |                                    

                                                                  H₂C  -  CH₂ 

mistas: presença de cadeia fechada e pelo menos um carbono fora do anel

                                                    H₂C  -  CH - CH₂ - CH₃                        

                                                        |     |                                    

                                                    H₂C  -  CH₂ 

Estes tipos de cadeias podem ainda acumular outras classificações:

Cadeia saturada / insaturada

Na cadeia saturada ocorrem somente ligações simples entre os átomos de carbono. 

Na cadeia insaturada ocorre dupla e/ou tripla ligação entre átomos de carbono. É bom lembrar que quando ocorre ligação dupla ou tripla entre carbono e outro elemento, esta não é considerada para classificar a cadeia como insaturada.

H₃C - CH₂ - CH₂ - CH₃               H₃C - CH₂ - CH = O               H₃C - CH₂ - CH = CH₂

               cadeia saturada                      cadeia  saturada                     cadeia insaturada

Cadeia normal / ramificada

Na cadeia normal não ocorrem "ramos" ou "galhos", os carbonos são todos primários e secundários. A cadeia tem um só eixo.

Na cadeia ramificada ocorrem os "ramos" ou "galhos", deve ocorrer pelo menos um carbono terciário ou quaternário. A cadeia tem pelos menos dois eixos.

                                                        CH₃           CH₃

                                                          |             |

H₃C -  C - CH₂ - C = CH₂

                                                          |

                                                                       CH₃

Nas posições em que ocorrem carbonos terciário (C) ou quaternário (C) a cadeia tem dois eixos, o que a caracteriza  como ramificada. A cadeia abaixo é não ramificada, pois como ela não possui carbono terciário ou quaternário, poderia ser escrita em um só eixo (linear).

H₃C - CH₂ - CH₂ - CH₂            H₃C - CH₂ - CH₂ - CH₂ - CH₃

                                                            |

                                                            CH3

Cadeia homogênea / heterogênea

Na cadeia homogênea a sequência de carbonos ocorre sem interrupção de um átomo diferente. Na cadeia heterogênea existe um átomo diferente do de carbono que interrompe a seqüência de carbonos. Para funcionar como heteroátomo, este deve ser, no mínimo, divalente. 

 H₃C - CH₂ - CH₂ - O - CH₂ - CH₃           H₃C - CH₂ - CH₂ - CH₂ - CH = O

                                   cadeia heterogênea                             cadeia homogênea

Átomo diferente do de carbono no final da seqüência de carbonos não é heteroátomo.

Cadeia homogênea e cíclica é dita homocíclica. Cadeia heterogênea e cíclica é dita heterocíclica.

                           H₂C  -  CH₂                              H₂C  -   O

                                |     |                                      |       |

                           H₂C  -  CH₂                              H₂C  -  CH₂

                       cadeia homocíclica                     cadeia heterocíclica

Presença ou não do benzeno

A estrutura do benzeno (C₆H₆) é extremamente importante em química orgânica. É um ciclo de seis carbonos contendo três duplas ligações intercaladas. Pode aparecer de duas formas:

     ou        

O círculo no interior do hexágono indica que as duplas ligações encontram-se em constante movimentação.

A cadeia aromática possui o benzeno na sua estrutura. Quando a estrutura possui mais de um núcleo de benzeno, ela é chamada depolinuclear. Se dois átomos de carbono participam simultaneamente dos dois anéis, a  estrutura é chamada de polinuclear condensada.

Quando não há nenhum átomo de carbono em comum entre os núcleos, a estrutura é chamada de polinuclear de núcleos isolados.

A  alicíclica é qualquer cadeia cíclica que não apresente o benzeno na sua estrutura.