Ciclanos

Também conhecidos como cicloalcanos ou cicloparafinas, os ciclanos são hidrocarbonetos cíclicos que contêm apenas ligações simples em sua cadeia carbônica, representados pela fórmula geral C_nH_2n.

De acordo com as regras da IUPAC, a nomenclatura dos ciclanos é precedida pela palavra ciclo, que indica a presença de cadeia fechada, com a terminação ano, que representa a saturação. Veja um exemplo:

Caso exista uma ramificação na cadeia, ela deve ser inclusa na nomenclatura do ciclano. Por exemplo:

No caso de existirem duas ou mais ramificações na cadeia, é necessário numerar os carbonos do ciclo, começando pela ramificação mais simples e continuando no sentido horário ou anti-horário, de forma que as demais ramificações pertençam ao menor número possível:

Note que no exemplo acima, a cadeia carbônica foi numerada corretamente no sentido horário. Se numerássemos a cadeia no sentido anti-horário, o carbono ao qual pertence a ramificação, receberia a numeração 4, o que estaria errado por não ser o menor possível.

Os ciclanos apresentam propriedades químicas e físicas (densidade, pontos de fusão e de ebulição), muito semelhantes aos alcanos, devido à saturação da cadeia, e também próximas aos alcenos, uma vez que possuem a mesma fórmula geral (compostos isômeros).

Tais propriedades podem ser explicadas por meio da teoria das tensões nos anéis, proposta pelo químico alemão Adolf Von Baeyer, que afirma que nos ciclanos, as valências são entortadas ou flexionadas para fechar a estrutura, criado uma tensão que torna o anel instável, ou seja, mais fácil de ser rompido. Desta forma, os ciclos de 3 e 4 carbonos quebram mais facilmente, dando origem a reações de adição, ao passo que os anéis de 5 e 6 carbonos são mais resistentes à ruptura e participam, principalmente, de reação de substituição.

Os ciclanos estão comumente presentes em nosso cotidiano, sendo encontrado em diferentes quantidades na composição do petróleo (na indústria petroquímica, recebem o nome de hidrocarbonetos naftênicos). Veja alguns exemplos de ciclanos e suas aplicações:

• Ciclopropano (C₃H₆) – muito aplicado à Medicina em anestesias gerais por inalação.
• Ciclopentanto (C₅H₁₀) – importante agente anestésico, assim como o ciclopropano.
• Cicloexano – utilizado na fabricação de tecido sintético (náilon) e como removedor e solvente de vernizes e tintas.

Fonte:http://www.infoescola.com/quimica/ciclanos-cicloalcanos/

Petróleo Como Principal Fonte de Hidrocarbonetos

 

Com o planeta Terra tendo bilhões de anos, sabemos que com o passar do tempo ele sofreu inúmeras modificações, devido às mesmas, grandes quantidades de animais e vegetais ficaram soterrados e expostos a grande pressão e calor, formando hoje, após muito tempo, temperatura e pressão, o que conhecemos como petróleo, um líquido denso, viscoso e altamente inflamável. O petróleo é formado principalmente por compostos de carbono e hidrogênio, denominados hidrocarbonetos, que apresentam grande diversidade de cadeias carbônicas. Logo, ao ser extraído, o petróleo não é de grande utilidade, mas por processos físicos de craqueamento (separação entre seus componentes), ele se “transforma” em variados produtos de aplicação corriqueira em nosso cotidiano, que vão desde o gás de cozinha até o plástico. “Esse óleo de origem fóssil, que levou milhões de anos para ser formado nas rochas sedimentares, se tornou a principal fonte de energia do mundo moderno. Aqui no Brasil, a maior parte das reservas está nos campos marítimos, em lâminas d’água com profundidades maiores do que as dos demais países produtores”¹.

Inúmeros são as etapas envolvidas no tratamento do petróleo bruto até obtenção de seus derivados. “Nas refinarias, o óleo bruto passa por uma série de processos até a obtenção dos produtos derivados, como gasolina, diesel, lubrificantes, nafta, querosene  de aviação. Outros produtos obtidos a partir do petróleo são os petroquímicos. Eles substituem uma grande quantidade de matérias-primas, como madeira, vidro, algodão, metais, celulose e até mesmo as de origem animal, como lã, couro e marfim.”¹

Hidrocarbonetos são compostos que apresentam exclusivamente átomos de carbono e hidrogênio na molécula, sendo que no petróleo podem existir hidrocarbonetos com mais de trinta átomos de carbono por molécula. Vários combustíveis que usamos diariamente são misturas de hidrocarbonetos que derivam do petróleo, por exemplo, os mais corriqueiros são o gás de cozinha, a gasolina, o querosene e o óleo diesel. Todas essas espécies mencionadas comportam-se como combustíveis, ou seja, reagem de modo exotérmico com o gás oxigênio. Entretanto, por serem derivados do petróleo, são fontes não renováveis de energia.

Hidrocarbonetos que apresentam apenas ligações simples entre átomos de carbono são chamados de saturados, os que possuem ligações duplas ou triplas recebem a denominação de insaturados. “Tanto os hidrocarbonetos saturados como os insaturados podem apresentar estruturas em cadeia aberta, normal ou ramificada, ou ainda estruturas cíclicas.”¹ Dessa forma, o petróleo é algo de grande utilidade para a humanidade, realmente é uma das melhores fontes de combustível e energia conhecida, mas devemos ter preocupação ao utilizá-lo de modo desenfreado, pois, como vimos, ele não é um fonte renovável de energia,e por essa razão já fora causa de algumas guerras entre determinados países.

Fonte:http://www.infoescola.com/quimica/petroleo-como-principal-fonte-de-hidrocarbonetos/

Querosene

O querosene é um líquido fino e claro formado a partir de hidrocarbonetos. Obtém-se querosene por meio da destilação fracionada  do petróleo entre 150 ° C e 275 ° C, resultando em uma mistura de cadeias de carbono contendo em torno de 12 a 15 átomos de carbono. Sua utilização é indispensável em aeronaves de propulsão a jato, sendo também comumente utilizado como combustível de aquecimento. O calor de combustão do querosene é semelhante ao do diesel: o seu poder calorífico mínimo gira em torno de 18.500 Btu / lb, ou 43,1 MJ / kg, enquanto que o seu poder calorífico máximo corresponde a 46.2MJ/kg.

O elemento foi primeiramente descrito pelo físico, químico, alquimista, filósofo persa al-Razi (Rhazes) como destilado de petróleo, em Bagdá no século IX. Em seu "Kitab al-Asrar" (Livro dos Segredos), ele descreveu dois métodos para a produção de querosene. Um método envolvia a utilização de argila como um absorvente, enquanto o outro método envolvia o uso de cloreto de amónio (sal amoníaco).

Em 1846, obtém-se o querosene refinado a partir de uma substância asfáltica que ocorre naturalmente, denominada "albertite", pelo geólogo canadense Abraham Gesner, que, durante tal processo de descoberta torna-se fundador da moderna indústria do petróleo. Gesner passou a organizar sua Companhia, a "Querosene Gaslight" de modo a promover a utilização do querosene em todo o mundo, em 1850, principalmente como combustível utilizado nos postes de iluminação pública, inclusive retendo a patente da utilização do nome "querosene" em seus produtos.

Em 1851, em Bathgate, o químico escocês James Young constrói a primeira fábrica comercial de petróleo de funcionamento prático em todo o mundo, usando óleo derivado de torbanite, xisto e carvão betuminoso extraídos das minas próximas. Em 1856, o químico polonês Ignacy Lukasiewicz descobriu um processo de refino de querosene por meio da turfa, de custo reconhecidamente menor. A disponibilidade generalizada de querosene mais barato foi o fator principal da decadência vertiginosa da indústria baleeira, em meados do século XIX, pois o óleo de baleia acabou por ser rapidamente substituído como o principal produto combustível dos postes de iluminação pública das cidades.

Mais tarde, em 1880, o substituto do óleo de baleia foi considerado "explosivo, como pólvora". Em 39% dos incêndios da cidade de Nova Iorque foram causados por lâmpadas de querosene com defeito. Com o surgimento da lâmpada elétrica e lanternas alimentado por baterias de células secas, o querosene torna-se obsoleto em seu principal uso.

Seu emprego como um combustível para cozinhar é restrito a apenas alguns fogões portáteis para camping e também para aparelhos vendidos em países menos desenvolvidos, onde geralmente é menos refinado e contém impurezas e até mesmo presença de resíduos.

Às vezes é usado como uma fonte de calor durante as falhas de energia, sendo vendido em alguns países em postos de abastecimento. O uso de aquecedores de querosene portáteis não é recomendado para áreas internas fechadas, sem chaminé, devido ao perigo de acumulação do monóxido de carbono presente na composição do gás.

Fonte:  http://www.infoescola.com/quimica/querosene/

Diesel

 

Diz-se do diesel, hidrocarboneto originário da destilação fracionada do petróleo bruto, ou motor de combustão interna de alta taxa de compressão que provoca a auto-inflamação do combustível.

Diesel é um óleo pesado com resíduos de enxofre, nitrogênio e oxigênio e de boa qualidade de auto-ignição utilizado nos motores de combustão.

Um bom óleo lubrificante deve ser viscoso para que a película de óleo não seja rasgada pelas elevadas pressões dos mancais e o forte atrito, pois então metal se chocará contra metal.

O óleo precisa, portanto, manter separadas sob quaisquer circunstâncias as superfícies metálicas, ainda que seja extremamente forte o calor ou elevada a pressão.

Sendo, no entanto, bastante viscoso, por outro lado oferece uma forte resistência ao movimento, consome muita energia e fica muito quente. Óleo demasiadamente viscoso pode mesmo reduzir a potência do motor!

A viscosidade também depende, e muito, da temperatura do óleo. Um óleo que a 0 °C está quase rígido, pode a 80 °C ser bastante fluido. Deve-se, no entanto, considerar que no motor nem a carga dos mancais, nem a dos êmbolos, nem da superfície de deslizamento dos êmbolos é de alguma forma regular. Ao contrário, ela se altera com incrível rapidez, assemelhando-se antes às batidas dum malho, com simultâneo atrito, do que à aparição duma pressão simples por mais elevada que seja. As forças de ruptura que atacam a película de óleo são, portanto, particularmente, cortantes. Se daí o óleo durante o funcionamento se tornar demasiadamente fluído, então suas moléculas perdem demais em coesão, aquela força com a qual elas se mantêm unidas, seguindo-se infalivelmente um choque de metal contra metal através da película de óleo.

Óleos Premium e HD

Recentemente o mundo motorizado tem andado alvoroçado com os óleos Premium e HD provenientes dos Estados Unidos. Trata-se ai de óleos lubrificantes de boa qualidade, os quais foram bem e cuidadosamente refinados, recebendo, além disso, um pequeno ingrediente chamado “aditivo”. Este aditivo é dum efeito extraordinariamente forte. Já antigamente melhorou-se por meio de pequenos aditivos o ponto de solidificação e a capacidade de bombear (seu comportamento a frio, portanto) dos óleos e seu índice de viscosidade (seu comportamento ao calor). Os novos aditivos possuem, além disso, ainda outros efeitos dignos de nota.

O fenômeno mais extraordinário neles é que limpam o motor, não permitindo que lama, carvão de óleos, água separada, etc., se assentem, levando-os consigo, mobilizando-os mesmo nos lugares onde já se haviam assentado. Por isso precisa-se, quando da passagem para os novos óleos num motor velho, limpar ou substituir o filtro, para que não seja mobilizada sujeira antiga do filtro. Além disso, precisa-se contar nos motores velhos, que muita sujeira antiga é revolvida e levada pelos óleos novos. O resultado do motor mais limpo é naturalmente muito desejado. Este novo efeito evidencia-se com particular intensidade nos motores a dois tempos. Mas também para a extraordinariamente difícil lubrificação dos motores Diesel estas novas possibilidades são muito interessantes.

Além disso, os óleos HD formam sobre os mancais uma fina camada protetora contra a ação corrosiva, neutralizando ácidos existentes ou em formação. Eles reforçam também a película de óleo sobre as superfícies dos mancais e trilha do cilindro, de sorte que ela não possa ser tão facilmente rompida.

Fonte:http://www.infoescola.com/quimica/diesel/

Aromaticidade

É definida como aromaticidade  a propriedade química apresentada por algumas estruturas, tais como anéis  conjugados de ligações insaturadas, orbitais vazios ou pares de elétrons isolados. O termo aromaticidade foi usado pela primeira vez pelo químico alemão August Wilhelm von Hoffman em 1855 ao isolar substâncias de odor agradável de algumas plantas.

Embora tenha sido batizada com esse nome, a aromaticidade nem sempre está relacionada com o odor dos compostos e, ainda que a grande maioria dos compostos aromáticos seja constituída de carbono, não se trata de uma propriedade exclusiva de um grupo de hidrocarbonetos. Sua ocorrência normalmente se deve ao constante movimento de elétrons livres por arranjos circulares de átomos, que estabelecem entre si uma ligação simples e uma ligação dupla alternadamente.

Para serem classificados como aromáticos, os compostos devem ser cíclicos, insaturados, totalmente conjugados e planares, além bastante estáveis à energia de estabilização por ressonância. Cíclicos porque somente assim é formada uma nuvem de elétrons deslocalizados (que não permanecem num orbital p); insaturados, conjugados e planares para facilitar a interação paralela entre os orbitais p. Devido a essa estrutura peculiar, os compostos aromáticos apresentam uma estabilidade especial, muito mais forte do que a esperada.

 

A partir disso, o físico-químico alemão Erich Hückel criou a regra de Hückel, que propõe que para um composto cíclico e planar seja aromático, é preciso que uma nuvem de elétrons conjugados tenha 4n + 2 elétrons π, sendo n um número inteiro. Os elétrons π podem ser aqueles que participam de ligações duplas e triplas, aqueles que não são compartilhados, ou ainda, cargas negativas.

A aromaticidade pode ser caracterizada por três critérios teóricos: critérios geométricos, em que são considerados os comprimentos das ligações que indicam a deslocalização dos elétrons nas estruturas cíclicas; critérios energéticos, que avaliam a aromaticidade do composto a partir da determinação da energia deslocalizada pelo sistema (estabilidade termodinâmica); e critérios magnéticos, que se fundamentam na distribuição eletrônica, nos níveis de energia e na polarizabilidade dos átomos.

Os compostos aromáticos estão frequentemente presentes no nosso cotidiano: diversos hidrocarbonetos aromáticos são largamente utilizados no ramo industrial, como é o caso do benzeno, tolueno e outros. Na química dos seres vivos, existem três aminoácidos aromáticos (tirosina, triptofano e fenilalanina) e todos os nucleotídeos que constituem o código genético (adenina, timina, guanina, citosina e uracila) são estruturas aromáticas.

Fonte: http://www.infoescola.com/quimica/aromaticidade/

Álcool Versus Gasolina

 

Na tentativa de prejudicar menos o meio ambiente, pode surgir a dúvida: qual é o maior poluente, o álcool ou a gasolina? Se a atmosfera pudesse escolher ela optaria pelo combustível que lhe causa menos danos, então saiba agora qual é.

Vamos apresentar aqui as vantagens do álcool combustível:

Composição do álcool: hidrogênio, carbono e oxigênio. Também conhecido como etanol ou álcool etílico, este combustível é produzido por fermentação a partir da cana de açúcar.

Poder calorífico do álcool: 6300 cal/g. Esse número significa que o combustível libera grande quantidade de energia ao ser queimado.

Apresenta preço acessível: O álcool foi uma solução brasileira como alternativa ao petróleo, esta questão econômica é justificada pelo fato de que no ano 2000 o petróleo teve uma alta no preço. No ano de 2003 teve início a produção e venda de carros flexfuel (motores que funcionam com álcool e gasolina), a venda do álcool a partir daí teve um considerável aumento.

Em relação ao ambiente: o álcool é um combustível ecologicamente correto, não afeta a camada de ozônio e é obtido de fonte renovável. A diferença começa na sua queima, ela emite menos gases poluentes na atmosfera, pelo fato do álcool ser derivado da cana-de-açúcar e não do petróleo.

Agora veja os agravantes da gasolina:

Composição: combustível constituído basicamente por hidrocarbonetos (carbono e hidrogênio).

Produtos da combustão da gasolina:

Dióxido de carbono (CO₂): gás perigoso que contribui para o efeito estufa e o aquecimento global.

Monóxido de carbono (CO): formado pela combustão incompleta. Isso ocorre por que não há oxigênio suficiente disponível para reagir rápida e completamente com todo o carbono disponível na gasolina, gerando assim resíduos poluentes.

Todos estes gases, tanto CO₂ e CO, se acumulam em nossa atmosfera causando diversos males à nossa saúde. Resta então optar pelo álcool que é menos agressivo neste aspecto. 

Fonte:http://www.brasilescola.com/quimica/alcool-versus-gasolina.htm