Hidrocarbonetos são compostos formados unicamente por átomos dos elementos carbono (C) e hidrogênio (H).
Os hidrocarbonetos são muito utilizados na indústria, principalmente na indústria petroquímica, pois os hidrocarbonetos são a maior parte da constituição do petróleo. O petróleo fornece assim inúmeros combustíveis e matérias-primas para a produção de plásticos, detergentes, fibras têxteis, borrachas, tintas, entre outros, e está presente também no gás natural.
Esses compostos são divididos em dois grupos: Alifáticos e Aromáticos.
Alifáticos
Os compostos alifáticos são compostos formados por cadeias carbônicas abertas ou acíclicas, as quais possuem carbonos terminais.
A nomenclatura oficial dos compostos orgânicos alifáticos segue as regras elaboradas pela IUPAC. Segundo essas regras, o nome de um composto é formado unindo-se três fragmentos:
PREFIXO + INFIXO + SUFIXO
O prefixo, parte inicial, indica o número de átomos de carbono presentes na molécula.
De acordo com o número de átomos de carbono, sabemos qual o prefixo iremos utilizar:
1 átomo de carbono: met
2 átomos de carbono: et
3 átomos de carbono: prop
4 átomos de carbono: but
5 átomos de carbono: pent
6 átomos de carbono: hex
7 átomos de carbono: hept
8 átomos de carbono: oct
9 átomos de carbono: non
10 átomos de carbono: dec
ligação simples: an
ligação dupla: en
ligação tripla: In
Duas ligações duplas: dien
Todas as moléculas de hidrocarbonetos terminam em o.
Os hidrocarbonetos alifáticos são subdivididos em:
Alcanos
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| O Metano (CH4) é um exemplo de Alcano |
Os alcanos são compostos orgânicos com simples ligações entre átomos de carbono, possuem cadeia aberta, também conhecidos como hidrocarbonetos parafínicos. A estrutura física dos alcanos é de cadeia carbônica acíclica (alifática), saturada e homogênea.
Como são compostos constituídos exclusivamente por carbono e hidrogênio, formam uma série homóloga de fórmula geral CnH2n+2.
Podemos encontrar Alcanos principalmente no petróleo, no gás natural, no xisto betuminoso e na cera mineral. Eles são utilizados como matéria-prima para a preparação de muitos compostos na indústria petroquímica e também como combustível.
A nomenclatura dos alcanos é denominada com o uso do prefixo correspondente ao número de átomos de carbono, seguido do sufixo ano, que apresenta simples ligações entre os átomos de carbono.
Alcenos
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| O Eteno (C2H4) é um exemplo de Alceno |
Alcenos são hidrocarbonetos de cadeia carbônica acíclica (alifática), insaturados com uma única dupla ligação e homogêneo.
Também chamados de hidrocarbonetos etilênicos ou olefinas, os alcenos são compostos constituídos exclusivamente por carbono e hidrogênio e possuem fórmula geral CnH2n, cujo primeiro membro é o Eteno (C2H4).
Os Alcenos são utilizados:
- Como anestésico em intervenções cirúrgicas e no amadurecimento forçado de frutas verdes (essas tomam a cor natural das frutas maduras quando em contato com o gás).
- Na preparação de polietileno, que é um dos plásticos mais importantes na indústria, usado na confecção de sacos e garrafas plásticas, brinquedos, etc.
- Na produção da borracha sintética, corantes, tecidos sintéticos e, até mesmo, explosivos são obtidos através de alcenos.
Na nomenclatura dos alcenos, damos o prefixo correspondente ao número de átomos de carbono, seguido do sufixo eno, que apresenta presença de uma dupla-ligação entre os átomos de carbono.
O alceno por ter mais de 3 átomos de carbono na cadeia, deve ser indicado na posição da dupla-ligação, por números, devem-se numerar a cadeia da extremidade mais perto da dupla-ligação, separando sempre o número de palavras por meio de hífen.
Alcinos
Os alcinos são hidrocarbonetos que possuem tripla ligação entre átomos de carbono. São conhecidos também como hidrocarbonetos etínicos ou hidrocarbonetos acetilênicos. A fórmula geral dos alcinos é: CnH2n–2, e o primeiro membro é o etino (C2H2).
De modo geral, podemos definir alcinos como hidrocarbonetos de cadeia carbônica acíclica, homogênea, insaturada com uma tripla ligação única.
Esse hidrocarboneto é importantíssimo na indústria. O acetileno é usado em grande escala na fabricação de borrachas sintéticas, plásticos, como o PVC e PVA, e ainda de fios têxteis para a produção de tecidos.
O PVC é muito conhecido no mercado pela variedade de produtos, como os tubos e conexões tão essenciais nas construções. O filme de PVC, por exemplo, é usado para armazenar ou para transportar alimentos in natura, crus, processados ou até prontos.
Já o PVA, é um polímero sintético usado como adesivo para materiais porosos. A cola branca (ou cola escolar) e a "cola amarela" usada para colar madeira são exemplos de aplicações do PVA.
Os alcinos permanecem com a mesma regra de nomenclatura dos alcenos. O prefixo correspondente ao número de átomos de carbono, seguindo de sufixo ino, que irá indicar a presença da tripla-ligação.
Deve-se indicar também a posição da tripla ligação por número, começando por numerar a cadeia da extremidade mais próxima dessa tripla-ligação.
Alcadienos
Alcadienos são hidrocarbonetos de cadeia aberta que possuem duas duplas ligações entre átomos de carbono. Existem três desses hidrocarbonetos de acordo com a posição da instauração:
- Dienos isolados: Ligações duplas estão separadas entre si por pelo menos duas ligações simples;
- Dienos acumulados: Duas ligações duplas saem de um único carbono da cadeia;
- Dienos conjugados: As ligações duplas estão intercaladas por uma ligação simples.
Formula geral: CnH2n-2
Os alcadienos são encontrados no látex que produz a borracha.
O sufixo dieno mostra que há duas duplas-ligações e os números indicam as posições das ligações. Ex: Propa-1,2-dieno; buta-1,3-dieno.
Ciclanos
Os cicloalcanos ou ciclanos são hidrocarbonetos cíclicos saturados, ou seja, são compostos formados apenas por átomos de hidrogênio e carbono, de cadeia fechada e com apenas ligações simples.
A fórmula geral desse grupo é CnH2n, sendo que n é um número inteiro. Essa fórmula nos mostra que o número de hidrogênios para os cicloalcanos é sempre igual ao dobro do número de carbonos. Por exemplo, um ciclano com 4 carbonos terá 8 hidrogênios: n=4 → CnH2n → C4H2x4 → C4H8
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.
A nomenclatura desses compostos segue a mesma regra para os alcanos, porém com o acréscimo da palavra “ciclo” no início.
Ciclenos
Os ciclenos são hidrocarbonetos de cadeia fechada, insaturados por uma ligação covalente dupla entre os carbonos.
Como nos ciclenos a cadeia é fechada e existe uma ligação ∏ entre os carbonos, esses compostos apresentam sempre quatro átomos de hidrogênio a menos na cadeia em relação aos alcanos. Por isso, sua fórmula geral sempre é indicada por: CnH2n-2.
Os ciclenos são encontrados geralmente no petróleo, solventes, biocombustíveis, ceras, gás natural e óleos.
A nomenclatura continua com a mesma regra dos ciclanos, basta apenas adicionar a palavra eno, que representa a dupla-ligação entre os átomos de carbono.
Aromáticos
Os hidrocarbonetos aromáticos são compostos orgânicos que possuem um ou mais anéis benzênicos ou núcleos aromáticos. Um anel benzênico é formado por seis átomos de carbono ligados em uma cadeia fechada com ligações duplas e simples intercaladas.
Os hidrocarbonetos aromáticos não seguem as regras gerais de nomenclatura IUPAC, pois eles possuem uma nomenclatura particular. A única semelhança é que terminam com “eno”.
Além disso, os hidrocarbonetos aromáticos também não possuem uma fórmula geral, como os outros grupos de hidrocarbonetos.
Porém, quando o benzeno possui ramificações saturadas, podemos dizer que sua nomenclatura segue uma regra, pois ocorre da seguinte forma:
localização + nome da ramificação (da mais simples para a mais complexa) + benzeno
Essa localização pode ser feita de duas formas. A primeira é por numerar o anel benzênico, começando da ramificação mais simples e escrevendo os números que se referem aos carbonos do anel de onde a ramificação está saindo.
A segunda maneira de indicar a localização das ramificações é através dos prefixos orto, meta e para.
Alguns exemplos de usos dos hidrocarbonetos aromáticos:
- Anilina (fenilamina) - ponto de partida para a fabricação de corantes;
- Trinitrotolueno (TNT) - explosivo usado para fins militares e em demolições;
- Naftaleno - vendido na forma de bolinhas de naftalina e usado como repelente contra insetos;
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