Idrocarburi: cosa sono, classificazione e caratteristiche

Cosa sono gli idrocarburi?

Gli idrocarburi sono composti organici la cui struttura molecolare è formata dall'unione tra idrogeno e atomi di carbonio.

Il formula base degli idrocarburi è la seguente: C_XH_sì.

Questi composti organici si possono trovare in diversi stati della materia: liquido, gassoso (gas naturale o per condensazione) ed eventualmente solido.

Il Petrolio (allo stato liquido) e il gas naturale (allo stato gassoso) sono miscele di idrocarburi. Gli idrocarburi sono la fonte da cui derivano altre sostanze organiche, come i combustibili fossili.

Caratteristiche degli idrocarburi

• Sono composti organici formati solo da atomi di idrogeno e carbonio.
• Di solito non sono biodegradabili.
• Sono idrofobi, cioè insolubili in acqua.
• Sono lipofili, cioè solubili in solventi organici.
• Quando la combustione è ottimale o completa, producono acqua e anidride carbonica.
• Quando la combustione è inadeguata o incompleta, producono acqua e carbonio o monossido di carbonio (fuliggine).

Classificazione degli idrocarburi

Esistono due tipi principali di idrocarburi. Diamo un'occhiata a ciascuno separatamente.

Idrocarburi aromatici o areni

Sono composti organici ciclico caratterizzato dall'avere un nucleo comune, noto come benzene. Può essere di due tipi:

• Monociclico: quelle in cui una molecola di idrogeno dell'anello benzenico è sostituita da catene laterali, cioè da residui idrocarburici. Per esempio, Metilbenzene o Toluene (C₆H_5-CH₃).
• policiclico: sono quelli che contengono due o più nuclei di benzene.

Idrocarburi alifatici

Sono essenzialmente costituiti da idrogeno e carbonio e non hanno carattere aromatico. Le sue catene sono aperte e possono essere sia lineari che ramificate. Gli idrocarburi alifatici si suddividono in:

• Idrocarburi saturi o alcani: sono quelli i cui legami di carbonio sono semplici. Gli alcani contengono singoli legami carbonio-carbonio. La formula generale per gli alcani è la seguente: (C_nH_{2n + 2}) Per esempio, etano.
• Idrocarburi insaturi: sono quelli che contengono doppi o tripli legami carbonio-carbonio. Fanno parte di questo gruppo:
  • Alcheni o olefine: con doppi legami carbonio-carbonio (CH₂= CH₂). Ad esempio: limonene (da oli di agrumi).
  • Alchini o acetileni (con tripli legami carbonio-carbonio). Ad esempio: etino (HC≡CH).

Da dove vengono gli idrocarburi?

Gli idrocarburi si trovano solitamente in serbatoi, depositi o serbatoi a livello del sottosuolo, sia sulla piattaforma terrestre che sulla piattaforma marina.

Il processo che porta all'ottenimento di idrocarburi si compone di quattro fasi. Conosciamoli.

1. Sedimentazione profonda

Gli idrocarburi si formano dalla decomposizione e trasformazione termica di sedimenti di materia organica (alghe, resti vegetali, animali) depositati a grande profondità, che sono contenuti nei cosiddetti roccia di fondo, cioè alla base rocciosa del terreno.

2. Riscaldamento e pressione

La concentrazione di temperatura e pressione esercitata sulla materia organica nel corso dei secoli ne fa trasformare in liquido (petrolio) o gas. La trasformazione della materia organica dipende dalla presenza del substrato roccioso.

3. Migrazione di idrocarburi dal substrato roccioso alla roccia di stoccaggio

Una volta trasformati, gli idrocarburi migrano nei pori del cosiddetto rocce del magazzino, cioè sabbia e rocce frammentate in grado di assorbire ed espellere fluidi. Le rocce da magazzino hanno due caratteristiche: porosità e permeabilità. Non si tratta, quindi, di una vasca concava come solitamente si immagina.

4. Ritenzione tramite sifone o rocce impermeabili

È chiamato trappola dell'olio alla forma geometrica di una roccia deposito dove il fluido è intrappolato. La trappola è coperta da a sigillo rock che impedisce all'idrocarburo in questione di essere espulso in superficie.

• Petrolio
• Gas naturale
• Composti organici

Uso e importanza degli idrocarburi

Altre sostanze importanti si formano dagli idrocarburi, senza i quali la vita moderna e industriale come la conosciamo non sarebbe possibile.

Gli idrocarburi, infatti, hanno molteplici utilizzi sia a livello industriale che nella vita di tutti i giorni, poiché da essi otteniamo:

• Risorse energetiche: si riferisce ai combustibili da idrocarburi che consentono la mobilitazione dell'industria, dei trasporti, dell'agricoltura e dell'elettricità per il consumo domestico. Ciò equivale a quasi l'80% della produzione di elettricità nel mondo.
• Materie prime: Utile nella fabbricazione di prodotti come plastica, inchiostri, gomma, fibre sintetiche per tessili, detersivi, matite, insetticidi e prodotti chimici in genere.
• Prodotti speciali: Questi includono asfalto, grassi per motori e attrezzature, lubrificanti, paraffine, ecc.

Idrocarburi sostituiti

Si riferisce a quei composti che, sebbene condividano la stessa struttura di base di un idrocarburo, contengono anche atomi di altri elementi chimici. Questa sezione della molecola con queste caratteristiche è chiamata gruppo funzionale.

Per esempio:

Composti alogenati come quelli inclusi in pesticidi, repellenti, solventi o refrigeranti.