Hydrocarbures

Nous expliquons ce que sont les hydrocarbures, leurs caractéristiques et comment ils sont classés. En outre, ses dérivés, ses applications et son impact environnemental.

Que sont les hydrocarbures ?

Les hydrocarbures sont divers types de composés organiques . Ils peuvent être plus ou moins complexes, mais ils sont toujours constitués d’un squelette d’ atomes de carbone (C) et d’hydrogène (H) , ainsi que d’autres éléments éventuels .

Chaque hydrocarbure présente ses schémas structuraux, puisque sa configuration spécifique détermine ses propriétés physiques et chimiques, ainsi que le nom de la substance en question. Le pétrole , le gaz naturel et le charbon sont les principales sources d’hydrocarbures.

La plupart des hydrocarbures se trouvent profondément à l’intérieur de la Terre , enfouis sous des couches et des couches de roche et de sol . Ils sont le produit de la décomposition anaérobie, dans des conditions bien précises, de grandes quantités de matière organique , qui constituaient autrefois le corps de différents êtres vivants .

Les hydrocarbures sont également présents dans l’organisme de différents êtres vivants , sous des formes spécifiques comme le caoutchouc généré par les hévéas, ou un ensemble de pigments appelés caroténoïdes, que possèdent certains végétaux. De plus, ils peuvent être synthétisés en laboratoire, avec la matière première appropriée .

Compte tenu de leur énorme potentiel chimique et énergétique, les hydrocarbures sont un élément essentiel de diverses industries , y compris l’obtention d’électricité .

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Caractéristiques des hydrocarbures

Certaines caractéristiques des hydrocarbures sont :

• Ils sont majoritairement constitués de carbone et d’hydrogène , et éventuellement d’additifs d’autres éléments ou d’autres groupes radicalaires. Alors que ses atomes de carbone constituent la structure du composé, les atomes d’hydrogène servent dans certains cas de pont pour les maintenir unis dans une certaine configuration (forme, structure , orientation).
• Ils peuvent avoir une structure moléculaire linéaire ou ramifiée , ouverte ou fermée . Qu’il s’agisse d’un hydrocarbure ou d’un autre dépend de son ordre et du nombre de composants.
• Ils sont hautement inflammables et ont une énorme capacité énergétique , ce qui en fait une matière première idéale pour la transformation industrielle et pour obtenir de l’énergie.
• La plupart d’entre eux sont toxiques et peuvent dégager des vapeurs dangereuses pour la santé .

Classement des hydrocarbures

Depuis leur découverte au XIXe siècle, les hydrocarbures sont classés selon deux critères possibles : leur type de structure et les types de liaisons entre leurs atomes . Selon la première classification, deux catégories sont distinguées :

• Hydrocarbures acycliques ou à chaîne ouverte. Ce sont ceux dont la chaîne de molécules ne se referme pas sur elle-même. À leur tour, ils peuvent être divisés en linéaires (en forme de ligne) ou ramifiés (avec diverses branches). Par exemple:
  
• Hydrocarbures cycliques ou à chaîne fermée. Ce sont ceux dont la chaîne de molécules se referme sur elle-même. À leur tour, ils peuvent être divisés en monocycliques (cycle unique) et polycycliques (cycles multiples). Par exemple:
  

Obéissant à la deuxième classification, nous avons à la place :

• Hydrocarbures aromatiques. Ils possèdent un cycle aromatique, c’est-à-dire une structure cyclique qui obéit à la règle dite de Hückel qui stipule que le nombre d’électrons délocalisés dans un composé aromatique respecte :
  

Où:

• • n.m. Représente un entier .
  • Né.  Il représente le nombre d’ électrons délocalisés dans le composé aromatique.

Par exemple, le benzène (C ₆ H ₆ ) a 6 électrons délocalisés (appelés électrons pi ( )) dans sa structure, ce qui implique que n doit être égal à 1.

Presque tous les hydrocarbures aromatiques sont généralement (mais pas toujours) dérivés du benzène et, par conséquent, la structure hexagonale du benzène fait partie de bon nombre de ces composés aromatiques. Le nom « aromatique » vient du fait que ces composés ont été initialement obtenus en décomposant des produits chimiques à l’ odeur agréable . Voici quelques exemples de composés aromatiques :

• Hydrocarbures aliphatiques. Il leur manque un anneau aromatique. Son nom vient du grec aleiphar , c’est-à-dire « gras », puisqu’il a été obtenu à partir de la décomposition d’huiles et de graisses . Ils sont classés en saturés (dotés de liaisons atomiques simples) et insaturés (ayant au moins une liaison multiple, double ou triple). Voici quelques exemples d’hydrocarbures aliphatiques :
  

Importance des hydrocarbures

Les hydrocarbures sont des substances extrêmement polyvalentes car ils servent de matière première pour obtenir une grande variété de produits . De plus, ils ont un grand potentiel énergétique, c’est-à-dire que leur combustion est facile et intense, de sorte qu’ils soutiennent énergétiquement un ensemble diversifié d’ industries , allant des matériaux, des solvants , des combustibles fossiles , à la production d’électricité.

A cela s’ajoute le fait que leur formation a nécessité des millions d’années de processus chimiques lents sous terre, ce qui en fait une ressource importante mais non renouvelable , qui s’épuisera un jour à jamais (ou du moins pour un bon laps de temps). ). Son utilisation doit être donnée dans des conditions d’extrême responsabilité.

Dérivés et applications des hydrocarbures

Les hydrocarbures ont un vaste ensemble d’utilisations pour les êtres humains , parmi lesquelles se distinguent les suivantes :

• La génération d’énergie. Grâce à leur énorme capacité de combustion , les hydrocarbures sont utilisés comme source d’énergie pour produire de l’électricité . Ceci est réalisé dans certains types de centrales électriques, et fournit de l’énergie à la fois aux foyers et à d’autres industries et permet de soutenir notre modèle de vie.
• La génération de carburants. Leur capacité énergétique leur permet de fabriquer divers types de carburants (essence, diesel, gaz naturel liquéfié), de conduire divers types de véhicules ou d’alimenter divers appareils électroménagers, tels que des radiateurs, des poêles et des radiateurs fonctionnant à l’aide de gaz tels que le butane ou propane.
• Obtention de plastiques . Différents types de matériaux plastiques et polyvalents peuvent être obtenus dans les laboratoires à partir de la manipulation d’hydrocarbures. Ces matériaux sont si bon marché, efficaces et faciles à fabriquer qu’il existe une énorme industrie autour d’eux.
• La fabrication de solvants et autres produits . De nombreux hydrocarbures sont des composants essentiels des solvants et des solvants, des produits de nettoyage, des engrais ou du bitume.

Impact environnemental des hydrocarbures

L’utilisation des hydrocarbures a un coût, et le premier impact est porté par l’ environnement . En général, ce sont des substances toxiques , capables de causer de grands dommages écologiques en cas de déversement dans la nature , comme cela se produit lors de marées noires ou de fuites de pétrole brut. La réparation de ces dommages environnementaux est souvent coûteuse et chronophage.

De plus, selon l’hydrocarbure, son rejet ou sa combustion émet des gaz à effet de serre dans l’ atmosphère , c’est-à-dire des gaz riches en carbone comme le méthane (CH ₄ ) ou le dioxyde de carbone (CO ₂ ).

Ces gaz peuvent détruire la couche d’ozone de la planète et également bloquer la fuite d’énergie à travers l’atmosphère, contribuant ainsi de façon spectaculaire au réchauffement de la planète et au changement climatique . La combustion de combustibles fossiles est, en effet, l’un des principaux facteurs de ce problème mondial.

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