Entenda o que são hidrocarbonetos

Hidrocarbonetos são compostos formados exclusivamente por carbono e hidrogênio, obedecendo a fórmula geral CxHy. Eles constituem uma classe de compostos orgânicos muito grande, variada e importante, pois englobam o petróleo e seus derivados, além do gás natural. Além disso, as cadeias carbônicas dos hidrocarbonetos servem como matriz ou base para a maioria dos demais compostos orgânicos.

Com o passar do tempo, a sociedade moderna tornou-se totalmente dependente do consumo desses compostos. Além de ser a principal fonte de energia que movimenta o mundo, os hidrocarbonetos são as principais matérias-primas para a fabricação de uma variedade de produtos, como plásticos, fibras sintéticas, borrachas e medicamentos.

Os hidrocarbonetos formam moléculas apolares, que se unem por uma ligação do tipo dipolo induzido.

Petróleo

O petróleo é uma mistura de moléculas de carbono e hidrogênio que tem origem na decomposição de matéria orgânica, formada por meio da ação de bactérias em ambientes com pouco oxigênio. Ao longo de milhões de anos, esse material se acumulou no fundo de oceanos, mares e lagos e, ao ser pressionado pelos movimentos da crosta terrestre, deu origem à substância que chamamos de petróleo.

Esse material é encontrado em bacias sedimentares específicas, formadas por camadas ou lençóis porosos de areia, arenitos ou calcários. O petróleo é o combustível fóssil mais utilizado porque o seu refinamento origina várias frações ou misturas de compostos orgânicos com quantidades próximas de carbono, compondo os derivados do petróleo.

Gás natural

O gás natural é um combustível fóssil constituído principalmente por metano. As principais fontes desse tipo de recurso são jazidas de petróleo. Ele serve de matéria-prima para fabricação de plásticos, síntese de compostos orgânicos, além de ser utilizado como combustível.

Características gerais dos hidrocarbonetos

Em condições normais e de temperatura, o estado físico dos hidrocarbonetos varia conforme a quantidade de carbonos presentes na cadeia.

Gasoso: 1 a 4 carbonos;
Líquido: 5 a 17 carbonos;
Sólido: mais de 17 carbonos.

Além disso, os hidrocarbonetos são insolúveis em água e possuem uma densidade menor que a dela. Dessa maneira, eles realizam interações intermoleculares de caráter exclusivamente apolar: dipolo induzido-dipolo induzido (também chamadas de Forças de London ou de Van der Waals). Essas interações são muito fracas, pois dependem de uma boa aproximação das moléculas e da criação de um dipolo instantâneo, resultado de um efeito de indução elétrica.

Classificação dos hidrocarbonetos

De modo geral, os hidrocarbonetos podem ser classificados de acordo com a organização estrutural da cadeia carbônica.

Alifáticos

Os hidrocarbonetos alifáticos são aqueles em que a cadeia carbônica é aberta.

Cíclicos

Os hidrocarbonetos cíclicos são aqueles em que a cadeia carbônica tem uma formação cíclica. Isso quer dizer que não existem “carbonos terminais”. Um hidrocarboneto pode ser cíclico e ter um átomo de carbono fora do ciclo – como ramificação.

Saturados

Os hidrocarbonetos saturados são aqueles em que as ligações entre os átomos são simples.

Insaturados

Os hidrocarbonetos insaturados são aqueles em que há ligações duplas ou triplas entre os átomos.

Homogêneos

Os hidrocarbonetos de cadeia homogênea são aqueles em que não há nenhum átomo diferente de carbono ou hidrogênio.

Heterogêneos

Os hidrocarbonetos de cadeia heterogênea são aqueles em que há átomos de outros elementos, como nitrogênio e enxofre.

Tipos de hidrocarbonetos

Alcanos

Os hidrocarbonetos alifáticos e saturados são conhecidos como parafinas ou alcanos.

Alcenos

Os hidrocarbonetos alifáticos e insaturados, que possuem uma ligação dupla entre seus átomos de carbono, são chamados de alcenos.

Alcinos

Os hidrocarbonetos alifáticos e insaturados, que possuem uma ligação tripla entre seus átomos de carbono, são conhecidos como alcinos.

Alcadienos

Os hidrocarbonetos alifáticos e insaturados, que possuem duas ligações duplas entre seus átomos de carbono, são chamados de alcinos.

Ciclanos

Os hidrocarbonetos cíclicos e saturados são conhecidos como ciclanos.

Ciclenos

Os hidrocarbonetos cíclicos e insaturados, que possuem uma ligação dupla entre seus átomos de carbono, são chamados de ciclenos.

Ciclinos

Os hidrocarbonetos cíclicos e insaturados, que possuem uma ligação tripla entre seus átomos de carbono, são conhecidos como ciclinos.

Aromáticos

Os hidrocarbonetos cíclicos e compostos por um ou mais anéis de benzeno são chamados de aromáticos. O anel de benzeno é o nome dado à estrutura C6H6.

Nomenclatura dos hidrocarbonetos

A nomenclatura dos hidrocarbonetos se baseia em três partes:

Prefixo

O prefixo está relacionado ao número de carbonos presentes na cadeia principal da molécula de hidrocarboneto:

1 carbono: met;
2 carbonos: et;
3 carbonos: prop;
4 carbonos: but;
5 carbonos: pent;
6 carbonos: hex;
7 carbonos: hept;
8 carbonos: oct;
9 carbonos: non;
10 carbonos: dec;

Infixo

O infixo está associado ao tipo de ligação encontrada na molécula de hidrocarboneto:

Ligações simples: AN
1 ligação dupla: EN
1 ligação tripla: IN
2 ligações duplas: DIEN
2 ligações triplas: DIIN

Sufixo

O sufixo indica a função orgânica da molécula. No caso dos hidrocarbonetos, o sufixo é sempre “o”.

Exemplo

Octano é um hidrocarboneto composto por oito carbonos de ligações simples.

Desvantagens da utilização de hidrocarbonetos

A utilização de hidrocarbonetos pode causar graves danos ao meio ambiente e à saúde humana. Sua queima está relacionada a diversos problemas respiratórios causados pela emissão de poluentes atmosféricos, como o monóxido de carbono. Além disso, o processo de combustão de hidrocarbonetos também leva à emissão de dióxido de enxofre e de óxidos de nitrogênio, contribuintes da chuva ácida.

Outro impacto negativo do uso de hidrocarbonetos para o meio ambiente é a intensificação do efeito estufa e, consequentemente, do aquecimento global. Isso acontece devido à emissão de gases do efeito estufa na atmosfera, como o dióxido de carbono. Além dos poluentes primários, o consumo desses recursos pode dar origem a poluentes secundários, que se formam a partir de reações dos poluentes primários.

Alternativa

Uma equipe de químicos da Universidade da Califórnia, Berkeley e da Universidade de Minnesota projetou micro-organismos para produzir cadeias de hidrocarbonetos que podem ser desoxigenadas mais facilmente e usando menos energia.

A indústria petroquímica transforma petróleo e gás natural em precursores usados para sintetizar lubrificantes e outros produtos essenciais. Os químicos mostraram que as bactérias podem ser modificadas metabolicamente para gerar precursores semelhantes, proporcionando um substituto sustentável para os combustíveis fósseis e usando menos energia. Para isso, os micro-organismos precisam apenas de glicose. Entretanto, mais pesquisas precisam ser feitas.