Hiilivety

Hiilivety ( HC ) on orgaaninen yhdiste , joka koostuu yksinomaan on hiili ( C ) ja vetyä ( H ) atomia . Sen raakakaava on muodoltaan: C n H m , n ja m ovat kaksi nollasta poikkeavaa luonnollista lukua .

Muodossa fossiilisen hiilen , hiilivedyt ( lähinnä öljy ja maakaasu ) ja hiili ovat olleet olennainen energianlähde varten talous , koska teollisen vallankumouksen , mutta ovat myös lähde kasvihuonekaasupäästöjen johtuvat niiden merkittävää käyttöä.

Nämä ovat uusiutumattomia luonnonvaroja (inhimillisessä kronologisessa mittakaavassa), joiden esiintymät ovat paikallisesti alkamassa loppumassa tai ovat erittäin kalliita ja vaikeasti hyödynnettäviä (meri- tai erittäin syvät esiintymät, usein huonolaatuisemmat) riippumatta siitä, ovatko ne öljyä vai luonnontuotteita. kaasu.

Öljyjärviä löytyy Titanista , Saturnuksen satelliitista , ja öljypisteitä Plutosta .

Luokitus

Luonnon mukaan

Erotamme niiden luonteen mukaan:

• tyydyttyneistä hiilivedyistä, joiden hiiliketju koostuu ainoastaan yksinkertaisia sidoksia ( : Ex. alkaanit ;)
• tyydyttymättömistä hiilivedyistä, joiden hiiliketju on ainakin yksi kaksoissidos tai kolminkertainen ( esim. alkeenit , alkyynien ja aromaattiset hiilivedyt ).

Lisäksi on olemassa useita mahdollisia sekvenssejä:

• asykliset hiilivedyt  :
  • lineaarinen hiilivedyt , jossa kukin hiiliatomi on sitoutunut kahteen muuhun hiiliatomiin tai vähemmän ( esim. allenes ),
  • haarautunut hiilivedyt , jolloin yksi tai useampi hiiliatomi on sitoutunut enemmän kuin kaksi muuta hiiliatomia ( esim. iso-oktaani );
• sykliset hiilivedyt , joissa hiiliketjussa on suljettu itse:
  • alisykliset hiilivedyt ( esim. sykloheksaani ),
  • aromaattiset hiilivedyt ( esim. bentseeni ).

Alkuperän mukaan

Erotamme niiden alkuperän mukaan:

• hiilivedyt biogeenisten "tuore" (kaasun anaerobinen mädätys nykyaikainen luonnollinen tai teollisuus-);
• tavanomaiset hiilivedyt ( öljy ja maakaasu kuin toimivat niiden "säiliöt" geologisten, kunnes 2000-luvulla), korkea laatu teollisuudelle mutta yhä harvinaisempia kuin on liikakalastetut  ;
• epäsovinnainen hiilivedyt ja kallioperän , jotka ovat muotoja fossiilisen hiilen  :
  • hiilen kaasu (CBM adsorboitunut hiilen tai kaasun kerros),
  • liuskekaasusta , toiminut vuodesta 2004 pääasiassa
  • öljyliuskeen , joka tunnetaan myös nimellä liuskeöljy , löytyy muodossa maakaasukondensaatti ,
  • öljyliuskeen ja tervahiekan .

Kolme viimeistä näistä hiilivedyistä muodostaa tosiasiallisesti jatkuvuuden (jonka laatu on yhä huonompi teollisuuden ja ympäristön kannalta).

Raaka kaavat

Lineaarinen tai haaroittuneiden tyydyttyneiden hiilivetyjen on seuraava raaka kaava: C n H (2 n + 2), jossa n on nollasta poikkeava luonnollinen luku . Esimerkki: metaanimolekyyli, yksi hiiliatomi: C1 siten vetyatomien lukumäärä H (1 * 2 + 2): CH 4.

Syklisillä tyydyttyneillä hiilivedyillä on erilainen kemiallinen kaava. Tämä vaihtelee molekyylin sisältämien syklien lukumäärän mukaan. Jos syklejä on vain yksi: C n H 2 n. Jos niitä on kaksi: C n H (2 n -2). Jokainen sykli vaatii yhden vetyatomiparin vähemmän. Yleinen raaka kaava on: C n H (2 ( n - c ) +2)Jossa "  C  " on syklien luonnollinen lukumäärä.

Lineaarinen tai haarautunut tyydyttymättömiä hiilivetyjä on molekyylikaava: C n H (2 ( n - i ) +2), jossa n on nollasta poikkeava luonnollinen luku ja i on tyydyttymättömyyden kokonaisluku.

Syklisiä tyydyttymättömiä hiilivetyjä ovat seuraavat raaka kaava: C n H (2 ( n - i - c ) +2), jossa n on nollasta poikkeava luonnollinen luku ja i on tyydyttymättömyyden luonnollinen lukumäärä, c on syklien luonnollinen lukumäärä.

Nimikkeistö

Radikaali hiilen määrän funktiona

Hiilien määrä	Radikaali	Hiilien määrä	Radikaali
1	meth-	2	et-
3	prop-	4	päämäärä-
5	pent-	6	heksa-
7	hept-	8	Loka-
9	ei-	10	Joulu-
11	undec-	12	dodec-
13	tridec-	14	tetradec-
15	pentadec-	16	heksadesimaali-
17	heptadek	18	oktodecec-
19	ei	20	eicos-
21	heneicos-	22	dokos-
23	tricos-	24	tetrako-
25	pentakos-	26	heksakos-
27	heptakos-	28	oktaakot
29	nonacos-	30	triacont-
31	hentriacont-	32	dotriacont-

Valmistelut

• Wurtzin reaktio
• Wolff-Kishnerin reaktio
• Clemmensen-vähennys

Ominaisuudet

• Mitä pidempi hiilivedyn hiiliketju, sitä korkeampi sen kiehumis- ja sulamislämpötila. Esimerkki: kiehumispiste metaanin (CH 4) On -160  ° C ja että pentaania (C 5 H 12) On 36  ° C: ssa .

• Mitä haarautuneempi hiilivedyn hiiliketju on, sitä alhaisemmat kiehumis- ja sulamislämpötilat.

Hiilivedyn nimi	T- fuusio (° C)	T kiehuva (° C)
Heksaani	−95,3	68.7
3-metyyliheksaani	−118	63
2,3-dimetyylibutaani	−130	60

• Hiilivetyjen tiheys vaihtelee:

0,63 < d nestemäiset alkaanit <0,77; 0,77 < d alkaanit, kiinteä <0,90.

Huomautuksia ja viitteitä

1. (in) "  Hiilivedyt  " Compendium of Chemical Terminologia [ "  Gold Book  "], IUPAC 1997 korjattu versio verkossa (2006-), 2 th  ed. : "  Yhdisteet, jotka sisältävät vain hiiltä ja vetyä.  "
2. (fr + en) Yves Mathieu, "Päivitys hiilivetyvaroista - 1 - Öljynesteet " [PDF] , IFP Énergies nouvelles , 2009.
3. (fr + en) Yves Mathieu, "Päivitys hiilivetyvaroista - 2 - maakaasu" [PDF] , IFP Énergies nouvelles , 2009.
4. E. Martin, "  järvet Titan kuin jos olisit siellä  " , on cieletespace.fr ,2013(käytetty 30. lokakuuta 2014 ) .
5. (in) Pluto New Horizons Team Etsii Haze, valuva jää Pluton puolesta pluto.jpuapl.edu ,24. heinäkuuta 2015.
6. Vially R. Maisonnier G. ja T. ROUAUD, kallioperään hiilivetyjen - Inventory [PDF] , IFP energiat Nouvelles , IEP raportti n o  62729 22. tammikuuta, 2013 katso kaavio kuviossa 1.7, s.  15 ja § 1.2.3 “Hiilivedyt kantakivessä”, s.  16 .

Katso myös

Aiheeseen liittyvät artikkelit

• Raaka-aine  : maakaasu , mineraaliöljy , maaöljy , alkaani , hiili
• Kallioperän hiilivety
• Energiaresurssi
• IFP (Ranska)
• Fossiilinen polttoaine

Ulkoiset linkit

• "Öljyliuottimet" , INRS