الهيدروكربونات عبارة عن مركبات كيميائية عضوية تتكون من عنصري الهيدروجين والكربون، وتتحد ذرات الكربون لتشكل بنية المركب، وكذلك ترتبط ذرات الهيدروجين به بأشكال مختلفة، وهذه المركبات هي المكون الرئيسي للغاز الطبيعي والنفط، لذلك فهما عنصران مهمان جدًا في الطبيعة، وبناءً عليه، سنتحدث إليكم اليوم عن الهيدروكربونات وأنواعها وأهميتها الاقتصادية.
جدول المحتويات
أنواع الهيدروكربونات
الهيدروكربونات
تعتبر الهيدروكربونات من أهم مصادر الطاقة في العالم حيث تستخدم بشكل أساسي في استخراج الغاز الطبيعي والبترول وهذان المصدران يستخدمان كزيوت تشحيم ووقود ومواد أولية لصناعة البلاستيك والكيماويات الصناعية والمتفجرات. والمذيبات والمطاط والألياف.
توجد الهيدروكربونات أيضًا بشكل طبيعي في النباتات والأشجار على شكل أصباغ تعرف باسم (الكاروتينات)، مثل تلك الموجودة في الأوراق الخضراء والجزر.
الهيدروكربونات الأليفاتية
هذه المركبات قابلة للاشتعال وغالبًا ما تستخدم كوقود لأنها تتشكل أثناء التحلل الكيميائي للزيوت أو الدهون.
تحتوي هذه المركبات العضوية على الهيدروجين والكربون متماسكين معًا في حلقات غير عطرية أو سلاسل متفرعة أو مستقيمة.
ومن أمثلة هذه المركبات (الميثان، البولي إيثيلين، الإيثيلين، البروبان، البروبان والأسيتيلين) وبحسب طبيعة الروابط، تم تقسيم هذا النوع إلى ثلاثة أنواع رئيسية وهي كالتالي
الألكانات
يتم استخدامه كوقود نظيف ينتج عند الاحتراق ثاني أكسيد الكربون والماء، وجميع صيغ الجزيئات فيها لها الصيغة العامة (CnH2n +)، والألكانات الأربعة الأولى في السلسلة هي (الميثان، البيوتان، البروبان والإيثان) التي هي غازات متعددة.
اقرأ أيضًا أشهر أنواع المعادن وخصائصها.
الألكينات
إنه شديد التفاعل كيميائيًا، ويحتوي على رابطة مزدوجة، وجميع صيغ الجزيئات التي تحتوي عليها لها الصيغة العامة (CnH2n)، مثل البروبين والإيثيلين والإيثين وجميع صيغ الجزيئات التي تحتوي عليها لها الصيغة العامة ().
المركبات العطرية أو العطرية
يتم اشتقاق هذه المركبات عند حدوث التحلل الكيميائي لمستخلصات عدة أنواع من النباتات ذات الروائح العطرية، وقد تم تقسيم هذا النوع إلى نوعين، وهما كالتالي
- الهيدروكربونات العطرية المهلجنة يحتوي هذا النوع على حلقة بنزين، وهي وحدة أساسية في البناء.
- الهيدروكربونات العطرية غير المهلجنة لا تحتوي على حلقة بنزين باعتبارها لبنة أساسية.
الأهمية الاقتصادية للهيدروكربونات
تعتبر الهيدروكربونات مصدرًا مهمًا للطاقة في جميع أنحاء العالم لأنه عندما يتم حرق ما يكفي من الأكسجين، يتم توليد الماء وثاني أكسيد الكربون والحرارة ويتوفر وقود يمكن تحويله إلى نفط، والذي بدوره يلعب دورًا كبيرًا في الاقتصاد العالمي بسبب وجوده. أهمية عظيمة.
ما هي استخدامات الهيدروكربونات
الهيدروكربونات
هناك عدة استخدامات للهيدروكربونات وهي تستخدم في مجالات عديدة ومختلفة وأشهر استخداماتها كالتالي
- إنها المصدر الرئيسي لإنتاج الطاقة وبالتالي فهي ذات فائدة كبيرة للبشرية.
- يتم استخراج بعض المواد منه، مثل غاز الميثان الذي يستخدم لطهي أو تدفئة المنزل، ويمكن استخدامه كبديل للغاز الطبيعي.
- يمكن استخدامه لصنع الشموع والمنظفات والألياف والمطاط الصناعي والدهانات والبلاستيك.
- يدخل في مكونات مستحضرات التجميل مثل الأسيتون والأصباغ.
- المساهمة في توليفات المواد الموجودة في التربة مثل ب. الفحم.
- يمكن للهيدروكربونات أن تنتج أنواعًا من الوقود تستخدم في وسائل النقل المختلفة مثل القطارات ومترو الأنفاق والغواصات والمركبات الفضائية.
تعرف على المزيد حول غاز إطفاء الحريق.
ترتيب المواد الهيدروكربونية في الجدول الدوري
تعتبر الهيدروكربونات من أكثر العناصر شيوعًا في الجدول الدوري وهي مركبات كيميائية تحتوي على الكربون والهيدروجين.
يتكون تركيبها من سلسلة طويلة أو قصيرة من ذرات الكربون مرتبطة بجزيء واحد أو أكثر، ويربطها الهيدروجين معًا.
مركب الهيدروكربون في الكيمياء العضوية هو أي مركب يحتوي على الهيدروجين والكربون، وبالتالي تسمى المجموعة 14 من الجدول الدوري مجموعة الكربون.
تتوفر مكونات الكربون الموجودة في المواد العضوية المشبعة بالكربون والهيدروجين في البترول مع عدد لا حصر له من روابطها.
تأثير الهيدروكربونات على البيئة
الهيدروكربونات لها تأثير سلبي على البيئة، لذلك يوصى باتباع الاحتياطات اللازمة عند التصنيع في المختبر أو عند الاستخراج من التربة، وتكون آثارها على البيئة كما يلي
- ينتج عن حرق الوقود سوائل أو غازات متطايرة تلوث الهواء، وخاصة مركبات الوقود التي تحتوي على ذرات كربون تبلغ 12 أو أقل.
- تتطاير الغازات الهيدروكربونية في الهواء وتسبب التلوث من السيارات لأن 50٪ من تلوث الهواء ناتج عن هذه الغازات.
- تنطلق الغازات الهيدروكربونية عند حرق وقود السيارات، وخاصة البنزوبيرين، وهو مركب يتم إنتاجه أيضًا في صناعة الألياف والسجائر والمطاط الصناعي.
- تسبب هذه المركبات الاحتباس الحراري وتلوث الغلاف الجوي، واستنشاق كمية كبيرة منها يعادل شرب 50 سيجارة مرة واحدة، وبالتالي فإن التعرض لهذه المركبات يسبب الإصابة بالسرطان.
هنا قوة الفيزياء | تعريفه وأنواعه
مصدر استخراج الهيدروكربونات
توجد الهيدروكربونات في النفط الخام لأن المواد العضوية التي تحتوي على العديد من الهيدروجين والكربون تتحلل.
يمكن أن تتشكل الهيدروكربونات بشكل طبيعي، مثل زيت التربنتين والمطاط الطبيعي والكافور، وتجدر الإشارة إلى أن اللون الأحمر لثمار الطماطم واللون البرتقالي للجزر ناتج عن الهيدروكربونات.
يمكن أن ينتج عن تحلل الأوراق تحت الماء أيضًا الهيدروكربونات، وهو غاز قابل للاشتعال وعديم اللون والرائحة يكون نصف ثقيل الهواء، ما يسمى بغاز المستنقعات أو الميثان، والذي تم العثور عليه أيضًا في مناجم الفحم.
على الرغم من أن الهيدروكربونات عبارة عن مركبات عضوية بسيطة، إلا أن هناك مجموعات مختلفة منها.
مشتقات الهيدروكربون
تحدث الهيدروكربونات في الطبيعة في العديد من الأشكال بما في ذلك الغاز والسائل والصلب والبوليمر، ويمكن أن تتحد الذرات والعناصر لتشكيل مجموعة جديدة تعرف باسم مشتقات الهيدروكربون، وهي على النحو التالي
- الكحوليات تتكون من رابطة بإحدى ذرات الكربون.
- الألدهيدات تتكون من رابطة كربونيل في نهاية سلسلة الكربون.
- الهاليدات العضوية ترتبط بإحدى الهالوجينات بإحدى ذرات الكربون.
- الكيتونات تحتوي على رابطة كربونيل في سلسلة الكربون.
- الأمينات تحتوي على مجموعة أمين في الهيدروكربون.
- الإستر وتشمل مجموعة الإستر المرتبطة بإحدى ذرات الكربون.
تعرف على احتياطات السلامة في المختبر
الأضرار الناجمة عن الهيدروكربونات
استنشاق الهيدروكربونات يسبب اضطرابات ومشاكل تضر بالأعضاء البشرية لأنها تسبب
- أمراض الجهاز التنفسي مثل الانسداد الرئوي والربو وتهيج الرئة.
- يمكن لأي شخص أن يصبح معتمدا على هذه الغازات عندما يعتاد على تنفسها.
- عندما يتم استنشاق هذه المركبات، يتم تحقيق التوازن في المشي والحركة تؤدي إلى ترنح.
- يمكن أن يؤثر على السمع والبصر ويؤدي إلى فقدان دائم لهذه الحواس.
- النعاس المستمر وصعوبة الاستيقاظ.
- وهو يؤثر سلبًا على الأعصاب وخاصة اليدين والقدمين ويسبب التهاب الأعصاب.
- يؤدي إلى ضعف الدماغ وعدم القدرة على التركيز.
- تضرر عضلة القلب.
وتجدر الإشارة إلى أن الهيدروكربونات هي مصادر مهمة للطاقة للبشرية، والبنزين والغاز الطبيعي هما أبسط مثال عليها، وبالتالي فهي أحد الأسباب الرئيسية للثورة الصناعية.
لا تزال الحاجة قائمة، ولكن في السنوات الأخيرة حاولت الدول التخلص منها وإيجاد بدائل أخرى لأنها تسبب أضرارًا كبيرة للبيئة وصحة الإنسان.