O que são os hidrocarbonetos alcanos

produção de petróleo

Então, os alcanos são uma classe de hidrocarbonetos que contêm apenas carbono (C) e hidrogênio (H). Além disso, eles também são conhecidos como hidrocarbonetos saturados e parafinas. Bom, o termo parafinas deriva-se de uma palavra latina que significa “pouca atividade”, e significa que os compostos são pouco reativos. Mas, o que significa ser um hidrocarboneto saturado? 

Bom, alcanos saturados são aqueles compostos de carbono (C) que se ligam a quatro outros átomos por meio de ligações covalentes simples. Dessa forma, os átomos de hidrogênio (H) ocupam todas as posições de ligação disponíveis depois que os carbonos se ligam uns aos outros.

Então, na figura abaixo apresentamos o metano que é um alcano típico. Assim, nota-se na estrutura química abaixo que o carbono (C) está ligado a quatro hidrogênios (H). 

metano
Metano (CH4)

Onde os alcanos são encontrados na natureza

Bom, os alcanos são os principais compostos encontrados nos combustíveis fósseis, como gás natural e petróleo, que são posteriormente refinados em gasolina. Esses compostos fornecem, portanto, uma grande parte da energia. Além disso, os alcanos são as matérias-primas para muitos dos compostos sintéticos de vários materiais. Por exemplo: fibras, drogas, plástico e muitos outros compostos usados na sociedade moderna.

Algumas propriedades dos alcanos

Propriedades Físicas

1. Estruturas de Alcanos

A princípio, todos os átomos de carbono dos tem sp3. Ou seja, cada átomo de carbono forma quatro ligações do tipo sigma (σ) com átomos de carbono ou hidrogênio. Por outro lado, a formula geral do alcano é CnH2n+2. Além disso, os alcanos exibem geometria tetraédrica com um ângulo de ligação de 109,5° entre eles. 

etano angulo

2. Solubilidade de Alcanos

  • Devido à pequena diferença de eletronegatividade entre carbono e hidrogênio e natureza covalente da ligação CC ou ligação CH, os alcanos são sobretudo moléculas não polares (apolares).
  • Os alcanos são de natureza hidrofóbica, ou seja, os alcanos são insolúveis em água.
  • Eles são solúveis em solventes orgânicos, pois a energia necessária para superar as forças de Van Der Waals existentes e gerar novas forças de Van Der Waals é bastante comparável.

3. Ponto de Ebulição dos Alcanos

À medida que as forças intermoleculares de Van Der Waals aumentam com o aumento do tamanho molecular ou da área de superfície da molécula. Dessa forma, observamos

  • O ponto de ebulição dos alcanos aumenta com o aumento do peso molecular.
  • Os alcanos de cadeia linear têm um ponto de ebulição mais alto em comparação com seus isômeros estruturais.

4. Ponto de Fusão dos Alcanos

  • O ponto de fusão dos alcanos segue a mesma tendência do seu ponto de ebulição, ou seja, aumenta com o aumento do peso molecular.
  • Isso é atribuído ao fato de que os alcanos superiores são sólidos e é difícil superar as forças intermoleculares de atração entre eles.

Propriedades Químicas

Em princípio, os alcanos são o tipo menos reativo de composto orgânico. Ou seja, os alcanos não são absolutamente não reativos. Por outro lado, eles sofrem combustão, que é a reação com o oxigênio e a halogenação, que é a reação com os halogênios.

1. Combustão

Então, uma reação de combustão é uma reação química entre uma substância e oxigênio (O) que prossegue com a evolução de calor e luz. Assim,  os alcanos sofrem reações de combustão quando inflamados. Dessa forma, quando há oxigênio suficiente para suportar a combustão total, o dióxido de carbono (CO2) e a água são os produtos.

CH4 + 2O2  → CO2 + 2H2O + energia
2C6H14 + 19O2 → 12CO2 + 14H2O + energia

Em princípio, a natureza exotérmica das reações de combustão de alcanos explica o uso extensivo de alcanos como combustíveis. Dessa forma, o gás natural, utilizado no aquecimento doméstico é predominantemente metano (CH4).

2. Halogenação

Então, a halogenação de um alcano produz um derivado de hidrocarboneto no qual um ou mais átomos de halogênio foram substituídos por átomos de hidrogênio (H). Por exemplo, abaixo mostra uma reação de halogenação de alcano é

CH3-CH3 + Br2 → CH3-CH2-Br + HBr

Dessa forma, a halogenação de alcano é um exemplo de reação de substituição, um tipo de reação que ocorre frequentemente em química orgânica. Bom, uma equação geral para a substituição de um único átomo de halogênio por um dos átomos de hidrogênio de um alcano é

RH + X2 → RX + HX

Nome dos alcanos

A estrutura física dos alcanos é de cadeia aberta que apresentam simples ligações entre átomos de carbono. A nomenclatura oficial para os alcanos segue uma regra fixa estabelecida pela União Internacional de Química Pura e Aplicada (IUPAC). Observe o funcionamento das normas:

  • Regra 1: Determine a cadeia principal e seu nome (cadeia principal é a maior sequência de átomos de carbono);
  • Regra 2: Escolha o prefixo de acordo com o número de carbonos, sendo que:
1 carbono – Met6 carbonos – HEX
2 carbonos – ET7 carbonos – HEPT
3 carbonos – PROP8 carbonos – OCT
4 carbonos – BUT9 carbonos – NON
5 carbonos – PENT10 carbonos – DEC

 

  • Regra 3: O membro intermediário do nome será a sigla: an.
  • Regra 4: O Sufixo da nomenclatura será a letra: o.

Alguns exemplos de alcano

Então, colocamos abaixo alguns exemplos de alcanos simples

No. de
carbonos
 Nome Raiz
 Fórmula
CnH2n+2
 Estrutura
 1
 metano
 CH4 CH4
 2
 etano
 C2H6 CH3CH3
 3
 propano
 C3H8 CH3CH2CH3
 4
 butano
 C4H10 CH3CH2CH2CH3
 5
 pentano
  C5H12 CH3CH2CH2CH2CH3
 6
 hexano
 C6H14 CH3CH2CH2CH2CH2CH3
 7
 heptano
 C7H16 CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH3
 8
 octano
 C8H18 CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH3
 9
 nonano
 C9H20 CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH3
 10
 decano
 C10H22 CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH3

Convite especialmente para você

Então, esperamos que tenhas gostado deste post. Mas, para você descobrir mais sobre os hidrocarbonetos nós te convidamos a acessar mais posts sobre os compostos orgânicos. Dessa forma, ai vão eles

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