Química del Carbono: Explorando los Compuestos Orgánicos
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Introducción a la Química Orgánica
La química orgánica, o química del carbono, es la rama de la química que estudia una amplia clase de moléculas que contienen carbono, formando enlaces covalentes carbono-carbono o carbono-hidrógeno, y otros heteroátomos. Estas moléculas son conocidas como compuestos orgánicos.
El Carbono
El carbono es un elemento químico de número atómico 6 y símbolo C. Pertenece al grupo de los carbonoideos en la tabla periódica de los elementos. Es sólido a temperatura ambiente.
Compuestos Orgánicos
Un compuesto orgánico, o molécula orgánica, es una sustancia química que contiene carbono, formando enlaces carbono-carbono y carbono-hidrógeno. Frecuentemente, contienen oxígeno, nitrógeno, azufre, fósforo, boro, halógenos y otros elementos menos comunes en su estado natural.
Hidrocarburos
Los hidrocarburos son compuestos orgánicos formados únicamente por átomos de carbono e hidrógeno. Su estructura molecular consiste en un armazón de átomos de carbono a los que se unen los átomos de hidrógeno. Son los compuestos básicos de la química orgánica.
Hidrocarburos Alifáticos
Los hidrocarburos alifáticos son compuestos orgánicos constituidos por carbono e hidrógeno que no poseen carácter aromático. Los compuestos alifáticos acíclicos más sencillos son los alcanos, agrupaciones hidrocarbonadas lineales de fórmula CH3-(CH2)n-CH3. Si la cadena alifática se cierra formando un anillo, el compuesto se denomina hidrocarburo alicíclico o hidrocarburo alifático cíclico.
Hidrocarburos Cíclicos
Los hidrocarburos cíclicos son hidrocarburos de cadena cerrada. Los ciclos también pueden presentar insaturaciones.
Clasificación de Hidrocarburos Alifáticos
- Alcanos: Hidrocarburos que solo contienen átomos de carbono e hidrógeno.
- Alquenos: Hidrocarburos insaturados con uno o varios dobles enlaces carbono-carbono en su molécula. Se puede considerar un alqueno como un alcano que ha perdido dos átomos de hidrógeno, generando un enlace doble entre dos carbonos.
- Alquinos: Hidrocarburos alifáticos con al menos un triple enlace -C≡C- entre dos átomos de carbono.
Clasificación de Hidrocarburos Cíclicos
- Monocíclicos: Con una sola operación de ciclización.
- Policíclicos: Con varias operaciones de ciclización.
- Fusionados: Cuando al menos dos ciclos comparten un enlace covalente.
- Ciclofanos: Cuando, a partir de un ciclo, dos cadenas se conectan con otro ciclo.
Extracción y Separación del Petróleo
Extracción de Petróleo
El proceso de extracción de petróleo comienza con la perforación de un pozo en el yacimiento. Se instala una torre de aproximadamente 50 metros de altura para facilitar la extracción. Un oleoducto conectado al pozo transporta el petróleo para su posterior tratamiento, que incluye la eliminación de compuestos innecesarios mediante técnicas como la extracción con bombas o la inyección de agua o gas.
Separación del Petróleo
El petróleo crudo, una vez extraído, sube por los cabezales de producción ubicados en la boca del pozo. El crudo se transporta a un tren de separadores en los campos de producción. Dado que el petróleo crudo contiene gas, agua, sedimentos e impurezas, se utiliza la gravedad en los separadores para separar estos componentes.