Koolwaterstof
Koolwaterstoffen zijn organisch chemische verbindingen van uitsluitend waterstof met koolstof met de algemene formule CnHm.
De eenvoudigste koolwaterstoffen zijn
Deze vier koolwaterstoffen zijn gasvormig bij kamertemperatuur.
In zijn algemeenheid geldt, hoe groter de koolstofketens, ofwel hoe zwaarder het molecuul, des te hoger het kookpunt. Paraffine is een koolwaterstof met zulke grote moleculen dat het bij kamertemperatuur een vaste stof vormt.
Ook polyetheen is in feite een koolwaterstof, maar dan één met zeer grote moleculen.
Inhoud |
[bewerk] Herkomst en raffinage
Al deze verbindingen worden gewonnen uit aardgas en aardolie. Raffinage is het door destillatie verkrijgen van fracties uit dit ruwe koolwaterstofmengsel. Kraken is het door verhitting zonder toetreding van lucht laten ontleden van olieproducten waardoor verbindingen ontstaan met minder koolstof (en een of meer dubbele bindingen). Asfalt is een eindproduct van de aardolieraffinage met een zeer hoog smelt- en kookpunt.
[bewerk] Toepassing
De toepassingen van koolwaterstoffen zijn teveel om op te noemen. De belangrijkste zijn:
- Brandstof voor verwarming, elektriciteitscentrales, aandrijving van voertuigen en machines. Benzine, diesel (brandstof) en kerosine bestaan uit een mengsel van koolwaterstoffen; de exacte samenstelling is van belang voor de klopvastheid van de brandstof. Zie ook LPG (brandstof).
- Oplosmiddel, bijvoorbeeld in de vorm van terpentine.
- Smeerolie
- Basisgrondstoffen voor organisch-chemische producten (kunststoffen, vezels, geneesmiddelen).
[bewerk] Soorten
[bewerk] Verzadigde koolwaterstoffen
De eenvoudigste koolwaterstoffen bevatten alleen enkelvoudige koolstof-koolstof bindingen zonder ringen. Dit zijn de zogenaamde alkanen of alifatische koolwaterstoffen. De algemene formule voor alkanen is CnH2n+2. Deze verbindingen heten verzadigd, omdat er geen dubbele bindingen in voorkomen. Het koolwaterstof molecuul is als het ware verzadigd met waterstof.
Onverzadigde koolwaterstoffen kunnen met waterstof reageren, waarbij uiteindelijk verzadigde koolwaterstoffen ontstaan.
[bewerk] Onverzadigde koolwaterstoffen
Onverzadigde koolwaterstoffen bevatten minder waterstof. De oudste naam voor deze groep verbindingen is olefinen, wat betekent olie-vormend.
De volgende soorten onverzadigde koolwaterstoffen kunnen worden onderscheiden:
- Alkenen, die een dubbele C=C binding bevatten; een diëen is een alkeen met twee dubbele bindingen.
- Alkynen, die drievoudige bindingen bevatten
[bewerk] Aromatische koolwaterstoffen
Een koolwaterstof met één of meer benzeenringen is een aromatische koolwaterstof. De aromatische koolwaterstoffen maken deel uit van de groep van aromatische verbindingen of aromaten. Een aromaat is een verbinding met een ringvormige pi-binding. De belangrijkste, meest toegepaste aromatische koolwaterstoffen zijn benzeen, tolueen, ethylbenzeen en xyleen (BTEX). Stoffen met meerdere benzeenringen heten polycyclische aromatische koolwaterstoffen (PAK).
[bewerk] Cyclische koolwaterstoffen
Cyclische koolwaterstoffen, zoals cycloalkanen, hebben een koolstofketen die een ring vormt, bijvoorbeeld cyclohexaan. De structuurformule van een cyclische koolwaterstof lijkt -zo op het oog- sterk op een aromatische verbinding, maar de chemische eigenschappen van deze groepen verbindingen zijn zeer verschillend.
[bewerk] Gechloreerde koolwaterstoffen
Gechloreerde koolwaterstoffen hebben aan de koolstofketen één of meer chlooratomen. Voorbeelden zijn "tri" (chloroform) en "tetra" (tetrachloormethaan). Ze zijn over het algemeen slecht biologisch afbreekbaar, bijzonder giftig en vaak kankerverwekkend.
