QUÍMICA DO PETRÓLEO...

Prof. Janine Ferreira

Temperatura de Ebulição -TE(°C)

São dois os fatores que influem nas temperaturas de ebulição :• O tamanho das moléculas;• Os tipos de interações intermoleculares;

DIPOLO – DIPOLO: EM MOLÉCULAS POLARES

LIGAÇÃO DE HIDROGÊNIO: EM MOLÉCULAS POLARES COM

TODOS OS HIDROCARBONETOS SÃO APOLARES : INTERAÇÃO INTERMOLECULAR: DIPOLO INDUZIDO

• Proporcional ao tamanho da cadeia: MAIOR CADEIA = MAIOR T.E.– Área de contato maior, entre as moléculas!

• Para hidrocarbonetos ramificados: MAIOR NÚMERO DE RAMIFICAÇÕES = MENOR T.E.– Área de contato menor, entre as moléculas!

Temperatura de Ebulição -TE(°C)

Solubilidade

• A solubilidade dos compostos orgânicos também depende das forças intermoleculares.

Quando maior a cadeia carbônica, menor será a solubilidade.Quando maior a cadeia carbônica, menor será a solubilidade.

• Vitamina C – Hidrossolúvel

• Vitamina A e E – Lipossolúveis

PETRÓLEO

Utilizado por nossos ancestrais para impermeabilizar barcos, iluminação de ruas, unir pedras nas construções e até para preservar os seus mortos.

A indústria do petróleo começou nos E.U.A. com a perfuração do primeiro poço produtor em 1859.

No Brasil, a primeira jazida de petróleo foi descoberta em 1939, no município de Lobato – BA.

A Petrobrás é criada em 3 de outubro de 1953.

Composição

Todo petróleo em estado natural é uma mistura complexa de hidrocarbonetos.

DIVISÃO: - Base Parafínica (90% de alcanos).- Base Naftênica (alcanos + 15 a 20% de alcenos e ciclanos). - Base Aromática (alcanos + 25 a 30% de aromáticos).- Base Asfáltica (Hc de massa molar elevada).

O petróleo brasileiro é essencialmente de base parafínica.

Perfuração

Uma jazida petrolífera contém água salgada e mistura gasosa, principalmente metano, quando o local é perfurado a pressão dos gases faz com que o petróleo jorre para fora. Posteriormente é necessário bombear - petróleo bruto.

Separações antes do refino:Decantação: Petróleo da água salgada. O petróleo é menos denso que a água por isso fica na parte superior.Filtração: separar areia e argila.

Como separar as subst. de uma solução ?Hexano – Tebulição = 69 CHeptano – Tebulição = 98 C

O refino

O petróleo entra por uma fornalha onde é vaporizado; a seguir passa por uma torre de destilação (destilação fracionada) onde é separado em várias frações.

O resíduo da primeira torre é reaquecido e vai para uma segunda torre de destilação à vácuo (pressão reduzida) saindo óleos lubrificantes e o resíduo final que é o asfalto.

Cracking (quebra) térmico do petróleo ou Craqueamento do petróleo

A destilação fracionada não é suficiente para atender a demanda de combustíveis. Em geral, apenas 15 % do petróleo é convertido diretamente em gasolina.

A pirólise do petróleo visa a quebra por aquecimento de moléculas maiores em moléculas menores, componentes da gasolina, por exemplo.

Cracking catalítico triplica a quantidade de gasolinaobtida do petróleo

Ex: C16H34 C8H18 + 4 C2H4 Óleo diesel gasolina alqueno

Reforming

A reformação catalítica é um processo de refinação com duas principais finalidades:

A) conversão de combustível de baixo IO (índice de octano) em outra de maior IO; B) produção de hidrocarbonetos aromáticos.

Octanagem

Octanagem é a denominação dada à capacidade que um combustível tem de resistir à compressão, sem entrar em processo de detonação (queima espontânea da mistura). Quanto maior a octanagem, maior será a resistência a esse fenômeno, muito prejudicial ao motor.

gasolina de baixa octanagem (não resiste à compressão) sofre combustão prematura, pela simples compressão.

gasolina de alta octanagem (resiste à compresão) sofre combustão diante de uma faísca produzida pela vela do motor.

Octanagem

O índice de octanagem da gasolina brasileira é 86, ou seja, comporta-se como uma mistura contendo 86% de isoctano e 14% de heptano.

Menor resistência á combustão por compressãoheptano (valor 0)

Maior resistência á combustão por compressãoisooctano (valor 100)

Gasolina no Brasil

Desde janeiro de 1992, a gasolina brasileira é isenta de chumbo. O chumbo era utilizado mundialmente para aumentar a octanagem da gasolina, mas, por questões ambientais, vem sendo gradualmente eliminado. O Brasil foi um dos pioneiros na eliminação deste componente da gasolina.

Antidetonante da gasolina abolido a alguns anos.

Tetraetil - chumbo

OCTANAGEM DA GASOLINAOCTANAGEM DA GASOLINA

• Escala para medir qualidade:

Índice de Octanagem ,

0% 50% 100%

0% - Isoctano 100% - Isoctano100% - n-heptano 0% - n-heptano

ANTIDETONANTES (a gasolina aditivada)ANTIDETONANTES (a gasolina aditivada)

• Gás de Petróleo

aquecer, cozinhar, fabricar plástico

alcanos com cadeias curtas (1 a 4 átomos de carbono)

faixa de ebulição: menos de 40ºC

liquefeitos sob pressão para criar o GLP

• Nafta

intermediário da gasolina

mistura de alcanos de 5 a 9 átomos de carbono

faixa de ebulição: de 60 a 100ºC

• Gasolina

combustível de motores

mistura de alcanos e cicloalcanos (de 5 a 12 átomos de carbono)

faixa de ebulição: de 40 a 205ºC

• Querosene

Combustivel para motores de jatos , material inicial para a fabricação de outros produtos mistura de alcanos (de 10 a 18 carbonos) e aromáticos

faixa de ebulição: de 175 a 325°C

• Gasóleo ou diesel destilado

usado como diesel e óleo combustível, além de ser um intermediário para outros produtos

alcanos contendo 12 ou mais átomos de carbono

faixa de ebulição: de 250 a 350 ºC

• Óleo lubrificante

usado para óleo de motor, graxa e outros lubrificantes

alcanos, cicloalcanos e aromáticos de cadeias longas (20 a 50 átomos de carbono)

faixa de ebulição: 300 a 370ºC

• Petróleo pesado ou óleo combustível

usado como combustível industrial, também serve como intermediário na fabricação de outros produtos

alcanos, cicloalcanos e aromáticos de cadeia longa (de 20 a 70 átomos de carbono)

faixa de ebulição: de 370 a 600°C

• Resíduos

coque, asfalto, alcatrão, breu, ceras, material inicial para fabricação de outros produtos

compostos com vários anéis com 70 átomos de carbono ou mais

faixa de ebulição: mais de 600°C

Os alcanos também podem ser chamados de parafinas.

São inertes em relação à maioria dos reagentes de laboratório.

Os alcanos apresentam aumento regular do ponto de ebulição e

do ponto de fusão com o aumento da massa molecular.

Pontos de fusão e ebulição dos alcanos.

Propriedades Físicas dos Alcanos e Cicloalcanos

Combustão completa e incompleta dos alcanos (parafinas, baixa reatividade em relação aos outros HC):

∆H em reações exotérmicas.

• A entalpia dos produtos (HP) é menor do que a entalpia dos reagentes (HR).

• A entalpia dos produtos (HP) é maior do que a entalpia dos reagentes (HR).

∆H em reações endotérmicas

EQUAÇÃO TERMOQUÍMICA

• Toda equação química acompanhada com a variação de entalpia correspondente. Por exemplo, a reação de combustão do metano (CH4):

molkJHOHCOOCH ggg /890222 2)(2)(2)(4

ENTALPIA-PADRÃO DE COMBUSTÃO (Hcº)

“É a variação de entalpia por mol de substância (combustível) que é queimada com o oxigênio (comburente) em uma reação de combustão, com liberação de energia”.

VAMOS PENSAR UM POUCO MAIS...

(ENEM/09) Vários combustíveis alternativos estão sendo procurados para reduzir a demanda por combustíveis fósseis, cuja queima prejudica o meio ambiente devido à produção de dióxido de carbono(massa molar igual a 44 g mol -). Três dos mais promissores combustíveis alternativos são o hidrogênio, o etanol e o metano. A queima de 1 mol de cada um desses combustíveis libera uma determinada quantidade de calor, que estão apresentadas na tabela a seguir. Considere que foram queimadas massas, independentemente, desses três combustíveis, de forma tal que em cada queima foram liberados 5400kJ. O combustível mais econômico, ou seja, o que teve a menor massa consumida, e o combustível mais poluente, que é aquele que produziu a maior massa de dióxido de carbono (massa molar igual a 44 g mol -), foram respectivamente,

A) o etanol, que teve apenas 46g de massa consumida, e o metano, que produziu 900g de CO2.B) o hidrogênio, que teve apenas 40g de massa consumida, e o etanol, que produziu 352g de CO2.C) o hidrogênio que teve apenas 20g de massa consumida, e o metano, que produziu 264g de CO2.D) o etanol, que teve apenas 96g de massa consumida, e o metano, que produziu 176g de CO2.E) o hidrogênio, que teve apenas 2g de massa consumida, e o etanol, que produziu 1350g de CO2.

(UFPE/07) (A gasolina é composta majoritariamente por octano (C8H18), e o gás natural veicular (GNV), por metano (CH4). A energia liberada pela combustão completa do octano e do metano são, respectivamente, de 47 kJ/g e 54 kJ/g. A combustão do gás hidrogênio, que tem sido proposto como uma forma de energia alternativa, libera aproximadamente 120 kJ/g. Sabendo-se que as massas atômicas de C, H e O são 12, 1 e 16 g/mol, respectivamente, é correto afirmar que a:

A) entalpia de combustão da gasolina é de 2.679 kJ/mol.B) entalpia de combustão do hidrogênio é 2.400 kJ/mol.C) entalpia de combustão do metano é 864 kJ/mol.D) combustão do hidrogênio produz CO2 e água.E) entalpia da reação C8H18 + 7H2 → 8CH4 não pode ser calculada combinando-se as equações de combustão de octano, metano e hidrogênio de forma apropriada.