Química 12ºAno COMBUSTÍVEIS, ENERGIA E AMBIENTE Professora Paula Melo Silva Química 12ºAno COMBUSTÍVEIS, ENERGIA E AMBIENTE Esta apresentação demonstra as novas capacidades do PowerPoint, sendo melhor visualizada na Apresentação de Diapositivos. Estes diapositivos foram concebidos para lhe dar excelentes ideias para as apresentações que criará no PowerPoint 2010! Para obter mais modelos de exemplo, clique no separador Ficheiro e, no separador Novo, clique em Modelos de Exemplo.

Implicações Económicas Sociais Tecnológicas Políticas Etc. Combustíveis Fósseis Petróleo Carvão Gás Natural Implicações Económicas Sociais Tecnológicas Políticas Etc.

Indústria Combustíveis Fósseis Extração Minas de carvão Petróleo Carvão Gás Natural Indústria Extração Minas de carvão Jazidas de gás natural e petróleo (crude) Transporte Oleodutos Comboios Barcos Camiões

Características dos diferentes tipos de carvão Quanto maior o teor em carbono, maior o “poder” energético dos diferentes estádios do carvão.

Formação Jazidas gás e petróleo Rocha porosa rica em material orgânico que produza o gás e o petróleo Rocha impermeável que os contenha Deteção através de ondas sonoras A jazida de gás fica sempre por cima da do crude devido à menor densidade.

Extração do Crude Onshore Offshore

Do Crude ao GPL e fuéis Exploração transporte utilização refinação extração transporte refinação utilização Do Crude ao GPL e fuéis

Refinação Conjunto de diversas técnicas de separação e processos químicos. Objetivo de extrair do petróleo bruto a maior quantidade possível de produtos comerciais.

Refinação do Crude Destilação primária (fracionada à pressão atmosférica) Destilação a pressão reduzida Cracking catalítico Isomerização (Poderá ainda existir) Reforming (Poderá ainda existir)

Refinação do Crude Destilação primária (fracionada à pressão atmosférica) Crude aquecido na fornalha Entrada na torre de fracionamento Frações (misturas) retiradas em cada “prato” Base da Torre: Cadeias maiores, temperaturas mais elevadas. Cimo da Torre: cadeias menores, temperaturas mais baixas. Destilação a pressão reduzida Torre de vazio Componentes de maior massa molar

Destilação fracionada do crude

Refinação do Crude Cracking catalítico Reações de quebra de ligações em moléculas de alcanos de cadeia longa de modo a obter hidrocarbonetos de cadeias mais pequenas. A presença de catalisadores aumenta a velocidade das reações. Catalisadores usados: Zeólitos (aluminossilicatos) Isomerização (Poderá ainda existir) Converter alcanos lineares em alcanos ramificados. São usados catalisadores. Os alcanos ramificados têm um índice de octano superior ao dos alcanos lineares o que os torna melhores componentes para as gasolinas. Reforming (Poderá ainda existir) Converte cadeiras de alcanos lineares em cicloalcanos e hidrocarbonetos aromáticos. Os hidrocarbonetos aromáticos são matérias primas importantes para a produção de compostos aromáticos.

“O carbono pode formar mais compostos Do que qualquer outro elemento, porque os Seus átomos são capazes de se ligar uns Aos outros em cadeias lineares e ramificadas.” Raymond Chang

Os compostos de carbono são formados, basicamente, por carbono e hidrogénio. Outros elementos, como o oxigénio, o azoto, o enxofre, os halogéneos e o fósforo também podem fazer parte de compostos de carbono. A diversidade está relacionada com as características dos átomos de carbono que possuem 4 eletrões de valência podendo estabelecer quatro ligações. Os átomos de carbono além de se combinarem entre si combinam-se com quase todos os elementos da TP

Hidrocarbonetos Alifáticos Cadeia aberta Saturados Alcanos Insaturados Alcenos Alcinos Cadeia Fechada Cicloalcanos Cicloalcenos Cicloalcinos Aromáticos

São compostos que contêm, pelo menos, um anel benzénico. Alifáticos São compostos de cadeia aberta, ramificada ou não, envolvendo ligações C…C simples, duplas ou triplas. Cíclicos São compostos em que as ligações de átomos de carbono se fecham em anel. Aromáticos São compostos que contêm, pelo menos, um anel benzénico.

Tipos de cadeia Linear (Abertas) Linear ramificada Fechada (cíclica) Fechada com ramificação Atenção que as cadeias lineares a disposição não é linear mas em “ziguezague”

Fórmulas de representação dos compostos orgânicos Fórmula de estrutura Mostram como os átomos se ligam na molécula Ainda existe a fórmula de estrutura condensada Fórmula racional Colocam em evidência o grupo funcional Fórmula química Tipo e quantidade de elementos Fórmula simples Representação por linhas

A nomenclatura dos Compostos orgânicos é definida pela IUPAC (União Internacional de Química Pura e Aplicada ou International Union of Pure and Applied Chemistry)

Hidrocarbonetos > Alifáticos Estrutura - Cadeia aberta ou fechada Nomenclatura - O prefixo depende do número de átomos de carbono: C1 – Met C2 – Et C3 – Prop C4 – But C5 – Pent C6 - Hex Alcanos Alcenos Alcinos

Hidrocarbonetos > Alifáticos >Alcanos Formula geral: Cadeia aberta – CnH2n+2 Cíclicos – CnH2n Estrutura - Todas as ligações são simples Nomenclatura Sufixo – ano No caso dos compostos cíclicos o nome deverá ser antecedido pela palavra ciclo

Hidrocarbonetos > Alifáticos >Alcenos Formula geral: Cadeia aberta – CnH2n Cíclicos – CnH2n-2 Estrutura – Existe uma ligação dupla Nomenclatura Sufixo – eno No caso dos compostos cíclicos o nome deverá ser antecedido pela palavra ciclo

Hidrocarbonetos > Alifáticos >Alcinos Formula geral: Cadeia aberta – CnH2n-2 Cíclicos – CnH2n-4 Estrutura – Existe uma ligação tripla Nomenclatura Sufixo – ino No caso dos compostos cíclicos o nome deverá ser antecedido pela palavra ciclo

Hidrocarbonetos > Aromáticos São compostos de extrema importância derivados do Benzeno

O grupo funcional permite definir o comportamento químico da molécula Compostos orgânicos Hidrocarbonetos Alifáticos Alcanos Alcenos Alcinos Aromáticos Ligação simples com oxigénio Álcoois Éteres Ligação dupla com oxigénio Aldeídos Cetonas Ligação simples e dupla com oxigénios Ácidos carboxílicos Ésteres Presença de azoto Amidas Aminas O grupo funcional permite definir o comportamento químico da molécula

Grupos Funcionais >Álcoois Estrutura - Caracterizam-se por possuírem um ou mais grupos hidroxilo (R-OH) ligados à cadeia carbonada Nomenclatura – Substitui-se o o final do nome do hidrocarboneto por ol

Grupos Funcionais > Éteres Estrutura - O grupo funcional pode ser designado da seguinte forma (R-O-R’) Nomenclatura – O nome é formado pela palavra éter acompanhada do nome dos dois radicais ligados ao oxigénio, por ordem alfabética. Éter etilmetílico

Grupos Funcionais > Aldeídos Estrutura - O grupo funcional pode ser designado da seguinte forma : Nomenclatura – Substitui-se o o final do nome do hidrocarboneto por al H O = C R

Grupos Funcionais > Cetonas Estrutura - O grupo funcional pode ser designado da seguinte forma : Nomenclatura – Substitui-se o o final do nome do hidrocarboneto por ona R’ O = C R

Grupos Funcionais >Ácidos Carboxílicos Estrutura - O grupo funcional pode ser representado da seguinte forma : Nomenclatura – Substitui-se o o final do nome do hidrocarboneto por óico O = C R OH

Grupos Funcionais >Ésteres Estrutura - O grupo funcional pode ser designado da seguinte forma : Nomenclatura – Substitui-se o sufixo ico (dos correspondentes ácidos carboxílicos) por ato de alquilo O = C R O-R’

Grupos Funcionais >Amidas Estrutura - O grupo funcional pode ser designado da seguinte forma : Nomenclatura – Acrescenta-se ao nome do hidrocarboneto correspondente o sufixo amida O = C R NH2

Grupos Funcionais >Aminas Estrutura - O grupo funcional pode ser representado da seguinte forma : Obtém-se a partir do amoníaco (NH3) por substituição dos átomos de hidrogénio por radicais alquilo ou arilo (R, R’ e R’’) Nomenclatura – Indica-se o nome dos radicais ligados ao átomo de azoto, por ordem alfabética, seguido do termo Amina R R’’ N R’