A Química Orgânica estuda compostos formados por carbono, substância que pode fazer até quatro ligações diferentes com átomos de carbono mesmo ou outros elementos, gerando uma grande quantidade de compostos, entre os quais os hidrocarbonetos.
Os compostos orgânicos possuem átomos de carbono e hidrogênio (Exemplo: CH4, C2H4O2). Aqueles que não possuem átomos de hidrogênio são classificados como compostos de transição (Exemplo: CO2, CaC2). Os inorgânicos não possuem átomos de carbono (Exemplo: H2O, HCl).
E quais as características do carbono, elemento básico dos compostos orgânicos? Seu átomo possui seis prótons, seis nêutrons e seis elétrons. A massa do carbono é igual a 12.
Os hidrocarbonetos são compostos químicos formados por átomos de carbono e hidrogênio. Por serem substâncias apolares, os hidrocarbonetos não fazem a condução de energia elétrica. Hidrocarbonetos são os principais compostos orgânicos do petróleo. Quanto maior é a cadeia de carbono, maior será a capacidade para gerar energia a partir da combustão.
Os hidrocarbonetos que contêm dois átomos de carbono foram moléculas classificadas como etano, eteno e etino. Os dois átomos de carbono do etano estão ligados entre si através de uma conexão simples, e cada um desses átomos está ligado a um átomo de hidrogênio. A ligação entre os átomos de eteno, também chamado etileno, é dupla, e cada um deles faz ligação dupla com átomos de hidrogênio.
E o etino? O etino, também chamado acetileno no meio industrial, é a estrutura mais simples dos alcinos. A molécula de acetileno tem dois átomos de carbono. Estes átomos estão conectados através de uma ligação tripla, sendo que cada átomo de carbono está ligado a um átomo de hidrogênio.
O acetileno é uma matéria prima muito utilizada pela indústria na fabricação de fibras têxteis, solventes, tintas explosivos, plástico de borracha sintética, entre outros. Está presente também em maçaricos de oxiacetileno, pois esta substância proporciona a geração de chamas com alta temperatura, podendo chegar a 3000ºC. É utilizado também na síntese do ácido acético e álcool etílico, que são dois compostos orgânicos.
Acetileno: estrutura mais simples dos alcinos
Os hidrocarbonetos formados por ligação tripla de átomos de carbono, os quais fazem ligação com átomos de hidrogênio, formam os alcinos. A estrutura mais simples dos alcinos é o etino, conhecido como acetileno.
O acetileno foi descoberto em 1836, por Edmundo Davy, na Inglaterra. O químico e professor Marcellin Pierre Eugène Berthelot realizou diversos estudos sobre a síntese de compostos orgânicos. Ele foi o primeiro cientista a sintetizar o acetileno. Em seus experimentos, Berthelot conseguiu sintetizar o acetileno através de um arco de eletrodos de grafite em um ambiente com hidrogênio.
Incolor, altamente combustível e instável, o gás acetileno é capaz de produzir chamas com temperatura superior a 3000ºC quando associado com o oxigênio. Por isso, é que a energia das chamas é aproveitada em equipamentos de soldagem (solda oxiacetilênica) e maçarico acetilênico para cortar metais. Também podem ser produzidas, a partir do acetileno, lâmpadas à base de carburetos, as quais são utilizadas na exploração de cavernas e minas.
Produção de acetileno
O acetileno pode ser produzido a partir de duas matérias primas naturais, ainda abundantes na natureza: o carvão de pedra (hulha) e o calcário. A reação entre carbeto de cálcio e a água: CaC2 2H2O = Ca(OH2) C2H2.
A hulha, tipo de carvão mineral, possui alto índice de carbono (cerca de 80%). Através da destilação seca, a hulha produz três compostos. A parte gasosa, composta de hidrogênio (49%), metano (34%), dióxido de carbono (8%) e outros tipos de gases, é usada como combustível ou gás de iluminação.
A porção líquida é composta por alcatrão de hulha (que dá origem ao benzeno, naftaleno, piche, fenol, entre outros) e águas amoniacais (utilizadas na produção de ácido nítrico, elemento que compõe fertilizantes agrícolas). A parte sólida é o carvão coque, usado pela indústria siderúrgica, fabricação de ferro e gasolina sintética.
Acetileno: propriedades físicas
A fórmula química do acetileno é C2H2. O peso molecular é 26,038g/mol. O ponto de ebulição é -84ºC, e o ponto de fusão está em torno de -80,8ºC. Pode ser armazenado em cilindros de aço, dissolvido em acetona, sob pressão. A pressão crítica, para o acetileno, é 62,42 bar e a temperatura crítica está em torno de 36,3ºC. O ponto triplo é -80,75ºC/128 bar. A densidade do acetileno é 1,11 Kg/m3.
O acetileno é um gás altamente inflamável, podendo causar graves explosões. Não deve ser usado em ambientes com pressão maior que 1kgf/cm2 (ambientes hiperbáricos). Por questão de segurança, o acetileno tem que ser transportado em cilindros de aço, dissolvido em acetona. Esses cilindros são equipados com dispositivo de segurança (descarga da pressão).
Todas as normas técnicas para o uso, transporte e armazenagem devem ser seguidas à risca para evitar acidentes graves como incêndios e explosões. Caso uma pessoa sofra asfixia pelo contato com o acetileno, deve ser imediatamente levada a um ambiente ao ar livre e o socorro médico deve ser acionado, para evitar parada respiratória, perda de consciência e outros problemas.