Koolwaterstof

Koolwaterstoffen zijn organische verbindingen van uitsluitend waterstof (H) en koolstof (C). Heel veel polymeren zijn koolwaterstoffen. De eenvoudigste koolwaterstoffen zijn de alkanen. Een alkaan is een verzadigde koolwaterstof, dat wil zeggen dat het de maximale hoeveelheid waterstofatomen (H) heeft opgenomen. Algemeen geldt voor koolwaterstoffen: hoe langer de koolstofketens, hoe zwaarder het molecuul, en hoe hoger het kookpunt. De lichtste alkanen zijn gassen bij kamertemperatuur. Paraffine is een koolwaterstof met zulke grote moleculen dat het bij kamertemperatuur een vaste stof vormt.

De vier eenvoudigste koolwaterstoffen

Herkomst en raffinage

Olieraffinaderijen, zoals deze van Royal Dutch Shell in de Verenigde Staten, zijn belangrijk voor het verkrijgen van koolwaterstoffen. Aardolie wordt door een aantal processen geleid, om koolwaterstoffen om te vormen tot geschikte brandstof en tot andere handelsproducten.

Al deze verbindingen worden gewonnen uit aardgas en aardolie. Raffinage is het door destillatie verkrijgen van fracties uit dit 'ruwe' (onbewerkte) mengsel van verschillende koolwaterstoffen. Kraken is het door verhitting, zonder toetreding van lucht (zuurstof), laten ontleden van olieproducten, waardoor verbindingen ontstaan met minder koolstofatomen (en met een of meer dubbele bindingen). Bitumina blijven over als eindproduct van aardolieraffinage; ze vormen de zwaarste fracties (met de langste koolstofketens) van aardolie en hebben een zeer hoog smelt- en kooktraject.

Koolwaterstoffen kan men ook synthetisch produceren uitgaande van koolstofmonoxide en waterstof; op dergelijke wijze verkregen koolwaterstoffen noemt men Fischer-Tropschbrandstoffen.

Naast koolwaterstoffen van minerale oorsprong is het ook mogelijk om een aantal belangrijke koolwaterstofverbindingen te maken uit biologische, plantaardige en dierlijke, olien en vetten. De oleochemie is de wetenschap die dit beschrijft.

Toepassing

Al duizenden jaren heeft de mensheid geprofiteerd van het gebruik van koolwaterstoffen in een breed scala van toepassingen^[1]. De belangrijkste hedendaagse toepssingen zijn:

• brandstof voor verwarming, elektriciteitscentrales, aandrijving van voertuigen en machines. Benzine, diesel 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 terpentine.
• smeerolie
• basisgrondstoffen voor synthetisch-organische materialen en eindproducten, met name kunststoffen, koolstofvezels, geneesmiddelen.
• asfalt in de wegenbouw; breeuwwerk - afdichtings-materiaal bestaande uit met pek bestreken werk (hennepvezels) - voor het waterdicht maken van sluisdeuren in de waterbouw, en van scheepshuiden in de scheepsbouw; dakleer - bestaande uit bitumen en teer - in de dakbedekking, voor het waterdicht maken van daken.