B) Sa composition

Le pétrole est un combustible fossile composé d'un mélange d'hydrogène et en majorité de carbones. La composition varie d'un champ à l'autre mais comporte grossièrement 80 % de carbones, 11 % d'hydrogène et 1 % à 2 % de souffre, d'oxygène et d'azote.

 Notions essentielles pour débuter:

  • Lorsque les liaisons entre les atomes de carbone sont simples, le squelette carboné est formé d'une chaîne saturée.

 

 

  • Lorsqu'une liaison double existe entre deux atomes de carbone, il s'agit d'une chaîne insaturée.

 

 

  • Lorsque, la chaîne se referme sur elle-même, la chaîne est dite cyclique.

  • Lorsqu'un atome de carbone est lié à trois autres atomes de carbone, la chaîne est dite ramifiée

 

 

  • on dit qu'un hydrocarbure est à chaîne linéaire si tous ses atomes hydrocarbonés se placent les uns à la suite des autres et ayant la forme suivante :

 

Les pétroles sont tous différents suivant leur origine et leur composition chimique. Ils sont principalement composés de molécules hydrocarbonées, c'est à dire de molécules composées uniquement d'hydrogène et de carbone. Ces hydrocarbures se présentent essenciellement sous forme de chaînes linéaires plus ou moins longues, ou bien des chaînes cycliques naphténiques ou aromatiques. Les différents types de pétrole varient selon leur densité, leur fluidité, leur teneur en souffre et en différentes classes d'hydrocarbures. Il existe des centaines de pétroles bruts dans le monde qui dépendent de leur emplacement géologiques comme l'Arabian Light (brut de référence du Moyen-Orient), le Brent (brut de référence européen) et le West Texas Intermediate (WTI, brut de référence américain).

Exemple de différents pétroles selon leur provenance:

 En général, le brut, selon sa provenance, peut contenir du gaz dissous, de l'eau salée, du soufre et des produits sulfurés (thiols). Il a une composition trop complexe pour être décrite en détails. Il faut distinguer simplement 3 catégories de bruts :

 

  • les bruts à prédominance paraffiniques.
  • les bruts à prédominance naphténiques.
  • les bruts à prédominance aromatiques.

 

Hydrocarbures paraffiniques (ou alcanes): ce sont des hydrocarbures dont les atomes de carbone sont reliés entre eux par des liaisons simples qui forment une chaîne linéaire ou ramifié, mais ne formant pas de cycles. Les alcanes sont des hydrocarbures saturés. Les atomes d'hydrogène occupent toutes les autres liaisons disponibles sur les atomes de carbone. Ils ont pour formule CnH2n+2. Le butane (C4 H10), le méthane (CH4) ou encore le propane (C5 H12) font partis de ces hydrocarbures.  Ces hydrocarbures linéaires sont les plus abondants ; ces bruts sont les plus recherchés car ils donnent directement une grande proportion de produits légers comme l'essence et le gazole.      

 

Modélisation de le molécule de méthane:

 

Représentation 3D de la molécule

 

 

 

Représentation de Lewis

                                                    

 

 

Modélisation de la molécule de butane:

Représentation 3D

 

 

 

Représentation de Lewis

 

 

Les hydrocarbures naphténiques (ou cycloalcanes) : leurs atomes de carbone (C) sont reliés par un liaison simple qui forme au moins un cycle. Sur celui-ci, une ou plusieurs chaînes linéaires ou ramifiées peuvent être grefféés. Les atomes d'hydrogènes (H) occupent alors les liaisons libres sur les atomes de carbone. Ils ont pour formule Cn H2n. Dans ce groupe, on peut trouver le cyclobutane (C4 H8), le cyclohexane (C6 H12) ou encore le cyclopropane (C3 H6). Ce sont beaucoup d'hydrocarbures à cycle saturé.

Modélisation d'une molécule de cyclobutane:

 

 

Représentation en 3D

 

 

 

                                                                                  Représentation de Lewis

 

 

 

 

Modélisation d'une molécule de cyclopropane:

Représentation en 3D

 

 

 

 

 

 

Représentaion de Lewis

 

 

Hydrocarbures aromatiques: dans ce groupe d'hydrocarbures, les atomes de carbone sont reliés entre eux pour former au moins un cycle. Les liasions simples et doubles y sont disposées de façon alternée où des chaînes linéaires ou ramifiées peuvent venir s'y greffer. Les électrons d'une double liaison sont capables de se déplacer d'une liaison à une autre. Ils ont pour formule Cn H2n-6. Le benzène (C6 H6) est l'élément le plus connu de ce groupe. Les hydrocarbures présentant un cycle carboné insaturé sont plus abondants dans les aromatiques.

 

Modélisation de la molécule de benzène:

 

 

Représentation en 3D

 

 

 

 

 

Représentation de Lewis

 

 

Petit plus:

http://www.youtube.com/watch?v=s-6ZUmcqo_c&feature=related

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