estrucutras químicas en el carbón
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Naturaleza y estructuras químicas
en el carbón
Estructura molecular del carbón
Modelo P. H. Given (1961)
(Carbón: 82% en C)
Configuración espacial
Formula molecular hipotética.
Modelos Mazumdar et. al. (1962) (Estructuras propuestas para carbones de diverso Rango)
Modelo W. H. Wiser (1978)
(Carbón bituminoso: 82-83 % en C)
Modelo J. G. Pitt (1979)
(Carbón tipo vitreno)
Carbón con 90% en carbono
Carbón con 80% en carbono
Modelo L. Heredy & I. Wender (1980)
(Carbón: 82-84 % en C)
Modelo Shinn (1984)
(Carbón: 80-90 % en C)
Procedimientos de investigación para determinar la estructura química del carbón.
• Análisis químico elemental
– % C, % H, % S, % N, % O (por diferencia)
– Materia mineral y poder calorífico (opcional)
• Análisis químico funcional
– Espectroscopia IR-FT, Bandas características de grupos funcionales
( -OH -COOH, >CO, -CH3, -C2H5, -OCH3, -NH, (C=C)ar, CHal, Cal-O-Cal
, Cal-O-Car, Car-O-Car)
– Espectroscopia 13C RMN Indices de aromaticidad, condensación, etc.
Grupos funcionales oxigenados identificados por análisis químico.
Modelo P. R. Solomon (1981)
Procedimientos de investigación para determinar la estructura química del carbón.
• Análisis químico funcional – Espectroscopia IR-FT
Bandas características de grupos funcionales
Identificación de enlaces C-H aromáticos y alifáticos por espectroscopía IR-FT
Espectro 13C NMR CP/MAS/DD para carbones de distinto rango.
Al aumentar el contenido de
carbono (75,3% en carbón A
hasta 92,5% en carbón D) se
observa una disminución de
la señal correspondiente a
carbonos alifáticos y se
intensifica la señal para
carbonos aromáticos.
AUMENTO DE LA
AROMATICIDAD
DEL CARBÓN AL
AUMENTAR EL
RANGO
Grupos funcionales C-H identificados por 13C NMR Modelo P. R. Solomon (1981)
Procedimientos de investigación para determinar la estructura química del carbón.
Solvólisis (Extracción con solventes)
CARBON
n-hexano
ACEITES
Benceno
Tolueno
ASFALTENOS PRE-ASFALTENOS
Poridina
Tetrahidrofurano
Residuo Insoluble
Residuo Insoluble
FRACCION %Peso H/C % C % H % O % N % SOrg PM
Preasfaltenos 62,8 4,85 88,30 5,39 5,86 2,15 0,66 870
Asfaltenos 27,0 6,76 86,84 6,88 4,78 1,65 0,60 565
Aceites 10,2 7,37 85,74 7,10 3,00 0,87 0,48 350