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