AQA Chemistry Unit 1 GCSE C1a3 Chapter 3

Crude  oil  contains  many  different  compounds  that  boil  at  different  temperatures. These  burn  under  different  conditions  so  need  to  be  seperated  to  make  useful  fuels. 

We  can  seperate  mixtures  of  liquids  by  distillation,  simple  distillation  of  crude  oil  can  produce  liquids  that  boil  within  different  temperature  ranges.

Most  of  the  compounds  in  crude  oil  are  hydrocarbons,  this  means  they  contain  only  carbon  and  hydrogen. Many  of  these  hydrocarbons  are  alkanes,  with  a  general  formula  Cn H2n+2.  Alkanes  contain  as  many  hydrocarbon  atoms  as  possible  in  each  molecule  and  so  we  call  them  saturated  hydrocarbons.

Molecules  can  be  represented  by:

• a  molecular  formula  that  shows  the  number  of  each  type  of atom.
• a  structural  formula  that   shows  how  the  atoms  are  bonded  together.

Crude  oil  is  seperated  at  refineries  by  fractional  distillation.  The  crude  oil  is  vaporised  and  fed  into  a  fractionating  column.  This  is  a  tall  tower  that  is  hot  at  the  bottom  and  cooler  at  the  top. 

Oil  is  vapourised  before  it  enters  the  column  and  enters  the  column  at  350  degrees,  any  residue  (a  thick  sticky  mixture  of  long  chain  hydrocarbons  used  to  make  roads  and  flat  roofs)  then  drops  out  the  the  column.  Diesel  and  gas  oils  used  as  fuels  for  diesel  engines  and  as  bolier  are  the  next  to  come  out  the  column.  Next  Keronsene,  used  for  aircraft  fuel,  condenses  and  leaves  the  column.  Petrol,  used  for  car  engines,  condenses  next.  Lastly  at  around  50  degrees  refinery/petroleum  gases  (short  chain  hydrocarbons  and  low  boiling  point  alkanes,  used  as  fuel)  condenses.

Inside  the  column  there  are  many  trays  with  holes  to  allow  gases  through,  as  the  vapours  move  up  the  column  and  condense  on  the  tray  when  they  reach  their  boiling  points. There  are  outlets  are  different  levels  to  collect  the  liquid  fractions. Hydrocarbons  with  the  lowest  boiling  point  and  smallest  molecules  are  collected  at  the  top  of  the  tower,  the  fractions  collected  at  the  bottom  have  the  highest  boiling  points.  Frations  with  low  boiling  points  burn  better  and  so  are  more  useful.

When  pure  hydrocarbons  burn  competely  they  produce  carbon  dioxide  and  water. 

Propane  +  oxygen  =  carbon  dioxide  +  water

C3H8     +     5O2   =       3CO2     +      4H2O

However,  fuels  we  use  are  not  always  burnt  completely  and  they  many  contain  other  substances. 

In  a  limited  air  supply,  such  as  an  enginem  carbon  monoxide  and  carbon  may  also  be  produced,  and  some  of  the  hydrocarbons  may  not  burn.  Carbon  and  unburnt  hydrocarbons  form  tiny  particles  of air. 

Most  fossil  fuels  contain  sulphere  compounds,  when  the  fuel  burns  these  sulfur  compounds  produce  sulfur  dioxide. 

The  products  from  burning  fossil  fuels  are  released  into  the  atmosphere  in  exhaust  gases. 

• Carbon  dioxide  is  a  greenhouse  gas.  It  reduces  the  amount  of  heat  lost  from  the  Earth  and  causes  global  warming,.
• Particulates  cause  health  problems  and  cause  global  dimming  by  reflecting  sunlight  away  from  the  Earth.
• Sulfur  dioxide  dissolves  in  water  and  forms  acid  rain.  The  amount  of  sulfur  dioxide  released  can  be  reduced  by  removing  sulfur  dioxide  from  waste  gases  after  burning.

Fossil  fuels  resourses  are  being  used  up  and  will  run  out  in  the  future.  Plants  can  provide  sugars  to  make  ethanol,  or  can  produce  oils  that  can  be  used  as  biodiesel.