Benzina verde e tipi di benzine

La benzina è il prodotto più pregiato ottenuto dalla raffinazione del petrolio ed è costituita da una miscela di idrocarburi liquidi a temperatura ambiente e a pressione ordinaria la massima parte dei quali bolle tra 50 e 190 °C e contiene un numero di atomi di carbonio variabile tra 5 e 10.

Proprietà

Le proprietà di una benzina che incidono sulla qualità sono la purezza, la volatilità e il potere antidetonante.

La purezza di una benzina è legata all’assenza di determinate sostanze dei composti solforati, come i tioalcoli corrosivi delle sostanze gommose oltre che maleodoranti.

La volatilità è un indice della facilità a passare dallo stato liquido a quello di vapore. In particolare nei motori a benzina, la volatilità riveste un importante ruolo in quanto permette al carburante di miscelarsi rapidamente con l’aria formando una miscela omogenea necessaria per un corretto funzionamento del motore.

La volatilità di una benzina deve comunque essere contenuta entro certi limiti perché un eccesso ne renderebbe pericolosa la manipolazione, la distribuzione e il trasporto, mentre una volatilità troppo bassa ostacolerebbe il passaggio in miscela con l’aria durante la fase di aspirazione del motore.

Con il termine potere antidetonante si indica la proprietà di una benzina a resistere alla compressione in presenza di aria senza autoaccendersi.

Motore a scoppio

Al fine di comprendere l’importanza di questa caratteristica delle benzine è necessario conoscere,sia pure schematicamente,il funzionamento del motore a scoppio detto anche motore a combustione interna che è una macchina termica che trasforma l’energia termica in lavoro. Il motore è essenzialmente costituito da un cilindro nel cui interno scorre uno stantuffo (pistone) a cui sono collegati biella e albero motore.

Ogni cilindro è munito nella parte superiore di una valvola di aspirazione e di una di scarico.

luci di scarico

Nella fase di aspirazione, a valvola di aspirazione aperta, il pistone scende, dal punto morto superiore (PMS),al punto morto inferiore (PMI) creando una depressione a causa della quale viene aspirata la miscela di benzina vaporizzata e aria. ( isobara 0 →1 )

Nella seconda fase, di compressione,a valvole chiuse il pistone risale nel punto morto superiore costringendo la miscela in uno spazio molto ridotto detto camera di scoppio.

La compressione della miscela, a causa della rapidità del movimento avviene praticamente senza scambio di calore con l’esterno.

(compressione adiabatica 1 → 2)

Nella fase di scoppio, ancora a valvole chiuse, scocca la scintilla che accende la miscela: lo scoppio che ne deriva spinge il pistone in basso e si produce lavoro utile quando il pistone viene spinto nel punto morto inferiore. Considerata la rapidità del movimento anche in  questa fase si può ritenere che non avvengano scambi di calore con l’esterno. ( espansione adiabatica 3 → 4)

Nella fase di scarico, con la valvola di scarico aperta, il pistone risale es espelle così i prodotti della combustione ( isocora 4 → 1)

Il rendimento del motore è in funzione del rapporto della pressione cui è sottoposta la miscela al momento dello scoppio essendo questa tanto più elevata quanto maggiore è il rapporto di compressione cioè il rapporto tra il volume del cilindro quando il pistone è al punto morto inferiore e il volume della camera di scoppio in cui è compressa la miscela quando il pistone è giunto al punto morto superiore.

La benzina, se non è in grado di sopportare una compressione molto elevata, si accende spontaneamente, prima che il pistone abbia compiuto tutta la sua corsa, provocando il ritorno anticipato verso il basso del pistone. Si verifica così il fenomeno del “battito in testa” con diminuzione del rendimento del motore. Per resistere agli elevati rapporti di compressione del motore la benzina deve avere un forte potere antidetonante; quest’ultimo è in stretta relazione con la composizione della benzina in quanto le varie famiglie di idrocarburi hanno diverso potere antidetonante.

Gli alcani ramificati,infatti, hanno un elevato potere antidetonante mentre gli alcani lineari hanno un basso potere antidetonante.

La misura del potere antidetonante si basa sul confronto della benzina in esame con varie miscele di due idrocarburi:

a)      un alcano a catena ramificata, il 2,2,4 trimetilpentano che resiste bene alla compressione e che, essendo isomero dell’ottano viene comunemente detto isottano cui si attribuisce potere antidetonante pari a 100

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Author: Chimicamo

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