UVOD U ORGANSKU GEOKEMIJU

1. UVOD U ORGANSKU GEOKEMIJU

2. Ugljik 1s2 2s2 2p2 Izotopi: 12C 13C 14C stabilni radioaktivni

3. Ugljik Dijamant Grafit Fuleren SP3 SP2 Fuleren

4. Fotosinteza … je osnovna reakcija u nastajanju organske tvari, gdje dolazi do prijelaza svjetlosne energije u kemijsku: 6CO2 + 12H2O C6H12O6 + 6O2 + 6H2O 674 kcal glukoza polisaharidi

5. Ugljikov ciklus

6. Ugljikovodici … su spojevi koji se sastoje isključivo od atoma ugljika i atoma vodika • alifatski • aliciklički • aromatski

7. C = C C C - C – C - Alifatski ugljikovodici … su lančasti ugljikovodici bez prstenastih struktura te se nazivaju i acikličkim ugljikovodicima • alkani (parafini ili zasićeni ugljikovodici) • alkeni • alkini nezasićeni ugljikovodici

8. Alkani (CnH2n+2) • normakni alkani • izo-alkani (izo-parafini ili izoprenoidi) n-C18 (oktadekan) n-C19 (nonadekan) n-C20 (eikosan) i-C18 (norpristan) i-C19 (pristan) i-C20 (fitan)

9. Aliciklički ugljikovodici …se formiraju zatvaranjem ugljikovodičnih lanaca u prstene, pri čemu dolazi do gubitka dvaju atoma vodika • cikloalkani (cikloparafini ili nafteni) CnH2n • cikloalkeni CnH2n-2 cikloheksan ciklopentan cikloheksen ciklopenten

10. Aromatski ugljikovodici … su skupina ugljikovodika koji sadrže aromatski (benzenski) prsten • nezasićeni, ali relativno nereaktivni antracen naftalen

11. Funkcionalne (reaktivne) grupe

12. Kemijski sastav biomase • ugljikohidrati • proteini • lipidi • lignin

13. Lignin Lignin se formira ireverzibilnim odstranjivanjem vode iz monosaharida, pri čemu nastaju aromatski prsteni. Polimeri ligninasu umrežene strukture molekularnetežinereda veličine 10.000 amu. Imaju relativno visoku otpornost na degradirajuće procese.

14. Izvori organske tvari • fitoplankton (zasićeni i nezasićeni ugljikovodici, ravnih i razgranatih lanaca; n-C14 – n-C32 uz dominaciju n-C15 i n-C17) • zooplankton • bakterije (steroli s 27 i 29 C atoma te triterpeni hopanske serije) • više kopnene biljke (n-C10 – n-C40 uz dominaciju neparnih n-alkana)

15. Organska tvar • bitumen (dio organske tvari koji je moguće ekstrahirati iz stijene organskim otapalima) • kerogen (organska tvar u stijeni koja nije topiva u organskim otapalima) bitumen + kerogen = ukupni organski ugljik (TOC ili Corg)

17. T / °C 50-60 60-175 (200) >200

18. Molekule kerogena

21. Klasifikacija kerogena …je moguća na temelju optičkih i fizičko-kemijskih ispitivanja. Na temelju sadržaja ugljika, kisika i vodika tj. njihovih atomskih omjera razlikujemo 4 tipa kerogena

22. Rock-Eval analiza • Uzorak stijene (cca 100mg) zagrijava se u inertnoj atmosferi do 550°C uz korištenje posebnog temperaturnog programa • S1 (do 250°C) – volatilizacija slobodnih ugljikovodika • S2 (420-460°C) – piroloza kerogena • S3 – oslobođeni CO2 u tijeku pirolize kerogena • Tmax – temperatura maksimalnog generiranja ugljikovodika iz postojećeg kerogena

23. Tipovi kerogena na van Krevelenovu dijagramu

24. Vitrinitna refleksija

25. Zasićeni ugljikovodici Aromatski ugljikovodici NOS-spojevi Biomarkeri (geokemijski fosili) Komponente u bitumenu

26. Biomarkeri i njihovi prekursori

27. Specifični parametri • n-alkanska distribucija • izoprenoidna distribucija • odnos izoprenoidi/n-alkani • triterpani (hopani) • sterani

28. Izoprenoidi /n-alkani

29. Triterpani … su peteroprstenasti ugljikovodici nastali transformacijom iz triterpenoida • Regularni hopani (C27 do C30) • Prošireni hopani (C31 do C35)

30. Sterani … su četveroprstenasti ugljikovodici nastali iz sterola