A gasolina é um combustível constituído basicamente por hidrocarbonetos e, em menor quantidade, por produtos oxigenados. Esses hidrocarbonetos são, em geral, mais "leves" do que aqueles que compõem o óleo dísel, pois são formados por moléculas de menor cadeia carbônica (normalmente de 4 a 12 átomos de carbono). Além dos hidrocarbonetos e dos oxigenados, a gasolina também pode conter compostos de enxofre e compostos de nitrogênio. A faixa de destilação da gasolina automotiva varia de 30 a 220°C.
A gasolina básica (sem oxigenados) possui uma composição complexa. A sua formulação pode demandar a utilização de diversas correntes nobres oriundas do processamento do petróleo como nafta DD (produto obtido a partir da destilação direta do petróleo), nafta craqueada que é obtida a partir da quebra de moléculas de hidrocarbonetos mais pesados (gasoléos), nafta reformada (obtida de um processo que aumenta a quantidade de substâncias aromáticas) e nafta de coque, obtida através do processo de craqueamento, nafta alquilada (de um processo que produz iso-parafinas de alta octanagem a partir de iso-butanos e oleofinas), etc. Quanto maior a octanagem (número de moléculas com octanos) da gasolina maior será a sua resistência à detonação espontânea.
A fórmula química da gasolina pura é C8H18, porém esta não é encontrada nas bombas de combustíveis. A este composto devem ser adicionados outros compostos como enxofre, nitrogênio e também metais, uma vez que sua extração na intenção de purificar o combustível o tornaria mais caro e traria pouco retorno financeiro às refinarias, uma vez que a percepção de eficiência do combustível não seria notada pelos consumidores ao pisar no acelerador, ao ponto de se satisfazerem com o custo mais elevado do produto.
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