OBTENCIÓN Y RECONCIMIENTO DE METANO Y ACETILENO 1. OBJETIVOS Interpretar la importancia de las propiedades físicas y químicas de los hidrocarburos saturados e insaturados. Obtener, reconocer el gas metano y gas acetileno, diferenciando por sus propiedades que presentan. Aplicar los procesos químicos correctos para la obtención de gas metano y gas acetileno. 2. FUNDAMENTO TEÓRICO
Los hidrocarburos son compuestos orgánicos formados principalmente por carbono, e hidrogeno, los alcanos, alquenos, alquinos y aromáticos se encuentran entre estos compuestos. Los hidrocarburos se clasifican en saturados (alcanos) e insaturados (alquenos y alquinos). Los hidrocarburos saturados solo presentan enlaces sencillos de cadena.La cadena. La denominación les viene porque poseen la máxima cantidad de hidrógeno que una cadena carbonada puede admitir. Por lo general, son compuestos con poca reactividad debido a la alta energía de activación que se necesita para romper los enlaces entre carbonos y entre carbono e hidrógeno (MENDEZ, 2013). Los alcanos son los menos densos de los compuestos orgánicos (menor a 1g/ml). Su estado físico a 25°C de C1 a C4 es gaseoso, desde C5 a C17 líquido y de C18 en adelante sólido. Son casi totalmente insolubles en agua debido a su baja polaridad, y a su incapacidad de formar enlaces por puentes de hidrógeno Los puntos de ebullición: muestran un aumento constante al aumentar el número de átomos de carbono. Sin embargo, la ramificación de la cadena disminuye el punto de ebullición, porque las moléculas que forman el compuesto se van haciendo esféricamente más simétricas y disminuyen las fuerzas de atracción entre ellas (ECHEVERRÍA, 2013). Puntos de Fusión: no muestran el mismo aumento en los puntos de fusión con el aumento del número de átomos de carbono. Se observa una alternancia a medida que se progresa de un alcano con un número par de átomos de carbono, al siguiente con un número impar de átomos de C. El propano (p.f = -187°C) funde a menor temperatura que el etano (p.f = 172°C) y aun menor temperatura que el metano (p.f = -183°C). Los hidrocarburos insaturados poseen enlaces dobles o simples. Son altamente reactivos por los enlaces de tipo múltiple; la densidad electrónica provocada por los enlaces de este tipo se acumula y hace que se vean favorecidos por distintos reactivos (MENDEZ, 2013). 1
Son similares a los alcanos, los tres primeros miembros son gases, del carbono 4 al carbono 18 líquidos y los demás son sólidos. Son solubles en solventes orgánicos como el alcohol y el éter. Son levemente más densos que los alcanos correspondientes de igual número de carbonos. Los puntos de fusión y ebullición son más bajos que los alcanos correspondientes (ECHEVERRIA, 2013). El metano es el hidrocarburo alcano más sencillo, su fórmula química es CH4, es decir, cada uno de los átomos de hidrógeno está unido al carbono por medio de un enlace covalente. El metano es una sustancia no polar que se presenta en forma de gas a temperaturas y presiones ordinarias. Es incoloro, inodoro e insoluble en agua. El acetileno es el nombre comercial del Etino, el alquino más sencillo. Es un gas altamente inflamable, un poco más ligero que el aire, incoloro y que posee un olor característico a ajo. Su fórmula General: C2H2 y su fórmula semidesarrollada: HC≡CH. El Etino se obtiene mediante la reacción del agua con él y Carburo de Calcio, la cual libera un gas volátil que es capaz de producir hasta 3000 ºC. 3. MATERIALES 4. SUSTANCIAS NOMBRE
FÓRMULA
ESTADO FÍSICO COLOR
Acetato de sodio
NaC2H3O2
Sólido
Blanco
Hidróxido de sodio
NaOH
Sólido
Blanco
Permanganato de potasio KMnO4
Sólido
Violeta intenso
Nitrato de plata
AgNO3
Sólido
Blanco amarillento
Carburo de calcio
CaC2
Sólido
Gris
5. PROCEDIMIENTO 6. OBSERVACIONES
Al acercar el vaso precipitado con el carburo, al mechero bunsen por unos minutos, comenzó a burbujear, al acercar el fosforo, este prendió una pequeña llama y la cual se apagó. Al volver a acercar el fosforo la llama prendió y se mantuvo encendida durante un tiempo. Cuando se expulsó metano en el tubo con permanganato de potasio, ni la coloración violeta ni la temperatura del permanganato sufrieron cambios. En el caso del tubo con carburo de calcio con agua, no fue necesario calentarlo en el mechero, comenzó a reaccionar ni bien se realizó la adición del carburo, la reacción fue 2
espuma blanquecina. Se acercó el fósforo inmediatamente, y se produjo una llama mayor a la de la anterior reacción, esta llama se mantuvo encendida largo tiempo y con mucha intensidad. Al expulsar gas dentro del tubo con permanganato de potasio, pudo notarse un cambio de color; primero de violeta a rojo, luego pardo, luego naranja y finalmente amarillento. El resultado fue una sustancia transparente con impurezas de color café oscuro, la mayoría de estas se acomodaron en la base del tubo. Al introducir gas acetileno en el último tubo, que contenía nitrato de plata, en posición V. Se pudo notar el cambio de color. El nitrato, que inicialmente poseía un color turbio opalescente, casi incoloro, se tonó cada vez más turbio, volviéndose pardo transparente, y formando impurezas en su interior. Finalmente, este tomó un color pardo lechoso, pero de un tono claro. Sus impurezas se concentraron en el fondo del tubo. 7. ESQUEMAS
Mechero de alcohol
Se introduce la masa de acetato de sodio e hidróxido de sodio y se lo calienta con el mechero, inclinando el tubo de ensayo con el tubo de des rendimiento de as hacia arriba.
Mantener un fosforo encendido en la punta del tubo de desprendimiento hasta que el gas que salga del mismo permita que se encienda una pequeña llama en el borde.
Posteriormente, se giró el tubo de desprendimiento y se lo introdujo en una solución de permanganato de potasio hasta que este comenzó a expulsar pequeñas burbujas. No se observó ningún tipo de cambio en la coloración
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En 10 ml de agua destilada, se introduce un trozo de carburo de calcio, posteriormente se lo tapa y se acerca un fosforo encendido hasta que se realice la combustión en la punta del tubo de desprendimiento.
Se coloca la solución de permanganato de potasio, y nuevamente se realizada el proceso de colocar un trozo de carburo de calcio en agua destilada. Posteriormente se colocan los tubos de manera que se forme una V invertida
El resultado fue una sustancia transparente con impurezas de color café oscuro
Se colocó un trozo de carburo de calcio en 10 ml de agua destilada, en el otro tubo de ensayo se colocó nitrato de plata y posteriormente se los unió a través del tubo de desprendimiento en forma de V invertida, logrando que esta solución se vuelva de un color pardo lechoso con impurezas.
8. RESULTADOS 4
9. CONCLUSIÓN
Las propiedades físicas tanto de los hidrocarburos saturados como de los no saturados son muy importantes, su reactividad es muy diferente, y tanto su densidad como los puntos de fusión y ebullición varían. El metanol es un alcano, debido a que en su conformación solo se encuentran en enlaces simples, está en estado gaseoso. El acetileno es un alquinos debido a su triple enlace, el cual, a su vez, lo hace altamente reactivo. Se obtuvo gas metano y gas acetileno por medio de las reacciones correspondientes, probando así, la correcta aplicación de los procesos químicos respectivos 10. CUESTIONARIO 11. BIBLIOGRAFÍA
MENDEZ, Ángeles. 2013. Reactividad química de los hidrocarburos , La Guía de Química. http://quimica.laguia2000.com/reacciones-quimicas/reactividad-quimica-de-loshidrocarburos#ixzz4OoSgv8bD. Revisado 01.11.16 ECHEVERRIA, Olga. 2013. Hidrocarburos saturados e insaturados. http://olgaecheverry. blogspot.com/2013/11/hidrocarburos-saturados-e-insaturados.html. Revisado 01.11.16
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