I.
INTRODUCCIÓN
Los hidrocarburos son compuestos que contienen sólo carbono e hidrógeno. Se dividen en dos clases: hidrocarburos alifáticos y aromáticos. Los hidrocarburos alifáticos incluyen tres clases de compuestos: alcanos, alquenos y alquinos. Los alcanos son hidrocarburos que sólo contienen enlaces simples carbono-carbono. Los alcanos son hidrocarburos saturados que se caracterizan por su fórmula general Cn H2n +2. En esta práctica obtendremos e alcano más simple, el metano. II.
III.
OBJETIVOS
Obtener el gas metano (CH 4) Examinar algunas propiedades frente a reactivos orgánicos e inorgánicos.
FUNDAMENTO TEORICO
En estado natural se encuentra entre 35 al 90%en distintas regiones petroleras. Son gases que se desprenden de los pantanos debido a la fermentación de la celulosa de diversas plantas en descomposición. Tambien se encuentran en las minas de carbón que al mezclarse con el aire forman mezclas explosivas. Es un gas inodoro explosivo e inodoro, son solubles en agua gracias a su baja polaridad y a que forman puentes de hidrogeno, siendo solubles en solventes de baja polaridad, como el benceno, cloroformo, tetacloruro de carbono y otros hidrocarburos menos denso que el agua ,es polar y no miscible . Este alcano es poco reactivo en condiciones normales, usado como combustible y solvente. Las reacciones más comunes de los alcanos son las de halogenación que ocurre con bromo, cloro en presencia de luz o calor por radicales libres. El punto de fusión de los alcanos se incrementa conforme aumenta su punto de ebullición. IV.
MATERIALES Y REACTIVOS
3 tubos de ensayo 1 tubo de desprendimiento. Mechero Rejilla Trípode Pinzas Probeta Gradilla Cuba de vidrio Mortero de porcelana Agua de cal Hidróxido de sodio (NaOH) Agua de bromo Permanganato de potasio al 1% Acetato de sodio (CH3COONa)
V.
PROCEDIMIENTO
En el montero trituramos y mezclamos 4gr. De acetato de sodio y 2gr. De hidróxido de sodio.
Colocamos la muestra en un tubo de desprendimiento. Calentamos la mezcla y esperamos hasta que recoja una cantidad suficiente de gas en tres tubos de ensayos colocados hacia arriba. Retiramos el mechero y encendimos un palito de fosforo en la salida del tubo de desprendimiento.
Lo expusimos a la combustión poniendo un fosforo en la salida de tubo de desprendimiento. CH4 + 2O2
CO2 + H20
Hicimos burbujear el metano obtenido en un tubo con 2 ml de agua de bromo El color permanece igual porque el bromo no reacción sin presencia de luz
Agregamos 2ml de permanganato de potasio a un tubo de ensayo, y lo hicimos burbujear El color no cambia pero el tono si porque el metano no se oxida en presencia de KMnO4
VI.
RESULTADOS
Al calentar la mezcla (de acetato de sodio y de hidróxido de sodio) obtuvimos el metano, dando nos cuenta de su presencia al almacenar en un recipiente el gas e introducir fuego en él, observamos una pequeña reacción (pequeña explosión) lo cual nos indicó la presencia del metano. Procedimos al siguiente experimento, en donde tomamos el primer tubo de desprendimiento, y rápidamente lo expusimos a la combustión, este logramos observar que de la salida del tubo de desprendimiento que contenía el metano, se desprendió una llama amarilla clara no tan intensa, esto nos permite entender, que en el momento en que colocamos al tubo de ensayo en el fosforo, el metano reacciono. CH4 +2 O2
CO2 + 2H2O
Con el permanganato de potasio KMnO 4, observamos que el cambio del KMnO 4 con el CH4 provocó que el cambio del KMnO 4, se atenuara levemente y que su tono fuerte se redujera, de manera que el metano logro romper el enlace para reaccionar con el KMnO 4, y que se oxidara.
CH4 + KMnO4
CH3-K + HMnO4
En el experimento con el de agua de bromo obtuvimos que la reacción fue nula, y no provocó ningún cambio físico en el agua de bromo, lo que nos permite basar con firmeza y llevar a la práctica, que los alcanos para que puedan reaccionar con los halógenos debe influir la luz ultravioleta.
CH4 + Br:H2O
CH4 + Br:H2O
Pruebas químicas
Tubo de desprendimiento
Reacciones químicas
CH4 + 2 O2
Tubo de ensayo con permanganato de potasio
Tubo de ensayo con agua de bromo
VII.
CO2(g) + H2O(g)
CH4+KMnO4 HMnO4 + CH3-K →
CH4+1/2Br2.H2O CH3Br+H3O →
Tipo de reacción química
Cambio físico observado
Exotérmica
Al exponerlo a la llama cambia a un color amarrillo
endotérmica El color permanece igual porque el CH4 no se oxida en presencia de KMnO4. Exotérmica
Pierde su color al ser expuesto a la luz solar o ultravioleta
CUESTIONARIO
a) Describir las propiedades químicas del metano. Son bastantes inertes debido a la elevada estabilidad de los enlaces C-C y C-H y a su baja polaridad. No se ven afectados por ácidos o bases fuertes ni por oxidantes como el permanganato. Sin embargo la combustión es muy exotérmica aunque tiene una elevada energía de activación. Las reacciones más características de los alcanos son las de sustitución: Combustión del metano: La llama del metano es de color azul, debido aquella combustión con exceso de oxigeno es en general completa. El metano se oxida a CO2 y H2O pero si la combustión es incompleta se forma CO, H2O y un residuo carbonoso, llamado negro de humo.CH4 + 2O 2 CO2 + 2 H2O + calor (213 Kcal/mol). b) ¿Qué otros métodos de obtención del metano existen? Describa brevemente Puede obtenerse mediante la hidrogenación de carbono o dióxido de carbono, por la acción del agua con carburo de aluminio por Reducción del Cloroformo: ,
Deposite los 5 g d zinc en el balón de 50 ml, ajústelo con una pinza con nuez a un soporte, agregue 5 ml de alcohol etílico y 15 ml de agua. Conecte el tubo el tubo de vidrio con desprendimiento lateral a la manguera.
Añada 7,5 ml de cloroformo a esta mezcla y 1,5 ml de sulfato de cobre al 10, coloque el tapón al tubo de vidrio y agite. Al cabo de unos 5 min inicia la reacción Una vez desplazado el aire que se encuentra en el sistema (balón tubo con desprendimiento lateral y manguera), introduzca el extremo de la manguera sellándola con la mano para que no se llene de agua, a uno de los tubos tapa rosca previamente lleno de agua e invertido dentro de la cubeta plástica. Llene hasta la mistad para recoger el gas por desplazamiento de agua. Una vez el gas haya desplazado la mitas de agua, proceda a retirar la manguera cerrando su salida y otra persona del equipo debe proceder a tapar los frascos manteniéndolos boca abajo. Coloque rápidamente cada uno de los 4 tubos restantes para recolectar el gas con el cual procederá a hacer las pruebas de:
Inflamabilidad: acercando una cerrilla encendida Reactividad de Br/CCl4 a la luz solar y fuera de ella por 10min. Reactividad ante KMnO4.
VIII.
CONCLUSIONES
Durante la práctica se observó una de las características importantes de los compuestos orgánicos : su fácil descomposición en presencia de calor (o algún tipo de luz )
Se pretendía observar una oxidación del permanganato de potasio cuando este entrara en contacto con el gas.
El gas metano es un compuesto extremadamente útil para la vida humana, pues posee cientos de aplicaciones y sus propiedades le permiten una gran versatilidad para servir múltiple propósitos. Sin embargo, tal como nos es útil, nos es dañino. El metano es uno de los principales responsables de la destrucción de la capa de ozono, fenómeno que le trae a la Tierra consecuencias cada vez más graves y podría llegar a ser fatal para la vida en el planeta.
Es por esto que debemos encontrar la forma de lograr que estos extremos se encuentren, para así aprender a usar el gas metano de una forma sabia y sostenible, que maximice su potencial como recurso energético y materia prima a la vez que se impida su llegada a la atmósfera terrestre para prevenir que tenga efectos negativos.
En la práctica se llevó a cabo la síntesis de un alcano simple (metano [CH4]) por medio de la descomposición de una sal de conjugada del ácido acético, el acetato de sodio (CH3COONa), con hidróxido de sodio (NaOH) .Por medio de la aplicación de calor, la reacción se llevó a cabo, liberando pmetano, con el cual se llenaron tubos de ensayos para luego proceder a las pruebas de identificación.
IX.
X.
RECOMENDACIONES
Es recomendable que se trate estos gases que van a emanar con las debidas precauciones, primero tomando en cuenta de no derramar nada y segundo evitar en lo posible inhalar estos gases ya que no recomendable que esto pase por lo que se debe utilizar una mascarilla en estos casos. Recordar siempre tener cuidado al momento del uso con el mechero y al momento de colocar las sustancias dentro de los tubos de ensayo colocar suficiente para poder realizar los dos reconocimientos respectivos que ocurren cada una de las situaciones BIBLIOGRAFIA
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http://www.sciencedaily.com/releases/2007/10/071031125457.htm
