Hidrocarburos Informe 4 PDF

Preview

Summary

PRÁCTICA 4. PROPIEDADES QUÍMICAS DE LOS HIDROCARBUROS PRESENTADO A: PROFESOR, JUAN FELIPE LOPEZ GIRALDO PRESENTADO POR: KAREN JATZEL RUIZ BAUTISTA 1950009 MAIRA ALEJANDRA VARGAS VERGEL 1950019 DUVAN ALVEIRO MOLINA GONZÁLEZ 1950040 UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER FACULTAD DE CIENCIAS BASICAS...

Description

PRÁCTICA 4. PROPIEDADES QUÍMICAS DE LOS HIDROCARBUROS

PRESENTADO A: PROFESOR, JUAN FELIPE LOPEZ GIRALDO

PRESENTADO POR: KAREN JATZEL RUIZ BAUTISTA

1950009

MAIRA ALEJANDRA VARGAS VERGEL

1950019

DUVAN ALVEIRO MOLINA GONZÁLEZ

1950040

UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER FACULTAD DE CIENCIAS BASICAS QUÍMICA INDUSTRIAL CÚCUTA 28 DE SEPTIEMBRE DEL 2018

PROPIEDADES QUÍMICAS DE LOS HIDROCARBUROS

1. INTRODUCCIÓN

Los hidrocarburos pueden obtenerse de manera natural y sintética por métodos químicos. Se realizan procedimientos (reacción al calor) para la obtención de un alcano y un alqueno, los cuales se identifican evidenciando un desprendimiento de los mismos en forma de gas. (7) Si se exponen estos gases (metano y etileno) a la llama se puede evidenciar la combustión de estos y cuando se ponen en contacto con distintos reactivos como: NaOH, KMnO 4, H2SO4, y agua de bromo reaccionan según sus características. En el n-hexano se identifican sus propiedades con diversos reactivos. Este líquido incoloro, fácilmente inflamable, poco polar se comporta de acuerdo a sus propiedades con diferentes especies. El β-caroteno es uno de los pigmentos del grupo de carotenoides que agrupa a pigmentos rojos, anaranjados y amarillos. la determinación cualitativa de β-caroteno se realiza a partir de la extracción de su extracción de la zanahoria por medio de un solvente orgánico, posteriormente se observa su comportamiento frente a un ácido.

2. OBJETIVOS 2.1.

OBJETIVO GENERAL

 Conocer las propiedades químicas y físicas de los hidrocarburos

2.2. 

OBJETIVO ESPECIFICO Determinar la presencia de los hidrocarburos alifáticos: alcanos y alquenos en las diferentes reacciones químicas.

 Estudiar las propiedades químicas de los compuestos aromáticos.

3. MATERIALES REACTIVOS

EQUIPOS

Acetato de sodio anhidro

Soporte universal

Hidróxido de sodio

Mechero de bunsen

Óxido de calcio n-hexano

Tubo de ensayo desprendimiento lateral Pinzas para tubo de ensayo

Reactivo de baeyer

Beaker de 100mL

s/n hidróxido de sodio al 10%

Tubos de ensayo

Agua de bromo

Gradilla

Etanol

Placa de calentamiento

Ácido sulfúrico concentrado Carburo de trabajó) Benceno

calcio

(no

Ácido nítrico concentrado Zanahoria Arena

con

Balón de fondo redondo con desprendimiento lateral se Cápsula de porcelana Baño maría Espátula metálica

4. METODOLOGÍA EXPERIMENTAL PARTE I. PREPARACION Y COMBUSTION DEL METANO (CH4)

La cal sodada: NaOH y CaO

Pesar aprox 2.0g de acetato de sodio anhídrido y 1.0g de cal sodada

Calentar

Permitir que el burbujeo de gas sea constante

Acercar una llama al extremo de la manguera

Observar la combustión PARTE II. PROPIEDADES QUIMICA DE HIDROCARBURPS SATURADOS

n-hexano 10 GOTAS

TUBO #1 2 GOTAS DE REACTIVO BAEYER

TUBO #2 2 GOTAS DE LA SLN DE NaOH

TUBO #3 2 GOTAS DE H2SO4 CONCENTRADO

TUBO #4 2 GOTAS DE Br2/CCL4 Y EXPONER A LA LUZ POR 5MIN

TUBO #5 2 GOTAS DE Br2/CCl4 Y DEJAR EN OSCURIDAD POR 5MIN

PARTE III. PREPARACION Y PROPIEDADES QUIMICAS DEL ETILENO (C2H4)

PARTE IV. DETERMINACION C ADICIONAR 10ml DE OTENOS EN ZANAHORIA ETANOL A UN BALON DE FONDO

ADICIONAR ARENA Y TAPAR EL BALÓN CON UN TAPÓN DE CAUCHO Y HACER UN SEGUIMINETO A LA TEMPERATURA CON UN TERMÓMETRO

CALENTAR

QUE LA TEMPERATURA NO EXCEDA LOS 145-150°C Y SUMERGIR LA MANGUERA EN AGUA

PERMITIR QUE EL BURBUJEO SEA CONSTANTE Y UNA VEZ LUGRADO RETIRAR LA MAGUERA DEL AGUA Y HACER LA PRUEBA DE ZANAHORIA DAD RAYADA PARTE VI. PROPIEDADES QUIMICAS DEL BENCENO (C 6H6) 1ml DE N-HEXANO

TUBO #1 1ml de reactivo baeyer 3 GOTAS INFLAMABILIDA D

EN UNA CAPSLA DE PORCELANA Y CALENTAR

BENCENO TUBO #3 TUBO #4 TUBO #2 1ml DE 1ml DE 1 TRANFERIR 10 NaOH H2SO4 B GOTAS DEL LIQUIDO 10 GOTAS 10 GOTAS 10 GOTAS LUCION SOBRENADAN TE AMARILLA) SULFONACIÓN

HALOGENACIÓN

AGREGAR 4 GOTAS DE SLN Br2/CCl4 EN UN TUBO DE ENSAYO

OXIDACIÓN

AGREGAR 4 GOTAS DE REACTIVO BAEYER

OBSERVAR LO QUE OCURRE

NN H2SO

AGREGAR 3ml DE H2SO4 Y CALENTAR EN BAÑO MARIA

10 GOTAS

NITRACIÓN

AGREGAR 10 GOTAS DE H2SO4 Y 2.5 ml DE HNO3

LLEVAR A BAÑO MARIA Y LUEGO ENFRIAR EN UN VASO CON 20ml DE AGUA FRIA

PERCIBIR AROMA

5. OBSERVACIONES Y DATOS De acuerdo con la metodología realizada se obtuvieron las siguientes observaciones:

Parte II. Propiedades químicas de hidrocarburos saturados (nhexano). TUB O No. 1

REACTIVO

OBSERVACIÓN

BAEYER

2

NaOH

3

H2SO4

4 5

Br2 + UV Br2 (SIN LUZ)

C6H14 (L) + KMnO4 NO GENERA REACCIÓN NO GENERA REACCIÓN, SE OBSERVAN 2 FASES NO GENERA REACCIÓN, SE OBSERVAN 2 FASES (EL n-hexano es apolar por lo tanto no genera interacción con solventes polares) SI GENERA REACCIÓN C6H14 (L) + Br2 NO GENERA REACCIÓN

Parte III. Preparación y propiedades químicas del etileno (C2H4)  TUB O No. 1

2 3 4

El etileno (eteno) se obtiene por la destilación de etanol (alcohol etílico) REACTIVO

OBSERVACIÓN

BAEYER (solución acuosa de KMnO4 al 1%) Br2 (agua de bromo)

El gas etileno decoloró al reactivo baeyer (pasó de color violeta intenso a color marrón y por ultimo quedó incolora)

NaOH (solución al 10%) H2SO4

El gas etileno decoloró completamente la solución de bromo en agua (pasó de color amarillo a incoloro) No se observan cambio No se observan cambio

6. CÁLCULOS Y RESULTADOS (no se realizan cálculos)

7. ANÁLISIS Y DISCUSIÓN DE LOS RESULTADOS IMÁGENES DE LA PRÁCTICA:

IMÁGEN 1. CAL SODADA.

IMÁGEN 2,3. COMBUSTIÓN DEL METANO (CH 4)

IMÁGEN 4,5. DESHIDRATACIÓN DE ETANOL (ALCOHOL ETÍLICO) PARA OBTENER EL ETILENO (C2H4).

IMÁGEN 6,7. INFLAMABILIDAD DEL BENCENO.

IMÁGEN 8. OXIDACIÓN DEL BENCENO.

IMÁGEN 9. HALOGENACIÓN DEL BENCENO.

Parte I. Obtención de metano En laboratorio para la obtención del metano se hizo reaccionar el acetato de sodio (CH3COONa) con cal sodada (NaOH y CaO) en este proceso se obtiene el metano debido a que se lleva a cabo la pirolisis del acetato de sodio es decir el rompimiento delas moléculas por medio de calor dando como producto el metano. (8) El metano se identifica al exponer a llama ya que este es un gas inflamable que produce una combustión incompleta. Parte II. propiedades de n-hexano Cuando se mezcla KMnO4 con el hexano estos forman dos fases denotando que son inmiscibles esto debido a que el hexano es apolar y el permanganato de potasio es apola. En el n-hexano con H 2SO4 se forman dos fases debido a que el hexano no forma puentes de hidrogeno y por lo tanto es insoluble en solventes polares causando que no halla interacción y por ende no se mezclen. Con el agua de bromo el n-hexano reacciona en presencia de luz ya sea solar u artificial ya que se lleva a cabo una reacción fotoquímica, en la oscuridad esta reacción no se lleva a cabo a menos que la muestra este a altas temperaturas.

Parte III Para la obtención del etileno a partir de un alcoholen este caso el etanol se llevó a cabo a cabo una deshidratación de este mediante la aplicación de calor lo que llevo a formar el alqueno esperado. El etileno con permanganato de potasio en este hay un cambio der color debido a que el ion permanganato (color purpura) es reemplazado por un precipitado de dióxido de manganeso (MnO2 ) que se torna de color café oscuro. (9)

Al exponer el etileno con el agua de bromo ocurre una ruptura de doble ligadura y por la reacción de adicción a cada carbono se le adiciona un bromo obteniendo dibromoetano evidenciado en la decoloración del agua de bromo. Etileno en agua de bromo. En esta reacción (halogenación) se involucra la adición electrofílica de Br+ al alqueno y se elimina el doble enlace del etileno.

Al exponer el hexano en el H 2SO4 se percibe un olor penetrante esto debido a la formación de SO2 causante del olor y de este modo evidenciar la reacción ya que no hubo cambio de color u precipitado. Parte IV Cuando se añade el hexano a la zanahoria rallada esté actúa colmo un solvente el cual por afinidad atrae el beta-caroteno, posteriormente al adicionar H 2SO4 se lleva a cabo una reacción y este acido rompe los dobles enlaces del beta-caroteno ocasionando la decoloración del mismo.

Parte VI Inflamabilidad: la mayoría de los solventes orgánicos son altamente inflamables y tóxicos en la realización de la práctica se comprobó exponiendo el benceno a la llama el cual produjo una combustión incompleta.

Halogenación: En la práctica al adicionar al agua de bromo el benceno no hubo ninguna reacción ya que para que se lleve a cabo de que estar en presencia de un catalizador para que se logre la interacción del bromo con el benceno ya que el catalizador interacciona con un bromo de manera que el otro Br adquiera la suficiente polaridad para la interacción con el benceno. (IMÁGEN 9).

Oxidación: En la práctica al adicionar permanganato de potasio al benceno no hubo una reacción esto debido a que el benceno tiene una elevada estabilidad y una particular reactividad química. (5) Sulfonación: Al adicionar ácido sulfúrico al benceno y llevarlo a calentamiento esta mezcla se homogeniza esto se debe a que debido a la interacción con el benceno el H 2SO4 este desprende un ion SO3 a este se enlaza el H del benceno y se une al benceno adicionalmente se genera agua. Nitración: Al adicionar HNO3 al benceno en presencia de H 2SO4 como catalizador se forma el catión nitronio lo que ocasiona la nitración del benceno al dejar enfriar y adicionar agua fría se percibe un olor agradable parecido al de las almendras debido al nitrobenceno. (6)

8. PREGUNTAS 1. Escriba las ecuaciones químicas balanceadas para las reacciones de obtención de metano, etileno y acetileno. Metano CH3COONa + 2NaOH + CaO  CH4 + CaO + Na2O3 Combustión incompleta 2CH4 + 3O2  2CO + 4H2O Etileno C2H5OH H2SO4 C2H4 + H2O (Eteno) H Combustión completa C2H4 + 3O2  2CO2 + 2H2O 2. Escriba las ecuaciones balanceadas para las reacciones de la parte II, III y V donde resultaron las pruebas positivas. Parte II. Propiedades químicas de hidrocarburos saturados (nhexano). Br2 + UV

Parte III. Preparación y propiedades químicas del etileno (C2H4) 

El etileno (eteno) se obtiene por la destilación de etanol (alcohol etílico)

3. En la parte IV, ¿para la prueba cualitativa de β-carotenos ocurre o no ocurre decoloración de la solución? Si ocurre decoloración, ¿A qué se debe este fenómeno? Explique. 

Si, ocurre decoloración de la solución para la prueba cualitativa de βcarotenos debido a que el n-hexano actúa como solvente orgánico y rompe los dobles enlaces del β-caroteno.

4. Escriba las cinco reacciones químicas balanceadas correspondientes a las pruebas realizadas en la parte VI con benceno.

No. 1

PRUEBA

OBSERVACIÓN

INFLAMABILIDA

Se produce combustión incompleta

2

D HALOGENACIÓN

3

OXIDACIÓN

4

SULFONACIÓN

5

NITRACIÓN

(IMÁGEN 6,7). No se observan cambios (IMÁGEN 9). No se observan cambios (IMÁGEN 8). Al mezclar el benceno y el ácido sulfúrico concentrado se observan 2 fases, después de calentar a baño maría la mezcla se vuelve homogénea Al someter a calentamiento a baño maría se pudo percibir un aroma agradable

5. Cuáles son las aplicaciones industriales del metano, etileno, acetileno y benceno. 

El metano es utilizado en procesos químicos industriales y puede ser transportado como líquido refrigerado. Los gasoductos transportan grandes cantidades de gas natural, del que el metano es el principal componente. En la industria química, el metano es la materia prima elegida para la producción de hidrógeno, metanol, ácido acético y anhidro acético. Cuando se emplea para producir cualquiera de estos productos químicos, el metano se transforma primero en una mezcla de monóxido de carbono e hidrógeno, mediante reformación por vapor. En este proceso, el metano y el vapor de agua reaccionan con la ayuda de un catalizador de níquel a altas temperaturas. Otros productos químicos menos importantes derivados del metano son clorometano, diclorometano, cloroformo, y tetracloruro de carbono, producidos por medio de la reacción del metano con cloro en forma de gas. (1)



El etileno tiene múltiples usos en la industria como: Químico: El etileno es la materia prima para varias síntesis industriales. Se emplea como intermedio en la industria química y para la producción de plásticos. Alimentos y Bebidas: Una mezcla de etileno/nitrógeno suministrada en cilindros se utiliza para controlar la maduración de frutas, especialmente bananas. Se utiliza una concentración de unas pocas ppm en la atmósfera del depósito. También se utiliza en

agricultura para estimular el crecimiento de las cosechas. En esta aplicación el gas se inyecta directamente en el suelo Vidrio: El etileno se utiliza en la producción de vidrio especial para la industria automotriz (vidrios de automóviles) Cuidado de la salud: El etileno se usa como anestésico Fabricación de metal: El etileno se utiliza como un gas de combustible oxidante en el corte de metales, las soldaduras y la pulverización térmica de alta velocidad Refrigerante: El etileno se utiliza como refrigerante, especialmente en plantas de licuefacción de LNG. Para obtener más información acerca de refrigerantes, haga clic en aquí Goma y plástico: El etileno se usa en la extracción de goma. (2) 

El principal uso del acetileno se realiza en el corte y la soldadura de metales en combustión con el oxígeno. Antiguamente el acetileno se utilizaba como fuente de iluminación. El acetileno es conocido como gas utilizado en equipos de soldadura debido a las elevadas temperaturas (hasta 3.000 ºC) que alcanzan las mezclas de acetileno y oxígeno en su combustión. (3)



El Benceno se utiliza como constituyente de combustibles para motores, disolventes de grasas, aceites, pinturas y nueces en el grabado fotográfico de impresiones. También se utiliza como intermediario químico. El Benceno también se usa en la manufactura de detergentes, explosivos, productos farmacéuticos y tinturas. (4)

9. CONCLUSIONES   

Cada una de las reacciones que se llevaron a cabo en este informe permitió confirmar la presencia de un determinado tipo de hidrocarburo al entrar en contacto con los reactivos. Se identificó el tipo de combustión que provoca cada uno de los hidrocarburos (metano y etileno). El tipo de reacción e interacción presentada en una mezcla de un reactivo y un compuesto orgánico está dada por las propiedades y características del mismo.

10. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS (1) https://www.uaeh.edu.mx/scige/boletin/prepa3/n4/m2.html

HORA: 1:38am DÍA:10/10/18 (2) http://www.lindegas.com.ar/es/products_and_supply/packaged_chemicals/product_rang e/ethylene.html HORA: 1:50am DÍA: 10/10/18 (3) https://www.ecured.cu/Acetileno HORA: 2:01am DÍA: 10/10/18 (4) https://www.textoscientificos.com/quimica/aromaticos/uso-industrial-1 HORA: 2:13am DÍA: 10/10/18 (5) http://www.sinorg.uji.es/Docencia/QO/tema9QO.pdf HORA:7:36pm DÍA: 09/10/18 (6) https://www.quimicaorganica.org/benceno/277-nitracion-delbenceno.html HORA:8:11pm DÍA:09/10/18 (7) https://camelijecta4b.wordpress.com/los-alcanos/ HORA: 8:30pm DÍA:09/10/18 (8) https://www.fullquimica.com/2012/09/reacciones-principales-de-losalcanos.html?m=1 HORA: 9:19pm DÍA:09/10/18 (9) http://bdigital.unal.edu.co/46819/1/01107522.2014.pdf HORA: 9:27pm DÍA:09/10/18...