Laboratotio # 1 (alcanos, alquenos y alquinos)

LABORATORIO # 1

HIDROCARBUROS ALIFATICOS

OBJETIVOS

· Realizar la síntesis de metano, etileno y acetileno

Comprobar algunas propiedades químicas del metano, etileno y acetileno
Comparar las propiedades de los hidrocarburos insaturados con las de los saturados

OBTENCION DEL METANO 1. Pesar 5 gramos de acetato de sodio y 5 gramos de cal sodada 2. Mezclar las sustancias  y pasarlas al tubo de ensayo  con desprendimiento lateral 3. Conectar a un extremo de la manguera al desprendimiento lateral del tubo y el otro extremo al tubo que tiene una punta aguzada. 4.Tapar el tubo 5. Ordenar  cuatro tubos de ensayo corriente en la gradilla y vierte Tubo 1: 3 mL de agua de bromo Tubo 2: 3 mL de solución de bromo en tetracloruro Tubo 3: 3 mL de reactivo de Bayer 6. Calentar suavemente para eliminar restos de aire y vapor de agua 7. Sumergir luego el extremo de la manguera que tiene el tubo aguzado dentro del tubo que contiene agua y esperar hasta que se observe un flujo continuo de burbujas. 8. Sumergir ahora el extremo libre de la manguera en el agua de bromo. Dejar burbujear los gases por dos minutos 9. Sacar la manguera y lavar el extremo libre, sumergiéndolo en el tubo con agua, para eliminar los restos del reactivo anterior. 10. Seguir calentando y sumergir ahora el extremo libre de la manguera dentro del tubo que contiene la solución de bromo en tetracloruro; haz burbujear los gases por dos minutos. 11. Lavar el extremo libre de la manguera sumergiéndola en el tubo con agua.  12. Repetir el mismo procedimiento anterior pero esta vez sumergir el extremo libre de la manguera dentro del tubo que contiene el reactivo de Bayer. 13. Calentar con más intensidad y acerca al extremo libre de la manguera una cerilla encendida

OBTENCIÓN DE ETILENO (ETENO) 1. En cinco tubos de ensayo colocar: Tubo 1: 3 mL de agua de bromo Tubo 2: 3 mL de bromo en tetracloruro de carbono Tubo 3: 3 mL de reactivo de Bayer. 2. Tomar el balón de destilación, sécalo bien y vierte 10mL de alcohol etílico 3. Mantener  el contenido del balón refrigerado añade poco a poco 10mL da ácido sulfúrico, agitando suavemente 4.  Añade luego 2 ó 3 g de arena lavada o vidrio triturado y tapa el balón de tal forma que no se presenten escapes. 5. Ajustar la manguera al extremo de la tabuladora lateral del balón. En el otro extremo de la manguera acondiciona la boquilla de vidrio aguzada. 6. Calienta el contenido del balón, suavemente al principio y luego con más Intensidad. Mientras tanto, sumerge el extremo libre de la manguera en el tubo que contiene agua y deja escapar en ella las primeras burbujas 7. Cuando el flujo de burbujas sea continuo sacar la manguera del tubo con agua y llevarla al tubo que contiene agua de bromo. Dejarla allí durante dos minutos. Sin dejar de calentar, se saca el extremo libre de la manguera y se lleva al tubo con agua para eliminar los residuos del reactivo anterior. 8. Repite el procedimiento anterior sumergiendo el extremo libre de la manguera en el tubo con reactivo de Bayer, también por dos minutos. Luego de lavar el extremo libre de la manguera. 9. Comprobar que se esté produciendo gas y con mucho cuidado enciende los gases que se escapan por el extremo libre de la manguera.

OBTENCIÓN DE ACETILENO (ETINO) 1. se toma  tres tubos de ensayo, y se vierte los mismos tres Reactivos usados en el experimento anterior... 2. En el balón de destilación  se coloca 3 g de carburo De calcio. Para ello, utiliza un embudo de papel de modo que el carburo caiga directamente en el Fondo del balón. Se tapa con el tapón de caucho perforado. 3. se ajusta la manguera a la tabuladora lateral del balón 4. En un embudo de separación coloca 10 mL de agua y conecta los contenidos del balón de destilación y el embudo 5. Introduce en el quinto tubo (que contiene agua), el extremo libre de la manguera conectada al balón y deja caer gota a gota el agua del embudo sobre el carburo de calcio. La evidencia de que se ha producido una reacción química está en las burbujas de gas que se observan en el tubo con agua. 6. Coloca ahora el extremo libre de la manguera en los demás tubos (con agua de bromo, bromo en tetracloruro, y reactivo de Bayer, respectivamente), cuidando de lavar con el tubo con agua, entre uno y otro, con el fin de limpiar tos restos del reactivo anterior. En cada caso deja burbujear por dos minutos y toma nota de los resultados obtenidos. 7Comprueba que se esté produciendo gas y con mucho cuidado enciende los gases que se escapan por el extremo libre de la manguera.

IMÁGENES DE LA PRÁCTICA

FORMACIÓN DEL METANO

FORMACIÓN DE ETENO 

FORMACIÓN DE ETINO

· 

 CUESTIONARIO

1. ¿Qué características presenta el gas obtenido al mezclar el carburo de calcio y el agua? Escribe la reacción correspondiente.

Nos da una combustión rápida de color azul. Esta flama rápida y de color azul se debe a que los átomos de carbono poseen enlaces triples, dos enlaces pi y un enlace sigma.

CaC2	+	2H2O	=	Ca(OH)2	+	C2H2
carburo de calcio	+	Agua	=	Hidróxido de Calcio	+	gas acetileno

2. ¿Qué se puede concluir acerca de las propiedades del metano en cuanto a su comportamiento como combustible? Escribe la ecuación correspondiente

Que el gas metano como combustible tiene un propósito parecido a la gasolina y donde genera CO2 pero provocando menos contaminación

CH4+2 O2 --> CO2 + 2 H2O

3. Escribe las ecuaciones químicas correspondientes a las pruebas de laboratorio de la parte 1,2 y 3 e indica qué tipo de reacciones orgánicas son.

ETAPA 1

CH3COONa + NaOH -----> Na2CO3 + CH4

Reactivos: acetato de sodio + hidróxido de sodio

Productos: Metano y carbonato de sodio

Reacción de combustión completa

ETAPA 2

CH3-CH2-OH+H2SO4-------->CH2=CH2+H2O

  

Reactivos: etanol + ácido sulfúrico

Productos: etileno

Reacción de combustión completa

ETAPA 3

CaC2 + H2O--------> Ca (0H)2 + C2H2

Reactivos: carburo de calcio + agua

Productos: hidróxido de calcio + acetileno

Reacción de combustión incompleta

4. Consulta sobre la composición del gas natural empleado como gas domiciliario. ¿Por qué este gas presenta un olor desagradable?

Constituyente	Fórmula química	Composición por volumen (%)
Metano	CH4	81.86
Etano	C2H6	11.61
Propano	C3H8	1.92
I-Butano	C4H10	0.23
N-Butano	C4H10	0.22
Nitrógeno	N2	0.90
Dióxido  decarbono	CO2	3.18

Los más usados son Butano (C4H10) y Propano (C3H8), la característica principal es que son muy volátiles e inflamables

El butano (también llamado n-butano) es un hidrocarburo saturado, parafínico o alifático, inflamable, gaseoso que se licúa a presión atmosférica a -0,5 °C, formado por cuatro átomos de carbono y por diez de hidrógeno, cuya fórmula química es C4H10. También puede denominarse con el mismo nombre a un isómero de éste gas: el isobutano o metilpropano. 

Como es un gas incoloro e inodoro, en su elaboración se le añade un olorizarte (generalmente un mercaptano) que le confiere olor desagradable. Esto le permite ser detectado en una fuga, porque es altamente volátil y puede provocar una explosión. 

En caso de extinción de un fuego por gas butano se emplea dióxido de carbono (CO2),

Polvo químico o niebla de agua para enfriar y dispersar vapores. 

El butano comercial es un gas licuado, obtenido por destilación del petróleo, compuesto principalmente por butano normal (60%), propano (9%), isobutano (30%) y etano (1%).

Sí como todo compuesto químico, el gas natural posee ciertas características que lo definen y que le son Propias. En el gráfico encuentras la composición química aproximada del gas natural.

CARACTERISTICAS PRINCIPALES DEL GAS

MÁS LIVIANO QUE EL AIRE

El gas natural es entre 35 a 40 % más liviano que el aire, lo que significa que se disipa en la atmósfera en caso de fuga, disminuyendo el peligro de explosión.

NO TIENE SABOR, COLOR NI OLOR

En su estado original, el gas natural es insípido, incoloro e inodoro, es decir no tiene sabor, no tiene color y tampoco tiene olor. Por ello se agrega un compuesto (Mercaptano) que permite que las personas con sentido normal del olfato detecten su presencia.

NO ES TÓXICO

El gas natural no produce envenenamiento al ser inhalado. La razón es que ninguno de sus componentes (metano, etano, nitrógeno, dióxido de carbono) son tóxicos.

De todos modos, deben tomarse precauciones en recintos cerrados, ya que una fuga muy grande podría desplazar el aire del recinto y producir asfixia (falta de oxígeno).

ES MENOS INFLAMABLE

En este aspecto es necesario definir algunos elementos para entender mejor esta característica:

1− La combustión se produce con la presencia de combustible, oxígeno y calor. Estos tres elementos forman el llamado triángulo de combustión. Si fallara cualquiera de ellos, simplemente no habría combustión.

2− Para que se produzca la combustión es necesario que los elementos combustibles y oxígeno estén en una proporción correcta. La combustión sólo se produce si la mezcla aire−gas tiene entre un 4,5% y un 14,5% de gas. Esto significa que al existir una cantidad menor a 4,5% de gas en la mezcla, no habrá combustión. Igualmente, si la concentración de gas es superior a 14,5%, tampoco se producirá combustión. La mezcla ideal de gas, para que se produzca una combustión óptima, se compone de 10% de gas natural y 90% de aire.

COMBUSTIÓN LIMPIA

Al comparar diversos hidrocarburos con el metano (principal componente del gas natural) se observa que su estructura molecular es la más simple de todas y presenta un bajo contendido de carbono. Al ser quemado, genera menos residuos de partículas, monóxido de carbono, dióxido de carbono u otros, lo que convierte al gas natural en un combustible ambientalmente aceptable.

SIEMPRE PERMANECE GASEOSO

El gas natural es permanente. Significa que, aunque se aplique mucha presión en condiciones normales de temperatura (alrededor de 15º C), no cambiará su estado, es decir, permanecerá como gas. Sin embargo es posible licuarlo al disminuir la temperatura a niveles que pueden alcanzar los −161ºC. Producto del alto costo de esta operación, es que normalmente se transporta en estado gaseoso mediante redes de tuberías (gasoductos).

PODER CALÓRICO

Corresponde a la cantidad de calor que emite la combustión de una cierta cantidad de combustible. La combustión completa de un metro cúbico de gas natural genera alrededor de 9.300 kilocalorías.

EN RESUMEN

− Es más liviano que el aire.

− No tiene sabor ni color, pero se agrega olor.

− No es tóxico.

− Es menos inflamable.

− Es un combustible más limpio.

− Permanece en estado gaseoso.

5. Compara la reactividad de los alquenos y los alcanos.

Las reacciones típicas de los alquenos son: las de, hidrogeno con cloro y con halogenuro de  hidrogeno.

Cada uno de estas reacciones es una reacción de adición. En cada caso el reactivo se le agrega al alquenos  sin que se pierda ningún átomo la principal características de los compuestos insaturados es la adición de los reactivos a los enlaces pi.

En general, los alcanos muestran una reactividad relativamente baja, porque sus enlaces de carbono son relativamente estables y no pueden ser fácilmente rotos. Solo reaccionan muy pobremente con sustancias iónicas o polares. La constante de acidez para los alcanos tiene valores inferiores a 60, en consecuencia son prácticamente inertes a los ácidos y bases.

Sin embargo, es posible reacciones redox de los alcanos, en particular con el oxígeno y los halógenos, puesto que los átomos de carbono están en una condición fuertemente reducida; en el caso del metano, se alcanza el menor estado de oxidación posible para el carbono (-4). La reacción con el oxígeno conduce a la combustión sin humo; con los halógenos, a la reacción de sustitución.

6. ¿Qué diferencia en contraste entre las llamas producidas por el metano y el

Etileno? ¿a qué atribuyes estas diferencias?

Las llamas presentaban un tamaño diferente, La primera llama producida por el Etano es la más pequeña, la segunda producida por eteno es un poco más grande y la última producida por etino es la más grande y produce humo y ceniza esto.

 CONCLUSIONES

1-      Mediante las reacciones practicadas encontramos que el metano es fácil de obtener, sin embargo se debe tener cuidado pues este es muy inflamable

2-      El etino es más fácil que el eteno y el metano, pero es de mayor cuidado al manejar.

3-      Debemos tener cuidado al aplicar las proporciones necesarias para no provocar accidentes.

4-      Los hidrocarburos son muy importantes en la industria del combustible por su inflamabilidad ya que esta se convierte en energía.

5-      Al igual que las reacciones, debemos tener en cuenta la nomenclatura para poder reaccionarlas bien.

S

STEFANY PULIDO BOTIA

MARIA JOSE GARAY MOLINA

SEBASTIAN OVIEDO MIRANDA 

TATIANA FORERO