informe 4
7
1 Universidad de Pamplona Pamplona - Norte de Santander - Colombia Ingeníeria química Química orgánica OBTENCIÓN DE METANO Y ACETILENO 5 de febrero de 2016 Palabras clave: combustión, metano, acetileno, gas natural, hidrocarburos Resumen: en esta práctica se obtuvo metano y acetileno desde compuestos orgánicos e inorgánicos, se identificó las propiedades físico-químicas de cada gas, posteriormente a cada gas se puso a reaccionar con diferentes compuestos para ver su comportamiento. Abstract: in practice methane and acetylene was obtained from inorganic and organic compounds, physico - chemical properties of each gas, each gas properties later I was reacted with various compounds to see their behavior was identified. INTRODUCCIÓN METANO Es un hidrocarburo alcano, cuya fórmula química es CH4, es un gas incoloro e inodoro, el gas es más ligero que el aire. Modelo tridimensional de la molécula de metano Fuentes de metano - Descomposición de los residuos orgánicos por bacterias - Fuentes naturales(pantano): 23% - Extracción de combustibles fosiles:20% - Procesos de ingestión y defecación de los animales - Digestión anaerobia de la biomasa
-
Upload
katherinenarvaezaraujo -
Category
Documents
-
view
251 -
download
9
description
obtencion del matano
Transcript of informe 4
1
Universidad de Pamplona Pamplona - Norte de Santander - Colombia
Ingeníeria química Química orgánica
OBTENCIÓN DE METANO Y ACETILENO
5 de febrero de 2016
Palabras clave: combustión, metano, acetileno, gas natural, hidrocarburos
Resumen: en esta práctica se obtuvo metano y acetileno desde compuestos orgánicos
e inorgánicos, se identificó las propiedades físico-químicas de cada gas,
posteriormente a cada gas se puso a reaccionar con diferentes compuestos para ver su
comportamiento.
Abstract: in practice methane and acetylene was obtained from inorganic and
organic compounds, physico - chemical properties of each gas, each gas properties
later I was reacted with various compounds to see their behavior was identified.
INTRODUCCIÓN
METANO
Es un hidrocarburo alcano, cuya
fórmula química es CH4, es un gas
incoloro e inodoro, el gas es más ligero
que el aire.
Modelo tridimensional de la molécula
de metano
Fuentes de metano
- Descomposición de los
residuos orgánicos por
bacterias
- Fuentes naturales(pantano):
23%
- Extracción de combustibles
fosiles:20%
- Procesos de ingestión y
defecación de los animales
- Digestión anaerobia de la
biomasa
2
Universidad de Pamplona Pamplona - Norte de Santander - Colombia
Ingeníeria química Química orgánica
Reacciones químicas del metano
Combustión
CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O
Siguiendo la pirolisis oxidativa,
el H2 se oxida formando H2O,
desprendiendo calor. Este proceso es
muy rápido, siendo su duración
habitual inferior a un milisegundo[1]
2H2 +O2 2H2O
Finalmente el CO se oxida,
formando CO2 y liberando más calor.
Este proceso generalmente es más
lento que el resto de pasos, y requiere
unos cuantos milisegundos para
producirse.
Halogenacion
El metano reacciona con los halógenos
bajo las condiciones adecuadas. La
reacción tiene lugar de la siguiente
manera.[2]
CH4 + X2 → CH3X + HX
ACETILENO
Es un gas altamente inflamable, un
poco más ligero que el aire e incoloro
produce una llama hasta de 3000 °C.
La fórmula química es C2H2
Obtención
En petroquímica se obtiene el
acetileno por Quenchinhn
(enfriamiento rápido) de una llama de
gas natural o de fracciones volátiles
del petróleo, con aceites de elevado
punto de ebullición.[3]
Reacciones químicas del acetileno
Combustión
- Completa
2C2H2 + 5O2 4CO2 + 2H20
- Incompleta
2C2H2 + 3 O2 4CO + 2H20
- Reducida
2C2H2 + O2 4C + 2H2O
A partir del carburo de calcio
3
Universidad de Pamplona Pamplona - Norte de Santander - Colombia
Ingeníeria química Química orgánica
METODOLOGÍA
Metano
Se tomó una muestra de 1.5 g de
acetato de sodio, 0.75 g de hidróxido
de sodio y 0.75 g de óxido de calcio
en tubo de ensayo con
desprendimiento lateral enseguida se
calentó y se observó la salida de
metano
Enseguida se introdujo la salida del
gas dentro de soluciones de agua de
bromo, permanganato de sodio y
bromo de tetracloruro.
Acetileno
Se tomó una muestra de 2 g de
carburo de calcio en un tubo de ensayo
con desprendimiento lateral, enseguida
se colocó una bureta con agua, para ir
adicionando agua a la respectiva
muestra
Enseguida se introdujo la salida del
gas dentro de soluciones de agua de
bromo, permanganato de sodio y
bromo de tetracloruro.
RESULTADOS
Metano y acetileno
Al hacer la respectivas muestras y se
calentó se vio la salida de gas
respectivamente, enseguida se
introdujo el pistilo de gas dentro de la
soluciones, en la siguiente tabla se
muestran los resultados
4
Universidad de Pamplona Pamplona - Norte de Santander - Colombia
Ingeníeria química Química orgánica
TIPO DE
GAS
MUESTRA
OBSERVACIONES OBSERVACIONES
Metano
Agua de bromo
Decoloro
Metano
Bromo en tetracloruro
Decoloro
Metano
Permanganato de
potasio
No hay reacción
Acetileno
Agua de bromo
Reacciono cambiando de color pero no precipito
Acetileno
Bromo en tetracloruro
No hubo reacción
5
Universidad de Pamplona Pamplona - Norte de Santander - Colombia
Ingeníeria química Química orgánica
Acetileno
Permanganato de
potasio
Reacciono, cambio de color
ANÁLISIS DE RESULTADOS
Metano más agua de bromo
La solución cambia de color porque se
lleva a cabo una reacción llamada
Halogenación, en el cual la molécula
de Metano adquiere los átomos de
Bromo.
La halogenación del metano es una
reacción que transcurre con formación
de radicales libres y tiene lugar en tres
etapas.
CH4 +Br2 CH3 + HBr
Etapa de iniciación
En el primer paso de la reacción se
produce la rotura homolítica del enlace
Br-Br. Esto se consigue con calor o
mediante la absorción de luz
Br-Br 2Br-
Primera etapa de propagación
Se trata de una etapa ligeramente
endotérmica que consiste en la
sustracción de un hidrógeno del
metano por el radical bromo formado
en la etapa anterior, generándose el
radical metilo.
CH4 + Br –> CH3 + HBr
Segunda etapa de propagación
Durante la misma el radical metilo
abstrae un átomo de bromo de una de
las moléculas iniciales, dando
bromometano y un nuevo átomo de
bromo. Dicho átomo vuelve a la
primera etapa de propagación y se
repite todo el proceso.
CH3 + Br2 CH3Br + Br
Metano y bromo en tetracloruro
Al igual que la anterior reacción
estamos en presencia de una
halogenación. En este proceso uno de
los hidrógenos del alcano en este caso
el metano, se reemplaza con un átomo
de bromo, seguido a esto el átomo que
salió del metano se une con el otro
bromo para formar ácido bromhídrico.
CH4 + Br2 -----> CH3Br + HBr
Este proceso puede seguir y se pueden
sustituir más de un hidrógeno.
Metano y permanganato de potasio
KMnO4 (l) + CH4 (g) + H2O (l) NO
REACCIONA
Por el medio en el que se encuentran
los compuestos, el KMnO4 por lo
6
Universidad de Pamplona Pamplona - Norte de Santander - Colombia
Ingeníeria química Química orgánica
regular es una solución acuosa, el
CH4 está en gas, y el H2O reside en
estado líquido o sea que nada
reacciona, simplemente hay una
solución de Permanganato
Acetileno y agua de bromo
La reacción ocurrida entre el acetileno
y el agua de bromo diluido es la
siguiente:
Cabe resaltar que el agua de bromo
tiene un color anaranjado, pero debido
a que la solución se tornó más clara
cuando se le adicionó el gas acetileno,
se deduce que ocurrió la formación de
un hidrocarburo halogenado. Debido a
que en la práctica el color que tomó el
tubo de ensayo no fue totalmente
translucido como se esperaba se puede
inferir que el reactivo limitante de la
reacción fue el etileno, y por tanto lo
que se formo fue un alcano
halogenado. El mecanismo de reacción
de la anterior inicia con el dipolo
inducido que se presenta en la
molécula de bromo, así entonces el
átomo con carga parcial positiva es
atacado por la nube electrónica del
acetileno y se forma un carbocation
intermediario, que luego es atacado
por el átomo de bromo con carga
parcial negativa y se forma finalmente
un alqueno sustituido trans, no
obstante debido al exceso de bromo el
hidrocarburo vuelve a halogenarse
hasta llegar a ser un alcano.
El motivo de este exceso se debe a
que durante la práctica de laboratorio
el etileno no fue extraído
correctamente y se escapó a la
atmosfera por ende reaccionó en
menor cantidad de lo esperado.[4]
Acetileno y bromo en tetracloruro
No hubo reacción, ya que se puedo
haber tomado mal los reactivos o no se
esperó el tiempo pertinente del gas
dentro de la mezcla
Acetileno y permanganato de
potasio
El permanganato es un muy buen
oxidante. Así, entonces, lo que se
observó en la práctica fue la oxidación
del acetileno hasta ácido carboxílico.
Cuando ocurre la oxidación de un
alquino terminal con el permanganato,
en particular en medio básico (NaOH),
al final de la cadena se forma un grupo
carboxilo. Pero, como el acetileno es el
alquino más elemental simple, este
grupo se añade a ambos lados de la
Acetileno Trans-dibromoeteno 1,1.2.2-Tetrabromoetano
Acetileno Acido Oxálico
7
Universidad de Pamplona Pamplona - Norte de Santander - Colombia
Ingeníeria química Química orgánica
molécula formando un ácido
bicarboxílico u oxálico en la reacción.
Al inicio de la reacción el color del
permanganato de potasio era purpura,
no obstante el color Café que
evidenciamos al final de la reacción es
característico de la formación de uno
de sus subproductos que es el de
dióxido de manganeso [5]
CONCLUSIONES
Se analizó que cada hidrocarburo
presenta características diferentes
respecto a la llama y a la combustión,
ya que el acetileno presenta una llama
con mayor temperatura.
Concluimos que el acetileno por
presentar enlace triple tiene más
facilidad de reaccionar con otros
compuestos a diferencia del etanol que
reacciona muy poco.
Se identificaron las propiedades físico-
químicas de los dos gases, así mismo
su combustión y reacción con los
compuestos utilizados durante la
práctica.
BIBLIOGRAFÍA
[1] CAREY, Francis. Química
orgánica. Tercera edición. Ed. Mc
Graw Hill 1999. Pág. 50-51
[2] BRICEÑO, Carlos Omar. Química
orgánica. Ed Panamericana 1994. Pág.
45
[3] LOZANO, luz amparo. Manual de
laboratorio de química orgánica UIS
1993 pág. 60-61
[4] JAIN, M. Chemistry of Alkynes.
Competition Science Vision, 2006, pag
98, 203.
[5] WADE, L.C. Química orgánica.
Quinta edición. Madrid: Pearson
Educación, S.A., 2004, pp. 373, 374
