FUNDACIÓN UNIVERSITARIA DE SAN GIL UNISANGIL

UNISANGILFUNDACION UNIVERSITARIA DE SAN

GILFacultad de Ciencias Básicas e Ingeniería

Programa de Ingeniería Ambiental

PREPARACION DEL METANO Y PROPIEDADES DE LOS ALCANOS

Sandra Yiseth Ortiz SilvaFabiola Aragón Mier

María Alejandra Mejía De Dios

sanyiorsi@hotmail.comfabiolita-888@hotmail.com

malejamejia22@hotmail.com

Yopal, Colombia2014

FUNDACIÓN UNIVERSITARIA DE SAN GIL UNISANGIL

Resumen: Estuvimos en el laboratorio de química donde mezclamos diferentes reactivos (Zinc en polvo, cloroformo, agua, alcohol etílico, sulfato de cobre) en un balón de desprendimiento, donde se dejo calentar por 5 minutos para la separación de líquidos y así obtener el gas resultante, éste circula por medio de la manguera a presión, para al fin ser liberado quitando el tubo de ensayo al extremo de la manguera y así ver por medio del fuego, la reacción del gas obtenido.

Palabras clave: Alcano, metano, propiedades, reacción, desprendimiento.

Abstract: We were in a chemistry lab

where we mixed different reagents

(Zinc powder, chloroform, water, ethyl

alcohol, copper sulfate) in a balloon

release, where the mixture is allowed

to warm up for 5 minutes to separate

liquids and obtain the resulting gas, it

circulates through the pressure hose to

be finally released by removing the test

tube to the end of the hose and thus to

see the fire, the reaction gas obtained.

INTRODUCCIÓN

El siguiente informe de laboratorio se presenta con el fin de conocer uno de los hidrocarburos más comunes y que la mayoría de nosotros utilizamos, los hidrocarburos son compuestos que sólo contienen átomos de carbono e hidrógenos. Ellos pueden dividirse en dos grandes grupos, los de cadena abierta y los de cadena cerrada o estructuras de anillos. La forma de los hidrocarburos se refiere frecuentemente como alifática y aromática.

Los hidrocarburos alifáticos se clasifican en saturados, no hay más de un par de electrones compartidos entre los átomos de carbono, pero en los insaturados hay 2 o tres pares de electrones compartidos entre átomo de carbonos adyacentes en la molécula. Como muestras de estos tenemos el etano (saturado), el eteno (etileno, insaturado), el etino (acetileno, insaturado), el benceno (anillo aromático) y el ciclohexano (anillo no aromático).

En general, los hidrocarburos saturados no son muy activos, casi todos son combustibles en aire u oxigeno.

FUNDACIÓN UNIVERSITARIA DE SAN GIL UNISANGILI. OBJETIVOS

Comprobar experimentalmente la obtención del metano.

Observar algunas propiedades de hidrocarburos saturados.

Conocer el uso de este alcano en procedimientos y actividades fundamentales a nivel hogar

II. TEORÍA DE LA PRÁCTICA

Ciertos compuestos orgánicos sólo contienen dos elementos, hidrógeno y carbono, por lo que se conocen como hidrocarburos. Partiendo de su estructura, se dividen en dos clases principales: alifáticos y aromáticos. Los primeros se subdividen en familias: alcanos, alquenos, alquinos y sus análogos cíclicos (ciclo alcanos, etc.)El miembro más simple de la familia de los alcanos, y de hecho uno de los compuestos orgánicos más simples, es el metano, CH4

El gas natural es una mezcla de metano, etano y una pequeña cantidad de propano.

Compuesto de carbono e hidrógeno, de fórmula CH4, es un hidrocarburo, el primer miembro de la serie de los alcanos. Es más ligero que el aire, incoloro, inodoro e inflamable. Se encuentra en el gas natural (entre

un 75% y un 90%), como en el gas grisú de las minas de carbón, en los procesos de las refinerías de petróleo, y como producto de la descomposición de la materia en los pantanos. Es uno de los principales componentes de la atmósfera de los planetas Saturno, Urano y Neptuno. El metano puede obtenerse mediante la hidrogenación de carbono o dióxido de carbono, por la acción del agua con carburo de aluminio o también al calentar etanoato de sodio con álcali. El metano es apreciado como combustible y para producir cloruro de hidrógeno, amoníaco, etino y formaldehído.El metano es el hidrocarburo alcano más sencillo, es un gas.Cada uno de los átomos de hidrógeno está unido al carbono por medio de un enlace covalente. Es una sustancia no polar que se presenta en forma de gas a temperaturas y presiones ordinarias. Apenas es soluble en agua en su fase líquida.

El metano es un ejemplo de compuesto molecular, cuyas unidades básicas son grupos de átomos unidos entre sí. La molécula de metano consta de un átomo de carbono con cuatro átomos de hidrógeno unidos a él. La forma general de la molécula es un tetraedro, una figura con cuatro caras triangulares idénticas, con un átomo de hidrógeno en cada vértice y el átomo de carbono en el centro.

La unidad de un compuesto no iónico, sea sólido, líquido o gaseoso, es la molécula. Como la molécula de metano es muy simétrica, las polaridades de los enlaces carbonos-hidrógenos individuales se anulan, de lo que resulta que la molécula en sí no es polar.

FUNDACIÓN UNIVERSITARIA DE SAN GIL UNISANGIL El metano es incoloro y, en estado líquido, menos denso que el agua

(densidad relativa 0.4); de acuerdo con la regla de que < < una sustancia disuelve a otra similar> >, es apenas soluble en agua, pero muy soluble en líquidos orgánicos, como gasolina, éter y alcohol. Con respecto a sus propiedades físicas, el metano fija la pauta para los demás miembros de la familia de los alcanos.

III. MATERIALES

MATERIALES A UTILIZAR EN LA PRÁCTICACANTIDAD DESCRIPCIÓN

1 Balón con desprendimiento

1 Corcho

1 Manguera

1 Soporte Universal

1 Pinzas

REACTIVOS REQUERIDOSCANTIDAD DESCRIPCIÓN

5 g Zinc en Polvo

5 ml Alcohol etílico

7,5 ml Cloroformo

1.5 ml Sulfato de cobre al 10 %

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IV. PROCEDIMIENTO

Obtención del Metano porReducción del Cloroformo

1. Deposite los 5 g d zinc en el balón de 50 ml (fig.1), ajústelo con una pinza con nuez a un soporte, agregue 5 ml de alcohol etílico (Fig. 2) y 15 ml de agua. Conecte el tubo el tubo de vidrio con desprendimiento lateral a la manguera. (Fig. 3)

Fig. 1

Fig. 2

Fig. 3

2. Añada 7,5 ml de cloroformo a esta mezcla (Fig. 4) y 1,5 ml de sulfato de cobre al 10 (Fig. 5), coloque el tapón al tubo de vidrio y agite.

Fig.4

Fig. 5

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3. Al cabo de unos 5 min inicia la reacción. (Fig. 6)

Fig. 6

4. 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. (Fig.7)

Fig. 7

5. 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. (Fig. 8)Coloque rápidamente cada uno de los 4 tubos restantes para recolectar el gas con el cual procederá a hacer las pruebas (Fig. 9) de: Inflamabilidad: acercando una

cerrilla encendida Reactividad de Br/CCl4 a la luz

solar y fuera de ella por 10min. Reactividad ante KMnO4.

Fig. 8

FUNDACIÓN UNIVERSITARIA DE SAN GIL UNISANGILFig. 9

V. PREGUNTAS

1. Escriba la ecuación respectiva e indique el tipo de alcano que se obtuvo

RTA: El tipo de alcano que se obtuvo fue el metano alcano, su formula respectiva es:

CHCL(I)+3ZN(S)+3H2O(I)=CH4(g)+3ZN(OH)CL(AC)

2. Cuál es la función del cloroformo y sulfato de cobre en la reacción?

RTA: Durante el proceso, un átomo de zinc se transforma en un ion zinc cediendo dos electrones. Por el contrario, un ion cobre acepta el par de electrones cedidos por el zinc y se transforma en un átomo de cobre. La sustancia que pierde electrones se oxida y la sustancia que gana electrones se reduce. Es decir, el zinc se oxida y el cobre se reduce.Se considera que el zinc sin duda se oxida es decir pierde electrones mientras que el cobre gana electrones es decir se reduce; El sulfato de cobre anhidro desprotono el etanol rompiendo los enlaces de hidrógenos y formando moléculas de agua.

Por otro lado, tenemos la reacción del cloroformo o tetracloruro de carbono CCl4 en la mezcla, éste no reacciona con el alcohol etílico ya que se tienen átomos de Cl que generan

una atracción de electrones y se espera que exista densidad de carga positiva y negativa. Pero ocurre que en esta molécula la disposición en el espacio de los cloros es tal que esa fuerza de atracción se compensa y no generan ningún desplazamiento de electrones sobre los electrones de C. De modo que la fuerzas de atracción entre las moléculas de cloroformo son débiles al no existir inducción de carga alguna. 

Ahora dos sustancias son miscibles si tienen tipos de interacción intermoleculares similares. Vemos que son totalmente diferentes en el alcohol las moléculas se atraen con gran fuerza y en el cloroformo se atraen de manera muy débil. Entonces las sustancias no son miscibles.

3. Anote las medidas de seguridad de los reactivos que se utilizaron en la obtención del alcano. (Ver anexo en PDF)

4. Explique la inflamabilidad del alcano obtenido y que observó al acercar la cerilla en ignición al extremo de la varilla o manquera por donde sale el gas?

RTA: El metano es altamente inflamable su punto de inflamabilidad es de 85.15 k (-188 Cº); al acercar la mechera a la boca del tubo de ensayo donde se contenía el gas se observo la formación de una llama color azul la cual se fue hacia la parte interna del tubo

5. Cuál es la diferencia de reactividad del Br/CCl4 con respecto al KMnO4. Argumente claramente su respuesta.

FUNDACIÓN UNIVERSITARIA DE SAN GIL UNISANGIL RTA: Las diferencias entre bromo en tetracloruro de carbono (Br/CCl4) y

dióxido de manganeso (KMnO4) son:

El dióxido de manganeso reacciona con solución diluida lo que sirve como una prueba química para distinguir por medio de coloración los alquenos de alcanos.

El tetracloruro de carbono presenta enlaces dobles o triples indica la presencia de insaturaciones la cual indica el color del bromo desapareciendo sin que se desprenda el bromuro de hidrogeno, es decir, una reacción de sustitución y no de adición.

6. Indique el uso de industrial del alcano obtenido.

RTA: El metano se usa comúnmente como combustible, es decir, como gas natural, y es muy importante para la generación eléctrica ya que emplea combustible en las turbinas de gas.A nivel industrial el metano es utilizado en procesos de químicos industriales, puede ser trasportado como liquido refrigerado (gas natural licuado). El metano es el principal componente para trasportar los gasoductos.En la industria química el metano es la materia prima elegida para la producción del hidrogeno, metanol, acido acético y anhidro acético.Algunos productos derivados del metano son el acetileno y los cloromentanos (clorometano, diclorometano, cloroformo y tetracloruro de carbono) que son producidos por medio de la reacción del metano con cloro en forma de gas. 7. Mencione cinco alcanos

especificando el uso industrial y en

cuales ambientales tienen aplicabilidad?

RTA: El metano, el etano, propano, butano, pentano. El uso industrial de estos alcanos se encuentran en el petróleo la gasolina, el aceite combustible y los aceites lubricantes, el uso mas común de los alcanos es el gas butano o el gas LP, el metano, la gasolina, parafina, aceite de pepino natural y la cera de abeja.

VI CONCLUSIONES

1. El método empleado para la obtención de metano fue bastante bueno, pues se consiguió una alta cantidad del gas en el tiempo empleado para la reacción.

2. La prueba a la llama confirmó el carácter inflamable del metano.

3. Las propiedades químicas que se observan en el metano durante esta práctica, son características de todos los alcanos.

4. El metano más sencillo de todos los compuestos orgánicos es en primer término de la serie de los hidrocarburos saturados también llamados parafinas o alcanos.

5. Los alcanos son no polares, ya que están formados sólo por carbono e hidrógeno. Debido a esto son insolubles en agua, son excelentes disolventes de grasas y algunas ceras. y tienen puntos de ebullición bajos.

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VII BIBLIOGRAFIA

[1] PROPIEDADES DE LOS

ALCANOS

http://

edithnicasio108b4.blogspot.com

[2] EL GAS METANO

http://www.wikipedia.com

[3] HIDROCARBUROS

http://

www.quimicayalgomas.com/

quimicaorganica/hidrocarburos/

alcanos-alquenos-y-alquinos/