OBTENCIÓN Y PROPIEDADES DEL METANO (CH4)

INSTTIUTO TECNOLÓGICO DE MINATITLÁN.

PRÁCTICA No. 1:

“OBTENCIÓN Y PROPIEDADES DEL METANO (CH4)”.

Sintetizar el metano por medio de una reacción de sustitución por radicales libres.

Analizar y comprender el mecanismo de reacción empleado en las reacciones de

Sustitución por radicales libres.

Observar la importancia que tienen los efectos de los rayos UV del sol en las reacciones del metano.

GENERALIDADES.

El metano se produce de forma natural por la descomposición de sustancias orgánicas en ambientes pobres en oxígeno. También se produce en el sistema digestivo de rumiantes y otros animales, en la explotación de combustibles fósiles, y en la quema de biomasa.

Aproximadamente la mitad de la producción de metano proviene de los sembradíos de arroz, de la actividad animal, y de la acción de los termitas. Una cuarta parte proviene de tierras pantanosas y húmedas. Un 15% de la producción industrial de gas natural y carbón mineral. Los rellenos de basura y otras sustancias orgánicas en descomposición contribuyen con un 5% de las emisiones de metano.

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 formaldehido.

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.

En la naturaleza se produce como producto final de la putrefacción anaeróbica de las plantas, este proceso natural se puede aprovechar para producir biogás. Puede constituir hasta el 97% del gas natural. En las minas de carbón se le denomina grisú y es muy peligroso por su facilidad para inflamarse.

Una parte importante de la química de los alcanos implica reacciones de radicales libres, que tienen lugar en condiciones vigorosas y dan generalmente mezclas de productos. Se necesita una partícula reactiva típicamente, un átomo o un radical libre para iniciar el ataque a una molécula de alcano. Es la generación de esta partícula reactiva lo que necesita las condiciones vigorosas: por ejemplo, la disociación de una molécula de halógeno en átomos o incluso la disociación de la propia molécula de alcano (como en la pirolisis).

Un radical libre es un grupo que tiene, por lo menos, un electrón no apareado. Los primeros químicos orgánicos usaron el término radical para propósitos de nomenclatura (así como hoy hablamos de grupos) y muchos dudaban que tales especies existieran realmente. Hoy el término se aplica de manera más amplia, a todos los radicales intermedios. La gran variación en sus estabilidades se puede explicar por des localización resonante del electrón desapareado. El electrón no apareado no implica que exista una carga en el átomo que se encuéntrala mayoría son extremos reactivos y tienden a asociarse apareando el electrón libre. La vida media de los radicales libres, con pocas excepciones no pasa de milésimas de segundo. Entre otros métodos, se pueden penetrar por homólisis de enlaces covalentes si hay suficiente energía vibracional, ya sea por calor (agitación térmica) o por luz (absorción de fotones).

PRELABORATORIO.

¿Qué es el metano?

Es el hidrocarburo alcano más sencillo, cuya fórmula química es CH4.

Cada uno de los átomos de hidrogeno 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. Es inodoro y apenas soluble en agua en su fase liquida.

¿Cuáles son sus características?

Tiene un comportamiento de gas ideal, el metano es un gas incoloro e inodoro. El metano tiene un punto de ebullición de -161.5 °C a una atmosfera y un punto de fusión de -183°C. Como el gas es solo inflamable en un estrecho intervalo de concentración en el aire (5-15 %). El metano líquido no es combustible.

Por sus propiedades químicas y físicas, el metano fija la norma para la familia de los alcanos. Típicamente, sólo reacciona con sustancias muy reactivas, o en condiciones muy vigorosas, lo que redunda, como veremos, en lo mismo. De momento, sólo consideremos su oxidación: por oxígeno, halógenos e incluso agua.

Reacciones del metano.

TOXICIDAD DE LOS REACTIVOS.

Metano:

El metano no es tóxico. Su principal peligro para la salud son las quemaduras que puede provocar si entra en ignición. Es altamente inflamable y puede formar mezclas explosivas con el aire. El metano reacciona violentamente con oxidantes, halógenos y algunos compuestos halogenados. El metano también es asfixiante y puede desplazar al oxígeno en un espacio cerrado. La asfixia puede sobrevenir si la concentración de oxígeno se reduce por debajo del 19,5% por desplazamiento. Las concentraciones a las cuales se forman las barreras explosivas o inflamables son mucho más pequeñas que las concentraciones en las que el riesgo de asfixia es significativo. Si hay estructuras construidas sobre o cerca de vertederos, el metano desprendido puede penetrar en el interior de los edificios y exponer a los ocupantes a niveles significativos de metano.

Acetato de sodio

Identificación del producto

Nombre químico: Acetato de sodio

Sinónimos: Acido acético, sal sódica

Nº CAS: 127-09-3

Fórmula: CH3COONa

2. Propiedades físico-químicas

Aspecto y color: Polvo cristalino blanco.

Olor: Inodoro.

Presión de vapor: No aplicable.

Densidad relativa de vapor (aire=1): No aplicable.

Solubilidad en agua: 47 g/ 100 ml

Punto de fusión: 324ºC

Peso molecular: 82.04

3. Identificación de los peligros

1

3 2

4. Estabilidad y reactividad

Es posible la exposición de polvo si se encuentra mezclada con el aire en forma pulverulenta o granular.

La sustancia se descompone al calentarla intensamente por encima de 120ºC o en contacto con ácidos fuertes produciendo ácido acético. La solución en agua es moderadamente básica.

Condiciones que deben evitarse: Fuentes de calor e ignición.

Materiales a evitar: Acidos fuertes.

Productos de descomposición: Acido acético.

Polimerización: No aplicable.

5. Información toxicológica

Efectos agudos Efectos crónicos

Contacto con la piel Enrojecimiento. No hay información disponible.

Contacto con los ojos Enrojecimiento. No hay información disponible.

Inhalación Dolor de garganta. No hay información disponible.

Ingestión No hay información disponible.

Otros No hay información disponible.

Límite en aire de lugar de trabajo (s/ Res. 444/91): No establecido.

Límite biológico (s/ Res. 444/91): No establecido.

Límite NIOSH REL:

Límite OSHA PEL:

Nivel guía para fuentes de agua de bebida humana (s/ Dto. 831/93): No establecido.

Cal sodada.

Descripción de la emergencia: PELIGRO! CORROSIVO. DAÑOSO SI ESTÁ TRAGADO O INHALADO. QUEMADURAS SEVERAS DE LAS CAUSAS A CADA ÁREA DEL CONTACTO. IRRITACIÓN SEVERA DE LAS CAUSAS A LA ZONA RESPIRATORIA.

Efectos de salud potenciales.

Inhalación: Irritante severo. Los efectos de la inhalación del polvo o de la niebla varían de la irritación

Suave al daño serio de la zona respiratoria superior, dependiendo de la severidad de la exposición.

Ingestión: El tragar puede causar quemaduras severas de la boca, de la garganta, y del estómago. El marcar con una cicatriz severa del tejido fino y de la muerte puede resultar. Si la muerte no ocurre sobre 24 horas, la perforación del esófago puede ocurrir, según lo evidenciado por caída en la presión arterial y el dolor severo. El enangostar del esófago puede ocurrir las semanas, los meses, o los años después de la ingestión, haciendo tragar difícil.

Contacto de la piel: ¡Corrosivo! El contacto con la piel puede causar la irritación o quemaduras severas y marcar con una cicatriz con mayores exposiciones.

Contacto visual: Corrosivo. Contacto con polvo o la irritación severa de las causas de las soluciones y quemaduras probables con lesión o ceguera córnea.

Exposición crónica: El contacto prolongado con las soluciones diluidas o el polvo tiene un efecto destructivo sobre tejido fino.

Provocación de condiciones preexistentes: Las personas con la piel preexistente, el ojo o problemas respiratorios pueden ser más susceptibles a los efectos de esta sustancia.

Permanganato de potasio (KMnO4 )

KMnO4

Masa molecular: 158

Nº ICSC 0672

Nº CAS 7722-64-7

Nº RTECS SD6475000

Nº NU 1490

Nº CE 025-002-00-9

TIPOS DE PELIGRO/ EXPOSICION PELIGROS/ SINTOMAS AGUDOS PREVENCION PRIMEROS AUXILIOS/

LUCHA CONTRA INCENDIOS

INCENDIO No combustible pero facilita la combustión de otras sustancias. En caso de incendio se desprenden humos (o gases) tóxicos e irritantes. NO poner en contacto con sustancias inflamables. En caso de incendio en el entorno: están permitidos todos los agentes extintores.

EXPLOSION Riesgo

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