PRINCIPIOS DE LA QUÍMICA ORGÁNICA E HIDROCARBUROS

PRINCIPIOS DE LA QUÍMICA ORGÁNICA E HIDROCARBUROS

Jorge Iván Hernández 1.112.619.932

Armando Santacruz López 1.113.521.765

Grupo 100416_72

CEAD inscrito Palmira

CEAD práctica Palmira

Tutor: Nelson Jair Castellanos

Universidad Nacional Abierta y a Distancia

Cali, Agosto de 2014

MARCO TEORICO

Dentro de la Química Orgánica es una valiosa herramienta en la que podemos identificar los compuestos desconocidos para lograr o adquirir un conocimiento o una investigación adecuada de la presencia de éstos compuestos, es de gran importancia para la identificación de una muestra desconocida y es básica para los posteriores ensayos de caracterización; en algunos casos proporciona una primera idea sobre la clasificación por solubilidad; y además los posibles grupos funcionales que existen en estos compuesto.

Tenemos en cuenta que estos compuestos orgánicos son sustancias químicas que están basadas en cadenas de carbono e hidrógeno y que también algunas contienen oxígeno y nitrógeno.

Descripción de la Situación Problema:

Los hidrocarburos son muy importantes en la vida diaria, actualmente son la principal fuente energética del planeta y materia prima para gran cantidad de productos de diverso uso. Dentro de los hidrocarburos el petróleo reviste gran importancia. El petróleo está formado por una mezcla de hidrocarburos variados, a través de la comprensión química de su naturaleza, se comprenden los principios básicos de los compuestos orgánicos así como de los hidrocarburos.

Problema de la unidad:

¿En qué consiste la Química del petróleo?

La química del petróleo consiste en la transformación de un mineral combustible líquido y que se encuentra en la envoltura sedimentaria de la tierra. La palabra proviene del latín petra (piedra) y olem (aceite). Presenta un calor de combustión superior al de los minerales sólidos (carbón), y es de 42 KJ/Kg.

El origen del petróleo ha sido un tópico de interés para muchos investigadores. Saber su origen es muy complicado. Una gran mayoría de químicos y geólogos dicen que tiene un origen orgánico, mientras que otros científicos piensan que se forman en la Naturaleza por un método abiógeno.

Este método abiógeno considera que las sustancias inorgánicas, mediante transformaciones químicas, forman el petróleo. Pero es conocido que el petróleo tiene sustancias orgánicas. El problema que se plantea pues es saber que transformaciones dan lugar a materia orgánica a partir de materia inorgánica.

Preguntas auto formuladas

1. ¿cuáles son sus características físicas del petróleo?

• Color

• Fluorescencia

• Índice de reparación

• Poder rotatorio

• Coeficiente de dilatación

• Punto de ebullición

• Calor especifico

• Solubilidad

• Poder calorífico

• Masa molecular media

• Densidad

2. ¿cuál es la composición química del petróleo?

Todos los tipos de petróleo se componen de hidrocarburos, aunque también suelen contener unos pocos compuestos de azufre y de oxigeno; el contenido de azufre varía entre un 0,1 y un 5%. Dichos hidrocarburos pueden separarse por destilación fraccionada de la que se obtienen aceites ligeros (gasolina), vaselina, parafina, asfalto y aceites pesados.

El petróleo contiene elementos gaseosos, líquidos y sólidos. La consistencia del petróleo varía desde un líquido tan poco viscoso como la gasolina hasta un líquido tan espeso que apenas fluye. Por lo general, hay pequeñas cantidades de compuestos gaseosos disueltos en el líquido; cuando las cantidades de estos compuestos son mayores, el yacimiento de petróleo está asociado con un depósito de gas natural.

La composición elemental del petróleo normalmente varía entre estos intervalos:

Elemento Peso %

Carbono 84-87

Hidrógeno 11-14

Azufre 0-2

Nitrógeno 0,2

3. ¿Qué compuestos se extraen del petróleo?

• Gas natural

• Nafta

• Gasolina

• Kerosene

• Aceite

• Aceite Pesado

• Lubricantes

• Residuos Pesados

• Gas natural para el hogar

• Nafta para el automóvil.

• Gasolina para el automóvil.

• Kerosene para motores a chorro.

• Aceite para lubricar.

• Aceite pesado para juguetes.

• Lubricantes para el automóvil.

• Residuos pesados para el asfalto

4. ¿cuál es la reacción química del petróleo?

Existen infinidad de reacciones químicas. Por ello, conviene clasificarlas para sistematizar su estudio. Se pueden clasificar las reacciones químicas según los más frecuentes.

• Según la naturaleza de las sustancias que intervienen en la reacción.

• Según la utilidad o aplicación de la reacción.

• Según el mecanismo de la reacción.

5. ¿Qué clases de configuraciones electrónicas del carbono hay?

La configuraciones Electrónicas Consiste en distribuir a los electrones en los niveles, subniveles y orbitales del átomo. La finalidad es la de conocer cuántos electrones exteriores en el último nivel de energía tiene y de ese modo deducir las propiedades químicas del elemento en cuestión.

6. ¿Cuántas Clases de Hibridación hay?

Hibridación sp:

Se define como la combinación de un orbital S y un P, para formar 2 orbitales híbridos, con orientación lineal. Este es el tipo de enlace híbrido, con un ángulo de 180º y que se encuentra existente en compuestos con triples enlaces como los alquinos

Hibridación sp2:

Se define como la combinación de un orbital S y 2 P, para formar 3 orbitales híbridos, que se disponen en un plano formando ángulos de 120º.

Los átomos que forman hibridaciones sp2 pueden formar compuestos con enlaces dobles. Forman un ángulo de 120º y su molécula es de forma plana. A los enlaces simples se les conoce como enlaces sigma (σ) y los enlaces dobles están compuestos por un enlace sigma y un enlace pi (). Las reglas de ubicación de los electrones en estos casos, como el alqueno etileno obligan a una hibridación distinta llamada sp2, en la cual un electrón del orbital 2s se mezcla sólo con dos de los orbitales 2p: surge a partir o al unirse el orbital s con dos orbitales p; por consiguiente, se producen tres nuevos orbitales sp2, cada orbital nuevo produce enlaces covalentes

Hibridación sp3:

Cuatro orbitales sp³. El átomo de carbono tiene seis electrones: dos se ubican en el orbital 1s (1s²), dos en el 2s (2s²) y los restantes dos en el orbital 2p (2p²). Debido a su orientación en el plano tridimensional el subnivel 2p tiene capacidad para ubicar 6 electrones: 2 en el orbital Px, dos en el orbital Py y dos electrones en el orbital Pz. Los dos últimos electrones del carbono se ubicarían uno en el 2px, el otro en el 2py y el orbital 2pz permanece vacío (2px¹ 2py¹).

7. ¿Qué tipos de alcanos existen?

Los alcanos son hidrocarburos que sólo contienen enlaces sencillos. Se clasifican en alcanos lineales, ramificados, cíclicos y poli cíclicos.

Preguntas orientadoras para resolver el problema de la unidad:

1. ¿Cómo influye la configuración electrónica del carbono en sus compuestos?

El átomo de carbono constituye el elemento esencial de toda la química orgánica, y dado que las propiedades químicas de elementos y compuestos son consecuencia de las características electrónicas de sus átomos y de sus moléculas, es necesario considerar la configuración electrónica del átomo de carbono para poder comprender su singular comportamiento químico.

Para hablar del origen del petróleo debemos hablar del Carbono, este elemento está en el cuarto grupo de la tabla periódica de los elementos, lo que significa que tiene cuatro electrones en su última órbita. El carbono se presenta en forma de uniones químicas de carbono-carbono o se combinan con otros elementos. Los elementos más estables son los que contienen ocho electrones. El Carbono asume esta configuración mediante la formación de enlaces covalentes, es decir, mediante el intercambio de electrones consigo mismo y con otros elementos, así el carbono es fácilmente reducido con hidrógeno u oxidado con oxígeno, para formar los dos compuestos de carbono más comunes en la corteza terrestre, el metano y dióxido de carbono.

La verdadera singularidad de carbono es la que le permite ser el elemento básico de toda la vida, reside en su capacidad para combinar consigo mismo para formar largas cadenas de carbono, anillos, y complejos.

El carbono ha sido la estructura básica de todas las formas de vida tal como la conocemos desde el comienzo de la vida sobre la tierra. En consecuencia, la química del carbono se la conoce como la química orgánica, mientras que la química de todos los demás elementos se llama la química inorgánica.

Así, 100 elementos de la tabla periódica se combinan entre sí para formar alrededor de 70000 compuestos inorgánicos, mientras que el carbono se combina con sí mismo y los demás para formar 4 millones de compuestos orgánicos. El carbono se encuentra en los alimentos que comemos, el aire que respiramos, la ropa que usamos, las casas que construimos, el combustible

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