PRUEBAS DE CARACTERIZACIÓN DE HIDROCARBUROS

PRUEBAS DE CARACTERIZACIÓN DE HIDROCARBUROS

Química orgánica, Ing Agroindustrial, Facultad ciencias Agrarias, Universidad del Cauca

Grupo No: 14                

Fecha de realización de la práctica:         07/09/2016

Fecha de entrega de informe:                 21/02/2016

1. RESUMEN

Los hidrocarburos son una familia de compuestos orgánicos más importantes, están compuestos por carbono e hidrogeno, estos comprenden a su vez cuatro grupos de sustancias que son los alcanos, alquenos, alquinos, y los aromáticos. En la práctica se hizo una obtención acetileno a partir de una hidratación de carburo de calcio y agua, donde se obtuvo el acetileno en forma de gas y lo hicimos reaccionar con nitrato de plata amoniacal y permanganato de potasio la primera reacción formó un precipitado blanco gracias a la formación del acetiluro de plata, y en el segundo hubo un cambio de color de purpura a marrón y así dio un nuevo producto , se rompió un triple enlace y por lo tanto se oxido obteniendo ácido etanoico, hidróxido de potasio y agua, en la prueba de solubilidad se trabajó con los siguientes compuestos que son el ciclohexano,parafina,1-penteno,ciclohexeno y naftaleno  obtuvimos que todos fueron insolubles en agua, pero solubles en hexano, en la prueba de oxidación dio positiva para los alquenos y para los alcanos no fue así, en la prueba de saturación dio positiva solo para  el ciclo hexano. Diferenciamos los comportamientos para los hidrocarburos con ensayos cualitativos que realizamos en la práctica.

1. RESULTADOS

En las siguientes tablas se representaran los datos obtenidos en la práctica

Tabla 1. Pruebas de caracterización   del acetileno

Tabla 2. Pruebas de solubilidad con agua y con Hexano

Tabla 3. Pruebas de oxidación con permanganato de potasio ()[pic 3]

Tabla 4. Pruebas de instauración con Lugol

3. ANALISIS DE RESULTADOS

El carburo de calcio es una sustancia sólida de color grisáceo que reacciona exotérmicamente con el agua para dar cal apagada (hidróxido de calcio) y acetileno. Donde el producto obtenido tiene forma lineal debido a su geometría de hibridación sp de los átomos de carbonos que lo forman:

[pic 9]

Que es un hidrocarburo con un enlace triple entre dos átomos de carbóno. Se trata de un compuesto meta estable debido a la alta energía por su tiple enlace (sigma + 2 pi[pic 10]

[pic 11] (1)

Acetileno y nitrato de plata amoniacal

El nitrato de plata amoniacal reacciona con compuestos de estructura general R-C≡CH con formación de acetiluro de plata. Estas sustancias son sólidos solubles por lo que en su formación se nota un precipitando como nos dio en la práctica  y la reacción es: Tabla (1)

[pic 12]

Acetileno y permanganato de potasio

 La oxidación del acetileno  causa una ruptura en el triple enlace y la formación de  ácido. Al oxidarlo se usa permanganato de potasio que  es un compuesto químico formado por iones de potasio (K+) y permanganato (MnO4−),Es un fuerte agente oxidante, como  resultado de la reacción se  obtiene ácido etanoico, hidróxido de potasio y agua3.  Tabla (1)

[pic 13]

Solubilidad en  agua

Los alcanos solo reaccionan a elevadas temperaturas, a través de radicales o bajo condiciones especiales. Los alcanos solo se disolverán en sustancias similares a ellas mismas pero no aquellas que contengan grupos funcionales polares, por lo tanto es insoluble respecto al agua que es altamente polar, puesto que hay una gran diferencia de electronegatividad entre el hidrógeno y el oxígeno, estos dos enlaces no están opuestos, sino que forman un ángulo de 104,45° debido a la hibridación del átomo de oxígeno así que en conjunto los tres átomos forman una molécula angular, cargado negativamente en el vértice del ángulo donde se ubica el oxígeno y positivamente en los extremos de la molécula donde se encuentran los hidrógenos, este hecho tiene una importante consecuencia ya que un átomo de hidrógeno sirve como puente entre el átomo de oxígeno al que está unido covalentemente y el oxígeno de otra molécula. La estructura anterior se denomina enlace de hidrógeno o puente de hidrógeno, esto mismo le sucede a los alquenos y alquinos ya que contiene propiedades físicas muy parecidas a la de los alcanos, por lo anterior todos los compuestos nos dan insolubles respecto al agua4. Tabla (2)

Para el agua.                                                        Para enlaces Carbono

[pic 14]

Solubilidad en hexano

Durante el proceso se observó que todos los compuestos (tabla 2) que se utilizaron son solubles en hexano, ya que solo se visualizó una sola fase, lo que indica que el soluto se disuelve totalmente en el solvente ya que el hexano es un compuesto apolar, las fuerzas intermoleculares fueron las de Van der Waals, son fuerzas de estabilización molecular (dan estabilidad a la unión entre varias moléculas), también conocidas como atracciones intermoleculares o de largo alcance y son las fuerzas entre moléculas (fuerzas entre molecula-molecula), los hidrocarburos trabajados son apolares en donde pueden producirse transitoriamente un desplazamiento relativo de los electrones, originando un polo positivo y otro negativo (dipolo transitorio) que determinan una atracción entre dichas moléculas (el polo positivo de una molécula atrae al polo negativo de la otra, y viceversa). Son dipolos instantáneos, desaparecerán en muy poco tiempo, estas fuerzas de atracción son muy débiles y se denominan fuerzas de London.

[pic 15]

Los alquenos se comportan de forma similar; pero la instauración tiene un efecto favorable, para un numero de carbonos dados, la solubilidad de un alqueno sensiblemente mayor que la del n-alcano5. El naftaleno también es soluble en hexano pero en la práctica que realizamos no observamos las dos fases, el error que tuvimos se debió  a no utilizar suficientes reactivos y tener una mala observación. Tabla (2).

Oxidación con permanganato de potasio [pic 16]

Los alcanos son los hidrocarburos (compuestos de C e H) más simples, no tienen grupo funcional y las uniones entre átomos de carbono (con hibridación sp3) son enlaces simple, un alcano será más difícil de reaccionar esto porque  su enlace tiene los átomos de carbono unidos por una sola ligadura, son más estables y no pueden oxidarse.

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