PRUEBAS DE CARACTERIZACIÓN DE HIDROCARBUROS

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PRUEBAS DE CARACTERIZACIÓN DE HIDROCARBUROS

Laboratorio de química orgánica, Ingeniería ambiental, Facultad de Ingeniería civil, Universidad del Cauca.

Grupo No:                1

Fecha de realización de la práctica:         08/11/21

Fecha de entrega de informe:                 22/11/21

1. RESUMEN

La realización de este laboratorio se hizo con el fin de diferenciar el comportamiento de los alcanos, alquenos y alquinos; para ello se tuvo en cuenta primeramente que los alcanos son poco reactivos, a diferencia de los alquenos y alquinos, ya que tienen presencia de enlaces pi (π) los cuales se pueden romper.

Se pudo apreciar la relevancia de cambiar entre compuestos de diferentes tipos; ya sea agua, petróleo, una sal o un elemento libre, ya que los comportamientos de los hidrocarburos cambian en función de los mencionados anteriormente.

Al momento de observar los resultados se evidenció la importancia que se le debe dar a cuándo proporcionar o no calor a una reacción, ya que si no se hace correctamente se pueden obtener resultados erróneos.

2. RESULTADOS

2.1 OBTENCIÓN DE ACETILENO: Esta práctica tenía como fin la obtención y posterior caracterización del acetileno, pero al no tener hidrocarburos completamente puros no se pudo realizar el procedimiento.

2.2 SOLUBILIDAD EN AGUA: Al ir agregando agua (H₂O) a cada muestra contenida en los diferentes tubos de ensayo, se observó que se formaban dos fases debido a la no polaridad de algunos compuestos, en el caso del 1-hexeno, éste es insoluble en agua y el xileno es polar pero sin enlaces de hidrógeno. Debido a ésto, al tratar de incorporar el agua (H₂O) a los compuestos, no se lograron mezclar.

2.3 SOLUBILIDAD EN ÉTER DE PETRÓLEO: En este caso, se evidenció que los alquenos eran insolubles en el Éter de petróleo y formaron dos fases, ya que este último es una mezcla de varios alcanos, quienes se disuelven solo con otros alcanos. Por esta misma razón, el ciclohexano sí se pudo incorporar con el éter de petróleo, formando así una sola fase. En cuanto la parafina, ésta se logró mezclar con el éter de petróleo, cambiándole el color de transparente a blanco; pero la cantidad utilizada generó una sobresaturación a la mezcla, volviéndola más densa; debido a esto, la reacción fue exotérmica, es decir, era necesaria la aplicación de energía o movimiento, para solubilizar la mezcla.

2.4 OXIDACIÓN CON PERMANGANATO DE POTASIO: Para las pruebas de oxidación con permanganato de potasio al 3% (KMnO₄) se logró observar una variación en cada muestra, por un lado, la primera (ciclohexano) y la última muestra (naftaleno) formaron 2 fases al añadirle el KMnO₄ al 3% y no se oxidaron, al igual que la segunda muestra (parafina) que no oxidó y formó dos fases, debido a que la parafina es hidrofóbica. Por otro lado, la tercera (1-hexeno) y quinta muestra (xileno) formaron dos fases, pero el KMnO₄ al 3% sí logró oxidarse al contacto con el aire. Por último, la cuarta muestra (ciclohexeno) formó igualmente dos fases, ya que el ciclohexeno absorvió el disolvente, creando una fase sólida y una fase líquida; pero al entrar en contacto el KMnO₄ al 3% con el ciclohexeno cambió de color a un morado oscuro y generó una reacción de oxidación.

2.5 INSATURACIÓN CON YODO: La pruebas realizadas para determinar la insaturación con yodo dieron como resultado dos fases en las primeras dos muestras, las cuales son ciclohexano y ciclohexeno respectivamente. A diferencia de la última muestra realizada con xileno, que se observó inicialmente dos fases; pero al aplicarle movimiento, es decir, energía, se mezclaron formando una sola fase. Adicionalmente, la mezcla sufrió una alteración de color.

3. ANÁLISIS DE RESULTADOS

3.1 OBTENCIÓN DE ACETILENO: Al momento de dejar pasar el agua gota a gota sobre el CaC₂ no se evidenció el desprendimiento de gas como parte de la reacción, luego de rectificar el paso a paso del proceso se concluyó que los hidrocarburos usados no estaban totalmente puros lo que impidió la finalización y éxito del proceso.

3.2 SOLUBILIDAD EN AGUA: El ciclohexano y la parafina son compuestos formados por alcanos, los cuales al igual que los alquenos tales que: 1-penteno, ciclohexeno, xileno y naftaleno presentan una polaridad muy baja lo que les impide mezclarse o solubilizarse con el agua que es una molécula polar¹. Los resultados obtenidos fueron los mismos, en todos los casos obtuvimos una presencia de 2 fases.

3.3 SOLUBILIDAD EN ÉTER DE PETRÓLEO: Los alquenos tales que: 1-penteno, ciclohexeno, xileno y naftaleno son totalmente inmiscibles con  otros compuestos de carácter alcano, ya que, los alcanos son solubles únicamente con otros alcanos y los alquenos con otros alquenos, por lo anterior, el éter de petróleo es soluble en el ciclohexano y en la parafina y no en los otros reactivos puestos a prueba². Los resultados que se presentaron fueron totalmente acorde a la teoría aquí mencionada.

3.4 OXIDACIÓN CON PERMANGANATO DE POTASIO: Los compuestos como el naftaleno necesitan de catalizadores en su reacción para ser oxidados, esto debido a su gran estabilidad⁴; el ciclohexano no se oxida con el permanganato de potasio ya que no se evidencia una reacción entre ambos compuestos³. La parafina es un compuesto formado por alcanos, la cual es fácilmente oxidada por las sales de manganeso; el KMnO₄, al ser una de ellas, debe oxidar a la parafina⁶, caso contrario a lo que se obtuvo, ya que la parafina no se oxidó. Esto posiblemente debido a que no se le aplicó la energía necesaria para llevar a cabo la reacción de oxidación; error presentado también con el naftaleno, que no oxidó cuando debió haberse oxidado en presencia de la sal de manganeso, ya que éste es un alqueno. Los alquenos como el naftaleno, el 1-hexeno, el ciclohexeno y el xileno deben oxidarse al reaccionar con el KMnO₄; se debe considerar que dicha reacción presente como catalizador una fuente de energía o calor para que se lleve a cabo la formación del óxido₇.

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