Práctica No. 1 “OBTENCIÓN DEL ETILENO”
$ Planteamiento del
Problema:
Por
medio de que procesos químicos y reacciones
¿se puede llevar a cabo la obtención del etileno en la mezcla?´
$ Objetivo:
Obtener
el etileno por medio de una mezcla homogénea de ácido sulfúrico y alcohol
etílico.
$ Marco Teórico
El etileno o Eteno, CH2:CH2, peso
molecular 28,05 grs., es el hidrocarburo olefinico o insaturado más sencillo.
Es un gas incoloro e inflamable, con olor débil y agradable. Se usa mucho como
materia prima en la industria química orgánica sintética. La molécula es plana
y está formada por cuatro enlaces
simples C-H y un enlace doble C=C, que le impide rotar excepto a altas
temperaturas. Las reacciones químicas del etileno pueden ser divididas en
aquellas que tienen importancia comercial y otras de interés puramente
académico.
La primera categoría comprende en
orden de importancia:
Polimerización:
La
polimerización del etileno representa el segmento más grande de la industria
petroquímica con el polietileno ranqueado en el primer lugar como consumidor
del etileno. El etileno (99,9 % de pureza), es polimerizado bajo específicas
condiciones de temperatura y presión y con la presencia de un iniciador
catalítico, generándose una reacción exotérmica.
Oxidación: Las reacciones de oxidación
del etileno dan oxido de etilenglicol, acetaldehído y acetato de vinilo;
ranqueados segundo, sexto y octavo respectivamente como consumidores de etileno
en EEUU. El proceso de oxidación directa es utilizado actualmente en reemplazo
del antiguo proceso de oxidación multietapas debido a que es más económico.
Adición: Las reacciones de adición
tienen considerable importancia, en el siguiente orden decreciente de consumo:
Reacción Para la producción de:
Halogenación-Hidrohalogenación
Dicloruro de etileno Cloruro de etileno Di-bromuro de etileno
Alquilación Etilbenceno Etiltolueno
Oligomerización Alfaolefinas Alcoholes
primarios lineales
Hidratación Etanol
El derivado más importante obtenido
por adición es el dicloruro de etileno (ranqueado tercero como consumidor de
etileno), y del que se obtiene el PVC
*Constantes fisicoquímicas:
Punto de fusión -169,4º C
Punto de ebullición -103, 8º C
Densidad del vapor 0,9852 (aire=1)
Tensión superficial al Pto. de
ebullición 16,5 dinas/cm
Viscosidad a 0º C 0,000093 poises
Calor de vaporización al Pto. de
ebull. 118,5 cal/grs
Calor de hidrogenación 32,8 Kcal/mol
Calor de combustión (bruto) 337,28
Kcal/mol
Temperatura crítica 9,90º C
Presión crítica 50,7 Atm.
Densidad crítica 0.227
Límite de inflamabilidad en el
aire
Min 3-3,5%
Max 16-29%
Temperatura de auto ignición en aire a
Presión Atm. 490º C
$ Hipótesis:
$ Material y
Sustancias
*Material
-1 manguera de hule con punta de vidrio
-1
matraz kitasato
-1
probeta de 50 ml
-1
termómetro con tapón
-Soporte
universal
-1
vidrio de reloj
-perlas
de ebullición
-1
parrilla
-1
gradilla con 6 tubos de ensaye
-cuba
hidroneumática
-1
balanza
-1
espátula
-bata
*Sustancias
-Alcohol
etílico (CH3CH2OH)
-Ácido
sulfúrico (H2SO4)
-Sulfato
de cobre (CuSO4)
-Permanganato
de Potasio
-Agua
de bromo
$ Procedimiento
1.
Se arma el equipo. Se
coloca el matraz en el soporte universal Y debajo de éste (matraz) se coloca la
parrilla. Se le introduce la manguera al matraz para después sumergirla en la
cuba hidroneumática con agua hasta la mitad.
2.
Al matraz se le agregan
5 perlas de ebullición; se le agregan las sustancias: 10 ml de alcohol etílico
y o ml de ácido sulfúrico concentrado. Posteriormente el tapón es perfectamente
bien colocado de modo que no deje
escapar el gas que se espera obtener.
3.
Se prende la parrilla al
máximo y se pone a calentar la mezcla de estas sustancias.
4.
Cuando ya hay indicios
de que existe la presencia de un gas, la manguera es introducida en el tubo de
ensaye donde hay permanganato de potasio (morado) y se espera unos minutos
observando si hay cambios.
5.
El siguiente paso es
introducir la manguera en otro tubo de ensaye, pero esta vez donde hay agua de
bromo. Se observa por unos cuantos minutos viendo los cambios que se produce en
dicha sustancia.
6.
Y para terminar, la
manguera queda al aire libre para proporcionarle fuego al gas y ver la reacción
que ocurre. Comprobando que en realidad se obtuvo el etileno.
$ Resultados
Para
finalizar obtenemos el “Etileno” pero para comprobar que efectivamente es dicho
gas, lo sometemos a diversas pruebas.
*Ecuación general ó reacción principal:
Alcohol etílico Ácido
sulfúrico Etileno Agua
CH3CH2OH +
H2SO4 -----------> CH2= CH2 + H2O
*Reacciones de
Identificación:
-Reducción e Insaturación:
C2H6O + KMnO4
---------> MnO2 + KO2 + C2H6O2
Etilenglicol o Etanodiol
-Insaturación:
CH2= CH2 + Br2
(Br-Br) ---------> CH2Br-CH2Br
Dibromuro de etanol
-Combustión:
CH2=CH2 +
O2 ---------> CO2 + H2O
+ ∆
Dióxido de
carbono Agua Energía (calor)
H2SO4 +Na2CO3---------------> Na2SO4 +
H2O + CO2
Sal Agua Dióxido de carbono
$ Observaciones
-Al poner a calentar
el matraz en la parrilla, después de varios minutos comienza a aparecer una especie de gas, que para comprobar que en
realidad estamos obteniendo el etileno, la manguera se introduce en el tubo de
ensaye que contiene permanganato de potasio (morado).
-Y una de las más importantes era ver la combustión, esta reacción que se
produjo al encenderle fuego al gas y confirmando la presencia del etileno.
*Otras observaciones:
-El matraz empezó a evaporarse y adopto un color café oscuro, esto ya
sucedió al final del experimento donde también se pudo notar que la manguera al
ser introducida a la cuba hidroneumática burbujeaba, debido a la presencia del
etileno.
-Es importante que los ácidos estén lo necesariamente concentrados, ya que
si no es así el objetivo de esta práctica no se logra.
$ Conclusiones
Por medio de la deshidratación se
comenzaron a separar las sustancias y se obtuvo etileno en forma de gas, se pudo
comprobar por medio de distintas pruebas que se llevaron a cabo; como el
encender el gas que emergía de la manguera y al ponerlo en contacto con fuego
se notaba una leve llamarada esto indica que era etileno, otra manera de
averiguarlo es al sumergirlo en una charola de agua se notaba un burbujeo
constante o esporádico según la frecuencia de salida que tenía el gas, también
al ponerlo en contacto con soluciones que se tornaban de un color revelador
como se explicó anteriormente en el desarrollo de la práctica.
$ Fuentes de
información
Citada el 20/03/12
a las 20:46 hrs.
Citada el 20/03/12
a las 20:55 hrs.
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