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Práctica de etileno
- 1. UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO COLEGIO DE CIENCIAS Y HUMANIDADES PLANTEL NAUCALPAN MATUTINO QUÍMICA IV Práctica 1: Obtención de etileno Grupo: 618 Equipo: 2 López Coca Montserrat Martínez Bautista Marisol Morales Loza Andrea Osorio Sánchez Araceli Peralta Ildefonso Martha Janneth
- 2. Obtención de etileno OBJETIVOS. Saber cómo se obtiene el etileno en la industria, claro que a menor escala, mediante la experimentación. Obtener etileno, a partir de la reacción de deshidratación inducida en el alcohol etílico, mediante H2SO4 Observar los distintos cambios físicos producidos en los materiales utilizados para llevar a cabo esta reacción. Comprobar si realmente el gas obtenido es alcohol etílico, mediante el uso de KMnO4, agua de potasio y la combustión (debido a que el etileno es un gas muy inflamable, al estar en contacto con fuego, debe haber combustión inmediata). Poder determinar, posteriormente al experimento, las reacciones que se llevaron a cabo en este. MARCO TEÓRICO. Etileno. El eteno o etileno es el hidrocarburo olefinico o insaturado más sencillo, y el miembro más simple de los alquenos. Es un gas incoloro, con un olor débil y agradable. Su fórmula es: La molécula es plana y su enlace doble le impide rotar excepto a altas temperaturas. Es ligeramente soluble en agua, y muy inflamable, produciendo una llama brillante. Se produce comercialmente mediante "cracking" de petróleo y a partir del gas natural. En agricultura se utiliza como colorante y agente madurador de muchos frutos. Propiedades físicas y químicas del etileno.
- 3. Propiedades físicas Fórmula moleculardel ETILENO CH2=CH2 Masa molecular UMA Unidad de Masa Atómica, Dalton 28.05 g/mol Apariencia del ETILENO Gas incoloro. Densidad del ETILENO 1178 kg/m3 Punto de fusión Temperatura del momento en el cual una sustancia pasa del estado sólido al estado líquido. -169.2 °C Punto de ebullición Temperatura que debe alcanzar una substancia para pasar del estado líquido al estado gaseoso. -103.7 °C Temperatura crítica Temperatura límite a la cual un gas no puede ser licuado aunque se aumente la presión. del ETILENO 282.9 K Estado de agregación Sólido, líquido, gaseoso, plasma. del ETILENO Gas Propiedades químicas Solubilidad en agua Medida de la capacidad de una determinada sustancia para disolverse en agua. 3.5 mg/100 ml a 17 °C
- 4. Acidez (pKa) delETILENO 44 Sulfato de Cobre (CuSO4). Ttambién llamado sulfato cúprico, vitriolo azul, piedra azul, caparrosa azul o calcantita es un compuesto químico derivado del cobre que forma cristales azules, solubles en agua y metanol y ligeramente solubles en alcohol y glicerina. Su forma anhídrica (CuSO4) es un polvo verde o gris-blanco pálido, mientras que la forma hidratada (CuSO4·5H2O) es azul brillante. Permanganato de Potasio. El permanganato de potasio es un compuesto químico formado por iones potasio (K+) y permanganato (MnO4−). Es un fuerte agente oxidante. Tanto sólido como en solución acuosa presenta un color violeta intenso. Alcohol etílico. El Etanol o alcohol etílico es un compuesto líquido, incoloro, volátil, inflamable y soluble en agua cuyas moléculas se componen de carbono, hidrógeno e hidróxilos (CH3-CH2-OH). El Etanol se produce a partir de 3 principales materias primas: Sacarosas Almidones Celulosa Ácido sulfúrico. El ácido sulfúrico es un líquido viscoso, de densidad 1,83 g/ml, transparente e incoloro cuando se encuentra en estado puro, y de color marrón cuando contiene impurezas. Es un ácido fuerte que, cuando se calienta por encima de 30ºC desprende vapores y por encima de 200ºC emite trióxido de azufre. En frío reacciona con todos los metales y en caliente su reactividad se intensifica. Tiene gran afinidad por el agua y es por esta razón que extrae el agua de las materias orgánicas, carbonizándolas.
- 5. Por la accióncorrosiva sobre los metales, el ácido sulfúrico genera hidrógeno molecular, gas altamente inflamable y explosivo HIPÓTESIS. Si agregamos CuCO4, H2SO4, y CH3CH2OH en un matraz de Erlenmeyer, y calentamos a 40 °C obtendremos etileno en su estado gaseoso. MATERIALES Y REACTIVOS CANTIDAD MATERIAL UNIDAD CANTIDAD REACTIVO DE MEDIDA 1 Matraz de ml 10 gr H2SO4 Erlenmeyer 4 Tubos de 10 gr CuSO4 ensaye 1 Gradilla 10 ml CH3CH2OH 1 Soporte ¼ de tubo Agua de Bromo universal 1 Parrilla ¼ de tubo Permanganato de
- 6. Potasio 1 Probeta ml Agua 5 Piedras de ebullición 1 Cuba PROCEDIMIENTO 1. Primero se miden y se pesan todas las sustancias: para el ácido sulfúrico y el alcohol etílico se utilizaran 2 pipetas de 10ml para cada una que se enlazaran con la propipeta que ayudara a sacar las sustancias del frasco. Con ayuda de la espátula se coloca el sulfuro de cobre en el vidrio de reloj que será pesada en la balanza. 2. Enseguida se coloca el matraz kitasato en el soporte universal sujetándolo con las pinzas para matraz, y se instala la manguera con punta de vidrio. Anteriormente se pone la parilla bajo el matraz.
- 7. 3. Luego seadiciona al matraz 1g de sulfato de cobre, 10ml de ácido sulfúrico concentrado, 10ml de alcohol etílico y por último se añade 5 piedras de ebullición. 4. Una vez colocado todas las sustancias se tapa el matraz con el termómetro que contiene un tapón horadado. 5. Posteriormente se procede a calentar las sustancias para que estas puedan reaccionar entre sí. 6. Después de un rato se empezara a desprender un gas esta será sumergirá dentro de una cuba hidroneumática donde se introducirá en la probeta que está colocada boca abajo llena de agua el gas empezara a desplazar el agua y la probeta estará llena de etileno. 7. Simultáneamente el gas se introduce en un tubo de ensaye que contiene agua de bromo y se retirara el gas hasta que quede transparente de igual forma se realizara con el permanganato de potasio. 8. Finalmente se realiza una prueba de combustión, donde el etileno arde con una flama brillante.
- 8. 9. Al finalse neutralizo la sustancia del matraz con carbonato de sodio. RESULTADOS En la primera reacción se utilizo alcohol etílico más ácido sulfúrico que sirve como un catalizador por medio de una deshidratación, en el que se obtiene la salida del agua. Sabiendo que todos los ácidos liberan hidrógenos muy reactivos. Donde el hidrogeno del ácido reacciona con el alcohol formando una molécula de agua. Mientras que el electrón libre del ácido sulfúrico se une con el electrón del alcohol formando un intermediario llamado disulfato de etilo después el hidrogeno se une con el oxigeno formando el etileno. Obteniendo así etileno más agua. H2 SO4 CH3 CH2 OH C2 H4 + H2O En la obtención del gas se utilizo dos ecuaciones:
- 9. 1.- El etilenomas permanganato de potasio presenta una ruptura de doble ligadura para que pueda entrar un oxigeno y se oxide así posteriormente formar etilenglicol. Y el permanganato se reduce formando dióxido de magnesio. C2 H4 + Br2 C2 H4 Br2 2.-En el etileno más agua de bromo se observa una ruptura de doble ligadura y por la reacción de adicción a cada carbono se le adiciona un bromo obteniendo dibromoetano. C2 H4 + KMnO4 MnO2 + KO2 + C2 H4 OH 2 En la reacción de combustión el etileno arde debido a su doble enlace (esto indica la razón de la existencia de poco hidrógeno en comparación con la cantidad de carbono). Siendo el eteno muy reactivo. C2 H4 + O2 CO2 + H2O + Para la neutralización se utilizo carbonato de sodio que es una base formando así dióxido de carbono, agua y una sal (sulfato de sodio). H2 SO4 + CaCO3 CO2 + CaSO4 + H2O OBSERVACIONES Nombre de la Descripción de la Reacción sustancia sustancia Sulfato de cobre Formula: CuSO4 Al combinarse con Ac. sulfúrico, alcohol etílico y Sólido piedras de ebullición y ser color azul calentados producen un homogénea burbujeo con una compuesto coloración negra dando como resultado al etileno Ácido sulfúrico Formula: H2SO4 Al combinarse con alcohol concentrado etílico produce una liquido reacción de transparente deshidratación homogénea compuesto Alcohol etílico Formula: CH3CH2OH Al combinarse con H2SO4 liquido Ocurre la misma reacción transparente
- 10. homogénea que el anterior compuesto Piedras de ebullición Son sólidas AI combinarse con todas trasparentes las sustancias forma circular mencionadas homogéneas anteriormente sucede lo compuestos mismo como el CuSO4 Permanganato de Formula: KMnO4 Al introducir etileno potasio produce cambios; primero liquido se vuelve de color café color morado después hay una homogénea decoloración formando compuesto etilenglicol Agua de bromo Formula: Br2 Al introducir etileno produce dibromoetano liquido donde la sustancia es color amarrillo transparente homogénea compuesto Carbonato de sodio Formula: CaCO3 Se utiliza para la neutralización formando sólido dióxido de carbono, agua color blanco y una sal homogénea compuesto base CONCLUSIONES Todas las pruebas hechas con el etileno fueron exitosas, desde el desplazamiento del agua, el cambio de color del permanganato de potasio y el agua de bromo que antes eran morado y amarillo respectivamente pasara a trasparente, además de que se logro ver que el etileno es inflamable. Con lo anterior, pudimos observar un procedimiento sencillo que pueden llegar a realizar las grandes empresas productoras de hidrocarburos, que por supuesto, utilizan procedimientos aun más complejos; sin embargo, esta práctica nos ha permitido conocer cómo es que las industrias son importantes en el país, ya que estas utilizan todos los materiales a su alcance para realizar productos de la vida cotidiana, pero que de igual forma nos permitió conocer las propiedades físicas y químicas del etileno para tener un mayor conocimiento sobre las propiedades de todos los alquenos.
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