E1B2010: Test de Hidrocarburos

TEST DE HIDROCARBUROS

Castillo Guillermo; Salinas Ismael

Laboratorio de Química Orgánica, Depto. de Química.

Universidad Tecnológica Metropolitana.

[A] Fundamentación Teórica:

Hidrocarburos: Es todo compuesto o mezcla de compuestos, sólidos, líquidos o gaseosos que contienen Carbono e Hidrógeno.

Alcanos y Cicloalcanos

Los alcanos son hidrocarburos en los cuales todos los enlaces carbono-carbono son enlaces simples. Los cicloalcanos son alcanos en donde los átomos de carbono están ordenados en un anillo. Siendo su fórmula molecular es CnH2n+2 para alcanos y CnH2n para cicloalcanos, se caracterizan por ser compuestos estables e inertes en la mayoría de las reacciones, recibiendo nombres como parafinas (leve afinidad), o alifáticos saturados.

Los alcanos son casi totalmente insolubles en agua debido a su baja polaridad asociado a sus enlaces covalentes (apolares) carbono-carbono y a que el carbono y el hidrógeno tienen una electronegatividad semejante (C: 2,5; H: 2,3). Los alcanos líquidos son miscibles entre sí y generalmente se disuelven en disolventes de baja polaridad. Los buenos disolventes para los alcanos son el benceno, tetracloruro de carbono, cloroformo y otros alcanos.

Halogenación de alcanos.

La halogenación de alcanos se lleva a cabo mediante una reacción de sustitución vía radicales libres.

La reacción se lleva a cabo al poner en contacto un halógeno (Br2, debido a su alta selectividad) con el hidrocarburo correspondiente (n-Hexano). Si bien se puede sustituir mas de un Hidrógeno del alcano por bromo, el mecanismo de reacción consta de 3 etapas:

Etapa 1: Iniciación. La molécula de Bromo es descompuesta por luz o calor para formar dos radicales:

Etapa 2: Propagación. El radical Br· producido en la etapa de iniciación, reacciona con el n-Hexano - Ciclohexano, extrayéndole un átomo de hidrógeno. El nuevo radical libre n-hexilo reacciona a su vez con otra molécula de Bromo.

Etapa 3: Terminación. Consiste en la eliminación de los radicales libres por reacción entre ellos.

Alquenos y Cicloalquenos

Los alquenos son hidrocarburos cuyas moléculas contienen el doble enlace carbono-carbono. También llamados olefinas o alifáticos insaturados (junto con los alquinos), sus propiedades son muy semejantes a las de los alcanos. Son insolubles en agua, solubles en disolventes no polares, son menos densos que el agua.

Los métodos para identificar alquenos son varias, a nombrar algunas como:

-Reacción con H2SO4 concentrado

-Reacción con agua de bromo

-Reacción con Ag(NH3)2+

-Reacción con Br2/CCl4

-Reacción con KMnO4

De los cuales éstas 2 últimas escogeremos como test para hidrocarburos insaturados

Halogenación de alquenos.

El cloro o el bromo convierten fácilmente a los alquenos en compuestos saturados que contienen dos átomos de halógeno unidos a carbonos adyacentes mediante una reacción de adición; generalmente, el yodo no reacciona.

La reacción se efectúa mezclando ambos reactivos en tetracloruro de carbono (CCl4) como disolvente inerte. La adición se produce de manera veloz y sin necesidad de estar expuesto a la luz UV o al calor.

Ciclohexeno

Ácido Oleico

Hidroxilación de alquenos (test de Baeyer).

Ciertos agentes oxidantes convierten los alquenos en 1,2-dioles: dihidroxialcoholes que contienen dos grupos OH en carbonos adyacentes. (También conocido como glicoles). Su formación se reduce a la adición de dos grupos hidroxilo al doble enlace.

Siendo el permanganato de potasio (KMnO4) uno de los oxidantes mas utilizados e importantes en la química orgánica, el mecanismo de reacción será como sigue:

[B] Procedimiento Experimental:

Materiales;

· Tubos de ensayo (12) Duran

· Vasos de precipitado 250 ml (4) Boeco

· Gotario (6)

· Gradilla

· Algodón

· Pinzas de madera

· Papel de aluminio

Reactivos:

· Solución de Br2 en CCl4 2%

· Solución de KMnO4 2%

· Ciclohexano P.A, Riedel – De-Haën.

· Ciclohexeno P.A. Sigma-Aldrich

· Hexano P.A, GR

· Acido Oleico nacional.

· Carbonato de sodio P.A Merck

Reacción de hidrocarburos con Br2/CCl4:

· Agregar en tubos de ensayo 1 mL de CCl4 con hexano, ciclohexano, ácido oleico y ciclohexeno, luego agregar 3 gotas de solución de Br2/CCl4.

· Repetir lo anterior en tubos de ensayo a oscuridad (forrados en papel de aluminio), sólo con hexano y ciclohexano.

Reacción de hidroxilación de alquenos (test de baeyer).

· Agregar en tubos de ensayo 1 mL de CCl4 con hexano, ciclohexano, ácido oleico y ciclohexeno, luego agregar una pequeña cantidad de carbonato de sodio (punta de espátula), luego agregar gotas de solución de KMnO4.

[C] Videos Demostrativos:

http://www.youtube.com/watch?v=id7RNtCfAL8 http://www.youtube.com/watch?v=zATHYwfg9HQ

[D] Bibliografía

· Oscar G. Marambio, Patricio F. Acuña, Guadalupe del C. Pizarro; “Métodos experimentales en química orgánica”; Ed. Universidad Tecnológica Metropolitana; páginas 99-103, 116.

· http://www.telecable.es/personales/albatros1/quimica/alcanos/alcanos.htm

· http://organica1.org/qo1/Mo-cap8.htm#_Toc484419736