Obtención de etileno

En el presente reporte se muestra los pasos que tuvimos que seguir y los materiales y sustancias utilizados para que la práctica se llevara a cabo, dicha práctica fue algo riesgosa y se tuvo que

tener bastante cuidado ya que la mezcla de las sustancias se hizo con su estricto seguimiento para que los resultados fueran favorables y no

ocurriera algún accidente o explotara la mezcla si algo se hacia mal.

Introducción

El etileno es el miembro más simple de los alquenos. Es un gas incoloro, con un olor agradable.

Es ligeramente soluble en agua. Arde con una llama brillante. Tiene un punto de fusión de -169,4 ºC y punto de ebullición de -103,8 ºC. 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.

El ángulo entre los dos enlaces  carbono-hidrógeno es de 117º, muy próximo a los 120º correspondientes a una hibridación sp2.

Marco Teórico.

Al adicionar agua al etileno (reacción de hidratación) para dar etanol; se emplea un ácido como el ácido sulfúrico o el ácido fosfórico como catalizador. La reacción es reversible.

A altas presiones y con un catalizador metálico (platino, rodio, níquel) se puede hacer reaccionar con hidrógeno molecular para dar etano.

Conocer el proceso en el que en un laboratorio se produce etileno.

Obtener etileno por deshidratación de alcoholes, ocupando como sustancia básica el alcohol etílico.

Identificar las propiedades físicas del etileno.

Objetivos:

Si en la practica de laboratorio realizamos las reacciones de oxidación ¿podremos

observas la obtención del etileno?

Planteamiento del problema:

 Si añadimos alcohol (Ch3Ch2OH) y Acido Sulfúrico (H2SO4), con un poco de energía se obtendrá el etileno, al momento de comprobar con el Agua de Bromo y el Permanganato de Potasio (KMnO4), como ambos son de un color especial, si en verdad se obtuvo etileno, hará que estas sustancias adquieran un aspecto transparente.       

Hipótesis:

Cuba hidroneumáticaTermómetro con tapónMatraz kitazatoManguera con punta de vidrioParrilla eléctricaSoporte universal2 Probetas de 50 mLVidrio de relojGradilla con 4 tubos de ensayo

Materiales:

Acido sulfúrico concentradoAlcohol etílico al 96%Sulfato de cobreSolución de permanganato de potasio al

1%Agua de bromo

Sustancias:

Agregar aprox. 10 perlas de ebullición (o de vidrio) al matraz. Agregar 10 mL de alcohol etílico al matraz. Agregar 1g de sulfato de cobre Agregar 10 mL de ácido sulfúrico Sostener el matraz con las pinzas del soporte universal. Tapar bien para que los gases salgan por la manguera. Calentar inicialmente a 25ªC aprox. Llenar de agua la cuba y una probeta Invertir la probeta en la cuba con agua Dejar que se produzca el gas dentro del matraz y salga por la

manguera Meter la manguera en el interior de la probeta que esta invertida en la

cuba Comprobar que el gas que se está produciendo es etileno.

Procedimiento:

La mezcla del ácido sulfúrico y del permanganato de potasio se colocó en el matraz y se puso a calentar en la parrilla, después de unos minutos tomo una coloración obscura y conforme aumentaba la temperatura se empezó a producir un gas que, se presumía, era etileno. El cual provocaba una picazón en la nariz y garganta.

Resultados:

Unas de las pruebas que realizamos para ver si el humo que salía era etileno fue meter la manguera que desprendía el producto la reacción del etanol y del ácido sulfúrico en un tubo de ensayo que contenía agua de Bromo. Rápidamente reaccionaron y cambió de color amarillo a incoloro, y con el KMnO4 el cambio fue un poco mas tardado ya que el color del KMnO4 es mas oscuro y fuerte y el proceso con este tardó más pero sí se logró decolorar esta sustancia.

Como último proceso, se hizo una reacción de neutralización con el CaCO3 y el H2SO4, con el fin de no dañar la tarja. Al irse depositando el carbonato dentro del matraz comenzó a reaccionar (efervescencia) por un largo tiempo, poniéndose la solución en un color negro y el carbonato poco a poco se iban disolviendo en la solución del matraz.

Reacción de deshidratación:Alcohol etílico (CH3-CH2-OH) + Acido sulfúrico

(H2SO4 )+ (calor a 100ºC) → EtilenoEn donde el OH del alcohol y el H del ácido se enlazan y el H2SO4 se regenera para formar

el gas.

Observaciones:

Reacciones de identificación del etileno:

Reacción de combustión u oxidación:

Etileno (CH2=CH2 ) + Oxígeno(O2)+ → Dióxido de carbono (CO2 )+ Agua (H2O) +Energía

En donde gracias a la presencia de calor y el oxígeno en el etileno se obtendrá energía.

Reacción de adición:Etileno (CH2=CH2 ) + Agua de bromo (Br2)

→ 1,2 dibromoetano.

En donde: se rompe el doble enlace del etileno y el agua de bromo (sustancia amarilla) se vuelve transparente.

Reacción de oxidación:Etileno (CH2=CH2 ) + permanganato de potasio

(KMnO4) → Oxido de magnesio (MnO2) + Oxido de potasio (K2O) + 1,2 dihidroxietano

En donde: primeramente el magnesio del permanganato (solución morada) se oxida y así va cambiando el color de la sustancia pasando por un varios tonos de café y rojo. Finalmente queda transparente con precipitado como color café.

Acido sulfúrico (H2SO4 )+ Carbonato de sodio (CaCO3) → Sulfato de sodio (Na2SO4 ) + Agua (H2O) + Dióxido de carbono (CO2 )

En donde: el acido sulfúrico (sal) se neutraliza con una base. Se neutraliza el H2

SO4 que se regeneró para formar el gas etileno.

Reacción de neutralización:

Una de las reacciones más valiosas del enlace C-O de los alcoholes es la deshidratación para obtener alquenos. El enlace C-O y un enlace C-H vecino se rompen y se forma, por tanto, un enlace π de un alqueno.

Con frecuencia, la deshidratación se lleva a cabo cuando se trata un alcohol con un ácido fuerte. En este caso, utilizamos etanol y ácido sulfúrico para producir eteno.

Conclusiones:

En este tipo de reacciones hay pérdida de agua, generación del alqueno y la regeneración del ácido.

Es una reacción complicada y peligrosa, pero que si se lleva a cabo con las precauciones adecuadas, da a lugar a la creación de muchos de los gases que se utilizan hoy en día tanto en la industria como en el hogar; por lo que el entendimiento de este método es de suma importancia.