PROCESO DE OBTENCIÓN DEL GAS ETENO POR

DESHIDRATACIÓN DE ALCOHOL ETÍLICO CON ACIDO SULFÚRICO

COMO CATALIZADOR

INTRODUCCIÓN

En este proyecto encontraremos información acerca decómo es el proceso de obtención del eteno mediante ladeshidratación del alcohol etílico en presencia de ácidosulfúrico como catalizador en el laboratorio, tambiéndescribiremos conceptos que serán útiles en nuestraformación como técnicos petroquímicos.

Los alquenos juegan un papel fundamental en la síntesisorgánica, gracias a que son un grupo funcional versátil,sobre el en cual pueden realizarse múltiplestransformaciones (oxidaciones, reducciones, etc...),además de que presentan isomería geométrica, lo queles confiere diferentes propiedades físicas, químicas ybiológicas.

PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN

1.1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

El etileno se ha utilizado en la práctica desde los antiguosegipcios, que hacían muescas a los higos para estimularla maduración (la herida estimula la producción de etilenopor los tejidos de la planta).

En la actualidad el eteno es utilizado para la maduraciónde frutas y vegetales para exportación, también lo usanpara producir humo negro en grandes industrias.

Desde el descubrimiento de este compuesto llamadoetileno o eteno, el cual puede ser obtenido por variasformas, una de ellas es por medio del craqueó o crackingdel petróleo en las industrias, que lo utilizancomercialmente, y también por medio de laboratorios.

Nosotros vamos abordar la obtención del etileno enel laboratorio por el método más comúnmente usadoen este campo que es por medio de la deshidrataciónde alcoholes, que es la separación de hidrácidos dehalogenuros de alquilo o la eliminación de halógenosde un di halogenuro vecinal.

Este proceso consiste en la transformación de unalcohol para poder ser un alqueno por proceso deeliminación, en este caso trabajaremos con el etenoa partir de la deshidrogenación de alcohol etílico quepresenta condiciones normales de temperatura ypresión como un líquido incoloro e inflamable con unpunto de ebullición de 78 C. Utilizando el ácidosulfúrico como catalizador.

1.2 DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA

Para nadie es un secreto la creciente demanda que emiten las industrias

colombianas, en el sector productivo petroquímico anualmente, con las nuevas

implementaciones e innovaciones que ha traído el petróleo y la gasolina.

Actualmente el sector petroquímico ha aumentado el índice de empleo en hasta

un 20% en los últimos 3 años, disminuyendo así el índice de desempleo en

Colombia.

Hoy en día las instalaciones del colegio Nuestra Señora del Carmen

(DEPARTAMENTAL), prestan sus servicios a la comunidad, dejando que un

grupo de jóvenes se capaciten en ese espacio por medio de la Fundación

Universitaria Antonio de Arévalo (TECNAR). Pero de ahí nace el problema para

aquellos que se han decidido por el área petroquímica, porque el colegio no

cuenta con un laboratorio, es decir que estos estudiantes no poseen habilidades

prácticas, en el manejo de herramientas, identificación de sustancias químicas o

conocimientos de algún proceso industrial. Dejándolos así con una breve

desventaja frente a los demás egresados de las diferentes instituciones

universitarias.

Este proyecto nace de aquella necesidad, aquímostraremos de manera práctica e ilustrativa elproceso de obtención del gas eteno a partir dela deshidratación del alcohol etílico en ellaboratorio utilizando el ácido sulfúrico comocatalizador.

Lo que se busca con esto es describir demanera clara y concisa los pasoscorrespondientes, ya que para muchos denosotros, estudiantes de plantas petroquímicasde TECNAR, se nos es indispensablesidentificar cada uno de estos procesospetroquímicos.

¿Cómo es el proceso de obtención

del gas eteno a partir de la

deshidratación del alcohol etílico con

ácido sulfúrico como catalizador en

el laboratorio?

2. JUSTIFICACIÓN

La importancia de nuestro trabajo, es conocer elprocedimiento de cómo se obtiene el eteno a partir dedeshidratación de alcohol etílico utilizando comocatalizador ácido sulfúrico con una temperatura mayor de140ºC en el laboratorio.

Este proyecto es adecuado, ya que demuestra cómo sepuede obtener el eteno a partir de la deshidratación deletileno con base en el laboratorio, así podemos conocersu reactividad con el ácido sulfúrico.

Como futuros trabajadores en el área de la industriadesempeñándonos como operadores petroquímicos, senos he indispensable conocer los pasos de obtención oextracción de una sustancia química en el proceso deproducción de compuestos.

3. OBJETIVOS

3.1 OBJETIVO GENERAL

• Conocer el procedimiento de obtención

del gas eteno a partir de la deshidratación del

alcohol etílico con ácido sulfúrico como

catalizador.

3.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS

• Analizar como es el proceso dedeshidratación de alcohol etílico con ácidosulfúrico como catalizador en el laboratorio.

• Identificar la obtención y resultados.

• Saber cuál es el proceso de cada uno deestos compuestos

• Aprender cómo se utiliza los instrumentos delaboratorio

• Conocer acerca del gas eteno

4. MARCO REFERENCIAL

4.1 MARCO TEÓRICO

El etileno, es un compuesto que se conocía desde la antigüedady se conocían sus efectos sobre el crecimiento mucho antes deque se relacionara con la auxina; era considerado ya comofitohormona.

La historia botánica del etileno se remonta al siglo XIX, cuandolas ciudades se iluminaban con lámparas de gas. En Alemania,se demostró que el gas que se perdía desde las lámparas de gasera el principal causante de la defoliación que ocurría en losárboles que se encontraban en las calles.

WIESNER (1878): curvaturas y nutaciones provocadas en tallosde plántulas

MOLISH (1884): efecto del gas del alumbrado en la defoliaciónde los árboles de sombra.

DIMITRI NELJUBOW (1902): identifica al etileno y acetilenocomo componentes activos del gas del alumbrado.

• El etileno fue usado en la practica desde el

antiguo Egipto, en donde se trataban con gas

los higos para estimular su maduración

• En la antigua china se quemaba incienso en

locales cerrados para incrementar la

maduración de las peras.

4.2 MARCO CONCEPTUAL

Los alquenos u olefinas son hidrocarburosinsaturados, es decir que un átomo de carbono no seencuentra saturado puesto que tiene uno o variosdobles enlaces carbono-carbono en su molécula.

El eteno o etileno es un hidrocarburo insaturadogaseoso, es el miembro más simple de la familia delos alquenos.

Un catalizador propiamente dicho es una sustanciaque está presente en una reacción química encontacto físico con los reactivos, y acelera, induce opropicia dicha reacción sin actuar en la misma.

La deshidratación es la pérdida excesiva deagua y sales minerales de un cuerpo. Puedeproducirse por estar en una situación demucho calor, ejercicio intenso, falta debebida o una combinación de estos factores.

Las auxinas son un grupo de fitohormonasque funcionan como reguladoras delcrecimiento vegetal. Esencialmenteprovocan la elongación de las células.

ANTECEDENTES

Este proyecto está basado en la obtención deetileno (eteno) en el laboratorio, el cual se preparacalentando a unos 160 °C una mezcla de unvolumen de alcohol etílico de 95% y dosvolúmenes de ácido sulfúrico concentrado con unpoco de sulfato de aluminio desecado. El gas quese desprende burbujea por una solución deNaOH, que retiene el CO2 Y SO2, provenientesde la reducción del H2SO4, por el carbonoproducido por una ligera carbonización delalcohol, después el gas pasa por el H2SO4 queretiene el alcohol arrastrado y el óxido de etilo quese forma en pequeñas cantidades.

Este proyecto también guarda referencia conotros proyectos, que se relacionan con eletileno (eteno), uno de ellos es el proyectorealizado Ministerio de Sanidad y Consumo,este proyecto trata de la oxidación del gasetílico producto de este, es un gas incoloro atemperatura ambiente, con olor a partir deconcentraciones de 700 ppm; y el cual esusado en industrias como materia prima en laelaboración de productos químicos orgánicos.

TIPO DE INVESTIGACIÓN

INVESTIGACIÓN DESCRIPTIVA

Examinan las características del problema escogido.

Lo definen y formulan sus hipótesis.

Enuncian los supuestos en que se basan las hipótesis y los procesos adoptados.

Eligen los temas y las fuentes apropiados.

Seleccionan o elaboran técnicas para la recolección de datos.

Establecen, a fin de clasificar los datos, categorías precisas, que se adecuen al propósito del estudio y permitan poner de manifiesto las semejanzas, diferencias y relaciones significativas.

Verifican la validez de las técnicas empleadas para la recolección de datos.

CONOSCAMOS EL PROCESO DE OBTENCION DEL

GAS ETENO

Material

· 1 matraz kitazato de 250ml.

· 1 probeta de 25ml.

· 1 soporte universal

· 1 pinzas para tubo de ensayo

· 1 pinzas para matraz

· 1 gradilla

· 1 balanza

· Perlas de ebullición

· 1 pipeta

· 1 tapón mono horadado

· 1 encendedor

· 1 termómetro con escala de 250°

· 1 manguera de látex con punta de vidrió

· 1 cuba hidroneumática

· 1 parrilla eléctrica

· 2 tubos de ensaye de 20x 200

Sustancias

· Agua

· 10ml de Ácido sulfúrico concentrado

· 10 ml de alcohol etílico

· 1gr de sulfato de cobre

· Disolución al 1% de permanganato de potasio

Ø Disolución acuosa de bromo al 1%

PASOS

1. En el matraz kitazato de 250 ml se colocan los10 ml de alcohol etílico y cuidadosamente se leañade 10 ml de acido sulfúrico concentrado.

2. Se mezcla bien y una vez que este fría ladisolución formada, se le colocan las perlas deebullición, se le coloca al matraz un tapónmono horadado, y en el orificio se introduce eltermómetro, cuyo bulbo deberá penetrar casial fondo de la capa liquida, luego de esto sedebe sellar muy bien para evitar fugas.

PASOS

3. Por otro lado se instala el soporte universal, con la pinza

para matraz y la parrilla eléctrica. El tubo lateral del matraz va

unido mediante un trozo de manguera de látex a un tubo de

vidrio, el cual se introduce en la cuba hidroneumática

conteniendo agua.

PASOS

4. Caliente suavemente el matraz con parrilla eléctrica, hasta

que la mezcla alcance una temperatura entre 160-170° C. Tan

pronto empiece a fluir el gas en el tubo de ensayo, se le

recoge por desplazamiento de agua. Antes de que quede

totalmente lleno de gas hay que sacarlo, y al mismo tiempo

tapa con un papel húmedo la boca del tubo de ensayo e

inmediatamente se hace la prueba de Bayer y la del agua de

bromo.

Pruebas de Bayer

Se le agrega a uno de los tubos de ensayo unadisolución al 1% de permanganato de potasio,inserta dentro del líquido la punta del tubo devidrio de la manguera de látex.

Resultados

En esta prueba se hace reaccionar el gas deletileno con la disolución de permanganato depotasio. Este en un principio tiene una coloraciónmorada y al tener contacto con el etileno empiezaa cambiar de color, y poco a poco llega a sertransparente.

Prueba de agua de bromo

Añadir a un tubo de ensayo una disolución acuosa debromo al 1%, de nuevo inserta dentro de la disoluciónla punta de vidrio.

Resultado

En esta prueba se hace reaccionar el gas etileno con ladisolución de bromo. En un principio el agua de bromotiene una coloración amarillenta similar a la orina,cuando se le somete al contacto con el gas etileno estese va tornando cada vez mas claro hasta llegar a sertotalmente transparente. Su reacción es rápidacomparada a la prueba de Bayer.

Prueba con oxígeno

Saca la punta de vidrio y deja que el gas de etilenosalga al aire libre, inmediatamente usa el encendedor yenciéndelo, acércalo a la punta de vidrio. Observa loque sucede.

Resultado

En esta prueba se le hace reaccionar al gas etileno conel oxígeno. Esto se logra a través de acercarle unafuente de calor al gas, es por ello que se usa unencendedor. Cuando se le acerca la flama al etilenoeste funciona como un gran combustible, ya que avivamas la llama lográndose observar que este genera ydesprende grandes cantidades de energía.

REACCIONES LLEVADAS A CABO

CONCLUSIÓN

En resumen el eteno o etileno es un compuestoinsaturado y gaseoso y el miembro más simple de losalquenos.

Basándonos en este compuesto en nuestro proyectopudimos demostrar cómo se puede obtener el etenopor deshidratación de alcohol utilizando comocatalizador el ácido sulfúrico; aquí pudimos observarla oxidación del gas eteno y las reacciones de este,ya que es uno de compuestos más utilizados en lasindustrias y es fundamental para nuestra carrerasaber identificar los compuestos químicos.

GRACIAS !