Quimica Del Carbono

RESUMEN

En la práctica se realizo el montaje de un sistema de carbonización por tubo de ensayo, se realizo el método de carbonización de reacción directa con acido sulfúrico y azúcar, dando como resultado en ambos procesos la formación de carbono en formas similares.

Se calculo el porcentaje de carbono en las muestras de aserrín y azúcar y el porcentaje de alquitrán en el aserrín, se obtuvo la masa residual de carbono obtenido a partir de los datos experimentales para luego hacer una comparación con el peso inicial de cada muestra utilizando la ecuación 1,

En el aserrín los porcentajes de carbón y alquitrán son muy similares, y juntos reflejan que con los principales constituyentes en el aserrín, mientras la azúcar tiene un bajo porcentaje de carbón.

OBJETIVOS

General

Conocer y utilizar técnicas experimentales para la determinación de componentes en algún material, que es de utilidad en la industria.

Específicos

1. Conocer acerca del proceso de carbonización y calcinación de la materia orgánica.

2. Adquirir conocimientos generales sobre la obtención de compuestos orgánicos a partir de la materia orgánica.

3. Determinar lo ocurrido en la interacción del acido sulfúrico y azúcar.

4. Determinar en qué material estudiado tiene mayor participación el carbono.

1. MARCO TEÓRICO

Carbonización:

El proceso de calentamiento de materiales orgánicos en ausencia de aire se denomina pirolisis o carbonización. Por lo general se utiliza el término pirólisis cuando dicho proceso se enfoca a la obtención de los gases y aceites que se producen y carbonización cuando (como en el caso del carbón vegetal) el proceso se dirige hacia la obtención del producto sólido resultante (carbonizado). Durante carbonización de la madera se producen una serie de cambios químicos y pueden distinguirse tres fases claramente diferenciadas. En una primera etapa hasta alcanzar los 170 ºC se produce fundamentalmente la deshidratación de la madera y la destilación de algunos aceites esenciales; unido todo ello a una pequeña degradación de la madera. Hasta los 270 ºC hay un abundante desprendimiento de gases (CO2 y CO principalmente) y de líquidos acuosos. En la última etapa hasta alcanzar la temperatura final en torno a los 600 ºC, donde se produce la pirólisis o carbonización, propiamente dichas, el desprendimiento de substancias volátiles es máximo. El residuo sólido resultante es el carbón vegetal. El rendimiento en carbón del proceso puede variar dentro de limites muy amplios dependiendo del tipo de madera, de su contenido en agua y de las condiciones en que se haya operado en la carbonización (tiempo de calentamiento y temperatura alcanzada). Es deseable que el contenido en humedad de la madera sea lo más bajo posible y, en cualquier caso, no superior al 15 - 20%. Dado que la madera fresca recién cortada contiene un 40 - 60% de agua se aconseja una desecación previa de la misma bien al aire, o por cualquier otro procedimiento. Si se parte de madera seca puede obtenerse un rendimiento entre el 25% y 33% de carbón vegetal.

En esencia para obtener carbón vegetal a partir de la madera lo que se hace es crear una barrera física que aísla la madera del exterior, para evitar que al calentarla el oxígeno del aire la incendie. De este modo se logra la carbonización. Las diferentes tecnologías que se utilizan se basan en las distintas formas de crear esta barrera física que puede ser de tierra, ladrillos, cemento armado y metal. En las distintas formas de secar y calentar la madera. Si el calor empleado está originado por la propia madera de la carga o por algún otro combustible que se separa de la carga de madera que va a ser carbonizada. En función de que el proceso de producción sea continuo o discontinuo. En los procesos continuos, el carbón se obtiene sin interrupción, frente a los procesos discontinuos en los que transcurren varios días entre una obtención de carbón y la siguiente obtención. Las tecnologías continuas y de alta producción, con sistemas de control más o menos sofisticados, se denominan industriales a diferencia de las artesanales como la parva tradicional que es un proceso discontinuo.

Obtención de un material carbonoso mediante deshidratación de azúcar con ácido sulfúrico:

Al añadir ácido sulfúrico al azúcar tiene lugar una reacción de deshidratación del azúcar provocada por el ácido sulfúrico, de acuerdo con la reacción: C12H22O11 = 12 C + 11 H2O. La sacarosa se convierte en un residuo carbonoso, mientras que el agua se desprende en forma de vapor provocando ese ascenso de la masa y esa textura esponjosa. Este experimento es relativamente sencillo, pero hay que tener en cuenta que el ácido sulfúrico concentrado es muy corrosivo y que la reacción que tiene lugar es muy exotérmica, es decir se desprende bastante calor, lo cual hace que el experimento no esté exento de ciertos riesgos, por lo que no es aconsejable intentar repetirlo si no disponemos de las medidas de seguridad apropiadas.

Características de los compuestos del carbono:

Las principales propiedades de los compuestos orgánicos se recogen a continuación:

• Forman parte de los seres vivos o de las sustancias relacionadas con ellos, (contienen CHONPS).

• Sus enlaces intramoleculares son covalentes y los intermoleculares puentes de hidrógeno o fuerzas de Van der Waals.

• La mayoría son insolubles en agua y solubles en disolventes orgánicos.

• La mayoría se desnaturalizan por el calor y arden con facilidad.

• Sus reacciones suelen ser lentas al tener que romper enlaces muy estables.

• En sus reacciones se suelen producir reacciones secundarias y rendimiento variables.

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