Derivados de carbono

INTRODUCCIÓN:

• El siguiente informe está basado sobre el hidrocarburo alcano más sencillo cuya fórmula química es CH4 (metano) sustancia no polar que se presenta en forma de gas a temperaturas y presiones ordinarias.

• También es importante reconocer el modo de uso que este tiene en la tierra como también las distintas fuentes de donde proviene para el mejor entendimiento de este hidrocarburo que es el metano.

• El elemento carbono es único: en combinación con, aproximadamente, media docena de otros elementos forma más de un millón de compuestos conocidos, y de este modo tiene una química más extensa que la de cualquier otro elemento. No es de sorprender que haya un enorme interés en el estudio del carbono y sus derivados, ya que sus compuestos intervienen en todos los procesos vitales. Uno de los problemas más intrigantes en la ciencia es el descubrimiento de las relaciones que hay entre la estructura molecular y la actividad fisiológica.

• Entre los derivados del carbono se encuentran los hidrocarburos, que como su nombre indica, son compuestos formados únicamente por carbono e hidrógeno. Los hidrocarburos también reciben el nombre de alcanos, siendo el metano el compuesto de estructura más sencilla, constando únicamente de una molécula de carbono y cuatro de hidrógeno.

• Ya en la antigüedad se observó la existencia en la naturaleza de corrientes gaseosas combustibles que salen del interior de la tierra; sin embargo el conocimiento concreto del metano se debe a Volta (1778) y a Henry (1805), que enseñaron a diferenciarlo de otros gases combustibles.

• El metano durante mucho tiempo no ha tenido aprovechamiento alguno, pero ahora comienza a ser utilizado como fuente de energía en numerosas aplicaciones; así por ejemplo, en Italia, aprovechando la inagotable producción y por falta de combustibles líquidos, se utiliza como carburante para automóviles y se sirve a presión en depósitos especiales que pueden ser fácilmente intercambiados en las estaciones de servicio; de la misma forma se emplea en Alemania, particularmente en Renania.

OBJETIVO:

En el siguiente informe tendremos en cuenta los siguientes objetivos:

 Reconocer que el metano es un hidrocarburo alcano más sencillo.

 Entender las reacciones que este tiene.

 Para la comprensión del tema y la mejor enseñanza en los alumnos respecto a este hidrocarburo que es el metano.

 Saber diferenciar lo bueno y lo malo que esto provoca tanto para el ser humano y el medio ambiente.

 Reconocer distintos usos que este tiene.

FUNDAMENTO TEORICO:

METANO:

El metano se produce por la descomposición de substancias vegetales, principalmente celulosa, por la acción de microorganismos, y se desprende del cieno de algunos pantanos, por lo que también suele denominarse gas de los pantanos.

El metano se desprende también, más o menos puro, de los volcanes de fango y de algunas aguas y fuentes no cenagosas.

Se produce asimismo en las minas de carbón de piedra y de lignito, por descomposición lenta de las materias orgánicas, acumulándose en las hendeduras y cavidades mezclado con nitrógeno y anhídrido carbónico. Este compuesto al contacto con el aire, gas grisú, produce terribles explosiones, que causan numerosas muertes entre los trabajadores del sector minero, a pesar del uso de la lámpara de seguridad Davy y del metanómetro.

Es el hidrocarburo alcano más sencillo, cuya fórmula química es CH4.

Cada uno de los átomos de hidrógeno está unido al carbono por medio de un enlace covalente. Es una sustancia no polar que se presenta en forma de gas a temperaturas y presiones ordinarias. Es incoloro e inodoro y apenas soluble en agua en su fase líquida.

Constituye hasta el 97% del gas natural. En las minas de carbón se le llama grisú y es muy peligroso ya que es fácilmente inflamable y explosivo. No obstante en las últimas décadas ha cobrado importancia la explotación comercial del gas metano de carbón, como fuente de energía.

El metano es un gas de efecto invernadero relativamente potente que contribuye al calentamiento global del planeta Tierra ya que tiene un global. Esto significa que en una media de tiempo de 100 años cada kg de CH4 calienta la Tierra 23 veces más que la misma masa de CO2, sin embargo hay aproximadamente 220 veces más dióxido de carbono en la atmósfera de la Tierra que metano por lo que el metano contribuye de manera menos importante al efecto invernadero.

PROPIEDADES:

El metano es el componente mayoritario del gas natural, aproximadamente un 97% en volumen a temperatura ambiente y presión estándar, por lo que se deduce que en condiciones estándar de 0 °C y una atmósfera de presión tiene un comportamiento de gas ideal y el volumen se determina en función del componente mayoritario de la mezcla, lo que quiere decir que en un recipiente de un metro cúbico al 100% de mezcla habrá 0.97 metros cúbicos de gas natural; el metano es un gas incoloro e inodoro. Como medida de seguridad se añade un odorífero, habitualmente metanotiol o etanotiol. El metano tiene un punto de ebullición de -161,5 °C a una atmósfera y un punto de fusión de -183 °C. Como el gas es sólo inflamable en un estrecho intervalo de concentración en el aire (5-15%). El metano líquido no es combustible.

1) FISICAS:

 El punto de fusión y el punto de ebullición en los hidrocarburos depende de la longitud de la cadena, debido a las fuerzas de Van Der Waals. Debido a ésto, al ser el metano el hidrocarburo más sencillo sus puntos de fusión y ebullición son relativamente bajos, situándose el primero en -183ºC y el segundo en -162ºC.

 Su estado natural es gaseoso, al igual que el etano, el propano y el butano; y a diferencia de los alcanos desde C5 hasta C16 que son líquidos; de ahí en adelante son sólidos de aspecto céreo.

 Al ser un compuesto prácticamente no polar resulta insoluble en agua, pero sí en disolventes apolares como el benceno, éter, tetracloruro de carbono, etc.

2) QUIMICAS:

La mínima polaridad de los enlaces de los hidrocarburos saturados es la causa de su inercia química, razón por la cual han sido llamados parafinas (poca afinidad). Únicamente dan reacciones de tipo radical, generalmente de sustitución.

a) HALOGENACION:

Si se expone una mezcla de cloro y metano a la luz solar se produce una reacción muy

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