OBTENCIÓN DE METANO

LABORATORIO Nº 5

OBTENCIÓN DE METANO

1. OBJETIVO GENERAL

 Sintetizar gas metano en el laboratorio y observar algunas de sus propiedades químicas

Objetivos Específicos

 Desarrollar experimentalmente los procedimientos y tecnicas que se usan para obtener alcanos.

 Comprobar las propiedades comburentes y combustibles del metano

2. INTRODUCCION

La mayor parte de los compuestos orgánicos son extraordinariamente sensibles al calor y se funden o descomponen a temperaturas inferiores a 300º C.

Cuando se calientan, se descompone su molécula, fraccionándose y dejando casi siempre un residuo negro de carbón. Los elementos distintos que se presentan en la composición de las sustancias orgánicas están limitados a tres o cuatro y casi siempre son los mismos. La molécula de los compuestos orgánicos, en la mayoría de los casos, tienen un gran número de átomos y por consiguiente un elevado peso molecular.

Los compuestos orgánicos no son solubles en agua pero lo son en los disolventes orgánicos.

Las fuentes principales de hidrocarburos saturados son el carbón mineral, el gas natural y el petróleo. Algunas reacciones permiten sintetizar alcanos en el laboratorio, una para obtener el metano es la siguiente.

3. MARCO TEÓRICO

El metano 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.

En la naturaleza se produce como producto final de la putrefacción anaeróbica de las plantas. Este proceso natural se pude aprovechar para producir biogás. Constituye hasta el 97% del gas natural. En las minas de carbón se llama grisú y es muy peligroso ya que es fácilmente inflamable y explosivo.

El metano es importante para la generación eléctrica ya que se emplea como combustible en las turbinas de gas o en generadores de vapor. Es utilizado en procesos químicos industriales y puede ser transportado como líquido refigerado (gas natural licuado, o GNL). En la industria química, es la materia prima para la producción de hidrógeno, metanol, ácido acético y anhidro acético.

El metano se prepara fácilmente en el laboratorio por la descomposición térmica del acetato de sodio, e hidróxido de sodio en presencia de oxido de calcio como catalizador según la reacción:

CH3COONa + NaOH CH4 + Na2CO3

El gas formado se recoge por desplazamiento de agua.

4. MATERIALES

• 1 Capsula de porcelana

• 2 Pinzas para crisol y tubo

• 4 tubos ensayo

• Un tapón mono horadado

• Soporte universal

• Malla de asbesto

• Cubeta

• Astilla de madera pequeños

• Mechero

• Tubo con desprendimiento lateral

• Nueces

REACTIVOS

• 10 gr de acetato de sodio

• 10 gr cal sodada

• 2 ml agua de bromo

• 2 ml reactivo de Bayer Imagen propia

• 5 gr cal sodada

5. PROCEDIMIENTO

1. Preparamos previamente cuatro tubos de ensayo de la siguiente forma: dos de ellos colocados en forma invertida y llenos de agua en la cubeta, al otro agregamos 2 ml de agua de bromo y al cuarto adicionamos ml de reactivo de Bayer.

2. Colocamos en una capsula de porcelana 10g de acetato de sodio lo calentamos hasta que se “derritió”, dejamos enfriar y volvimos a calentar hasta que obtuvimos un polvo de color gris.

Imagen propia

3. Cuando el polvo se enfrió lo mezclamos en un balón con desprendimiento lateral con 5 gr de cal sodada, calentamos el balón, primero por los lados y después por donde se encontraba la mezcla.

Imagen propia

Imagen propia

4. Recogimos el gas que se desprendió en los tubos preparados en la cubeta y observamos el color y olor, lo acercamos a un cerillo encendido.

5. Hicimos burbujear el gas en los tubos preparados que contenían agua de bromo y reactivo de Bayer.

6. RESULTADOS

a) ¿Cual fue el gas que se produjo?

Se obtiene metano y carbonato de sodio, por medio de la reacción que se conoce como método de Dumas y se produce haciendo reaccionar acetato de sodio con cal sodada (hidróxido de sodio y óxido de calcio) sometiendo los reactivos al calor. El acetato de sodio se descompone.

CH3-COONa + (NaOH + CaO) CH4 + Na2CO3 Acetato de sodio Carbonato de sodio

b) Cuando se le acerco la cerilla encendida ¿Qué reacción se realizo?

Al acercar el fósforo se enciende rápidamente, por medio de la combustión. Este desprende carbón por medio de una llama suave. El metano al mezclarse con el oxigeno se convierte en inflamable, porque el oxígeno actúa como comburente y oxidante.

c) Indique si hubo reacción en el agua de bromo y con el reactivo de Bayer.

Ninguna, ya que estos reactivos son oxidantes fuertes, los alcanos (metano y hexano) son hidrocarburos combustibles pero para producir combustión falta cerrar el triángulo para producir ese efecto que es el calor. Sólo se puede decir que el hidrocarburo es menos denso que la solución de permanganato de potasio pues éste es quien sobrenada.

7. PREGUNTAS DE INTERPRETACIÓN

a) Escriba las reacciones que tiene lugar en el experimento:

1. El metano será oxidado parcialmente para obtener monóxido de carbono e hidrogeno.

2. El metano también reacciona con el agua para formar monóxido de dióxido de carbono y mas hidrogeno, este ultimo a su vez reacciona con

el resto de CO para formar metanol, las reacciones que se llevan a cabo son :

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