Propiedades quimicas de Hidrocarburos.

PROPIEDADES QUÍMICAS DE LOS HIDROCARBUROS

Para comprender el comportamiento químico de los compuestos orgánicos es necesario conocer los factores de estabilidad o de reactividad que afectan cada una de las reacciones químicas en las cuales ellos intervienen, saber qué sucede y cómo sucede. Para familiarizarnos más con los aspectos que rigen dichas reacciones debemos abordar en primera instancia algunos conceptos que son de mucha utilidad.

Reactividades relativas: Comparación de las velocidades de reacción, por ejemplo, cuando decimos que el cloro es más reactivo con el metano que el bromo, entendemos que, en las mismas condiciones (igual concentración, igual temperatura, etc.) el cloro reacciona más rápidamente con el metano que el bromo. Desde otro punto de vista, queremos decir que la reacción con bromo debe realizarse en condiciones más vigorosas (concentración mayor o temperatura más elevada) para que proceda a la misma velocidad que la cloración. Cuando decimos que el metano y el yodo no reaccionan, entendemos que la reacción es demasiado lenta como para ser significativa.

Mecanismo de reacción: Descripción detallada, paso a paso, de una reacción química. Es solamente una hipótesis propuesta para explicar los hechos que permite hacer predicciones que luego se cumplen, si es consistente con mecanismos para otras reacciones relacionadas. Sabiendo como tiene lugar una reacción, podemos modificar las condiciones experimentales – no por tanteo sino lógicamente – para que mejore el rendimiento del producto que nos interesa o para cambiar por completo el curso de la reacción y obtener un resultado diferente. A medida que aumenta nuestro conocimiento de las reacciones, también aumenta nuestra capacidad para controlarlas.

Inhibidor: Sustancia que retarda o detiene una reacción, aún estando presente en cantidades pequeñas.

Calor de reacción: En todas las reacciones químicas es importante considerar los cambios energéticos involucrados, puesto que estos son los que determinan en gran medida su velocidad y si realmente se va a realizar. La Energía de activación, entendida como la energía mínima que debe proporcionar una colisión entre los átomos para que se produzca reacción es quien está directamente relacionada con la velocidad de las reacciones químicas, de acuerdo con la Energía de activación, las reacciones químicas pueden ser endergónicas  (aquellas que requieren la aplicación de energía para que se lleven a cabo) y las reacciones exergónicas (aquellas que liberan energía durante su desarrollo). Generalmente las reacciones exotérmicas proceden sin dificultad, o sea, son razonablemente rápidas a temperaturas ordinarias, mientras que las endotérmicas, son lentas, salvo a temperaturas elevadas.

Catalizador: Sustancia capaz de disminuir la energía de activación con el fin de acelerar la reacción.

PROPIEDADES QUÍMICAS DE LOS ALCANOS:

Fuente: Las dos fuentes naturales más importantes de los alcanos son el petróleo y el gas natural. El petróleo es un líquido formado por una mezcla compleja de compuestos orgánicos, la mayoría de los cuales son alcanos y cicloalcanos. El gas natural es una mezcla de metano (80%) y etano (de 5 al 10%) con pequeñas cantidades de algunos alcanos superiores.

Reacciones:

1. Los alcanos poseen poca reactividad por lo cual se les denomina a menudo “parafinas” que significa poca afinidad. Sin embargo, la reactividad depende de la elección del reactivo. Por lo general los alcanos no reaccionan con la mayoría de los ácidos comunes, ni con bases, ni con agentes oxidantes o reductores. Debido a que son inertes pueden utilizarse como disolventes para extracción y cristalización, o bien, para que se efectúen reacciones químicas entre otras sustancias.

2. Son inertes frente agentes oxidantes, como el KMnO4 y el Na2Cr2O7 pero reaccionan con los Halógenos, dicha reacción transcurre con frecuencia explosivamente y por regla general dan mezclas de productos. Por estas razones, la halogenación directa se usa raras veces en el laboratorio.

CH3CH3    +    Cl2       →      CH3CH2-Cl   +   HCl

                          Luz, 25°C

La ecuación anterior representa una reacción de sustitución, en donde el halógeno sustituye uno de los hidrógenos del alcano. Si hay un exceso del halógeno, la reacción puede continuar hasta formar productos polihalogenados.

                              Luz                                 Cl2               Cl2                        Cl2

CH4   +   Cl2      →      CH3Cl   +   HCl  →  CH2Cl2  →  CHCl3  →  CCl4 

                   Calor

Cuando se utilizan alcanos de cadenas más largas, se pueden obtener mezclas de productos, contrario a la halogenación de cicloalcanos no sustituidos en donde sólo se obtiene un producto orgánico puro.

CH3CH2CH3   +   Cl2      →      CH3CH2CH2Cl   +   CH3CHClCH3  +  HCl

                              Luz, 25°C                                                                     

[pic 1]

                        Luz

El mecanismo de reacción se da por medio de la formación de radicales libres, proceso que posee importancia biológica y práctica. Por ejemplo, los organismos utilizan el oxígeno de la atmósfera a través de una secuencia de reacciones, que comienza con una oxidación-reducción por radicales libres. La mantequilla y otras grasas se vuelven rancias en parte, por reacciones de radicales libres con oxígeno. El término radicales libres designa cualquier átomo o grupo de átomos, que tienen un número impar de electrones y aunque no tienen carga positiva o negativa, constituye una especie altamente reactiva a causa del electrón no apareado. Ejemplos: Cl∙, Br∙, ∙CH3, ∙OH

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