acetaldehido, piedra pomez, cobre

7/26/2019 Acetaldehido, Piedra Pomez, Cobre

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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DELPER

FACULTAD DE INGENIERA QUMICA

CATEDRA: INGENIERIA DE LAS REACCIONES QUMICAS II

CATEDRATICO: Ing. ORE VIDALON, Salvador

INTEGRANTES:

LAVA ALFONSO, Nalleli ROJAS PEREZ, Jhoel

MEZA SOLIS, Cinthia Lilian PREZ !"INEA, L#i$ Mario Z"%I!A ALMONACID, Eva

SEMESTRE: VIII

HUANCAYO-PER

2009

OBTENCIN DEL ACETALDEHDO PORDESHIDROGENACIN DEL ALCOHOL

UTILIZANDO EL OXIDO DE COBRE, SOPORTADOEN PIEDRA PMEZ

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INTRODUCCIN

En Alemania se obtiene el acetaldehdo exclusivamente a partir del acetileno, que

adiciona fcilmente agua en presencia de mercurio de sales de mercurio, con lo que

se transforma en acetaldehdo, pasando por la fase intermedia de alcohol vinlico,

inestable. El principio de la oxidacin parcial de etileno para la obtencin de

acetaldehdo, extendida actualmente en todo el mundo, resulta de la observacin

hecha por F.C. hillips, !a en "#$%, de que las sales de platino, en reaccin

estequiom&trica, oxidaban selectivamente al etileno, dando acetaldehdo con

simultnea reduccin a platino metlico. ero slo el descubrimiento reali'ado por

(ac)er de un proceso cataltico con a!uda de un sistema redox fue decisivo para el

desarrollo de la tecnologa adecuada por (ac)er *oechst, que ha permitido su

aplicacin industrial en gran escala.

El proceso total desarrollado por (ac)er ! *oechst entre "$+ ! "$+$, se representa

sencillamente como una oxidacin directa cataltica ! exot&rmica.

El acetaldehdo es un importante producto intermedio para la obtencin de numerosos

productos orgnicos bsicos. Entre ellos se encuentra el ac&tico, anhdrido ac&tico,

cetena-dicetena, acetato de etilo, aldehdo crotnico, n-butanos, -etilhexanol,

pentaeritrita, cloral, piridinas ! muchos ms.

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RESUMEN

El presente laboratorio tuvo como ob/etivo general obtener el acetaldehdo por

deshidrogenacin del etanol utili'ando el oxido de Cu soportado en la piedra pme' en

un reactor lecho fi/o.

ara el desarrollo de esta practica tuvimos como materiales0 fiolas de +ml, 1 tubos

de ensa!o, una cocinilla, los equipos que utili'amos fueron un equipo de destilacin,

un evaporador, un precalentador, el reactor de lecho fi/o ! un condensador, como

reactivos tuvimos a los reactivos feeling A ! 2, piedra pme' ! sulfato de cobre, etanol,

! agua destilada. rimero preparamos el catali'ador con piedra pme' reducida !

sumergida en una solucin de 3ulfato de cobre, evaporado ! posteriormente secado

en la mufla en 1 horas. 3e coloc este catali'ador en el reactor de lecho fi/o, se

alimento etanol al evaporador, programamos la temperatura del reactor a +4 5C,

esperamos luego la formacin del acetaldehdo, la recepcin de este lo hicimos en un

recipiente aislado que mantena la temperatura en 4 5C para que el acetaldehdo

obtenido este en forma liquida !a que su punto de ebullicin es de "# 5C 67emperatura

ambiente8. 9uego pasamos al reconocimiento del acetaldehdo obtenido, para esto

adicionamos la me'cla del feeling A ! 2 en proporciones iguales en una peque:a

cantidad de muestra, obteni&ndose un precipitado ro/o oxido que nos indic que

realmente obtuvimos el acetaldehdo. 9uego calculamos la temperatura de ebullicin

del acetaldehdo obtenido a condiciones de *uanca!o.

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OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL:

;btener el acetaldehdo por deshidrogenacin del alcohol utili'ando el oxido de

Cu soportado en la piedra pme' en un reactor lecho fi/o.

OBJETIVOS ESPECIFICOS:


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MARCO TERICO

REACTOR DE LECHO FIJO.

9os reactores de lecho fi/o consisten en uno o ms tubos empacados con

partculas de catali'ador, que operan en posicin vertical. 9as partculas

catalticas pueden variar de tama:o ! forma0 granulares, cilndricas, esf&ricas,

etc. En algunos casos, especialmente con catali'adores metlicos como el

platino, no se emplean partculas de metal, sino que &ste se presenta en forma

de mallas de alambre. El lecho est constituido por un con/unto de capas de

este material. Estas mallas catalticas se emplean en procesos comerciales

como por e/emplo para la oxidacin de amoniaco ! para la oxidacin del

acetaldehdo a cido ac&tico

ACETALDEHDO

Conocido a veces como ethanal, es compuesto qumico orgnicoconfrmula

C*1C*;. Es un lquido inflamable con un olor con sabor a fruta. El

acetaldehdo ocurre naturalmente en maduro fruta, caf&, ! fresco pan, ! se

produce cerca plantas como parte de su normal metabolismo. 3e conoce

popular como el producto qumico que causa resacas.

En la industria qumica, el acetaldehdo se utili'a como intermedio en la

produccin de cido ac&tico,seguro &steres, ! un n=mero de otros productos

qumicos. En "$#$, la produccin de los E.E.>.>. estaba parada en %4

millones de libras 6magnesio 11?.4448. >n m&todo de produccin importante

para el acetaldehdo es roceso de (ac)er.

OBTENCION DEL ACETALDEHIDO A PARTIR DE ETANOL

El acetaldehido se puede obtener por dehidrogenacin catalitica de etanol en

forma analoga a la del formaldehido a partir de metanol

235 HCHOCHOHCH +

ero al contrario que para el metanol, no se emplea una oxidacin. En lugar de

ello, son corrientes dos modificaciones a la dehidrogenacin0

". @eshidrogenacion sobre catali'adores de plata o preferntemente de

cobre, asi como la deshidrogenacion endotermica con cobre metalico !

formacin de *.

5
http://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Organic_compoundhttp://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Organic_compoundhttp://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Chemical_formulahttp://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Chemical_formulahttp://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Carbonhttp://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Hydrogenhttp://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Oxygenhttp://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Fruithttp://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Fruithttp://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Coffeehttp://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Coffeehttp://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Breadhttp://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Planthttp://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Planthttp://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Metabolismhttp://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Hangoverhttp://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Acetic_acidhttp://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Acetic_acidhttp://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Esterhttp://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Chemical_formulahttp://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Carbonhttp://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Hydrogenhttp://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Oxygenhttp://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Fruithttp://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Coffeehttp://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Breadhttp://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Planthttp://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Metabolismhttp://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Hangoverhttp://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Acetic_acidhttp://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Esterhttp://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Organic_compound


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. @eshidrogenacin oxidante sobre catali'adores de plata en presencia

de oxigeno.

PIEDRA POMEZ

Nombre e !"

ro#"$ m%&er"! o'%er"

P%er" '(me) *'+m%," o '+m%#%,"-

T%'o b/%#o iedra volcnicaGr+'o gneasS%/,em"#r%/,"!%&o 0E/,r+#,+r"

osee formas variadas, predominando las alargadas ! angulosas.Branulometras

Com'o/%#%(&1+2m%#"

Compuesto de trixido de slice ! trixido de aluminio, entre otroscomponentes0" de 3i;, ".# de Al;1, ".+ de Fe;1, ".1? de Ca;, 1.1de Da;, 1.#1 de , 1.## de *;.

Form"#%(& 3or%4e&

3on piroclsticos porosos, que se constitu!en de vidrio en forma deespuma ! que se forman durante un enfriamiento mu! rpido de un

magma ascendiente de alta viscosidad. Estos son mu! caractersticosde las vulcanitas claras ! cidas, como por e/emplo de la riolita, ! porello son de color blanco grisceo hasta amarillento, raramente de colorcaf& o gris. El t&rmino piedra pme' inclu!e todas las rocaspiroclsticas porosas.

D+re)" + G ? Hohs. Aunque de dure'a media, debido a su alta friabilidad elpoder abrasivo es mu! ba/o, produciendo un efecto mu! suave sobre lasuperficie

Te5,+r" orosa, espon/osa o espumosa. Escoricea, con muchos huecos !cavidades.

De&/%"3us poros cerrados le confieren una ba/a densidad, por lo que elcomportamiento al impacto es mu! ligero.

4, 64,% a 4,$8 gGcm1

Co!or 2lanco grisceo, ceni'a, amarillento.Br%!!o iedras pme' frescas son de brillo sedoso.Pro'%e"e/ El origen volcnico le dio ciertas caractersticas a la piedra pme'0 una

multitud de poros ! c&lulas cerradas dan por resultado una porosidadcon una solide' de grano al mismo tiempo. 3i porosidad le permiteabsorber ! retener el agua, adems de hacerla ligera ! otorgarlecondiciones particulares, especialmente para el filtrado de productos deelaboracin industrial. 9a piedra pme' es tan suave que puede sertallada, torneada ! grabada con gran facilidad. 3u color blanco le da unagran vistosidad, siendo tambi&n =til para la decoracin. @ebido a su

ligere'a puede flotar sobre las aguas a causa del aire contenido en suscavidades. Aparte de eso la piedra pme' es resistente al fro, al fuego !

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a la intemperie ! libre de sales solubles en agua.

PREPARACIN DE LOS FELHING

FELHING A

- 3ulfato de cobre penta hidratado 1%.?1$g.

- Agua c.s.p +44m9.

FELHING B- 7artrato de sodio ! potasio "$g.

- *idrxido de sodio +4g.

- Agua c.s.p +44m9

EL REACTIVO ESTA FORMADO POR DOS SOLUCIONES

9lamadas A! 2. la primera es una solucin de sulfato c=pricoI la segunda, de

hidrxido de sodio ! una sal orgnica llamada tartrato de sodio ! potasio 6sal de

3eignette8.

Cuando se me'clan cantidades iguales de ambas soluciones aparece un color

a'ul intenso por la formacin de un comple/o formado entre ion cuprico ! el

tartrato. Agregando un aldehido ! calentando suavemente el color a'uldesaparece ! aparece un precipitado ro/o de oxido cuproso 6Cu;8.

9a formacin del precipitado ro/o de xido cuproso es prueba positiva para

aldehdos.

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PROCEDIMIENTO E6PERIMENTAL

Pre'"r"#%(& e! #","!%)"or

3e redu/o el tama:o de la piedra pme' aproximadamente a J de pulgada

con u peso de 1%.?gr.

3e preparo una solucin de sulfato de cobre ! se le adiciono el catali'ador

del tama:o adecuado ! se le hi'o evaporar la solucin mu! lentamente sin

ocasionar cambios bruscos con la temperatura esto con el fin de que se

adhiera los iones cobre.

Finalmente se lleva a la mufla a una temperatura de +44Kc por tres horas,

esto con la finalidad de convertir los iones cobre en oxido de cobre que esto

es la sustancia cataltica para la deshidrogenacin del etanol ! as convertir

en acetaldehdo.

8


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De/7%ro4e&"#%(& e! e,"&o!

rimeramente se le adicin el catali'ador previamente secado al reactor de

lecho fi/o se encuentra en el laboratorio de operaciones unitarias.

3iguiendo con la prctica se adicin el etanol a $?K al tanque del reactor

donde se lleva a evaporar ! esto conducir al reactor de lecho fi/o ! as por

medio del contacto del vapor de etanol con el catali'ador hace que se forme

el acetaldehdo. L luego se obtiene en un recipiente con agua de aproximadamente 4KC

esto para poder controlar el vapor de acetaldehdo. Finalmente se hace el anlisis del acetaldehdo con los reactivos felling a! b

para poder asegurarnos de que si se obtuvo acetaldehdo.

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C8LCULOS

;btencin de acetaldehdo por deshidrogenacin cataltica de alcohol

Re"##%(&: 23522 HCHOCHOHHC

OCu+

7 M 1444C M +1

M +4 mm*g

N C*+;*M ""#4m9

tM "h

mcatali'adorM "%g M 4."%g

@OM .+%cm M 4.4+%m

@MhM4.441m

@e tablas para el aire0

P M "."x"4-+gGm.s

@ M 4.%41x"4-%mGs

Calculo del flu/o del etanol0

= mmHgmmHg

Lt

gmol

K

K

mL

Lt

mLOHHCn 520

760

416.22

1

293

273

1000

11180

52

OHHgCmolxOHHCn 522

52 1016.7 =

h

OHHgCmolxOHHfC 52

2

52 1016.7

=

Calculo de la velocidad superficial de masa0

( )252

525

0254.04

3600

146

1016.7

m

s

h

OHHKmolC

Kg

h

OHHgCKmol

xG

=

xsm

KgxG

2

310806.1

=

Calculo del dimetro de la partcula0

dhdrhrdp +=+=2

22

2

22

10


11/15

2

2

2003.0

2

003.0+=pd

31067.300367.0

== xmdp

Calculo del n=mero de Oe!nolds.

5

33

1012.1

10806.11067.3Re

==x

xxxGdp

59.0Re=

Calculo de Q@mediante la grafica0 Q@ M 4.#

Calculo de H0

HHAAEE MYMYMYM ++=

Asumiendo xM4.$#

xnE = 1

xnA=

xnH

=

xnT

+= 1

kmolKgM /23.23=

@eterminando la densidad0

( )33

338.0

573082.0

23.23

760

1520

m

Kg

KKkmol

atmm

Kmol

Kg

mmHg

atmmmHg

RT

PM=

==

Asumiendo0

=

kgcath

kmolrp 1513.0

s

mxD

2

4104203.0

=

kg

mat

2

2.1=

11


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Calculo del n=mero de 3cmidt

788.0104203.0338.0

1012.1

4

5

===

xx

x

Dc

Calculo de Cb-Cs0

=

Ga!

Drp

CsC"

tD

3

2

( )

=

338.0

10806.12.18.0

788.01513.0

3

3

2

xx

CsC"

316.25

m

molKgCsC" =

@eterminacin de la temperatura de ebullicin a la presin de *uanca!o0

Ecuacin de Antoine0

CT

#ALnP

+=0

@e donde0

CLnPA

#T

=

0

Constantes de Antoine para el etanol0

AM"#.$""$

2M1#41.$#

CM%".?#

4M+4mm*g

68.415209119.18

98.3803+

=

LnT

CKTOHHC

0

52

9.622.342 ==

12


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Calculo de la temperatura de ebullicin del acetaldehdo a la presin de

*uanca!o0

Constantes de Antoine para el acetaldehdo0

AM"?.%#"2M%?+."+

CM-1."+

M+4mm*g

15.375202481.16

15.2465+

=

LnT

CKTCHOCH

0

3 8.108.283 ==

13


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CONCLUSIONES

3e obtuvo el acetaldehdo por deshidrogenacin del alcohol utili'ando el oxido

de Cu soportado en la piedra pme' en un reactor lecho fi/o


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BIBLIOGRAFA

RRR.quimicaorganica.orgGproductos...G "#e,"!e7%o-fds.html

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15
http://www.quimicaorganica.org/productos.../acetaldehido-fds.htmlhttp://www.quimicaorganica.org/productos.../acetaldehido-fds.htmlhttp://www.quimicaorganica.org/productos.../acetaldehido-fds.htmlhttp://www.tesisenxarxa.net/TDX-0414105-115323http://www.quimicaorganica.org/productos.../acetaldehido-fds.htmlhttp://www.tesisenxarxa.net/TDX-0414105-115323

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