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RESUMENEl gas Acetileno puro es un compuesto químico de Carbón e Hidrógeno. No
tiene color, es un gas altamente inflamable y un poco más ligero que el aire. En
estado comercial, tiene un olor característico similar al del ajo. El Acetileno se
obtiene mediante la reacción del agua con el Carburo de Calcio. Los
acumuladores para contenerlo, son llenados con un material poroso que
contiene acetona, en el cual se disuelve el Acetileno, de esta forma, se
almacena en condiciones seguras a baja presión.
TECNOLOGICO BOLIVIANO ALEMAN - i -
AGRADECIMIENTOEn primer lugar agradecer a Dios, por darme la oportunidad de estudiar y
ayudarme a ser una mejor persona día a día. Como también a mi madre por
llevarme por el buen camino y hacer posible que estudie.
Finalmente agradecer al Ingeniero por habernos brindado todos los
conocimientos de la materia en estas seis semanas, con la finalidad de que
empeños lo aprendido en un futuro.
DEDICATORIAEl presente licyt se lo dedico con mucho afecto y respeto al TECNOLOGICO
BOLIVIANO ALEMAN por ser partícipe de mi formación como tecnólogo.
TECNOLOGICO BOLIVIANO ALEMAN - ii -
INDICERESUMEN.................................................................................................................................... i
AGRADECIMIENTO..................................................................................................................ii
DEDICATORIA........................................................................................................................... ii
1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA.............................................................................1
1.1. ANTECEDENTES.......................................................................................................1
1.2. FORMULACION DEL PROBLEMA..........................................................................1
1.3. OBJETO DE ESTUDIO..............................................................................................1
1.4. CAMPO DE ACCION.................................................................................................1
1.5. JUSTIFICACION.........................................................................................................1
2. OBJETIVOS Y METAS......................................................................................................1
2.1. OBJETIVO GENERAL...............................................................................................1
2.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS.....................................................................................2
2.3. METAS.........................................................................................................................2
3. MARCO TEORICO Y METODOLOGICO.......................................................................2
3.1. MARCO TEORICO.....................................................................................................2
3.1.1. Alquinos...............................................................................................................2
3.1.2. Acetileno..............................................................................................................4
3.2. MARCO METODOLOGICO....................................................................................10
4. CONCLUSION Y RECOMENDACIONES.....................................................................12
4.1. CONCLUSIONES.....................................................................................................12
4.2. RECOMENDACIONES............................................................................................12
5. BIBLIOGRAFIA.................................................................................................................12
6. ANEXOS............................................................................................................................14
TECNOLOGICO BOLIVIANO ALEMAN - iii -
1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
1.1. ANTECEDENTESEl acetileno o etino es el alquino más sencillo. Es un gas, altamente
inflamable, un poco más ligero que el aire e incoloro. Produce una llama de
hasta 3000 °C, una de las temperaturas de combustión más altas conocidas,
superada solamente por la del hidrógeno atómico (3400–4000 °C),
el cianógeno (4525 °C) y la del dicianoacetileno(4987 °C).
1.2. FORMULACION DEL PROBLEMAPara el presente licyt como problema principal resaltaremos los medios de
obtención del acetileno.
1.3. OBJETO DE ESTUDIOEl principal objeto de estudio es poder aplicar ciertos conocimientos
adquiridos en la materia de química del petróleo para así poder averiguar
más acerca de la obtención del acetileno.
1.4. CAMPO DE ACCIONEl campo de acción para el análisis de obtención de acetileno será el área
de los hidrocarburos alifáticos, donde se incluye el acetileno.
1.5. JUSTIFICACIONEs muy importante realizar este trabajo para así poner en práctica nuestros
conocimientos de la materia de química del petróleo y así demostrar lo
aprendido, del mismo modo la importancia radica en dar a conocer la
definición acerca del acetileno y su obtención.
2. OBJETIVOS Y METAS
2.1. OBJETIVO GENERALLograr extraer acetileno a partir de un experimento.
TECNOLOGICO BOLIVIANO ALEMAN - 1 -
2.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS Definir que es un alquinos
Explicar que es el acetileno
Indicar los usos y características del acetileno
Mostrar ciertos cuidados preventivos del manejo del acetileno
Realizar el experimento adecuado para la obtención de acetileno
2.3. METASPoder explicar a la clase la definición del acetileno y mostrar el experimento
de su extracción.
3. MARCO TEORICO Y METODOLOGICO
3.1. MARCO TEORICO
3.1.1. AlquinosLos alquinos son hidrocarburos alifáticos con al menos un triple enlace -
C≡C- entre dos átomos de carbono. Se trata de compuestos metaestables
debido a la alta energía del triple enlace carbono-carbono. Su fórmula
general es CnH2n-2.
Para que den nombre a los hidrocarburos del tipo alquino se siguen ciertas
reglas similares a las de los alquenos.
Se toma como cadena principal la cadena continua más larga que
contenga el o los triples enlaces.
La cadena se numera de forma que los átomos del carbono del triple
enlace tengan los números más bajos posibles.
Dicha cadena principal a uno de los átomos de carbono del enlace
triple. Dicho número se sitúa antes de la terminación -ino. Ej.: CH3-
CH2-CH2-CH2-C≡C-CH3, hept-2-ino.
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Si hay varios triples enlaces, se indica con los prefijos di, tri, tetra...
Ej.: octa-1, 3, 5, 7-tetraino, CH≡C-C≡C-C≡C-C≡CH.
Si existen dobles y triples enlaces, se da el número más bajo al doble
enlace. Ej.: pent-2-en-4-ino, CH3-CH=CH-C≡CH
Los sustituyentes tales como átomos de halógeno o grupos alquilo se
indican mediante su nombre y un número, de la misma forma que
para el caso de los alcanos. Ej.: 3-cloropropino, CH≡C-CH2Cl; 2,5-
dimetilhex-3-ino, CH3-C(CH3)-C≡C-C(CH3)-CH3.
Nomenclatura de alquinos
CH CH etino(acetileno) CH3–C CH propino
CH3–CH2–C CH 1-butino CH3-C C-CH3 2-butino
CH C- etinilo CH C-CH2– 2-propinilo
CH3–C C- 1-propinilo CH3–CH2–CH2–C CH 1-pentino
Propiedades físicas
Son insolubles en agua, pero bastante solubles en disolventes orgánicos
usuales y de baja polaridad: ligroína, éter, benceno, tetracloruro de carbono.
Son menos densos que el agua y sus puntos de ebullición muestran el
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aumento usual con el incremento del número de carbonos y el efecto
habitual de ramificación de las cadenas. Los puntos de ebullición son casi
los mismos que para los alcanos o alquenos con el mismo esqueleto
carbonado.
Los tres primeros términos son gases; los demás son líquidos o sólidos. A
medida que aumenta el peso molecular aumentan la densidad, el punto de
fusión y el punto de ebullición.
Los acetilenos son compuestos de baja polaridad, por lo cual sus
propiedades físicas son muy semejantes a la de los alquenos y alcanos.
Hay que tener en cuenta que los acetilenos completen la regla del cuarteto.
Propiedades químicas
Las reacciones más frecuentes son las de adición
de hidrógeno, halógeno, agua, etc. En estas reacciones se rompe el triple
enlace y se forman enlaces de menor polaridad: dobles o sencillos.
3.1.2. Acetileno.Acetileno es el nombre comercial del Etino, el alquino más sencillo. Es un
gas, altamente inflamable, un poco más ligero que el aire, incoloro y que
posee un olor característico a ajo. Produce una llama de hasta 3000ºC.
Fórmula General: C2H2
Fórmula semidesarrollada: HC≡CH
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Obtención
Se obtiene mediante la reacción del agua con él y Carburo de Calcio, la cual
libera un gas volátil que es capaz de producir hasta 3000 ºC, la mayor
temperatura por combustión conocida hasta el momento.
En petroquímica se obtiene el acetileno por quenching (enfriamiento rápido)
de una llama de gas natural o de fracciones volátiles del petróleo con aceites
de elevado punto de ebullición. El gas formado en esta reacción a menudo
tiene un olor característico a ajo debido a trazas de fosfina. Es utilizado
directamente en plantas como producto de partida en síntesis de
acetaldehído por hidratación, viniléteres por adición de alcoholes, etc., o
vendido en bombonas disuelto en acetona. Así se baja la presión necesaria
para el transporte ya que a altas presiones el acetileno es explosivo.
Composición
7.74% de Hidrógeno
92.96% de Carbono
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Estructura
H : C ::: C : H
Es el hidrocarburo insaturado con estructura más simple.
Propiedades físico-químicas
Gas
Incoloro
Inodoro
Más ligero que el aire
Punto de Ebullición -57ºC
Punto de Fusión -81ºC
Presión de Vapor 4460 kPa a 20ºC
Densidad Relativa 0.907
Solubilidad en Agua 1.66 g/ 100 mL a 20ºC
Peso Molecular 26 g/mol
Reacciones
El acetileno se utiliza principalmente como compuesto químico intermedio.
El acetileno reacciona con:
1. Cloro, para formar tetracloruro de acetileno (CHCl2CHCl2) o dicloruro
de acetileno (CHCl=CHCl)
2. Bromo, para formar tetrabromuro de acetileno (CHBr2CHBr2) o
dibromuro de acetileno (CHBr=CHBr)
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3. Cloruro de hidrógeno (bromuro de hidrógeno o yoduro de hidrógeno)
para formar monocloruro de etileno (CH2=CHCl) (monobromuro,
monoyoduro), y 1,1-dicloroetano (cloruro de etileno; CH2=CHCl)
(dibromuro, diyoduro)
4. Agua, en presencia de un catalizador tal como sulfato mercúrico
(HgSO4), para formar acetaldehído (CH3CHO)
5. Hidrógeno, en presencia de un catalizador de, como por ejemplo,
níquel (Ni) finamente dividido y caliente, para formar etileno
(CH2=CH2) o etano (CH3CH3)
6. Metales tales como el cobre (Cu) o níquel (Ni) al estar húmedo;
con plomo (Pb) o zinc (Zn) al estar húmedo y sin purificar.
7. Con una solución salina amonio-cuprosa (o de plata), para formar
acetilo cuproso (o plata) (HC≡CCu o HC≡CAg), el cual es explosivo
cuando está seco, y rinde acetileno al ser tratado con ácido.
8. Una solución de cloruro mercúrico (HgCl2), para formar acetaldehído
tricloromercúrico [C(HgCl)3·CHO], el cual rinde acetaldehído
(CH3CHO) más cloruro mercúrico al ser tratado con cloruro de
hidrógeno.
Transportación
El acetileno se transporta en cilindros de acero, disuelto en acetona a una
presión de 15 atmósferas y absorbido en un material poroso. Es necesario
tomar estas precauciones al envasarlo porque el gas solo, sometido a
presiones superiores a 2 atm, tiende a estallar violentamente.
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Usos y aplicaciones del acetileno
El acetileno C2H2, es una molécula de gas rica en energía que libera
grandes cantidades de derivados cuando es descompuesto en carbón e
hidrógeno.
El acetileno es un compuesto exotérmico. Esto significa que su
descomposición en los elementos libera calor, es por ello que su generación
suele necesitar elevadas temperaturas en alguna de sus etapas o el aporte
de energía química de alguna otra forma.
Antiguamente el acetileno se utilizaba como fuente de iluminación y fue
descubierto por el químico inglés Edmond Davy en 1836. Su producción
creció ampliamente a partir del año 1891 cuando el químico francés F. F.
Moissan, desarrolló un método para la preparación a gran escala de carburo
de calcio usando un horno eléctrico.
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Además, el acetileno es un combustible con un alto rendimiento energético y
es muy útil en un amplio rango de aplicaciones. Es considerado un gas de
múltiple uso en la tecnología de corte y soldadura. El acetileno es siempre la
alternativa correcta, sea para corte, soldadura o limpieza con llama.
Otro de los usos principales que tiene el acetileno en la industria moderna,
es en la soldadura autógena y en el corte de piezas de acero con soplete
oxiacetilénico. Dado que la temperatura de la flama de tales sopletes puede
elevarse hasta unos 3,500 ºC, esta herramienta ha llegado a considerarse
imprescindible en los trabajos mecánicos ya que se usa en la construcción
de puentes y estructuras de acero para edificios, reparación y reemplazo de
tubos de escape automotrices, así como en la fabricación y reparación de
locomotoras, automóviles, aeroplanos y muchas otras máquinas.
El acetileno es además un producto de partida importante en la industria
química. Hasta la segunda guerra mundial una buena parte de los procesos
de síntesis se basaron en el acetileno. Hoy en día pierde cada vez más en
importancia debido a los elevados costes energéticos de su generación.
Principales precauciones en manejo y almacenamiento
Por su amplio rango de inflamabilidad, el Acetileno es un gas que debe
ser tratado con especial cuidado. Por esta razón, en las etapas de
producción, transporte y manipulación, debe evitarse que el gas se
encuentre en forma libre, a una presión de trabajo máxima recomendada
por una de las normas de la CGA que es 14.5 psi
Los cilindros de Acetileno deben ser siempre transportados en posición
vertical con su tapa y almacenados en la misma forma para evitar que al
abrirse la válvula pueda derramarse acetona.
Usar el cilindro sólo hasta que la presión indique 29 psi (2 bar).
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Operar las válvulas con suavidad para evitar calentamientos localizados.
Los lugares donde se trabaja con Acetileno deben tener una ventilación
adecuada.
Los cilindros deben almacenarse a una distancia prudente de los
cilindros de Oxígeno (6 metros como mínimo) en caso que exista
limitación de espacio, se recomienda una pared cortafuego entre los
lugares de almacenamiento de ambos gases.
Si un cilindro se calienta internamente (detectable por descascaramiento
de la pintura), hay que evacuar el área y mojarlo con agua hasta que se
enfríe (el agua en este momento dejará de evaporarse), esperar dos
horas y volver a mojar.
3.2. MARCO METODOLOGICOPara realizar el experimento necesitamos los siguientes materiales:
Materiales:
Carburo cálcico
Agua
Matraz
Pipeta Pasteur
Encendedor
Tapón
Procedimiento:
Primeramente se coloca agua dentro del matraz posteriormente se añade o
monta la pipeta Pasteur en el matraz, seguidamente debemos introducir lo
que es el carburo cálcico para lograr la reacción de agua y carburo cálcico
para la obtención de acetileno o etino.
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Podremos apreciar que por la pipeta Pasteur saldrá un gas (acetileno) y
asomándole un encendedor prendido pues obtendremos una mecha de
fuego hasta que termine de consumirse la reacción.
Dentro del matraz quedara un residuo (hidróxido de sodio) con el cual
podemos hacer verificaciones de que si hay un triple enlace o no.
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4. CONCLUSION Y RECOMENDACIONES
4.1. CONCLUSIONESEl acetileno es un gas inestable por la presentación del triple enlace y que
emite un olor muy fuerte, además en la obtención reacciona
exotérmicamente. Durante la combustión libera una gran cantidad de
energía y la luz que emite durante es muy clara que puede ser dañino para
los ojos y pueden ser usados en equipos de soldadura por su poder
calorífico que llega hasta los 4000 º de temperatura.
De acuerdo a su estructura el acetileno puede reaccionar de dos formas, por
su gran densidad electrónica entre carbonos. Esta reacción es lenta a
comparación de los alquenos, debido a la formación de un ion vinilico.
La segunda, es la sustitución de hidrógenos por metales pesados debido al
carácter ácido que le confiere el triple enlace, dando lugar a la obtención de
acetiluros.
Debido a las propiedades del acetileno, este, resulta ser un compuesto de
gran aplicación industrial.
4.2. RECOMENDACIONES Conocer los riesgos del experimento
Conocer el uso adecuado de reactivos
Tener el material correcto para el experimento
Adquirir conocimientos previos para saber o tener idea de lo que
estamos haciendo
5. BIBLIOGRAFIA http://www.ecured.cu/index.php/Acetileno
http://www.infra.com.mx/index.php/acetileno/
TECNOLOGICO BOLIVIANO ALEMAN - 12 -
http://www.infrasal.com/index.php?
option=com_content&view=article&id=43&Itemid=14
http://www.pac.com.ve/index.php?
option=com_content&view=article&catid=64&Itemid=76&id=4579
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6. ANEXOS
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