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PROPIEDADES FISICOQUMICAS
1. Introduccin
El petrleo, es un lquido oleoso bituminoso de origen natural compuesto por diferentes sustancias orgnicas. Tambin recibe los nombres de petrleo crudo, crudo petrolfero o simplemente crudo. Se encuentra en grandes cantidades bajo la superficie terrestre y se emplea como combustible y materia prima para la industria qumica. Las sociedades industriales modernas lo utilizan sobre todo para lograr un grado de movilidad por tierra, mar y aire impensable hace slo 100 aos. Adems, el petrleo y sus derivados se emplean para fabricar medicinas, fertilizantes, productos alimenticios, objetos de plstico, materiales de construccin, pinturas y textiles, y para generar electricidad.
En la actualidad, los distintos pases dependen del petrleo y sus productos; la estructura fsica y la forma de vida de las aglomeraciones perifricas que rodean las grandes ciudades son posibles gracias a un suministro de petrleo relativamente abundante y barato. Sin embargo, en los ltimos aos ha descendido la disponibilidad mundial de esta materia, y su costo relativo ha aumentado. Es probable que, a mediados del siglo XXI, el petrleo ya no se use comercialmente de forma habitual.
Todos los tipos de petrleo se componen de hidrocarburos, aunque tambin suelen contener unos pocos compuestos de azufre y de oxgeno; el contenido de azufre vara entre un 0,1 y un 5%. El petrleo contiene elementos gaseosos, lquidos y slidos. La consistencia del petrleo vara desde un lquido tan poco viscoso como la gasolina hasta un lquido tan espeso que apenas fluye. Por lo general, hay pequeas cantidades de compuestos gaseosos disueltos en el lquido; cuando las cantidades de estos compuestos son mayores, el yacimiento de petrleo est asociado con un depsito de gas natural (vase Combustible gaseoso).
Existen tres grandes categoras de petrleo crudo: de tipo parafnico, de tipo asfltico y de base mixta. El petrleo parafnico est compuesto por molculas en las que el nmero de tomos de hidrgeno es siempre superior en dos unidades al doble del nmero de tomos de carbono. Las molculas caractersticas del petrleo asfltico son los naftenos, que contienen exactamente el doble de tomos de hidrgeno que de carbono. El petrleo de base mixta contiene hidrocarburos de ambos tipos.
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Fig. 1 Torre de perforacin y reservorio de hidrocarburos
2. Objetivos
2.1 Objetivo general
Conocer las principales propiedades fisicoqumicas de la gasolina, diesel y
petrleo.
2.2 Objetivos especficos
Determinar la densidad, pH, grados API y viscosidad de la gasolina, diesel y
petrleo.
Realizar los diferentes clculos en laboratorio para obtener los valores de
dichas propiedades.
Saber las diferencias de las propiedades fisicoqumicas de la gasolina,
diesel y petrleo.
3. Justificacin
El trabajo realizado en laboratorio tiene como objeto determinar las propiedades
fisicoqumicas de la gasolina, diesel y petrleo. Estos productos son utilizados en
diferentes mbitos, como transporte, fbricas, calefaccin, generacin de energa
elctrica, plsticos y otros, por eso es necesario saber sus diferentes propiedades
para poder hacer sus usos de la manera ms efectiva.
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4. Gasolina
Son los primeros combustibles lquidos que se obtienen del fraccionamiento del
petrleo, tienen componentes hidrocarbonados de C4 A C10 y una temperatura de
destilacin de entre 30 y 200C
Segn la procedencia del crudo de petrleo, las fracciones gasolina pueden variar
la composicin (ramificacin de los componentes)
Dentro de una fraccin gasolina, los 5 tipos de componentes que pueden estar
presentas son:
Parafinas normales o ramificadas
Ciclo pentano
Ciclo hexano
Benceno y sus derivados
Fig. 2 Gasolina
4.1 Clculo de sus propiedades
4.1.1 Densidad
Para realizar este procedimiento usamos una probeta, una balanza y 50 ml de
gasolina.
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Fig. 3 Clculo de la masa de la gasolina en una balanza
Vg= 50 ml Mg = Mt Mp D=
Mt =108 Mg = 108 - 71
Mp= 71 gr Mg = 37 gr
Despus del clculo realizado logramos obtener la densidad de la gasolina que es
0.74 gr/ml, que a comparacin del diesel es ms liviano, esto se debe a que su
cadena de carbonos es de C4 A C10, es ms corta.
4.1.2 PH y grados API
Grados API, de sus siglas en ingls American Petroleum Institute, es una medida
de densidad que, en comparacin con el agua, precisa cun pesado o liviano es el
petrleo
Para obtener el grado API de la gasolina realizamos el siguiente clculo.
Densidad del agua = 1000
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Densidad De La Gasolina = 740
Densidad relativa de la Gasolina =
= 0,74
API Gasolina =
El API obtenido de la gasolina es 59.72, lo que nos da a entender que es ms
liviano que el agua.
El pH que obtuvimos de la gasolina mediante el papel tornasol nos dio de 4.5, as
este combustible esta en el rango de los cidos.
4.1.3 Viscosidad
Para obtener esta propiedad utilizamos una probeta, 100 ml de gasolina, una
esfera de metal que pesamos respectivamente, esta esfera fue arrojada en la
probeta con gasolina y calculamos el tiempo que tardo en recorrer la distancia
utilizada, para despus calcular la viscosidad con la ecuacin de los Stokes.
El siguiente clculo realizado nos dio este resultado
Gasolina
V=
Viscosidad= ( )
=37poise
A comparacin con el diesel, la gasolina tiene una mejor fluidez que el diesel
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5. Diesel
El gasleo, tambin denominado gasoil, es un hidrocarburo lquido, compuesto fundamentalmente por parafinas y utilizado principalmente como combustible en calefaccin y en motores disel. Su poder calorfico inferior es de 35,86 MJ/l (43,1 MJ/kg) que depende de su composicin comercial.
Fig.4 El gasleo no es soluble en el agua.
5.1 Clculo de sus propiedades
5.1.1 Densidad
Para realizar este procedimiento usamos un vaso precipitado, una balanza y 50 ml
de diesel.
Fig. 5 Clculo de la masa del diesel en una balanza
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Mp = 48, 5 gr Md= Mt Mp D =
=
Vd= 50 ml Md= 90,06 - 48,5 D = 0,83
Mt= 90,06 Md= 41,56 L
Despus del clculo realizado logramos obtener la densidad del diesel que es 0,83
gr/ml, que a comparacin de la gasolina es ms pesado, esto se debe a que
posee una cadena de carbonos mas compleja.
4.1.2 PH y grados API
Grados API, de sus siglas en ingls American Petroleum Institute, es una medida
de densidad que, en comparacin con el agua, precisa cun pesado o liviano es el
petrleo
Para obtener el grado API del diesel realizamos el siguiente clculo.
Densidad del agua = 1000
Densidad del Diesel = 830
Densidad Relativa=
=0,83
API disel =
= 38,98
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El API obtenido del diesel es 38.98, este nmero est ms cerca a 10 que la
gasolina, lo que nos da a entender que es un combustible mas pesado.
El pH que obtuvimos del diesel mediante el papel tornasol nos dio de 6, as este
combustible esta en el rango de los cidos, pero es mucho menos acido que la
gasolina, puesto que esta mas ceca del punto neutro que es 7
4.1.3 Viscosidad
Para obtener esta propiedad utilizamos una probeta, 100 ml de diesel, una esfera
de metal que pesamos respectivamente, esta esfera fue arrojada en la probeta
con gasolina y calculamos el tiempo que tardo en recorrer la distancia utilizada,
para despus calcular la viscosidad con la ecuacin de los Stokes.
El siguiente clculo realizado nos dio este resultado
V=
Viscosidad= ( )
=50,8 poise
A comparacin con la gasolina, el diesel tiene una mayor tendencia de resistencia
a fluir, es ms viscoso.
6. Petrleo
Es una mezcla homognea de compuestos orgnicos, principalmente hidrocarburos insolubles en agua. Tambin es conocido como petrleo crudo o simplemente crudo. Se produce en el interior de la Tierra, por transformacin de la materia orgnica acumulada en sedimentos del pasado geolgico y puede acumularse en trampas geolgicas naturales, de donde se extrae mediante la perforacin de pozos.
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Fig. 6 Petrleo
5.1 Clculo de sus propiedades
5.1.1 Densidad
Para realizar este procedimiento usamos un vaso precipitado, una balanza y 40 ml
de petrleo.
Fig. 6 Clculo de la masa del petrleo en una balanza
V= 40 ml
Mv = 41,6 gr MrealOil = 70,02 41,6
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Mt = 70,02 gr MrealOil = 28,42 gr
Densidad =
Densidad = 0,7105
Despus del clculo realizado logramos obtener la densidad del petrleo que es
de 0,7105 gr/ml, que a comparacin del diesel es ms liviano.
4.1.2 PH y grados API
Grados API, de sus siglas en ingls American Petroleum Institute, es una medida
de densidad que, en comparacin con el agua, precisa cun pesado o liviano es el
petrleo
Para obtener el grado API del diesel realizamos el siguiente clculo.
API Oil =
El API obtenido del diesel es 67.79, sin embargo tenemos diferentes petrleos
que los podemos clasifcar asi:
Segn sus grados API, el crudo se clasifica en:
El crudo ligero o liviano con grado API mayor a 31,1, contiene gran concentracin
de hidrocarburos de bajo peso molecular, lo cual lo hace fcil de transportar, con
este tipo de petrleo se busca para obtener la mayor cantidad de combustible
posible. en forma de Diesel, Queroseno y Gasolina.
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El crudo medio o mediano con grado API entre a 29.9 y 22, contiene
concentracin media de hidrocarburos de bajo peso molecular, lo cual lo hace fcil
de transportar, con este tipo de petrleo se busca para obtener combustible y
materias primas para polmeros y parafinas.
El crudo pesado con grado API entre a 21.9 y 10, contiene gran concentracin de
hidrocarburos de mediano peso molecular, lo cual lo hace complicado de
transportar, con este tipo de petrleo se busca para obtener la mayor cantidad de
parafinas, polmeros, aceites, combustibles, aceites.
El crudo extrepesado de API iguales o inferiores a 10,0 Grados API, contiene
menos concentracin de hidrocarburos con mayor peso molecular, lo cual lo hace
ms pesado y difcil de transportar, con este tipo de petrleo se busca para
obtener aceites, parafinas, polmeros y betunes. La faja petrolfera del Orinco
contiene la mayor reserva de crudo extrapesado en el mundo.
El pH que obtuvimos del petrleo mediante el papel tornasol nos dio de 6.5, as
este combustible esta en el rango de los cidos, pero es mucho menos acido que
la gasolina, puesto que esta mas ceca del punto neutro que es 7.
4.1.3 Viscosidad
Para obtener esta propiedad utilizamos una probeta, 100 ml de petroelol, una
esfera de metal que pesamos respectivamente, esta esfera fue arrojada en la
probeta con gasolina y calculamos el tiempo que tardo en recorrer la distancia
utilizada, para despus calcular la viscosidad con la ecuacin de los Stokes.
El siguiente clculo realizado nos dio este resultado
V=
Viscosidad= ( )
=30 poise
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A comparacin con la gasolina, el petrleo utilizado en laboratorio tiene una menor
tendencia de resistencia a fluir, es decir es menos viscoso, tiene una mejor fluidez.
6. Conclusiones
Despus de realizar el trabajo en laboratorio, pudimos notar que las diferentes
propiedades varan, tanto la densidad, pH, grado API y viscosidad, lo que los
clasifica en petrleos pesados o livianos. En el siguiente cuadro tenemos un
resumen del tema.
GASOLINA DIESEL PETROLEO
DENSIDAD 0,74gr/ml 0.83g/ml 0,71gr/ml
PH 4,5 6 6,5
VISCOSIDAD 37 50.8 30
API 59,52 38,98 67,79
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7. Bibliografa
1. Ranking de las mayores empresas de Amrica Latina por ventas en 2009 2. Estructura orgnica operativa de Pemex. Portal de obligaciones de
transferencia. Administracin pblica federal de Mxico. 3. CRUZ SERRANO, NO (17/02/2009). RIQUEZA PETROLERA HASTA
2080. EL UNIVERSAL.