miércoles, 28 de junio de 2023

¡Hola! Bienvenido/a

 

Hola, te quiero dar la bienvenida a este espacio para conocer algunos temas de Química.

Para que tu visita sea de provecho y realmente te sirva, te recomiendo hacer uso de las pestañas

  1. Introducción
  2. Alcanos Usos y Aplicaciones
  3. Fórmula y Nomenclatura
  4. Impacto Ambiental.
Estas te permitirán acceder en orden a la temática de este blog y poder seguir gradualmente el desarrollo del tema

También tenés un espacio para EXPERIMENTAR con Simuladores y un FORO al que debés estar atento/a para aportar al progreso del trabajo.

Hidrocarburos ¿Qué son?

 



Los invito a conocer qué son estos compuestos, y en especial estudiar a los alcanos, alquenos y alquinos.

Les comparto unos videos para conocer estos hidrocarburos de cadena abierta.

Para esta Introducción, ahora prestamos atención a los ALCANOS:



ACTIVIDAD DE INICIO


Usos y aplicaciones principales de los alcanos

 


Esta Información profundiza sobre los usos de los ALCANOS

1- Combustible.

El principal uso de los alcanos es el de combustible. Su reacción de oxidación libera energía que puede ser aprovechada para generar electricidad, mover vehículos o inclusive cocinar.

Los alcanos de cadena corta, tales como el metano, el etano, el propano y el butano se encuentran en estado gaseoso y los podemos extraer de yacimientos de gas natural.

El metano es usado como combustible para vehículos mientras que el propano y el butano se usan como gas de cocina.

Alcanos de cadena más larga se encuentran en estado líquido y pueden encontrarse en la gasolina o el diésel. Cuando se habla de alto octanaje, se hace referencia a la concentración de octano en el combustible (Properties and Uses of Alkanes, S.F.).

2- Solventes.

Dado que el momento dipolar entre el carbono y el oxígeno es muy bajo, los alcanos no presentan polaridad de enlace por lo que sirven a la perfección como solventes apolares.

Los químicos tienen una máxima que dice “semejante disuelve semejante”, esto quiere decir que solventes polares disuelven sustancias polares y solvente no polares o apolares disuelven sustancias apolares.

Compuestos como el pentano, el hexano, el isohexano y el heptano son usados en el laboratorio y en la industria como solvente para reacciones en un medio no polar. El nonano es el principal componente del keroseno (Petroleum.co.uk , 2015 ).

3- Lubricantes

Los alcanos con 17 o más moléculas de carbono son usados como lubricantes y anticorrosivos, ya que su naturaleza hidrófoba significa que el agua no puede alcanzar la superficie metálica. Dada su densidad y su viscosidad son perfectos para este uso.

Los aceites lubricantes de diferentes viscosidades pueden mezclarse entre sí, y es esta capacidad de mezclarlos que hace que algunos aceites sean tan útiles.

Por ejemplo, el aceite de motor común es generalmente una mezcla de aceite de baja viscosidad para permitir un arranque fácil a temperaturas frías y un aceite de alta viscosidad para un mejor rendimiento a temperaturas normales de funcionamiento (Haydon Armstrong, S.F.).

Desde la época romana, muchos líquidos, incluyendo el agua, se han utilizado como lubricantes para minimizar la fricción, el calor y el desgaste entre las partes mecánicas en contacto entre sí.
Hoy en día, el aceite lubricante es el producto más utilizado debido a su amplia gama de aplicaciones posibles (Advameg, Inc., S.F.).

4- Ceras y parafinas.

Los alcanos también se conocen como parafinas, lo que hace que este término sea muy confuso porque la parafina también se refiere a un tipo de cera.

Aclarando los conceptos, cualquier hidrocarburo saturado (con la fórmula CnH2n + 2) es una parafina y una mezcla de estas moléculas se puede utilizar para hacer una cera llamada cera de parafina.

En general, los alcanos usados en esta cera tienen cadenas de carbón que contienen de 20 a 40 carbonos. Por lo tanto, la cera de parafina es un tipo de cera hecha de parafinas o alcanos.

La cera de parafina se caracteriza por un bajo punto de fusión, estructura flexible y fácil combustión. Se utiliza generalmente en velas y en crayones.

5- Asfaltado

El asfalto está presente en el petróleo crudo y consiste en una mezcla de hidrocarburos en especial alcanos de cadena de 35 carbonos o más. El asfalto tiene una consistencia viscosa y semisólida.

Su principal uso es la construcción de caminos debido que al agregar arena o grava al asfalto se produce una mezcla sólida ideal para este tipo de uso.

Cuando su densidad es menor, también se le conoce como brea y puede ser usada como impermeabilizante (Uses of Alkane, 2011).

6- Otros usos de alcanos

Los alcanos tienen otros usos aparte de los ya mencionados. Compuesto como el etano se usan para la producción de etileno, el cual se usa para producir etilenglicol (componente principal de los anticongelantes) y polietileno, que es el plástico de más uso a nivel mundial.
El propano puede utilizarse como refrigerante cuando no se dispone de electricidad. A medida que el gas se expande, absorbe el calor.
De hecho, puede causar quemadura por congelación. También se está considerando como un reemplazo para otros refrigerantes, pero tiene el inconveniente principal de ser explosivo.

Pentano se puede encontrar en las mezclas de gasolina, pero su uso principal en el entorno industrial es como un “soplador” en la creación de espumas plásticas.
También, como el propano, puede ser usado como refrigerante. Su isómero, el isopentano, es comúnmente usado en dentífricos.

El hexano y el isohexano son los solventes preferidos en el procesamiento de alimentos, en particular el isohexano, dado que no son tóxicos y poseen un pH neutro.
Tomado de: https://www.lifeder.com/usos-aplicaciones-alcanos/

Te invito a diseñar tus alcanos:

Ingresa aquí, para construir moléculas de alcanos

Y...¿Cómo escribimos y nombramos a los alcanos?

 Para aprender a escribir escribir la fórmula y nombrar a los alcanos, los invito a mirar el siguiente video explicativo:


RESUMIENDO:

Los alcanos se pueden nombrar siguiendo siete etapas: 

Regla 1.- Determinar el número de carbonos de la cadena más larga, llamada cadena principal del alcano. Obsérvese en las figuras que no siempre es la cadena horizontal.


nomenclatura alcanos 02

[3 ] 3-metiloctano

[4 ] 4-metilheptano


El nombre del alcano se termina en el nombre de la cadena principal (octano, heptano) y va precedido por los sustituyentes.

Regla 2.- Los sustituyentes se nombran cambiando la terminación –ano del alcano del cual derivan por –ilo (metilo, etilo, propilo, butilo). En el nombre del alcano, los sustituyentes preceden al nombre de la cadena principal, y se acompañan de un localizador que indica su posición dentro de la cadena principal. La numeración de la cadena principal se realiza de modo que al sustituyente se le asigne el localizador más bajo posible.

nomenclatura alcanos 03

 [5 ] 2-Metilpentano

[6 ] 3-Etilhexano

[7 ] 4-Etiloctano


Regla 3.- Si tenemos varios sustituyentes se ordenan alfabéticamente precedidos por lo localizadores. La numeración de la cadena principal se realiza para que los sustituyentes en conjunto tomen los menores localizadores.



nomenclatura alcanos 04

[8 ] 4-Etil-3-metiloctano

[9 ] 2,4-Dimetilhexano


Si varios sustituyentes son iguales, se emplean los prefijos di, tri, tetra, penta, hexa, para indicar el número de veces que aparece cada sustituyente en la molécula. Los localizadores se separan por comas y debe haber tantos como sustituyentes.

nomenclatura alcanos 05

[10 ] 3,3,4,4-Tetrametilhexano

[11 ] 3,5,6-Trietil-2,2-dimetiloctano

Los prefijos de cantidad no se tienen en cuenta al ordenar alfabéticamente.

Regla 4.- Si al numerar la cadena principal por ambos extremos, nos encontramos a la misma distancia con los primeros sustituyentes, nos fijamos en los demás sustituyentes y numeramos para que tomen los menores localizadores.

nomenclatura alcanos 06

[12 ] 3-Etil-2,5-dimetilhexano

Regla 5.- Si al numerar en ambas direcciones se obtienen los mismos localizadores, se asigna el localizador más bajo al sustituyente que va primero en el orden alfabético.


nomenclatura alcanos 07

[13 ] 2-Bromo-4-cloropentano

Regla 6.- Si dos a más cadenas tienen igual longitud, se toma como principal la que tiene mayor número de sustituyentes.

nomenclatura alcanos 08

[14 ] 3-Etil-2-metilhexano (correcto)

[15 ]  3-Isopropilhexano (incorrecto)

Regla 7.- Existen algunos sustituyentes con nombres comunes aceptados por la IUPAC, aunque se recomienda el uso de la nomenclatura sistemática.

nomenclatura alcanos 09

 

[16 ] Isobutilo (1-metiletilo)

[17 ] tert-butilo (1,1-dimetiletilo)

[18 ] Isobutilo (2-metilpropilo)

[19 ] sec-butilo (1-metilpropilo)


Los nombres sistemáticos de estos sustituyentes se obtienen numerando la cadena comenzando por el carbono que se une a la principal. El nombre del sustituyente se forma con el nombre de la cadena más larga terminada en –ilo, anteponiendo los nombres de los sustituyentes que tenga dicha cadena secundaria ordenados alfabéticamente. Veamos un ejemplo:

 

nomenclatura alcanos 10

 

[20 ] 4-Isopropiloctano (4-(1-metiletil)octano)

[21 ] 4-tert-butiloctano (4-(1,1-dimetiletil)octano)


Practicamos para nombrar alcanos

Ingresá y realizá los ejercicios 

Formulación de Alcanos


Escritores de fórmulas


 Indicaciones:
1°- La actividad se realiza en los grupos de trabajo.
2°- Deben escribir la fórmula semidesarrollada y generar la imagen 3D para los Alcanos que se enlistan a continuación:

a.       2,4,6-trimetiloctano

b.      2,2,3-trimetilpropano

c.    3,6,7-tiertil-2,2,8,8-tetrametil-5-propildecano    

d.    4,4-dietil-2,5,6-trimetilheptano

e.       3,4-dietil-3,4-dimetilhexano

f.      3,5-dietil-4,7-dimetil-6-propilnonano

Utilizando los sitios que aprendimos a utilizar para formular compuestos

3°- El trabajo debe ser realizado en un documento de Google, titulado Actividad Fórmulas de alcanos, y antes del desarrollo de las fórmulas deben estar los nombres de todos los integrantes del grupo.
Les dejo a continuación un ejemplo de cómo deben desarrollar cada Alcano de la lista del punto 2°:
Una vez desarrolladas las fórmulas se debe realizar un recorte de pantalla y pegar la imagen generada en el documento. Terminada la actividad, en esta entrada deben realizar un comentario copiando el enlace del documento de Google.

¿Cómo reaccionan los alcanos? y Otros aportes a la investigación


Reacción de combustión:

El proceso de la combustión

La combustión es un proceso general de todas las moléculas orgánicas, en la cual los átomos de carbono de la molécula se combinan con el oxígeno convirtiéndose en moléculas de dióxido de carbono (CO2) y los átomos de hidrógeno en agua líquida (H2O).  La combustión es una reacción exotérmica, el calor desprendido se llama calor de combustión y en muchos casos puede determinarse con exactitud, lo que permite conocer el contenido energético de las moléculas.

En comparación con los alquenos y alquinos, los alcanos son relativamente no reactivos debido a la ausencia de un enlace pi más débil en sus esqueletos de carbono. Sin embargo, hay algunas clases de reacciones que se realizan comúnmente con alcanos.

La reacción más importante que los alcanos experimentan es la combustión. Los alcanos lineales más pequeños se oxidan más fácilmente que las moléculas más grandes y más ramificadas.

Los alcanos pueden quemarse en presencia de oxígeno para producir dióxido de carbono, agua y energía.

En situaciones con oxígeno limitado, los productos son monóxido de carbono, agua y energía. Por esta razón, los alcanos se utilizan frecuentemente como fuentes de combustible.
(Boundless, 2016).

Reacción de combustión balanceada: 

 

Simulaciones sobre el tema:



Alcanos... ¿tenemos alternativas?


Comparto algunos sitios para seguir indagando y profundizando en la investigación

Presentaciones de Cierre

 

Nos acercamos a la meta...

Recordamos la consigna con la que inició y ahora termina el proyecto:

A partir de la investigación que cada equipo fue realizando, se generó un informe que debe ser presentado de modo impreso en la fecha que se indique en clase. 

También les pido elaborar una presentación, que puede ser realizada en prezi, canva, presentación de google, etc.

La finalidad de la presentación será resumir lo más relevante de la investigación para darla a conocer al resto de los equipos y al colegios en general.

Para realizar un trabajo significativo, es IMPORTANTE, equilibrar en la presentación la información escrita, con imágenes, videos, incluso música, para que dicho trabajo sea dinámico y atractivos para quien acceda a la presentación. 

La misma debe contar con los nombres y apellidos de los autores, y se debe compartir con un enlace que dirija a la presentación, realizando un comentario a esta entrada.

Por último te pido que completes esta breve encuesta para conocer tu opinión sobre este blog: