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Laboratorio hidrocarburos



INTRODUCCION
Los hidrocarburos son compuestos orgánicos formados únicamente por átomos de carbono e hidrógeno.
La estructura molecular consiste en un armazón de átomos de carbono a los que se unen los átomos de hidrógeno. Los hidrocarburos son los compuestos básicos de la Química Orgánica. Las cadenas de átomos de carbono pueden ser lineales o ramificadas y abiertas o cerradas.
Los hidrocarburos se pueden diferenciar en dos tipos que son alifáticos y aromáticos. Los alifáticos, a su vez se pueden clasificar en alcanos, alquenos y alquinos según los tipos de enlace que unen entre sí los átomos de carbono. Las fórmulas generales de los alcanos, alquenos y alquinos son CnH2n+2, CnH2n y CnH2n-2, respectivamente.

En la práctica se realizaron varias pruebas de la siguiente manera:



Prueba con bromo
Se Tomaron tres tubos de ensayo pequeño, a cada uno se le adiciono 3 gotas de ciclo hexano, ciclohexeno y benceno en la misma proporción anterior se agrego a cada tubo bromo, se taparon y se colocaron a la luz. Se observaron los resultados

Prueba de KMnO4
Se realizo con tres tubos de ensayo pequeño, cada uno con 3 gotas de ciclo hexano, ciclohexeno y benceno y 2 gotas de KMnO4 al 1% en H2O. Se observaron los resultados

Prueba con acido sulfúrico
En tres tubos de ensayo pequeño cada uno con 5 gotas de ciclo hexano, ciclohexeno y benceno, se adiciono 5 gotas de acido sulfúricoconcentrado. Y se observaron los resultados

Prueba benceno, fenol en benceno y tolueno
En tres tubos de ensayo cada uno con 5 gotas de benceno, fenol en benceno y tolueno, se le adicionaron 5 gotas de solución de I2/CCl4 al 1% y una porción de lana de hierro, se calentó al baño maría y se observo la velocidad de su reacción.

Determinación cualitativa de beta-carotenos en zanahoria
En un tubo de ensayo se coloco un poco de zanahoria se le adiciono 20 gotas de hexano agitándolos, luego se tomaron 10 gotas del liquido y se le agrego 5 gotas de acido sulfúrico y se observo lo ocurrido.














DATOS Y RESULTADOS

Prueba con bromo
El ciclo hexano se transformo de un color amarillo claro a un verde muy claro, en la prueba con ciclo hexeno se observo un color transparente opaco, muy turbio y el benceno no cambio su apariencia café, lo que indica que no hubo reacción.

Prueba de KMnO4
Cuando se le agrego KMnO4 al benceno y al hexeno, se genero precipitado el primero tomo un color morado y el segundo un color café lo que indica una oxidacion. En el caso del ciclo hexano, se aprecio una coloración violeta, y se disolvió totalmente, pero este no reacciono.

Prueba con acido sulfúrico
El ciclo hexano al añadirle H2SO4 concentrado tomo un color marrón y tuvo un leve desprendimiento de calor; El ciclo hexeno, al añadirle H2SO4 concentrado, se aprecio denso y laformación de una sustancia café muy oscura además un aumento considerable en la temperatura, es decir, se da una reacción exotérmica. El benceno, quedo transparente opaco y no presentó ninguna de las reacciones anteriores, esto debido a que en este caso la ruptura del enlace dobles es muy difícil.

Prueba benceno, fenol en benceno y tolueno
En esta prueba se observo en el benceno el cambio de color violeta a transparente, en este caso pudo haber ocurrido un error experimental ya que el benceno no debía de reaccionar debido a su resonancia lo que lo hace ser muy estable, en el fenol benceno de rojizo a café claro y en el tolueno no hubo reacción ya que quedo de color violeta lo que indica un error ya que este si debía de reaccionar. La reacción primero se dio en el fenol benceno, luego reacciono el benceno y por último el tolueno que no tuvo reacción.

Determinación de beta-carotenos en zanahoria
Al agregar el hexano se formo una solución amarilla y al adicionarle el acido sulfúrico se observo inmediatamente la decoloración esto se da porque los dobles enlaces ya no están presentes ya que la coloración se ve debido a estos enlaces dobles.


ANALISIS DE RESULTADOS

Se puede decir que las reacciones de el ciclo hexeno se dio debido a su enlace ï que es más fácil de romper, en caso del ciclo hexano es más difícil por sus enlaces simples y en el benceno tal vez hubo un error ya queeste no debía de reaccionar en ninguna de las pruebas debido a su resonancia que es muy estable y en la prueba con yodo esta reacciono pasando de tener un color violeta a un color transparente y esto no debió de ocurrir lo que indica un error experimental.

Con el anterior experimento podemos comprobar que un alqueno presenta mayor reactividad ante un halógeno y que ante un alcano y una sustancia derivada del benceno, aunque estos últimos tengan enlaces (ï

En cuanto a la prueba de bromo se pudo observar que es un halógeno muy reactivo por lo cual solo necesita de luz para darse dicha reacción.
Un alqueno frente a un alcano posee más debilidad en sus enlaces ya que estos pueden ser atacados lateralmente, esto es debido a que el enlace sigma (ï
³) y el ï° se repelen formando entre ellos una nube electrostática lo que hace que un ataque de otro átomo separe dicho enlace, mientras el alcano en sus enlaces covalentes debe de aplicarse una mayor energía.
Respecto a una sustancia derivada del benceno, como anteriormente mencionamos posee enlaces ï
° que a diferencia de los alquenos tiene todos sus enlaces en resonancia lo que les proporciona una alta estabilidad y los hace menos reactivos.
Con el permanganato de potasio se presentan reacciones de oxidación, como lo muestra el experimento solamente en alquenos y aromáticos, dando como producto un glicol y un precipitado necesariamente cafépara confirmar dicha reacción. El cambio de color del permanganato de potasio puede ser indicativo de la presencia de los dobles y triples enlaces, pero los alcanos no provocan el cambio de color de este oxidante.
Con el ácido sulfúrico se dio una disociación del ácido el cual se sustituyo en el alquenos y el derivado del benceno.
Entre el benceno, el fenol en benceno y el tolueno el más reactivo es el fenol benceno

CONCLUSIONES

a–  Por medio de las posiciones orto, para y meta, se puede saber con certeza la estabilidad de una molécula.

a–  El hidrocarburo aromático, no reacciono debido a su estructura en forma de anillo y su resonancia hizo que los compuestos no se adhieran y rompan.

a–  Los radicales libres son estructuras que se presentan comúnmente en todas las estructuras orgánicas, por lo tanto es indispensable eliminarlos para que sus efectos nocivos no se reflejen ni en los productos inorgánicos ni en los seres vivos.

a–  Se logro observar las características principales de los hidrocarburos.

a–  Se conoció las reacciones químicas características de los hidrocarburos

PREGUNTAS

1. Escriba las reacciones de la primera parte, donde resultaron las pruebas positivas.
R/= Ciclohexeno y KMnO4



Benceno y KMnO4:




Ciclohexeno y H2SO4:


Benceno y H2SO4:


2. Escriba los productos esperados de sustitución en las reacciones del benceno y fenol con lasolución de I2/CCl4 en presencia de hierro.

R/= Para el fenol el producto seria


Y en el caso del benceno no hay reacción.

3. Compare la velocidad de reacción hacia una sustitución electrofílica del ácido benzoico con relación al benceno.

R/= En el acido benzoico, el anillo es atacado por el ión nitronio que es una partícula electrófilica y actúa como un grupo desactivante que extrae electrones de la sustancia aromática destruyendo enlaces ï
° y haciéndola más resistente en ataques externos, disminuyendo así la velocidad de la reacción.

4. Compare la velocidad de reacción hacia una sustitución electrofílica del fenol con relación al benceno.

R/= El fenol al tener un grupo hidroxilo, que actúa como un grupo activante, está donándole electrones al anillo aromático haciéndolo aún más reactivo con relación al benceno que no posee grupos activantes siendo una molécula normalmente estable.


5. s Qué es un radical libre y cual es el mecanismo radicalario?

R/= un radical, es una especie química (orgánica o inorgánica), en general extremadamente inestable y, por tanto, con gran poder reactivo por poseer un electrón desapareado. No se debe confundir con un grupo sustituyente, como un grupo alquilo, que son partes de una molécula, sin existencia aislada.
Poseen existencia independiente aunque tengan vidas medias muy breves, por lo que se pueden sintetizar en ellaboratorio, se pueden formar en la atmósfera por radiación, y también se forman en los organismos vivos (incluido el cuerpo humano) por el contacto con el oxígeno y actúan alterando las membranas celulares y atacando el material genético de las células, como el ADN.
Los radicales tienen una configuración electrónica de capas abiertas por lo que llevan al menos un electrón desapareado que es muy susceptible de crear un enlace con otro átomo o átomos de una molécula. Desempeñan una función importante en la combustión, en la polimerización, en la química atmosférica, dentro de las células y en otros procesos químicos.
Las reacciones en las que intervienen radicales libres se llaman reacciones radicalarias. Se dividen normalmente en tres fases: iniciación, propagación y terminación.
La reacción global de sustitución mostrada en la ecuación 1 se puede descomponer en los siguientes procesos
Reacciones de iniciación Son las reacciones que producen un aumento en el número de radicales libres.
La ecuación 2 corresponde a una ruptura homopolar provocada por termólisis o fotólisis.
La ecuación 3 corresponde a una ruptura favorecida por un radical iniciador Init•
Reacciones de propagación: Se producen reacciones entre radicales. Corresponde a las etapas 4 y 5.
Reacciones de terminación: Finalmente, se recombinan los radicales para formar moléculas más estables. Corresponde a las etapas 6 y 7.


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