Examen BQOI Junio 1999

Química Orgánica Examen Junio 1999
1. Nombre las fracciones del petróleo
Obtenidas de la destilación del petróleo tenemos:
 Gases(metano a butano)
hasta 20º
 Nafta ligera(gasolina ligera)
20-150º
 Nafta pesada (gasolina)
150-200º
 Keroseno
175-275º
 Gasóleo
250-350º
 Residuo
>350º
2. A) Enumere los tipos de polímeros
1-4C
5-8C
8-11C
10-16C
15-22C
20-...C
1-5%
10-20%
10-25%
8-15%
15-30%
30-50%
Plásticos (termoblandos): cadenas ramificadas con interacciones débiles
Fibras: existe un eje sobre el que se hila la molécula
Elastómeros o cauchos: pueden deformarse reversiblemente cuando se les aplica una fuerza
Resinas: o plásticos termoduros: polímeros muy duros y resistentes que adoptan la forma antes
de sufrir el fraguado
B) Indique dos características a nivel molecular de las fibras
Existe un eje sobre el que se hila la molécula. Son cadenas lineales con interacciones fuertes.
Una vez se ha hilado se queda siempre así:
Se puede romper pero no deformar.
Las interacciones so dipolo-dipolo o puentes de H.
3. Dibuje la estructura del monómero de fibras
A) acrílicas
El polímero (p.ej. el orlón) se obtiene por vía radicalaria (es un caso de polimerización
vinílica).
CH 2
CH
CH 2
C N
CH CH 2
C N
CH CH 2
C N
A partir del acrilonitrilo se obtiene el poliacrilonitrilo.
B) Nylon 6
Es la amida cíclica(caprolactama)
O
N H
Nylon 6
4. A) Nombre dos procesos a partir del carbón e indique los objetivos
Coque (residuo)
HULLA
CARBÓN
CaO
2000º
C Ca
2
CH=CH
acetileno
BTX, mezclas disolventes, etilbenceno
CARBÓN
Gas de Agua o de Síntesis
C+H2O
CO+H 2
∆ H=30 Kcal/mol/
Que se acopla con la combustión parcial del C
que es exotérmica
C+1/2O2
CO
∆ H=-28 Kcal/mol/
El gas de agua se utiliza para obtener metanol
(para combustible), derivados, y también metano
B) ¿Qúe es la fracción BTX y en qué proceso se obtiene?
La fracción BTX son los anillos aromáticos (Benceno, Tolueno y Xileno) obtenidos de la
destilación seca del alquitrán de hulla (como se ve en el apdo.a)
Con una temperatura de 150ºC y una posterior destilación fraccionada obtenemos BTX,
mezclas de disolventes y etilbenceno.
5. A)¿Qué es el gas de síntesis y para qué se utiliza?
El gas de síntesis se obtiene de las naftas el gasóleo, el metano y en la gasificación del carbón
(ver ej.4) mediante una combustión incompleta y reacción con H2O.
También es llamado gas de agua y es CO + H2
El gas de agua se utiliza para la síntesis del metanol, de NH3 para fertilizantes, para obtener
alcoholes por medio de la hidroformilación y para obtener H2 para hidrógenos industriales.
B)Indique la estructura de algún freón y la relación de este tipo de compuestos con la
capa de ozono
Los freones, también llamados clorofluorocarbonados. Estos compuestos se emplean como
refrigerantes, solventes, y propulsores en los aerosoles. Siendo los más típicos el
triclorofluorometano CFCl3 (denominado Freón – 11) y el diclorodifluorometano CF2Cl2 (Freón
– 12). Los freones son tan buenos refrigerantes debido a que poseen una gran capacidad
calorífica, lo que les permite pasar casi a temperatura ligeramente inferior a la ambiente de
estado líquido a gas absorbiendo el calor del medio.
Nomenclatura:
Cl
F C Cl
F
- nº carbonos –1
- nº hidrógenos +1
- nº de fluor =
CF2Cl2 Freon - 12
Se creía que eran inertes, pero se ha demostrado que lo que realmente pasaba con los freones,
era que se volatilizaban y se incorporaban a la atmósfera, donde se difundían sin sufrir
alteraciones, llegando hasta la capa de ozono en la estratosfera, y lo que hace este freón que ha
llegado hasta la estratosfera es iniciar reacciones en cadena de radicales libres, con la luz ultra
violeta proveniente del sol sin filtrar por la atmósfera, que rompen el equilibrio natural del
ozono.
(1) Inicio de la cadena CF2Cl2 + hν
(2) Propagación Cl· + O3
(3) de la cadena ClO· + O
CF2Cl· + Cl·
ClO· + O2
O2 + Cl·
En la etapa inicial la luz ultra violeta provoca la ruptura homolítica de un enlace C-Cl del Freón.
Siendo el átomo de cloro que se forma es verdadero causante del problema ya que es capaz de
producir una cadena de reacciones que destruyen miles de moléculas de ozono rápidamente.
6. A)Dibuje la estructura del caucho natural.
B)Indique la diferéncia en la estructura del caucho natural y la del poliisopreno
obtenido por vía radicalaria.
El caucho natural es el polímero todo cis 1,4 del isopreno.
Varias plantas producen un poliisopreno todo trans 1,4 llamado gutapercha o balata.
Este producto es cristalino, menos elástico y menos resistente que el caucho.
Gutapercha
7. Indique cuatro reacciones de formación de enlace C-C y ponga un ejemplo de cada
una de ellas
HC
CH
NaNH2
O
H3C C
AlCl 3
Cl
HC
CO
C
ClCH3
CH 3
HC
C CH 3
A partir de alquinos
Acilación de Fiedel-Crafts
O
CH3-MgI
CH 3
H3C C
O MgI
H3C C
H+
CH 3
CH 3
O
H3C
H
C
H
H
H
H3C C
CH 3
Grignard
CH 3
O
CH 3 CH CH C
C C
OH
H
O
Condensación aldólica
H
8. A) Qué compuesto, la propanamina ó la N,N-dimetilmetanamina tiene un P.eb. 3º y
cuál 50º?
Justifique porqué teniendo el mismo PM tienen ptos de ebullición tan diferentes
Es mayor el P.eb. de la propanamina(50º) pues forma enlaces de Van der Waals (es un
Hidrocarburo lineal) y no el otro que no lo es y las fuerzas moeculares no son numerosas (si
las hay).
NH 2-CH 2-CH 2-CH 3
Propanamina
CH3
N,N-dimetilmetanamina
N
CH3
CH3
B) Sintetizar 1-fenil-2-pentanol a partir de bromobenceno, tolueno y compuestos de
uno o más carbonos.
9. A)Explique a qué es debida la acidez de los hidrógenos α a un grupo carbonilo de una
cetona
La razón de esta acidez de los hidrógenos α es, que cuando un compuesto carbonílico pierde un
protón α, el anión resultante es estabilizado por resonancia.
B) Ponga un ejemplo de condensación aldólica.
O
O
CH 3
C
OH- (conc)
CH 3
CH 3 C CH
C
CH 3
CH 3
9.
10. A) ¿Cómo se generó acetileno en el laboratorio?
Se hizo una mezcla con 0,5 gramos de C2Ca y 5ml. de agua destilada, lo que generó acetileno,
quedando la reacción de la siguiente manera.
C2Ca
H2O
destilada
HC
CH
acetileno
B)¿Qué ocurría cuando se burbujeaba acetileno a través de una disolución de bromo
en agua?
Cuando se burbujeaba bromo en agua ocurría la siguiente reacción, formándose cisdibromoeteno, y con un exceso de bromo el dibromoetano.
HC
Br
Br 2
CH
Br
C
H
C
H
con exceso
de Bromo
CHBr 2
CHBr 2
11. A) ¿Cómo se estableció en prácticas la diferencia de acidez entre el ácido oleico, el
fenol y el butanol?
Mezclando cada uno de ellos con Na2CO3 (aq), NaOH (aq) y con Na(s) y viendo el
resultado de las posibles reacciones.
Na2CO3 (aq)
NaOH (aq)
butanol
NO REACCIONA
NO REACCIONA
fenol
NO REACCIONA
FENIL+Na+
Na (s)
BUTÓXIDO
SÓDICO
FENÓXIDO
SÓDICO
Ac.oleic
SAPONIFICACIÓN SAPONIFICACIÓN SAPONIFICACIÓN
o
Vemos que el butanol es el menos reactivo (es menos ácido)
El fenol si reacciona con el NaOH (aq) y con Na(s) (es más ácido)
Y el Ac.oleico es el más ácido de los tres creando jabón gracias a la saponificación.
B) Nombre los diferentes polímeros que realizó en prácticas (Indique los monómeros).
En prácticas preparamos dos resinas;
La Fenol- formol cuyos precursores eran la resorcina y el fenol, y que nos daba como
producto una resina como la baquelita.
OH
H
OH
O
C
H
H+
Resina fenol-formol
resorcina
(fenol modificado)
Y por otro lado, la resina Urea-formol, cuyos precursores eran la urea y el formol,
formando así mismo una resina.
H2N
O
C
NH 2
H
Urea
O
C
H
H+
Resina Urea-formol
Una poliamida, el nylon.
Creabamos una fibra, en este caso el nylon a partir de dicloro de adipolilo proviniente
del Ac. dióico pero clorado y de hexametilendiamina
O
C
Cl
(CH 2)4
O
C
Cl
dicloruro de adipolilo
H2N (CH 2)6
NH 2
hexametilendiamina
Fibra
Finalmente formábamos un caucho.
Procediendo con un prepolímero como es el alcohol polivinílico y borato para unir
cadenas.
Caucho
NaB(OH)4
CH2=CHOH
Alcohol vinílico
Borato
12. Mecanismo de polimerización y estructura de la resina urea formaldehído.
El monómero es:
O
C
H
O
O
+ H2N
H
C
NH 2 +
CH 2OH
C
H
H
N
C
N
H
O
H
CH 2OH
dimetilol-urea
Que se polimeriza formando cadenas como la que sigue:
H
C
N
CH 2OH
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
CH 2
N
O
C
H
CH 2
N
O
CH 2
N
C
N
N
CH 2
CH 2
N
O
??
??
??
Sintetiza 1,2-difenil-2-propanol a partir de benceno, tolueno y compuestos de uno o
más carbonos.
??
??
??
A) Ordene por reactividad creciente frente a la adición de bromuro de hidrógeno los
siguientes alquenos justificando la respuesta: 1-buteno, 1-metil-ciclopenteno y 2etenilnaftaleno.
B) a partir de tolueno obtener el ácido 4-bromo-2-cloro-benzoico