ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DE CHIMBORAZO FACULTAD DE RECURSOS NATURALES CARRERA DE INGENIERÍA EN RECURSOS NATURALES RENNOVABLES QUIMICA II LABORATORIO GUÍA PARA LABORATORIO DE QUIMICA II PRÁCTICA No. 3. OBTENCION DE METANO 1. DATOS GENERALES: INTEGRANTES: CODIGOS: Anabel Sánchez 286 Alisson Coronel 265 Junior Ramos 282 Andy Almachi 253 Damian Alvaro 254 Anthonella Jaramillo 271 Andres Abril 192 Bryan Anchundia 195 GRUPO No.: 3 FECHA DE REALIZACIÓN: 2020/12/08 FECHA DE ENTREGA: 2020/12/12 2. OBJETIVO: 2.1 GENERAL: - Obtener el metano en el laboratorio a partir de reactivos adecuados. 2.2 ESPECÍFICOS: - Adquirir nuevos conocimientos sobre las propiedades, uso y aplicaciones del metano. - Determinar el mejor método de obtención para el metano. - Observar que combustión tiene al momento de prender el fosforo. - Ver la reacción del metano frente a cada sustancia o experimento realizado. 3. INSTRUCCIONES 3.1 FUNDAMENTO TEORICO Hidrocarburos saturados Los hidrocarburos saturados se pueden definir como aquellos hidrocarburos en los que todos sus carbonos tienen cuatro enlaces simples; considerándose al metano, CH4, como el más básico de ellos. Sus propiedades físicas más notables nos hablan de que los cuatro primeros términos de la serie son gases, del propano al heptano son líquidos y del octadecano en adelante son sólidos. Sin olvidar, en ningún instante, que son insolubles en agua y solubles en disolventes apolares. Alcanos Son los hidrocarburos saturados de cadena abierta, presentan cadenas en las cuales los carbonos están hibridados tetrahedralmente. Los enlaces que se establecen son de tipo sigma σ, tanto los enlaces carbono-carbono, como los carbono-hidrógeno. Son covalentes, fuertes, difíciles de romper. La fórmula general es CnH2n+2 y sus nombres terminan en ano. Metano, propiedades físicas - Punto de ebullición: -161°C - Punto de fusión: -183°C - Solubilidad en agua, ml/100 ml a 20°C: 3.3 - Densidad relativa de vapor (aire = 1): 0.6 - Punto de inflamación: Gas inflamable - Temperatura de auto ignición: 537°C - Límites de explosividad, % en volumen en el aire: 5-15 Métodos de obtención de metano El metano es el hidrocarburo más sencillo. En la naturaleza se produce como producto final de la putrefacción anaeróbica de las plantas. Este proceso natural se puede aprovechar para producir biogás. Reacciones químicas del metano - Constituye hasta el 97% del gas natural. Es importante para la generación eléctrica ya que se emplea como combustible en las turbinas de gas o en generadores de vapor. Además, en muchas ciudades, el metano se transporta en tuberías hasta las casas para ser empleado como combustible para la calefacción y para cocinar. - El metano es un gas efecto invernadero relativamente potente que contribuye al calentamiento del planeta Tierra. 3.2 METODOLOGÍA Y PROCEDIMIENTO Método: Laboratorio virtual Procedimiento: Obtención de metano: - Pulverizar en el mortero 1,5 g de acetato de sodio y 0.75 g de NaOH y 0.75 g de Oxido de Calcio e introducir los reactivos en el sistema de recolección previamente armado, tape el tubo de ensayo completamente seco rápidamente ya que el Hidróxido de sodio absorbe humedad. - Caliente los reactivos suavemente hasta que funda y empiece a efervecer. - Observar que el gas desaloja el agua del tubito (opcional colocar la manguera de desprendimiento dentro de un tubo de ensayo sumergido completamente en una cuba de agua, para observar el momento en que se genera el gas) - Hacer burbujear el gas en un tubo con agua de cloro Pruebas de identificación: 1. Inflamabilidad o ignición: - Saque el tubo con la boca hacia arriba para que escape un poco de gas y entre el aire. - Inmediatamente acerque un fósforo encendido a la boca del tubo y se producirá una ligera explosión 2. Oxidación con permanganato de potasio: - Haga burbujear el metano en un tubo de ensayo que contenga una solución de permanganato de potasio, observe si hay algún cambio, y diga cuál es la reacción. Si la hay. Revisar el video de la práctica a realizar: https://www.youtube.com/watch?v=ls4HYsM0K18 https://www.youtube.com/watch?v=DPJ3Z1ETfLo 4. ACTIVIDADES POR DESARROLLAR: Materiales Manguera de hule Mortero Reactivos Tubo de ensayo Acetato de sodio Soporte universal Óxido de calcio o cal sodada Piza para tubos Permanganato de potasio Mechero Hidróxido de sodio Tubo de desprendimiento Agua de cloro MONTAJE Y EJECUCION DEL EXPERIMENTO Obtención de Metano 5. RESULTADOS OBTENIDOS Tabla N° 1. Reacción de obtención Observación: Observamos que se colocó un tubo de desprendimiento con, el acetato de sodio con cal sodada (hidróxido de sodio y oxido de calcio), luego se procede a tapar el tubo con un corcho y se coloca en la venoclisis después de esto, ambos reactivos son sometidos al calor con la ayuda de un mechero Bunsen, así se logra obtener el metano y carbonato de sodio el cual se almacena en la venoclisis. Reacción: CH3 – COONa + (NaOH + CaO) → CH4 + Na2CO3 Tabla N° 2. Prueba de inflamabilidad o ignición Observación: Por medio de la inflamabilidad se comprobó la presencia de gas metano, ya que este es expulsado por la punta de la venoclisis, al momento de acercar un fosforo se observa la aparición de una llama, color amarillo dando a notar así la presencia de gas metano. Reacción: CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O Tabla N° 3. Reacción de oxidación con permanganato de potasio Observación: Se introdujo la venoclisis en un tubo de ensayo el cual contiene permanganato de potasio diluido, al entrar en contacto la venoclisis con el líquido se comprobó la presencia de gas metano ya que este líquido empieza a burbujear, aunque no se produzca cambio de coloración. Reacción: CH4 + KMnO4 → HMnO4 + CH3 − K 6. Conclusiones - El metano es un compuesto extremadamente útil para la vida humana, pues posee cientos de aplicaciones y sus propiedades le permiten una gran versatilidad para servir múltiples propósitos. - Gracias a la práctica realizada como resultado pudimos observar que existen diversas maneras de obtener gas metano. - Pudimos observar que el gas metano también se puede obtener de manera natural y que tiene una reacción de combustión. - Los cambios que se pudieron observar, como el color, hacen referencia a la presencia del hidrocarburo saturado. 7. Recomendaciones - Se recomienda acatar todas las instrucciones impartidas por el docente al momento de realizar la práctica. - Al momento de realizar los experimentos utilizar los materiales correctos ya que esto puede alterar en cierta forma los resultados finales. - Se recomienda colocar inmediatamente los tubos de ensayo que contienen el metano, de forma invertida sobre la placa de vidrio para que el metano no se escape 8. CUESTIONARIO 1. ¿Qué reacciones experimenta el metano en la práctica realizada? Experimenta dos reacciones una de inflamación o ignición y la otra de oxidación con KMnO4 2. Describa con reacciones otros métodos de obtención de metano Producción de metano a partir de moléculas orgánicas (se ha demostrado que el metano se origina exclusivamente a partir del carbono metílico del ácido acético) CH3COOH → CH4 + CO2 Producción del metano por reducción del CO2 (implican la utilización de dióxido de carbono y acetato como aceptores terminales de electrones) CO2 + 4H2 → CH4 + 2H2O 3. ¿Cómo verificó la producción de metano en el experimento? Verifico acercando un fosfato a la punta del venoclisis para observar la producción degas, dándonos positivo por medio de la inflamación. Se introdujo el venoclisis en un tubo de ensayo que contenía permanganato de potasio diluido y observamos que no hay cambio de color y nos da como resultado negativo ya que le gas metano no está produciendo oxidación. 4. ¿Qué color es la llama que produce el metano? La llamarada que produce el metano es de color anaranjada 9. BIBLIOGRAFIA - López Barrios, R. (2016). Bioconversión de residuos sólidos para la obtención de energía metano y electricidad utilizando digestores anaerobios y celdas de combustible microbianas. - Aksara, R., Musa, W. J., & Alio, L. (2013). Identifikasi Senyawa Alkaloid Dari Ekstrak Metanol Kulit Batang. Jurnal Entropi, 8(01). - Ramírez, G. A. S. (2009). Metanol y Etanol. Energía y Ambiente. Universidad Nacional Autónoma de México. - Arce Cali, A. G. (2019). PRODUCCIÓN DE FORMALDEHIDO MEDIANTE DESHIDROGENACIÓN CATALÍTICA DE METANOL (Doctoral dissertation). ---------------------------------------------Galo Briam Montenegro Córdova, Ph.D. DOCENTE DE LA ASIGNATURA
