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QUÍMICA ORGÁNICA I (QU0915)

BLOQUE TEMÁTICO IVALCANOS

Bloque Temático 4

Bloque Temático 4: alcanos

4.1. Alcanos

4.2. Propiedades físicas de los alcanos

4.3. Reacciones de los alcanos

4.3.1. Halogenacíón radicalaria

4.3.2. Combustión (oxidación)

4.4. Fuentes naturales de los alcanos

4.4.1. Destilación del petróleo

4.4.2. Craqueo de alcanos

Bloque Temático 44.1. Alcanos

1) Los alcanos son compuestos orgánicos constituidos únicamente po r C e H.

2) La fórmula molecular general de los alcanos no c íclicos es C nH2n+2.

3) El alcano más simple es el metano CH 4 (n=1).

4) Los alcanos de cadena lineal se denominan hidrocarburos normales .

Los cuatro primeros miembros de la familia de hidro carburos lineales (normales) son los siguientes:

H C

H

H

H

Metano

H C

H

H

C

H

H

H H C

H

H

C

H

H

C

H

H

H

Etano Propano

H C

H

H

C

H

H

C

H

H

C

H

H

H

Butano


Tipos de alcanos

n -Hexano (C 6H14)

Alcano lineal Alcano ramificado

2,3-Dimetilbutano (C 6H14)

Alcano cíclico

Ciclohexano (C 6H12)

La cadena de carbono en los alcanos puede ser :

1) Lineal (como en el n-hexano)

2) Ramificada (como en el 2,3-dimetilbutano)

3) Cíclica (cicloalcanos, como el ciclohexano)


Tipos de átomos de carbono según su grado de sustitución

H3C CH2 C

CH3

H

CH2 C

CH3

CH3

CH3

2,2,4-Trimetilhexano

1) Primarios ( CH3-, en azul en la estructura del 2,2,4-trimetilhexano).

2) Secundarios (- CH2-, en rojo en la estructura del 2,2,4-trimetilhexano).

3) Terciarios ( , en verde en la estructura del 2,2,4-trimetilhexano).

4) Cuaternarios ( , en marrón en la estructura del 2,2,4-trimetilhexano).

CH

C


H3C

CH3CH2

CHH3C

H3C

Metilo

Etilo

Isopropilo

CH3CH2CH2CH2 n -Butilo

CH3CHCH2

H3CIsobutilo

CH3CH2CH

H3C

sec -Butilo

CH3CCH3

CH3

t -Butilo (o ter c -Butilo)

CH3CH2CH2CH2CH2 n -Pentilo

CH3CHCH2CH2

H3C

Isopentilo (Isoamilo)

CH2 Metileno

C H Metino

Grupo alquílico Nombre AbreviaturaMe

Et

i -Pr

n -Bu

i -Bu

s-Bu

t -Bu

n -Am

i -Am

Bloque Temático 44.2. Propiedades físicas de los alcanos

Hidrocarburos normales (cadena lineal)(Número de isómeros, puntos de ebullición y puntos de fusión de algunos alcanos de cadena lineal)

+664464.11x109tricontanoC30H6230

+36334366319eicosanoC20H4220

-10216355dodecanoC12H2612

-26196159undecanoC11H2411

-3017475decanoC10H2210

-5415135nonanoC9H209

-5712618octanoC8H188

-91989heptanoC7H167

-95695hexanoC6H146

-130363pentanoC5H125

-13802butanoC4H104

-187-421propanoC3H83

-172-891etanoC2H62

-183-1621metanoCH41

p. fusión °°°°Cp. ebull. °°°°CNº total de isómeros

NombreFórmulaNº de carbonos


Los alcanos aumentan su punto de ebullición a medida que aumenta su peso molecular, debido a:

1) Mayores fuerzas de London a medida que aumenta el tamaño del alcano. Las fuerzas de London son las fuerzas atractivas intermolec ulares que se establecencomo consecuencia de la atracción dipolo inducido-dipo lo inducido.

2) Mayor resistencia a vencer la fuerza de la gravedad a medida que aumenta el tamaño y , por tanto, el peso molecular del alcano.

Metano (CH 4)Peso molecular = 16.0 g/mol

Temp. ebullición = -165ºC

Propano (CH 3CH2CH3)Peso molecular = 44.1 g/molTemp. ebullición = -44.5ºC

n-Butano (CH 3CH2CH2CH3)

Peso molecular = 58.1 g/molTemp. ebullición = -0.5ºC

De izquierda a derecha:Aumenta el peso molecularAumenta el tamaño de la moléculaAumenta la superfice de contacto intermolecularAumentan las fuerzas atractivas de LondonAumenta el punto de ebullición


A igualdad de peso molecular, los alcanos ramificad os tienen menor punto de ebullición que los alcanos lineales, debido a:

1) Mayores fuerzas de London en las moléculas lineales .

2) Menores fuerzas de London en las moléculas ramificadas , debido a su forma cuasiesférica, que disminuye la superficie de contacto ent re las mismas .

CH3CH2CH2CH2CH3

n-Pentano

CH3CHCH2CH3

CH3

2-Metilbutano

CCH3

H3CCH3

CH3

2,2-Dimetilpropano

Peso molecular = 72.2 g/molTemp. ebullición = 36.0ºC



Alcano linealMayor superfice de contactoMayores fuerzas de LondonMayor punto de ebullición

Alcano cuasi esféricoMenor superfice de contactoMenores fuerzas de LondonMenor punto de ebullición

Bloque Temático 44.3. Reacciones de los alcanos

1. Halogenación radicalaria

CHH

H

H + Cl Clcalor ó luz

CHH

H

Cl + H Cl

2. Combustión (oxidación)

+ +2 O2 CO2 H2O2CH4

Bloque Temático 44.3.1. Halogenación radicalaria

Halogenación radicalaria

CHH

H


CHH

H

Cl + H Cl

1) La reacción del metano con cloro molecular propo rciona clorometano y cloruro de hidrógeno:

2) La cloración radicalaria puede generar también el producto diclorado, el tricloradoe incluso el producto tetraclorado. La composición de la mezcla de la reacción depende de la cantidad de cloro agregado y de las c ondiciones de la misma.

CHH

H

ClCl2

CHCl

H

Cl CHCl

Cl

Cl CClCl

Cl

ClCl2 Cl2

+ClH

+ClH

+HCl


Halogenación de alcanos: mecanismo de sustitución ra dicalaria en cadena

Para poder llevar a cabo la cloración del metano se necesita calor o luz . Cuando se irradia la mezcla de metano y cloro con luz de colo r azul el cloro gas absorbe energía activándose e iniciando la reacción.

La cloración del metano se explica mediante un mecanismo de sustitución radicalaria en cadena . Este mecanismo consta de 3 etapas.

1º. Etapa de iniciación : en esta etapa se generan especies radicalarias a partir demoléculas neutras.

2º. Etapa de propagación : en esta etapa las especies radicalarias generan otrasespecies radicalarias.

3º. Etapa de terminación : en estas etapas se destruyen las especies radicalarias.


Etapa de iniciación : en esta etapa se generan especies radicalarias a p artir de moléculas neutras.

En la etapa de iniciación se produce la ruptura homolítica de la molécula de cloro, generándose por cada molécula de cloro dos radicale s cloro.

La ruptura homolítica se representa indicando la ruptura del enlace coval ente mediante semiflechas, tal y como se indica a contin uación:

Cl Clcalor ó luz

Cl + Cl

Mecanismo de sustitución radicalaria en cadena


Etapa de propagación : en esta etapa las especies radicalarias generan ot ras especies radicalarias.

En la cloración el metano se producen dos reaccione s de propagación.

1) En la primera de las reacciones de propagación e l radical cloro (Cl·) colisiona con una molécula de metano (CH 4) dando lugar, mediante la homólisis de un enlace C- H, a HCl y al radical metilo (CH 3·):

CHH

H

H + H Cl+ Cl CHH

H

2) En la segunda de las reacciones de propagación e l radical metilo (CH 3·) reacciona con el cloro molecular (Cl 2) formando un radical cloro (Cl·) y clorometano (CH 3Cl):

Cl Cl CHH

H

Cl + Cl+CHH

H

Mecanismo de sustitución radicalaria en cadena


1) En el segundo paso de las etapas de propagación s e produce el radical cloro.

2) El radical Cl· reacciona con otra molécula de meta no para dar HCl y el radical metilo.

3) El radical metilo vuelve a reaccionar con Cl 2 para dar CH 3Cl y el radical cloro.

4) La reacción se produce en cadena hasta que se con sumen los reactivos, o alguna reacción consume los radicales intermedios.

El ciclo radicalario se indica a continuación:

CHH

H

H

Cl Cl

CHH

H

Cl

H Cl

Cl

CHH

H

Ciclo radicalario de monocloración del metano

Halogenación de alcanos: mecanismo de sustitución ra dicalaria en cadena


Las energías de disociación de los enlaces implicados en la cloración del metan o son las siguientes:

Cl-Cl + 58 kcal/molCH3-H + 104 kcal/molCl-H + 103 kcal/molCH3-Cl + 84 kcal/mol

1) Las energías de disociación de enlace siempre son p ositivas (endotérmicas).

2) Las energías de formación de enlace siempre son neg ativas (exotérmicas).

CHH

H


CHH

H

Cl + H Cl

Total = -187 Total = +162

CH3-Cl - 84 CH3-H +104

H-Cl -103 Cl-Cl +58

Enlaces formados ∆∆∆∆H°°°°(kcal/mol)Enlaces rotos ∆∆∆∆H°°°° (kcal/mol)

Hº = + 162 kcal/mol + (-187) kcal/mol = - 25 kcal /mol∆∆∆∆

Cálculo de la entalpía de reacción para la monocloración del metano


H-Cl -103 kcalCH3-H + 104 kcal

Enlaces formados ∆∆∆∆H°°°°(por mol)Enlaces rotos ∆∆∆∆H°°°° (por mol)

Las energías de disociación de enlaces también perm iten calcular el calor de reacción de cada paso de propagación.

1er paso de propagación:

CHH

H

H + H Cl+ Cl CHH

H

∆∆∆∆Hº = + 104 kcal/mol + (-103 kcal/mol) = +1 kcal /mol

2º paso de propagación:

Cl Cl CHH

H

Cl + Cl+CHH

H

CH3-Cl -84 kcalCl-Cl + 58 kcal

Enlaces formados ∆∆∆∆H°°°°(por mol)Enlaces rotos ∆∆∆∆H°°°° (por mol)

∆∆∆∆Hº = + 58 kcal/mol + (-84 kcal/mol) = -26 kcal /mol

= + 1 kcal/mol + (-26 kcal/mol) = - 25 kcal /mol∆∆∆∆H total


Perfil de energía de las etapas de propagación, en la reacció n demonocloración radicalaria del metano

CH4 + Cl·

CH3· + Cl2

CH3Cl + Cl ·

∆∆∆∆Hº= -26

Ea= 4

∆∆∆∆Hº= -25

Ea= 1

∆∆∆∆Hº= +1

Energía(en Kcal/mol)

Progreso de la reacción

(+HCl)


1) En una reacción en varias etapas, como en la clor ación del metano, cada paso tiene su propia velocidad característica.

2) Sin embargo, solo puede haber una velocidad gener al de la reacción, que esta controlada por el paso determinante de la velocidad .

3) Normalmente, el paso que determina la velocidad general es el pa so de máxima energía.4) En la cloración del metano el punto de máxima en ergía es el que corresponde al estado de

transición para la reacción del metano (CH 4) con el radical cloro (Cl·). Este paso es el que determina la velocidad de la reacción.

CH4 + Cl·

CH3· + Cl2

CH3Cl + Cl ·

∆∆∆∆Hº= -26

Ea= 4

∆∆∆∆Hº= -25

Ea= 1

∆∆∆∆Hº= +1

Energía(en Kcal/mol)


Paso determinante de la velocidad

(+HCl)


Etapa determinante de la velocidad global de clorac ión del metano

CHH

H

H

+ H Cl

+ Cl

CHH

H

Ea= 4 Kcal/mol

Energía


CH

H

H

H Cl Estado de transición

∆∆∆∆H= +1 Kcal/mol

El paso que determina la velocidad global de cloració n del metano es el 1 er paso de la etapa de propagación. El perfil de energía de esta reacció n es el siguiente:


Paso determinante de la velocidad de cloración del metano

1) La aproximación del radical cloro (Cl·) al metano (CH4) provoca una disminución del solapamiento entre el orbital 1 s del hidrógeno y el orbital sp 3 del carbono.

2) El enlace C-H comienza a alargarse y, por tanto, a debilitarse. Al mismo tiempo el orbital 3 p del átomo de cloro comienza a solaparse con el orbi tal 1s del átomo de hidrógeno.

3) Estado de transición : a medida que el enlace C-H se debilita, el átomo de carbono tiene menos demanda de carácter s y, en consecuencia, utiliza este orbital en el enlace con los otros átomos de h idrógeno, produciéndose, en el estado de transición, la rehibridación progresiva de sp 3 a sp 2.

4) A medida que la reacción progresa, el átomo de c arbono comienza a adquirir su forma plana y los enlaces carbono-hidró geno restantes se hacen un poco más cortos y más fuertes.

5) Cuando la reacción ha acabado se genera HCl y el radical CH 3·, que presenta hibridación sp 2 en el átomo de carbono (véase la figura que se da a continuación).


Paso determinante de la velocidad de cloración del metano: estructuras orbitálicas de los reactivos, estado de transición y productos de la r eacción

+ Cl

Estado de transición

CHH

H

H

+ H ClCHH

H

Ea = 4 Kcal/mol


CH3CH2CH3 + Cl2 CH3CH2CH2Cl + H3C CH

ClCH3

43% 57%

Las reacciones de halogenación radicalaria de alcanos son de utilidad sintética limitada. Por ejemplo, la cloración del propano pro porciona una mezcla de 1-clopropano (43%) y de 2-cloropropano (57%):

Reactividad Csecundario

=57/2

43/6= 4

Reactividad Cprimario

% Producto de abstracciónde hidrógeno en C secundario

Número de hidrógenosunidos a C secundario

% Producto de abstracciónde hidrógeno en C primario

Número de hidrógenosunidos a C primario

=

Cloración del propano

Cálculo de la reactividad relativa por tipo de hidrógeno

Un hidrógeno situado en un átomo de C secundario es 4 veces másreactivo, en la reacción de monocloración radicalaria , que un

hidrógeno situado en un átomo de C primario


H Cl

+ Cl

Energía


CH3CH2CH3

+CH3CHCH3

CH3CH2CH2 H Cl+∆∆∆∆Hº =-8.5 Kcal/mol

∆∆∆∆Hº =-5 Kcal/mol

Ea =1 Kcal/molEa =0.5 Kcal/mol

Cloración del propano1) El átomo de hidrógeno en el carbono secundario e s 4 veces más reactivo que el átomo de hidrógeno en el carbono primario.2) El átomo de hidrógeno en el carbono secundario ( -CH2-) es más reactivo porque su homólisis, que genera el radical isopropilo (radica l secundario más estable CH3CH·CH3), requiere de una menor energía de activación (0.5 kc al/mol, reacción más rápida).3) El átomo de hidrógeno en el carbono primario ( CH3-) es menos reactivo porque su homólisis, que genera el radical propilo (radical p rimario CH3CH2CH2·) requiere de una mayor energía de activación (1 kcal/mol, reacción m ás lenta).


La monocloración del 2-metilpropano proporciona una m ezcla de cloruro de 2-cloro-2-metilpropano (36%) y 1-cloro-2-metilpropano (64%):

Reactividad Cterciario

=Reactividad C

primario

% Producto de abstracciónde hidrógeno en C terciario

Número de hidrógenosunidos a C terciario



=36/1

64/9= 5.1

CH3C

CH3

CH3

H + Cl2 CH3C

CH3

CH3

Cl CClCH2

CH3

CH3

H+

36% 64%

Cloración del 2-metilpropano


Un hidrógeno situado en un átomo de C terciario es 5.1 veces má sreactivo, en la reacción de monocloración radicalaria , que un




=Reactividad C

primario





=14/1

86/9= 1.5

CH3C

CH3

CH3

H + F2 CH3C

CH3

CH3

F CFCH2

CH3

CH3

H+

14% 86%

hνννν

Fluoración del 2-metilpropano

La reactividad de los átomos de hidrógeno depende del h alógeno


Un hidrógeno situado en un átomo de C terciario es sólo 1.5 vec esmás reactivo, en la reacción de monofluoración radicalaria , que un



1) Los estados de transición tempranos son característicos de procesos exotérmicos.El estado de transición se parece más a los reactivos de parti da y la energía de

activación (E a) suele ser baja.

2) Los estados de transición tardíos son característicos de procesos endotérmicos.El estado de transición se parece más a los productos de reacc ión y la energía de

activación (E a) suele ser alta.

Postulado de Hammond


CH3C

CH3

CH3

H + F2 CH3C

CH3

CH3

F CFCH2

CH3

CH3

H+

14% 86%

h νννν


H F

+ F

Energía


+

H F+

CH3CCH3

CH3

H

CH3CCH3

CH3

CH2CCH3

CH3

H

Perfil de energía en las etapas clave de fluoración del 2-met ilpropano


CH3C

CH3

CH3

H + F2 CH3C

CH3

CH3

F CFCH2

CH3

CH3

H+

14% 86%

hνννν


1) La reactividad de un átomo de hidrógeno situado en un carbono terciario es, en la reacción de fluoración , similar a la de un átomo de hidrógeno situado en un carbono primario.

2) La explicación a esta similar reactividad se encu entra en el 1 er postulado de Hammond: los dos estados de transición, en cada una de las etapas clave de fluoración del 2-metilpropano, son tempranos debido a sus bajas energías de activación , por lo que las energías y estructuras de los esta dos de transición son muy parecidas a las de los reactivos de partida.

3) La fluoración no puede diferenciar a las dos reaccio nes porque las energías de activación de ambas son muy bajas, generándose con simi lar velocidad tanto el radical primario (·CH 2CH(CH3)2 como el radical terciario (CH 3)3C·.



=Reactividad C

primario





=99.5/1

0.5/9= 1800

CH3C

CH3

CH3

H + Br 2 CH3C

CH3

CH3

Br CBrCH2

CH3

CH3

H+

99.5% 0.5%

hνννν

Bromación del 2-metilpropano



Un hidrógeno situado en un átomo de C terciario es 1800 veces m ásreactivo, en la reacción de monobromación radicalaria , que un




H Br

+ Br

Energía


+

H Br+

CH3CCH3

CH3

H

CH3CCH3

CH3

CH2CCH3

CH3

H

Perfil de energía en las etapas clave de bromación del 2-meti lpropano

CH3C

CH3

CH3

H + Br 2 CH3C

CH3

CH3

Br CBrCH2

CH3

CH3

H+

99.5% 0.5%

hνννν



1) La reactividad de un átomo de hidrógeno situado en un carbono terciario es, en la reacción de bromación , 1800 veces mayor que la de un átomo de hidrógeno situado en un carbono primario.

2) La explicación a esta diferencia tan acusada de reactividad se encuentra en el 2 º

postulado de Hammond: los dos estados de transición de las reacciones de bromación del 2-metilpropano son tardíos , debido a sus altas energías de activación , por lo que las estructuras y energías de los estad os de transición son muy parecidas a las de los productos.

3) La bromación genera muy preferentemente el radical t erciario ((CH 3)3C· másestable) porque la energía de activación que se necesi ta para formar este radical es, comparativamente, mucho menor que la que se nece sita para formar el radical primario (·CH 2CH(CH3)2, menos estable).

CH3C

CH3

CH3

H + Br 2 CH3C

CH3

CH3

Br CBrCH2

CH3

CH3

H+

99.5% 0.5%

hνννν

Bloque Temático 44.3.2. Combustión (oxidación)

1) La combustión de los alcanos es una de las reacc iones orgánicas más importantes si se tiene en cuenta la masa de materi al que se emplea en este proceso.

2) La combustión de gas natural, gasolina y fuel im plica, en su mayor parte, lacombustión de alcanos.

3) La combustión de gas natural, gasolina y fuel no es una reacción orgánica típica, porque el producto deseado de la reacción es el cal or que desprende, y no los productos formados (CO 2 y H2O).

4) De hecho, la acumulación de CO 2 en la atmósfera, como consecuencia de la combustión de gas natural, gasolina y fuel, constit uye un importante problema medioambiental.

Combustión del metano


1) En muchos procesos de combustión de alcanos, como el que se produce en los motores de explosión, no se logra una oxidación com pleta del carbono generándose en muchos casos monóxido de carbono (C= O) y aldehídos.

2) Cuando se produce la explosión de la mezcla de co mbustible antes de lo debido el pistón es impulsado hacia delante con un golpe m ás bien violento, produciéndose el fenómeno conocido como picado .

3) La tendencia de una gasolina a causar el picado de un motor depende de la naturaleza de los hidrocaburos que la componen. En g eneral, los hidrocarburosramificados inhiben la tendencia al picado de la gasolina.

4) La tendencia al picado se mide cuantitativamente mediante el número deoctanos (octanaje ). En esta escala arbitraria se asigna el n-heptano tiene 0 octanos y 2,2,4-trimetilpentano (isooctano) tiene 10 0 octanos.

n -Heptano(0 octanos)

2,2,4-Trimetilpentano(100 octanos)


Octanaje : una gasolina con un número de octanos de 95 tiene una tendencia a provocar el picado del motor equivalente a una mezcla compuesta por un 95% de 2,2,4-trimetilpentano y 5% de n-heptano.

El grado de octanaje de la gasolina se incrementaba antiguamente mediante la adición de tetraetilplomo (Et 4Pb), cuya función era controlar la concentración de radicales libres y evitar las explosiones prematura s características del picado .

Por razones de protección medioambiental, el tetrae tilplomo se ha sustituido por otros aditivos menos contaminantes, como el metil t-butil éter.

CH3CH2

PbCH3CH2

CH2CH3

CH2CH3

Tetraetilplomo

H3C O CCH3

CH3

CH3

Metil t -butil éter

Bloque Temático 44.4. Fuentes naturales de los alcanos

Los alcanos son productos naturales muy diseminados sobre la tierra y son fundamentalmente el resultado de procesos biológico s

1) El metano (CH4) se produce mediante la descomposición anaeróbica bacteriana de la materia orgánica.

Debido a que fue aislado por primera vez en los pan tanos se le denomina también como gas de los pantanos . Es también un importante constituyente del gas producido en algunos procesos de eliminació n de aguas negras y su presencia se detecta también en las minas de car bón, donde se le denomina aire detonante o grisú , debido a la naturaleza explosiva de las mezclas de metano y aire.

2) El gas natural es una mezcla de hidrocarburos gaseosos y consta básicamente de metano (CH4) y etano (CH3CH3) junto con pequeñas cantidades de propano (CH3CH2CH3).

3) El petróleo es una mezcla compleja de hidrocarburos, la mayoría de los cuales son alcanos y cicloalcanos, y constituye el resultado final de la descomposición de la materia animal y vegetal sepul tada bajo la corteza terrestre durante períodos muy largos. La mezcla se acumula formando un líquido negro y viscoso en bolsas subterráneas, de donde se extrae mediante la perforación de pozos .

Bloque Temático 44.4. Fuentes naturales de los alcanos

Destilación fraccionada del petróleo

1) La separación de los diferentes hidrocarburos que componen el petróleo se lleva a cabo mediante el proceso denominado destilación fraccionada .

2) El petróleo se calienta a unos 400 grados centíg rados y se introduce en la parte baja de la torre destilación.

3) Todas los componentes del petróleo que se evapor an a 400ºC pasan como vapores a la cámara superior de la torre de destila ción que está algo más fría, donde se condensan los aceites lubricantes.

4) Los vapores que no han condensado pasan a la sig uiente cámara y condensan parcialmente.

5) El proceso de condensación en fracciones se cont inúa ascendentemente hasta que, al final por la parte superior de la torre de destilación, salen los gases que no condensan a temperatura ambiente.

Bloque Temático 44.4.1. Destilación del petróleo

Intervalo deebullición (ºC)

Productos

Hasta 40 Gas licuado (C1 a C4)

30-60 Éter de petróleo (C5 a C6)

Ligroína o nafta ligera (C7)60-90

Gasolina normal (C6 a C12)85-200

Queroseno (C12 a C15)200-300

Fueloil de calefacción (C15 a C18)300-400

Aceites lubricantes, grasas,parafinas, ceras, alquitrán (C16-C24)

Por encimade 400

Destilación del petróleo

Bloque Temático 44.4.1. Destilación del petróleo

La composición del petróleo crudo es muy variada y depende de su origen

1) Un petróleo ligero típico proporciona, mediante d estilación fraccionada, un 35% de gasolina, un 15% de queroseno y trazas de asfalt o, siendo el resto aceites lubricantes y aceites de puntos de ebullición más a ltos.

2) Un crudo pesado proporciona, mediante destilación fraccionada, un 10% de gasolina, un 10% de queroseno y un 50% de asfalto.

3) La producción de fracciones más volátiles se pued en aumentar mediante el método de craqueo : obtención de moléculas más simples a partir de ot ras más complejas mediante la ruptura de éstas.

4) El procedimiento original de craqueo, denominado craqueo térmico , emplea calor (810-850ºC) y presión. Los métodos modernos d e craqueo se denominan de craqueo catalítico , porque se llevan a cabo en presencia de catalizad ores. Estos métodos requieren de temperaturas relativamen te más bajas (450-500ºC) que las que se necesitan en el craqueo térmico.

5) El craqueo del petróleo se emplea en la producció n de gasolina de alto octanaje.

Bloque Temático 44.4.2. Craqueo de alcanos

CH3CH2CH2CH2CH3

CH3CH3

CH3CH2CH3

CH3CH2CH2CH3

CH3CH2CH2CH2CH2CH3

CH3CH=CH2

CH2=CH2

Craqueo

+

+otros alquenos

+

+

+

+

CH3CH2CH=CH2

+otros alcanos

Reacciones de craqueo1) El craqueo de un hidrocarburo proporciona mezclas d e alcanos y alquenos. Por ejemplo, el craqueo del n-pentano puede dar lugar a:

2) Los intermedios que se forman en los procesos de cr aqueo térmico son de tiporadicalario (véase la siguiente diapositiva).

3) Es posible que el craqueo catalítico transcurra a través de intermedios catiónicos en lugar de radicalarios.

Bloque Temático 44.4.2. Craqueo de alcanos

2) Los radicales pueden experimentar recombinación , produciendo nuevas mezclas de alcanos:

CH3CH2CH2CH2CH3

CH3 + CH3CH2CH2CH2

CH3CH2 + CH3CH2CH2

Reacciones de craqueo térmico1) Los enlaces carbono-carbono se rompen generando r adicales alquilo más pequeños. La ruptura se produce de forma aleatoria a lo largo de la cadena:

CH3 + CH3 CH3CH3

CH3 + CH3CH2 CH3CH2CH3

CH3CH2 + CH3CH2 CH3CH2CH2CH3

CH3CH2 + CH3CH2CH2CH2 CH3CH2CH2CH2CH2CH3

3) Los radicales pueden experimentar desproporcionamiento , dando lugar a mezclas de alcanos y alquenos:

CH3CH2 + CH3CH2CH2

CH3CH3 + CH3CH=CH2

CH2=CH2 + CH3CH2CH3

química orgánica i (qu0915) bloque temático iv alcanos · pdf filebloque...

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