Muchos tipos de alcanos son componentes de los combustibles que impulsan nuestros automĆ³viles y del aceite que calienta nuestros hogares. Puede que hayas utilizado una mezcla de hidrocarburos, como el aceite mineral, como laxante o vaselina para suavizar tu piel. Las diferencias en los usos de muchos de los alcanos se deben a sus propiedades fĆsicas, incluyendo la solubilidad y la densidad.
Objetivo de aprendizaje
- Identificar las propiedades de los alcanos y escribir una ecuaciĆ³n quĆmica balanceada para la combustiĆ³n.
1. Algunos usos de los alcanos
Los primeros cuatro alcanosāmetano, etano, propano y butanoāson gases a temperatura ambiente y se utilizan ampliamente como combustibles para calefacciĆ³n.
Los alcanos que tienen de cinco a ocho Ć”tomos de carbono (pentano, hexano, heptano y octano) son lĆquidos a temperatura ambiente. Son altamente volĆ”tiles, lo que los hace Ćŗtiles en combustibles como la gasolina.
Los alcanos lĆquidos con 9 a 17 Ć”tomos de carbono tienen puntos de ebulliciĆ³n mĆ”s altos y se encuentran en el queroseno, diĆ©sel y combustibles para aviones. El aceite de motor es una mezcla de hidrocarburos lĆquidos de alto peso molecular y se utiliza para lubricar los componentes internos de los motores. El aceite mineral es una mezcla de hidrocarburos lĆquidos y se utiliza como laxante y lubricante.
Los alcanos con 18 o mĆ”s Ć”tomos de carbono son sĆ³lidos cerosos a temperatura ambiente. Conocidos como parafinas, se usan en recubrimientos cerosos aƱadidos a frutas y verduras para retener la humedad, inhibir el moho y mejorar la apariencia. La vaselina es una mezcla semisĆ³lida de hidrocarburos con mĆ”s de 25 Ć”tomos de carbono utilizada en ungĆ¼entos, cosmĆ©ticos y como lubricante.
2. Solubilidad y densidad
Los alcanos son no polares, lo que los hace insolubles en agua. Sin embargo, son solubles en solventes no polares como otros alcanos. Los alcanos tienen densidades que van de 0,62 g/mL a aproximadamente 0,79 g/mL, que es menor que la densidad del agua (1,0 g/mL).
Si hay un derrame de petrĆ³leo en el ocĆ©ano, los alcanos en el petrĆ³leo, que no se mezclan con el agua, forman una capa delgada en la superficie que se extiende sobre una gran Ć”rea. En abril de 2010, una explosiĆ³n en una plataforma de perforaciĆ³n de petrĆ³leo en el Golfo de MĆ©xico causĆ³ el mayor derrame de petrĆ³leo en la historia de EE. UU. En su mĆ”ximo, se estima que se filtraron unos 10 millones de litros de petrĆ³leo cada dĆa. Si el crudo llega a la tierra, puede causar un daƱo considerable a las playas, mariscos, aves y hĆ”bitats de vida silvestre. Cuando animales como las aves se cubren de petrĆ³leo, deben ser limpiados rĆ”pidamente porque la ingestiĆ³n de hidrocarburos al intentar limpiarse es fatal.
3. CombustiĆ³n de alcanos
Los enlaces simples carbono-carbono en los alcanos son difĆciles de romper, lo que los hace la familia menos reactiva de compuestos orgĆ”nicos. Sin embargo, los alcanos arden fĆ”cilmente en oxĆgeno para producir diĆ³xido de carbono, agua y energĆa. Por ejemplo, el metano es el gas natural que usamos para cocinar nuestros alimentos en una estufa de gas y calentar nuestros hogares.
CH4ā + 2O2ā ā CO2 ā+ 2H2āO + energĆa
El butano se utiliza en la cocina, el camping y las antorchas.
2C4āH10ā + 13O2 āā 8CO2 ā+ 10H2āO + energĆa
Actividad: Ejercicios de prƔctica
1. Heptano, utilizado como solvente para cemento de caucho, tiene una densidad de 0,68 g/mL y hierve a 98 Ā°C.
a) Dibuja las fĆ³rmulas estructural condensada y de lĆneas y Ć”ngulos para el heptano.
b) ĀæEs el heptano un sĆ³lido, lĆquido o gas a temperatura ambiente?
c) ĀæEs el heptano soluble en agua?
d) ĀæEl heptano flotarĆ” en el agua o se hundirĆ”?
e) Escribe la ecuaciĆ³n quĆmica balanceada para la combustiĆ³n completa del heptano.
2. Escribe la ecuaciĆ³n quĆmica balanceada para la combustiĆ³n completa de los siguientes compuestos:
a) Etano
b) Ciclopropano
c) 2,3-dimetilhexano