Hidrocarbonetos

Propriedades físicas e químicas dos hidrocarbonetos

INTRODUÇÃO

Os hidrocarbonetos naturais são compostos químicos constituídos apenas por átomos de carbono (C) e de hidrogênio (H), aos quais se podem juntar átomos de oxigênio (O), azoto ou nitrogênio (N) e enxofre (S) dando origem a diferentes compostos de outros grupos funcionais. São conhecidos alguns milhares de hidrocarbonetos. As diferentes características físicas são uma consequência das diferentes composições moleculares. Contudo, todos os hidrocarbonetos apresentam uma propriedade comum: oxidam-se facilmente liberando calor. Os hidrocarbonetos naturais formam-se a grandes pressões no interior da terra (abaixo de 150 km de profundidade) e são trazidos para zonas de menor pressão através de processos geológicos, onde podem formar acumulações comerciais (petróleo, gás natural, carvão, etc). As moléculas de hidrocarbonetos, sobretudo as mais complexas, possuem alta estabilidade termodinâmica. Apenas o metano, que é a molécula mais simples (CH4), pode se formar em condições de pressão e temperatura mais baixas. Os demais hidrocarbonetos não são formados espontaneamente nas camadas superficiais da terra.

ALCANOS

Os alcanos são compostos apolares, apresentando forças de atração dipolo-induzido dipolo induzido entre as moléculas. Logo, os alcanos até 4 átomos de carbono são gases em condições ambientes (de 25ºC e 760 mmHg). Conforme aumenta-se a quantidade de átomos de carbono na molécula, há um acréscimo na massa molecular. Assim, alcanos com 5 a 17 átomos de carbono são líquidos e os demais sólidos. Eles são insolúveis em água e solúveis em solventes pouco polares, como o clorofórmio e o benzeno. Os alcanos de maior massa molecular, como a vaselina, também são utilizados na preparação de cosméticos.

ALCINOS

Apresentam pontos de fusão e ebulição crescentes com o aumento da cadeia carbônica (massa molecular) como os alcanos e alcenos. Essa classe de compostos, não possui cor (incolor), nem cheiro (inodoro), apresentam insolubilidade em água, mas são solúveis em solventes orgânicos como o álcool, o éter e outros. O acetileno, ao contrário dos outros alcinos, tem cheiro agradável e é parcialmente solúvel em água, e é partir dele que se obtêm solúveis não inflamáveis. Os alcinos são preparados em laboratório porque não se encontram livres na natureza.

ALCENOS

Alcenos são hidrocarbonetos alifáticos insaturados, apresentando, em sua molécula, uma ligação dupla entre seus átomos de carbono. Os alcenos mais simples, que apresentam apenas uma ligação dupla, formam uma série homóloga, os alcenoscom fórmula geral CnH2n. O alceno mais simples é C2H4 (denominado etileno).

AROMATICOS

Hidrocarbonetos Aromáticos são geralmente compostos caracterizados por apresentar como cadeia principal um ou vários anéis benzênicos, sendo a "aromaticidade" melhor definida como uma "dificuldade" das ligações duplas de um composto reagirem em reações típicas de alcenos, devido a uma deslocalização destas na molécula. Os aromáticos mais simples são líquidos e os mais complexos são sólidos. Possuem cheiro agradável e são solúveis em solventes apolares.

OBJETIVO

Estudar as propriedades físicas e químicas dos hidrocarbonetos.

MATERIAL E REAGENTES

Parafina (C21-C40), vela, hexano, tolueno, solução de NaOH – diluído, solução de KMnO4 a 0,5%, água de bromo, tubos de ensaio, suporte para tubos de ensaio, espátula, bastão de vidro, vidro de relógio, pipeta de 5 e 10 ml, proveta de 5 ml, pipeta de Pasteur, papel indicador de pH universal.

PARTE EXPEIMENTAL

PROPRIEDADES DOS ALCANOS

Combustão :

Em três cápsulas de porcelana colocou-se 2 ml de hexano, parafina e tolueno. Cada um em sua respectiva cápsula de porcelana. Em seguida foi testado a inflamabilidade de cada um em uma capela.

Hexano: Pegou fogo e pouca fumaça com fuligem.

Tolueno: Pegou fogo e muita fumaça com fuligem.

Parafina: Não pegou fogo.

Solubilidade:

Colocou-se 1 ml de hexano em um tubo de ensaio em seguida adicionou 2 ml de água.

Foi observado que essas duas substâncias não são miscíveis, porque a água é polar e o hexano apolar.

Colocou-se 1 ml de hexano em um tubo de ensaio em seguida adicionou 1 ml de tolueno.

Foi observado que essas duas substâncias são miscíveis, porque as duas substâncias são de caráter apolar.

Teste com o permanganato de potássio:

Em três tubos de ensaio foram colocados 1 ml de solução de KMnO4 a 0,5%. Logo depois foram adicionados em cada tubo algumas gostas de solução diluída de NaOH.

Em seguida foi adicionado no primeiro tubo 3 gosta de hexano, gota a gota e sob agitação. Teste feito na capela.

No segundo tubo foi adicionado 1 ml de solução de eugenol, gota a gota e sob agitação. Teste feito na capela.

Depois foram comparados os tubos de ensaio.

O primeiro tubo foi possível observar duas fases, uma fase incolor e outra fase violeta. Não solubilizou.

O segundo tubo ouve uma precipitação e na cor marrom.

Teste com água de bromo:

Em dois tubos de ensaio foram colocados 1 ml de hexano, logo depois foram adicionados em cada tubo 1 ml de água de bromo. Agitaram-se bem os tubos. (Teste feito na capela). Em seguida um deles foi colocado em um lugar escuro e o outro tubo foi colocado perto de uma lâmpada elétrica forte.

15 minutos depois foi feito a comparação dos dois tubos.

O primeiro tubo (luz): discarou a solução de bromo. O Ph foi de 4-5, acido (mudou a acidez).

O segundo tubo (escuro): foi amarelando no escuro.

Em dois tubos de ensaio foram colocados 1 ml de solução de eugenol e 1 ml de tolueno. Uma