El tema de hoy es obtención de etileno o eteno a partir de ácido sulfúrico y etanol. Aquí están los materiales. Tenemos primero el soporte universal, una lámina. una lámina de alambre con asbesto, un anillo metálico, el mechón de Bunce, una pinza de tres dedos, acá vamos a ocupar otra pinza de tres dedos y otro soporte universal, un matraz de destilación. con una manguera de hule termómetro con un tapón monobradado dos pipetas de 10 mililitros dos prepipetas cuba hidroneumática con agua y tenemos por acá dos vasos de precipitados pero esos ya son los reactivos, vamos a ver que reactivo vamos a ocupar, como es a partir de ácido sulfúrico y etanol necesitamos etanol el ácido sulfúrico concentrado y dos soluciones de agua Una de yodo y otra solución de permanganato de potasio.
Estas se van a utilizar para ver algunas propiedades químicas del eteno o etileno. Vamos a comenzar haciendo la mezcla de etanol y de ácido sulfúrico. Siempre que se va a utilizar un ácido para mezclar con agua o en este caso con etanol, hay que aplicar la regla de que no hay que darle de beber agua al ácido.
O en este caso... donde hay que darle de beber alcohol al ácido, porque la reacción puede ser, o la mezcla puede ser exotérmica y se puede proyectar y la mezcla nos puede quemar. Entonces, ¿qué se va a poner primero?
Primero vamos a poner el alcohol, que en este caso es etanol, y después vamos a ponerle el ácido sulfúrico. ¿En qué proporción? Es importante recordar aquí que el ácido sulfúrico va a actuar como un catalizador y no se va a...
consumir durante la reacción, el que se va a consumir va a ser el etanol, entonces con 10 mililitros que usemos de ácido sulfúrico es suficiente, algunos usan 10 mililitros de ácido sulfúrico y 10 mililitros de etanol, yo voy a emplear el doble de etanol, ¿por qué razón? La temperatura que debe alcanzar esta reacción es de 170 a 190 grados, a esa temperatura se va a perder etanol. etanol en lo que llega a los 170, por lo tanto para evitar que esa pérdida me afecte en la recolección del gas, voy a aumentar al doble la cantidad de etanol, ¿de acuerdo?
Bueno, vamos a empezar a hacer la mezcla. Dijimos que primero vamos a ponerle el etanol, entonces voy a tomar los 20 mililitros de etanol, aquí tenemos una pipeta y la prepipeta, la prepipeta tiene una cremallera que es la que va a permitir ascender el gas. el líquido y tenemos aquí un punto, una llave que al presionar va a hacer que baje el contenido que hay en la pipeta. Entonces vamos primero a tomar los 10 mililitros.
Aquí voy a mover la cremallera para que siga subiendo hasta alcanzar el máximo que aquí en la pipeta sería cero. Aquí le bajo. Ahí están los 10 mililitros de etanol.
Necesito 20. Entonces apretamos ahora el punto para descender. Bien, voy a repetir. porque necesitamos tomar 20 mililitros.
Voy a bajar el émbolo y empiezo a subir nuevamente para llegar a los otros 10 mililitros que necesito. Ahí tenemos ya los 20 mililitros de etanol. Ahora vamos con la parte complicada, que es vaciar el ácido sulfúrico concentrado sobre el etanol. Yo no recomiendo utilizar los guantes cuando vamos a manejar el mechero de Bunsen. Entonces, para evitar quemarnos con el ácido sulfúrico, la técnica para utilizarlo es la siguiente.
Primero vamos a ocupar una superficie con una tabla que tenemos aquí para evitar algún daño que caiga ácido sobre la mesa. Yo voy a tomar los 10 mililitros que necesito del ácido, pero observen la forma en que están acercando el matraz. Siempre la mano debe quedar atrás y la boca cerca de la boca del recipiente con ácido.
evitar que el ácido pueda quedar sobre la mano de quien sostiene el matraz, va a quedar hacia atrás de la boca del matraz, así que voy a abrir y a tomar los 10 mililitros. Este reactivo de ácido sulfúrico, notan que no hay desprendimiento de vapores, aunque sí puede haber, pero en menor cantidad, por eso lo estoy usando aquí sin una campana de extracción, voy a aspirar entonces. En la pipeta, el ácido hasta los 10 mililitros. Ahora, con cuidado, no es tan cerca, nada más lo que tengo que hacer es, para evitar que caiga sobre la mano o sobre la mesa, y aquí, ahora sí lo voy a dejar caer, sobre el... El ácido sulfúrico es un poco espeso, de hecho se le conoce como aceite de vitriol.
Voy a mezclar, desde que yo estoy mezclando aquí ya se hace una mezcla exotérmica, se puede ver. sentir que está caliente y eso que se hizo la mezcla como debe de ser, primero el etanol y luego el ácido. Bueno, ya está la mezcla, ahora la voy a colocar en el soporte universal y la voy a sujetar con la pinza de tres dedos, que quede bien sujeta. Necesito ahora ponerle el termómetro que tiene un tapón para evitar que los vapores puedan escapar y los pueda yo recolectar en el extremo de la manguera.
Así que vamos a poner el termómetro, debe tocar la mezcla pero no debe tocar el fondo del matraz. Entonces ahorita voy a regular la profundidad en la que debe de estar. Ahí puedo observar que ya está tocando la mezcla pero no el fondo. Voy a introducir un poco más porque después el alcohol va a ir eliminándose y vamos a tratar de evitar que el termómetro quede fuera de la mezcla.
Y ya está. Ahora lo que vamos a hacer a continuación... es muy importante.
Vamos a calentar la mezcla hasta 170 o 190 para recolectar eteno o etileno. Es importante la temperatura. Si yo empiezo a recolectar el gas que va a salir al calentar el matraz, voy a cometer un error porque mientras alcanza los 170, al pasar por 140, 150, se va a desprender un compuesto que es éter.
Ese no lo debo recolectar. Debo dejar que se elimine hasta llegar. A 160 todavía puedo ya recolectar el eteno, pero lo recomendable es entre 170 o 190. Entonces vamos a empezar a calentar y vamos a recolectar acá en esta cuba hidroneumática que tiene agua.
El método para recolectar gases por desplazamiento de agua, llenamos los tubos, vamos a ocupar 4, listo. Ponla dentro del agua, se va a recolectar en los tubos hasta que llegue a 170. Ahí debe de quedar, vamos a encender el... el mechero y vamos a ver lo que pasa en la manguera cuando empieza a calentar. Ok, ahora vamos a ver acá la manguera. En cuanto empieza a calentar van a haber unas burbujas.
Esas burbujas que se van a desprender van a ser de aire. Primero las primeras burbujas son de aire. Ahí se pueden ver las burbujas.
Esas son de aire que contenían matraz y al calentarse pues son expulsadas. Tengo que checar la temperatura. Aquí marca el termómetro 50 grados.
Toda la... Todavía en 160 ya podemos recolectar el gas eteno. Mientras tenemos que dejar que siga burbujeando aquí en el agua hasta que alcance la temperatura. Ya la temperatura de la mezcla de ácido y etanol ha llegado a 150. A esa temperatura esto que ven aquí es éter.
De hecho huele a éter. En 350... 140, 150, etc. No lo vamos a recolectar Vamos a dejar que llegue a 160 ¿Ok? Bueno, en este momento ya estamos llegando A los 160 Ahora sí, vamos a recolectar el gas Por desplazamiento de agua Levantamos un poquito, entrinamos el tubo Lo ponemos la manguera en la boca del tubo Y la fulgura que en este caso es eteno-etileno, empiezan a desplazar el agua.
Vamos a esperar a que se llene ese tubo y vamos a cambiar entonces al siguiente. Cuando las burbujas salgan ya por un lado, quiere decir que ya se llenó. Tapamos ese tubo, vamos a levantar el siguiente, lo ponemos aquí en la boca del tubo a recolectar.
La temperatura va en 190. Todavía la temperatura que necesitamos para recolectar el eteno. Vamos con el tercer tubo. Vamos a quitar un poco el mechero porque ella ya rebasó 290 para llenar el último tubo. Ahora sí, una de las precauciones. Cuando retiramos el mechero del matraz, el matraz se va a enfriar.
Y si no tenemos cuidado de sacar la manguera, entonces el agua va a ser succionada al bajar la temperatura. presión en el matraz y va a Al llegar al matraz y se va a mezclar con el ácido puede ocurrir una reacción violenta. Así que cuando uno quita el mechero del matraz debemos retirar ahora sí la manguera.
Ya recolectamos todo el gas, retiramos la manguera del agua para evitar que se deshaga. que vaya a ser solucionada y se mezcle con el ácido. Ahora vamos a hacer las propiedades químicas del eténeo, las reacciones del eténeo.
Vamos a poner primero una solución de yodo, el yodo reacciona. con el eteno en una reacción que se llama de adición. Si ocurre esta reacción, el yodo que vamos a colocar y mezclar con el gas debe reducir la intensidad de su color, lo que significa que el yodo está integrándose o adicionándose a la molécula de eteno, por lo cual esta prueba sería positiva en caso de que disminuyera la intensidad del color del yodo.
Vamos a poner un poco de la solución. Lo tapamos y vamos a mezclar vigorosamente y luego comparar los colores. La mezcla debe ser vigorosa porque como es un gas, necesita estar en contacto con la solución y que ocurra la reacción.
Vemos ahí la diferencia. Aquí hay menor intensidad de color, lo que significa que el yodo ha reaccionado con el eteno y ha salido de la solución, por eso está más claro. Entonces digamos que esta es una prueba positiva. que nos indica que lo que recolectamos realmente es eteno. Muy bien, ahora vamos a ver la reacción con el permanganato de potasio.
Vean que la solución del permanganato de potasio es de color violeta y al reaccionar con el eteno, el permanganato es un oxidante, va a oxidar el eteno, pero él se va a reducir. Bueno, sin agitar ya se puede ver. Ahí está.
Eso significa que el permanganato ha oxidado al eteno y el permanganato a la vez se reduce apareciendo aquí el dióxido de manganeso que es de este color marrón. Es una prueba positiva entonces para el eteno o etileno. Y vamos a la prueba final que es la combustión del gas eteno.
Voy a colocarlo aquí para no sujetarlo con la mano. Voy a quitar el tapón y le acercaremos un cerillo encendido para ver la combustión. Ahí está la combustión. Se puede ver ahí una flamita todavía quemándose, ok?
Pero vean la diferencia con el acetileno, aquí no queda rastros de carbón. El eteno se quema mejor que el acetileno, es una combustión limpia. Tenemos otro tapón para repetir, perdón, otro tubo para repetir la prueba de la combustión.
Todavía se puede ver ahí. ¿Cómo se quemó? Ah, pues todavía parece que se había apagado, pero aún se ve, ¿no?
Ok, parece que ya se apagó. Ahora sí, vamos a quemar los otros tubos, porque debió quedar todavía residuos de eteno en estos tubos que usamos en las propiedades químicas. Así que vamos a quemarlos también, a ver qué tanto quedó de etileno. Vean que todavía quedó etileno, no reaccionó todo. Listo, vamos con el siguiente, el último, que lo mezclamos con permanganato.
Vamos a ver cuánto quedó de etileno. Pues eso es todo, solo recordarles que hay que tener mucha precaución, usar lentes de seguridad o una careta, porque el ácido sulfúrico se calienta hasta 190, casi 200 grados, y que aparte de ser corrosivo, esa temperatura es muy agresiva. Bueno, eso es todo por hoy, nos vemos para la próxima.