Características De Los Alcanos

Características generales de los alcanos

Los alcanos son una familia de compuestos que tienen la fórmula empírica general CnH2n+2. Inicialmente fueron llamados parafínicos (del Latín: poca reactividad) debido a su inercia química. También son conocidos como hidrocarburos saturados, debido a que en ellos, los átomos de carbono están saturados con el máximo número posible de átomos de hidrógeno.Cuando forman cadenas lineales se denominan alcanos normales o n-alcanos.
La tabla 1 muestra algunos de los alcanos normales.
Esta nomenclatura usada para los alcanos es importante conocerla porque se utiliza como base para nombrar el resto de los hidrocarburos alifáticos.
Así por ejemplo, los grupos o radicales alquílicos, que mucho se usan en la química orgánica, derivan sus nombres de losalcanos normales como aparece, para los primeros miembros, en la tabla 2.

Nombre
Estrutura
Símbolo
Metilo CH3- Me
Etilo CH3-CH2- Et
Propilo CH3-CH2-CH2- Pr
Tabla 2

Tabla 1
Propiedades físicas de los alcanos

Las propiedades físicas de los alcanos como en otras clases de compuestos orgánicos depende de la longitud de la cadena. Veamos.
Punto de ebullición.

En la figura 1 semuestra el gráfico de comportamiento del punto de ebullición de los alcanos normales en correspondencia con el número de átomos de carbono de la molécula.
Observe que este punto va aumentando de manera contínua con el aumento de la longitud de la cadena carbonada.
Note que de C=1 hasta C=4 son gases hasta la temperatura ambiente (25°C), mientras que con mas de 16 átomos de carbono hierven atemperaturas mayores de 300°C.
Mientras es un fenómeno general que el punto de ebullición crezca con el tamaño de la cadena, como se desprende de la figura 1, este efecto está influenciado por su estructura.
De tal modo, los tres isómeros del pentano, tienen un decrecimiento del punto de ebullición a medida que la estructura es mas ramificada, como se indica en la figura 2, de forma que, incluso, eldimetilpropano es gaseoso a temperatura ambiente.
El patrón de decrecimiento del punto de ebullición con el incremento de la ramificación de la estructura molecular es generalizado, así tenemos que; mientras mas ramificada es la molécula, menor será su punto de ebullición.


Figura 1


Figura 2
Punto de fusión

Los alcanos normales son líquidos desde el pentano hasta el heptadecanoC17H36 (22.5°C); comenzando en el octadecano C18H38 (28°C) son sólidos a temperatura ambiente.
La temperatura de fusión de los alcanos normales, ploteada contra la cantidad de átomos de carbono de la molécula, no es una curva continua, como sucede con el punto de ebullición.
En su lugar podemos encontrar dos curvas que gradualmente convergen para los altos pesos moleculares (figura 3). Una curva masalta para los alcanos con números pares de carbonos, y una mas baja para números nones de carbonos.
Por otro lado, el punto de fusión no cambia del mismo modo que lo hace el punto de ebullición, con el cambio de la estructura molecular este efecto es mas errático.
Lo que sí sucede, es que aquellos compuestos de estructura simétrica compacta, invariablemente tienen un punto de fusión mas alto quelos asimétricos.

Ilustremos esto último con el ejemplo extremo basado en los dos octanos isoméricos, 2 metilheptano, y el altamente simétrico tetrametilbutano; Observe la figura 4.


Figura 4
Solubilidad

Los alcanos son casi insolubles en agua, y esta solubilidad disminuye a medida que aumenta el peso molecular, así tenemos que el mas soluble de todos es el metano, con unasolubilidad equivalente a la del nitrógeno, 0.00002 g/ml a 25 °C. Ya la parafina doméstica (C=26 hasta C=30) no es ni humedecida por el agua.
La solubilidad en solventes orgánicos es alta, en especial otros hidrocarburos muchos de los cuales son miscibles entre si en cualquier proporción.
Densidad

La densidades de todos los hidrocarburos líquidos, incluyendo algunos sólidos como la parafina, son...