LABORATORIO N 7

LABORATORIO Nº 7
ACETILENO
Objetivo:
Obtener gas acetileno industrial a partir de un compuesto órgano metálico.
Fundamentos teóricos:
El acetileno o etino es un hidrocarburo que pertenece a los alquinos de formula general Cn H2n-2. Es un gas incoloro, inodoro, altamente combustible, muy inestable razón por la cual se lo almacena con acetona en vasijas esféricas o tipo garrafa (Fig 1 – 2 ) paraevitar fuerzas de cizallas tangenciales que producen auto explosión.




El acetileno se lo guarda con acetona para evitar inestabilidad se utiliza ampliamente en la industria en la soldadura autógena para soldar bronce, plata, aluminio, acero, oro, etc. Y contar planchas gruesos de acero con el soplete oxiacetilénico.
La fuente de obtención industrial más importante del gas es a partir de lareacción del compuesto orgánico metálico llamado carburo de calcio y agua para dar acetileno y cal apagada o hidróxido de calcio.
C CA + 2 H2O CH CH + Ca(OH)2
C
Cuando se diseña un gasógeno se debe especificar la presión, volumen y la temperatura de gas para determinar la cantidad necesaria de carburo y agua, para ello utilizamos la Ec. De estado de un gas ideal EEGI aplicada al acetileno.
PV =nRT
Donde P es la presión del gas, V el volumen que ocupa, N son los moles de gas, R es la constante universal de los gases, su valor es R= 0,0821 at/mol ºK y T la temperatura absoluta del gas en grados kelvin ºK. Recordando por definición del Nº de moles en función a la masa y el peso molecular para un componente.
Nⁱ =

De la reacción de la (Ec. 1) un mol de carburo ni produce 1 mol de acetilenon y los moles de agua n2 son el doble de los moles de carburo y acetileno por tanto:
n1 = n
n2 = 2n1 = 2n
Reemplazando la (Ec. 4) en la (Ec 3) y llevándola a la (Ec 2) se obtiene la masa de carburo m1 a necesitar
PV = n1RT
PV =
m1 =
Con la (Ec. 5) se obtiene la cantidad de agua (Ec. 8)
m2 = 2

Combustión: El gas acetileno arde según las reacciones sin o con humos
2 CH CH + 5 O2 4 CO2+ 2 H2O (completa)
2 CH CH + 4 O2 3 CO2 + 2 H2O + C (incompleta, huros de c)


Técnica Operativa:
MATERIALES

10 vasitos beakers o capsulas de porcelana chicas
1 botella plástica 150ml
1 tapón de goma hueco
1 tubo acodado de vidrio
100gr de carburo de calcio
10 cajas de fósforo

Para verificar la (Ec.1) primero con un martillo se despedaza en fragmentos el carburo que es durocomo piedra, se echan unos 20ml de agua al crisol o capsula y se le agrega un pedacito de carburo, se observa el burbujeo de gas y se le prende fuego, se produce la reacción (8) (9) ver color de llamas y tipo de combustión.
Llenar ¾ partes de la botella de plástico con agua con tapa y codo de tubo de vidrio, agregar unos 5gr de carburo, tapar esperar un rato que se expulse el aire y prenderlefuego, observar la combustión continua del acetileno.
Cálculos:
Para el diseño de un gasógeno para soyeria de 2 litros de capacidad, a la presión de dos atmosferas y 15ºC. Calcular la cantidad de carburo y agua a necesitar.
Los pesos moleculares de carburo y agua m1 y m2 son 64 y 18gr/mol respectivamente, la temperatura absoluta en grados Kelvin ºK se la calcula con la fórmula:
T=275+t
Siendo t latemperatura centígrada o Celsius, aplicando las (Ec. 7 y 8 ) se obtendrán las cantidades de carburo y agua a necesitar.





Con la ayuda de un martillo empezamos a despedazar el carburo, seguidamente colocamos un pedacito de carburo a un crisol o capsula de porcelana con 15 o 20ml de agua. Al hacer esto, el carburo reacciona produciendo burbujeos de gas, en ese instante con la ayuda del fosforoprendemos fuego y produce la siguiente reacción:
C2H2 + 2 ½ O2 2CO2 + H2O
2C2H2 + SO2 4CO2 + 2H2O

COMBUSTION COMPLETA



Luego llenamos ¾ parte de una botella plástica con tapa con agua, luego agregamos 5 o 7 gr de carburo y tapamos la botella con la tapa. Con la ayuda del soplete oxiacetilénico, se expulsa el aire o gas que está dentro de la botella el cual se...