Propiedades físicas y químicas de los hidrocarburos.

Propiedades físicas y químicas de los hidrocarburos


Los hidrocarburos son compuestos orgánicos formados exclusivamente por carbono e hidrógeno.



Explora los enlaces con el cursor
Los hidrocarburos se clasifican en: Hidrocarburos saturados, llamados también alcanos, que presentan enlaces sencillos. Los alquenos, que tienen enlaces dobles y los alquinos, con enlaces triples.
Alcanos: Los átomos de carbono de un alcano pueden ser clasificados como: átomo primariocuando se unen a un carbono, secundario, si se unen a dos carbonos, terciario, si se unen a tres o cuaternario si se unen a cuatro.




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Isomeros C5H12
Puntos de ebullición






Propiedades Físicas de los alcanos: 

Punto de ebullición: el punto deebullición aumenta con el tamaño del alcano porque las fuerzas intermoleculares (fuerzas de Van der Waals y de London), son más efectivas cuando la molécula presenta mayor superficie. Es así, que los puntos de fusión y ebullición van a aumentar a medida que se incrementa el número de átomos de carbono.









Punto de Fusión
Punto de fusión: El punto de fusión también aumenta con eltamaño del alcano por la misma razón que aumenta el punto de ebullición. Los alcanos con número impar de carbonos se empaquetan en una estructura cristalina y poseen puntos de ebullición un poco menores de lo esperados en los pares.
Densidad: a medida que aumenta el número de carbonos, las fuerzas intermolecularesson mayores y por lo tanto la cohesión intermolecular. Esto da como resultando un aumentode la proximidad molecular y, por tanto, de la densidad.




Densidad del estado liquido

Solubilidad: Los alcanos por ser compuestos apolares no se disuelven en agua, sino en solventes no polares como el benceno, éter y cloroformo.

A temperatura ambiente es posible encontrar alcanos en diferentes estados físicos así:

De metano a butano son gaseosos.
De pentano a hexadecano sonlíquidos
De heptadecano en adelante son sólidos.


Propiedades químicas


Oxidación completa (Combustión): los alcanos se oxidan en presencia de aire u oxígeno y el calor de una llama, produciendo dióxido de carbono, luz no muy luminosa y calor. Ese calor emitido puede ser calculado y se denomina calor de combustión.

Consideremos la combustión de gas etano (C2H6). Esta reacción consume oxígeno(O2) y produce agua (H2O) y dioxido de carbono (CO2). La ecuación química es la siguiente: 






Si contamos el número de átomos de cada elementos de los compuestos reaccionantes y de los productos notaremos que en la ecuación hay dos veces más átomos de carbono en los reactivos que en los productos:

Para solucionar y acercarnos teóricamente a lo que sucede en la realidad, deberealizarse el balanceo de la ecuación, esto puede realizarse de la siguiente manera con base en el número de carbonos del alcano:



Ejemplo:



Una vez balanceada la ecuación es posible calcular el calor de combustión  ()  en Kcal/mol de un alcano.
Calor de Combustión () se expresa en Kcal/mol. Para calcular el  de un alcano se multiplica el número de electrones de valencia por la constante26,05 Kcal/mol.


El número de electrones de valencia se calcula sumando los electrones de valencia de los hidrógenos + los electrones de valencia de los carbonos. Así: el hidrógeno tiene 1 electrón de valencia.El carbono tiene 4 electrones de valencia.

Como un alcano tiene n carbonos y su fórmula general es CnH2n+2 :


4 x n x 1 x (2n+2) para luego sumar:
4n + 2n + 2

De la ecuaciónresulta que el número de electrones de valencia para los alcanos es igual a 6n + 2.

Así para calcular el calor de combustión de un alcano. : cantidad producida al quemar un mol del compuesto, basta aplicar la fórmula:
= (6n + 2) x 26,05 Kcal/mol

Para calcular el calor de combustión del etano: 

n=2
6n + 2 = 6 x 2 + 2 = 14
 = 14 x 26,05 = 346,7 Kcal/mol.


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