Sintesis Del Metano

SÍNTESIS Y CARACTERIZACION DEL METANO
Introducción.-
La isomería es una propiedad de ciertos compuestos químicos que con igual fórmula química, es decir, iguales proporciones relativas de los átomos que conforman su molécula, presentan estructuras distintas y, por ello, diferentes propiedades. Dichos compuestos reciben la denominación de isómeros. Los isómeros son compuestos que tienen lamisma mmolecular pero diferente fórmula estructural y, por tanto, diferentes propiedades, por ejemplo:
* Isomería estructural o topológica: Los átomos se unen de modo diferente, como en el S2F2, de los que existe una molécula en forma de cadena y otra en forma de pirámide triangular. Un caso especial es la tautomería, en la que un átomo de H cambia de posición.
* Isomería óptica: tambiénaparece en compuestos de coordinación de estructura tetraédrica con sustituyentes diferentes.
* Isomería de polimerización: Es el caso de NO2 y N2O4, dos óxidos de nitrógeno gaseosos.
El metano y sus características
El metano (del griego methy vino, y el sufijo -ano1 ) es el hidrocarburo alcano más sencillo, cuya fórmula química es CH4.
Cada uno de los átomos de hidrógeno está unidoal carbono por medio de un enlace covalente. Es una sustancia no polar que se presenta en forma de gas a temperaturas y presiones ordinarias. Es incoloro e inoloro y apenas soluble en agua en su fase líquida.
El metano es el componente mayoritario del gas natural, aproximadamente un 97% en volumen a temperatura ambiente y presión estándar, por lo que se deduce que en condiciones estándar de 0 °C y unaatmósfera de presión tiene un comportamiento de gas ideal y el volumen se determina en función del componente mayoritario de la mezcla, lo que quiere decir que en un recipiente de un metro cúbico al 100% de mezcla habrá 0.97 metros cúbicos de gas natural; el metano es un gas incoloro e inodoro. Como medida de seguridad se añade un odorífero, habitualmente metanotiol o etanotiol. El metano tiene un puntode ebullición de -161,5 °C a una atmósfera y un punto de fusión de -183 °C. Como gas es sólo inflamable en un estrecho intervalo de concentración en el aire (5-15%). El metano líquido no es combustible.
Reacción
Las principales reacciones del metano son: combustión, reformación con vapor (steam reforming) para dar gas de síntesis (syngas), y halogenación. En general, las reacciones del metanoson difíciles de controlar. Por ejemplo, la oxidación parcial para llegar a metanol es difícil de conseguir; la reacción normalmente prosigue hasta dar dióxido de carbono y agua.
Combustión
En la combustión del metano hay involucrados una serie de pasos:
Se cree que el metano reacciona en primer lugar con el oxígeno para formar formaldehído (HCHO o H2CO). Acto seguido el formaldehído sedescompone en el radical formil, que a continuación da monóxido de carbono e hidrógeno. Este proceso es conocido en su conjunto como pirolisis oxidativa.
CH4 + O2 → CO + H2+ H2O
Siguiendo la pirolisis oxidativa, el H2 se oxida formando H2O, desprendiendo calor. Este proceso es muy rápido, siendo su duración habitual inferior a un milisegundo.
2H2+ O2→ 2H2O
Finalmente el CO se oxida, formando CO2 yliberando más calor. Este proceso generalmente es más lento que el resto de pasos, y requiere unos cuantos milisegundos para producirse.
Reformación
El enlace covalente carbono-hidrógeno se encuentra entre los más fuertes de todos los hidrocarburos, y por tanto su uso como materia prima es limitado. A pesar de la alta energía de activación necesaria para romper el enlace CH, el metano es todavía elprincipal material de partida para fabricar hidrógeno mediante reformación con vapor. La búsqueda de catalizadores que puedan facilitar la activación del enlace CH en el metano y otros alcanos ligeros es un área de investigación de gran importancia industrial.
Halogenación
El metano reacciona con los halógenos bajo las condiciones adecuadas. La reacción tiene lugar de la siguiente manera....