EL PETRÓLEO.
Tarea Semana.: 4 de mayo -10 de Mayo.
El petróleo ha dado origen a la industria petroquímica, que
proporciona una enorme cantidad de productos como plásticos, cauchos,
disolventes, adhesivos, fibras textiles, explosivos, alimentos,… además, de ser
una gran fuente de combustibles.
El petróleo crudo o simplemente “crudo” que se extrae de los pozos que
se perforan sobre los yacimientos es un líquido negruzco muy viscoso. El crudo tiene
muy poca utilidad y debe ser sometido a un conjunto de operaciones físico-químicas
para separar las distintas “fracciones” que lo componen: gases, gasolina, aceites lubricantes,… La fracción más demandada
es la de gasolina, debido al auge del automóvil en nuestra sociedad.
Para
optimizar la cantidad de gasolina obtenida mediante el craqueo, se emplea el
craqueo catalítico, que transforma químicamente a altas temperaturas las
fracciones más pesadas de la destilación en fragmentos más pequeños, empleando
catalizadores. Así, las fracciones menos útiles del petróleo son transformadas en
gasolina y queroseno. Además se obtienen hidrocarburos insaturados como los
alquenos; el eteno obtenido por este procedimiento es la materia prima para
fabricar nuevas sustancias como los plásticos.
1.
Una vez extraído el crudo empiezan los tratamientos en las
refinerías. El primero es la destilación fraccionada a presión atmosférica en grandes
columnas de pisos, que consiste en ir calentando el crudo. Los productos se van
separando según sus distintos puntos de ebullición en diferentes fracciones.
Normalmente las fracciones se clasifican en ligeras si destilan por debajo de 200
ºC; medias, entre 200 y 340 ºC, y pesadas, por encima de 340 ºC.
a)
¿Qué propiedad química de
los hidrocarburos está relacionada con su punto de ebullición?
b)
¿Qué estado físico cabe
esperar en las fracciones que destilan por debajo de los 25 ºC?
c)
El combustible habitual
de los motores de reacción es el queroseno. ¿Entre qué temperaturas destila?
¿Cuáles son las longitudes típicas de sus cadenas?
d) Las fracciones más pesadas son los
alquitranes. ¿A qué temperatura destilan y cuál es su utilidad?
2. La calidad de una
gasolina depende de la composición química de los hidrocarburos que la forman. Se
buscan catalizadores que en el proceso del craqueo realicen modificaciones en
los productos que se van obteniendo, como la conversión de dos moléculas de alqueno
en un alcano de doble longitud de cadena, por ejemplo, 2 CH2=CH2
+ H2 → C4H10.
a) Comprueba que la reacción está ajustada, nombra los reactivos y
producto que intervienen.
b)
Escribe la reacción que ocurriría con dos
moléculas de propeno.
3. En el craqueo del
n-pentadecano (CH3-(CH2)13-CH3) da lugar a hexano, un hepteno
y a eteno.
a)
Escribe la ecuación química correspondiente.
b) Las
energías de combustión del hexano y del eteno son de −4194,4 y −1410,9 kJ, respectivamente. Escribe las
ecuaciones químicas de combustión del hexano y del eteno.
c)
¿Cuál de los dos emitirá más CO2 si se parte de 300 g
de cada uno de ellos?
d) ¿Qué cantidad de
energía se desprenderá en cada caso?
4.
El índice o número de octano (N.O.) es
un parámetro convencional que da una idea de la compresibilidad o relación de
compresión de la gasolina. El N.O. = 0 corresponde a una relación de
compresibilidad del n-heptano puro y el N.O. = 100 corresponde a una del
isooctano (2,2,4-trimetilpentano) puro. Una gasolina con N.O. = 75 tiene una
capacidad antidetonante equivalente a la de una mezcla formada por el 75 % de
isooctano y el 25 % de n-heptano.
a)
Escribe las fórmulas semidesarrolladas de estos dos hidrocarburos y
halla sus masas moleculares.
b)
¿Son isómeros?
¿Pertenecen a la misma serie de hidrocarburos?
c)
Justifica si es
posible que una gasolina tenga un índice de octano N.O. = 110.
d)
El N.O. de los cazas de la Segunda Guerra Mundial era del
orden de 87. Explica qué significa esto.
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