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Quimica 1° · 2024
Libro de Química 1 BGU

Ministerio de Educación del Ecuador

111/210

Aplicaciones industriales de hidrocarburos: tabla y conclusiones

📄 ejercicios quimica 🎓 bachillerato · 1° BGU Ecuador 🇪🇨 EC 🗣 Español
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Respuesta rápida

Etileno: plásticos (polietileno, PVC, poliestireno), etilenglicol y etanol. Butadieno: caucho sintético (SBR, neopreno, ABS). Acetileno: oxicorte, soldadura y síntesis de PVC y solventes. Cloroformo: solvente industrial y de laboratorio. Los insaturados son la base de la industria química.

📚 exercise quimica ⭐⭐ Dificultad 2/5 ⏱ 3 min lectura

Solución — Página 111

Quimica 1° · 2024

1
Ejercicio 1

Investigo las aplicaciones de los siguientes hidrocarburos en la industria. Completo la tabla con la información requerida y formulo mis conclusiones.

a
Parte 1.a

Etileno (eteno, $\text{C}_2\text{H}_4$)

  1. Es el hidrocarburo con mayor producción mundial: se obtiene por pirólisis del gas natural (cracking del etano) o de naftas.
  2. A partir de él se sintetizan numerosos polímeros por polimerización de su doble enlace \text{C}=\text{C}.
  3. Usos: fabricación de polietileno (bolsas, envases, tuberías, films), etilenglicol (anticongelante, resinas poliéster), poliestireno, PVC (cloruro de polivinilo), acetaldehído, etanol, almidones modificados y reguladores del crecimiento vegetal.
  4. También se emplea como refrigerante industrial (etileno licuado) y como materia prima para la síntesis de 1,2-dicloroetano (monómero del PVC).
Respuesta

Principal precursor de plásticos y químicos finos; polietileno, etilenglicol, poliestireno, PVC, etanol, acetaldehído y reguladores vegetales.

b
Parte 1.b

Butadieno (1,3-butadieno, $\text{C}_4\text{H}_6$)

  1. Es un dieno conjugado, con dos dobles enlaces separados por un enlace simple: \text{CH}_2=\text{CH}-\text{CH}=\text{CH}_2.
  2. Esa conjugación le permite reacciones de adición 1,2 y 1,4 y de copolimerización.
  3. Se produce principalmente por deshidrogenación del butano y buteno o por pirólisis de nafta.
  4. Usos: fabricación de caucho sintético (polibutadieno y copolimerímeros con estireno: SBR, que se usa en neumáticos), nylon (adiponitrilo), cloropreno (neopreno, caucho resistente), ABS (acrilonitrilo-butadieno-estireno, materiales de carpintería y juguetes) y antidegradantes.
Respuesta

Monómero del caucho sintético (SBR, polibutadieno), neopreno, ABS, nylon y antidegradantes; base de la industria de neumáticos.

c
Parte 1.c

Acetileno (etino, $\text{C}_2\text{H}_2$)

  1. Es un alquino con un triple enlace \text{C}\equiv\text{C} y hidrógenos ácidos (los protones terminales son ligeramente ácidos).
  2. Sus reacciones de hidrogenación parcial lo transforman en alquenos y alcanos; sus reacciones de adición son muy exotérmicas.
  3. La llama del acetileno alcanza temperaturas superiores a 3000 \, ^\circ\text{C} al combinarse con oxígeno.
  4. Usos: oxicorte y soldadura de metales (mezcla oxiacetilénica), síntesis de cloruro de vinilo (monómero del PVC), acetaldehído, ácido acético, acrílonitrilo y colorantes; también se usa como gas de iluminación.
Respuesta

Combustible de alta temperatura para oxicorte y soldadura; materia prima para cloruro de vinilo, acetaldehído, ácido acético y acrílonitrilo.

d
Parte 1.d

Cloroformo (cloruro de metilo, $\text{CHCl}_3$)

  1. Aunque no es un hidrocarburo puro sino un haloderivado, se incluye en el estudio de los compuestos orgánicos clorados.
  2. Es un líquido incoloro, volátil, de olor dulce, muy poco soluble en agua y buen solvente de grasas, yudas, resinas y yodio.
  3. Hoy en día su uso como anestésico ha sido prácticamente abandonado por su toxicidad (daño hepático y renal).
  4. Usos actuales: solvente industrial en la fabricación de tetracloruro de carbono, fluorocarbonos, colorantes, perfumes y destrucción de plagas; reactivo de laboratorio (extracciones, detección de yodo con reactivos) y material de referencia en espectroscopía.

Tabla completa

Hidrocarburo Aplicaciones
Etileno (\text{C}_2\text{H}_4) Polietileno (bolsas, envases, tuberías), etilenglicol (anticongelante, resinas poliéster), poliestireno, PVC, acetaldehído, etanol, almidones modificados, reguladores del crecimiento vegetal, refrigerante industrial
Butadieno (\text{C}_4\text{H}_6) Caucho sintético SBR y polibutadieno (neumáticos), neopreno (cloropreno), ABS, nylon (adiponitrilo), antidegradantes
Acetileno (\text{C}_2\text{H}_2) Oxicorte y soldadura de metales, cloruro de vinilo (PVC), acetaldehído, ácido acético, acrílonitrilo, colorantes, iluminación
Cloroformo (\text{CHCl}_3) Solvente industrial y de laboratorio, síntesis de \text{CCl}_4 y fluorocarbonos, colorantes y perfumes, reactivos analíticos; anestésico histórico hoy restringido

Conclusiones

  1. Los hidrocarburos (especialmente los insaturados: etileno, butadieno y acetileno) son la materia prima fundamental de la industria química moderna: sus dobles y triples enlaces permiten reacciones de polimerización y adición que generan plásticos, cauchos sintéticos, fibras, disolventes y combustibles.
  2. Cada hidrocarburo tiene aplicaciones distintas según su estructura: el etileno domina los polímeros; el butadieno, la industria del caucho y neumáticos; el acetileno, la energía térmica de alta temperatura y la síntesis de compuestos acetilénicos; y el cloroformo, los solventes, cuyo uso se limita cada vez más por consideraciones de toxicidad y de impacto ambiental.
  3. El aprovechamiento de estos compuestos exige además controles de seguridad y de protección ambiental, ya que muchos de ellos son tóxicos, inflamables o degradan la capa de ozono.
Respuesta

Solvente industrial y de laboratorio; síntesis de tetracloruro de carbono, fluorocarbonos y colorantes; uso anestésico histórico, hoy restringido por su toxicidad.

Contenido de la página

ACTIVIDADES

1. Investigo las aplicaciones de los siguientes hidrocarburos en la industria. Completo la tabla con la información requerida y formulo mis conclusiones:

Hidrocarburos Aplicaciones
Etileno
Butadieno
Acetileno
Cloroformo

(La tabla se entrega en blanco para ser completada por el estudiante.)

Ejemplos resueltos

¿Por qué el acetileno es útil para cortar y soldar metales?

El acetileno posee un triple enlace muy energético y altamente reactivo. Al combinarse con oxígeno (llama oxiacetilénica) libera gran cantidad de calor, alcanzando temperaturas superiores a 3000 \, ^\circ\text{C}, suficientes para fundir el acero; de ahí su uso en oxicorte y soldadura.

Tabla

Hidrocarburo Fórmula Tipo Aplicaciones principales
Etileno \text{C}_2\text{H}_4 Alqueno Polietileno, PVC, poliestireno, etilenglicol, etanol, reguladores vegetales
Butadieno \text{C}_4\text{H}_6 Dieno conjugado Caucho SBR, polibutadieno, neopreno, ABS, nylon
Acetileno \text{C}_2\text{H}_2 Alquino Oxicorte, soldadura, cloruro de vinilo, acetaldehído, ácido acético
Cloroformo \text{CHCl}_3 Haloderivado Solvente industrial y de laboratorio, \text{CCl}_4, colorantes; anestésico histórico

Diagrama

graph TD
    H[Industria petroquímica] --> E[Etileno C2H4]
    H --> B[Butadieno C4H6]
    H --> A[Acetileno C2H2]
    H --> C[Cloroformo CHCl3]
    E --> E1[Polietileno]
    E --> E2[Etilenglicol y PVC]
    B --> B1[Caucho sintético SBR]
    B --> B2[ABS y neopreno]
    A --> A1[Oxicorte y soldadura]
    A --> A2[Cloruro de vinilo]
    C --> C1[Solvente industrial]
    C --> C2[Anestésico histórico]

Fórmulas y ecuaciones

Etileno: \text{CH}_2=\text{CH}_2

Butadieno: \text{CH}_2=\text{CH}-\text{CH}=\text{CH}_2

Acetileno: \text{HC}\equiv\text{CH}

Cloroformo: \text{CHCl}_3

\text{C}_2\text{H}_4 \, (\text{etileno})

\text{C}_4\text{H}_6 \, (\text{butadieno}: \text{CH}_2=\text{CH}-\text{CH}=\text{CH}_2)

\text{C}_2\text{H}_2 \, (\text{acetileno}: \text{HC}@@MATH_0@@\text{CH})

\text{CHCl}_3 \, (\text{cloroformo})

\text{C}_2\text{H}_4 + \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{C}_2\text{H}_5\text{OH}

Glosario (6)

Etileno
Alqueno de fórmula C2H4 con un doble enlace C=C; es el hidrocarburo orgánico de mayor producción industrial y precursor de polímeros.
Butadieno
Dieno conjugado 1,3-butadieno (C4H6), monómero del caucho sintético y de resinas como el ABS.
Acetileno
Alquino C2H2 con un triple enlace C≡C, cuya llama oxiacetilénica supera los 3000 °C.
Cloroformo
Haloderivado CHCl3, líquido volátil usado como solvente industrial y de laboratorio; su uso anestésico está abandonado.
Polimerización
Reacción en la que numerosas moléculas pequeñas (monómeros) se unen para formar polímeros de alto peso molecular.
Caucho sintético
Polímero elástico obtenido por copolimerización (por ejemplo SBR o polibutadieno) que sustituye al caucho natural.

Preguntas para practicar

¿Por qué el cloroformo ha dejado de usarse como anestésico?

Por su alta toxicidad: causa daño hepático, renal y cardíaco, además de ser un depresor central del sistema nervioso y un posible carcinógeno; hoy se prefieren anestésicos más seguros como el isoflurano y se limita su uso a solvente y reactivo de laboratorio bajo ventilación.

¿Por qué el butadieno es el monómero clave de la industria del neumático?

El 1,3-butadieno es un dieno conjugado que se copolimeriza con estireno (SBR) o se polimeriza a polibutadieno, formando polímeros con cadenas flexibles y alta elasticidad que aportan resistencia a la abrasión y tracción, propiedades indispensables para los cauchos de neumáticos.

¿Qué papel cumplen los hidrocarburos en la economía de Ecuador?

Ecuador es un país exportador de petróleo y de gasolina; la transformación de hidrocarburos en derivados petroquímicos (plásticos, solventes, fertilizantes, combustibles) permite agregar valor al crudo, generar empleo e industrias locales, aunque exige inversión en tecnología y en control de impacto ambiental.

Temas y conceptos clave

Aplicaciones industriales de hidrocarburosPetroquímicaPolímeros y cauchos sintéticosSolventes orgánicosetilenobutadienoacetilenocloroformopolimerizaciónadicciónpetroquímicasolvente

Fuentes y referencias

  • Nomenclatura y propiedades de hidrocarburos insaturados según IUPAC
  • Datos industriales de producción de etileno y butadieno (plasticsinsight, pubchem)
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Preguntas que la gente también hace

¿Cuáles son las aplicaciones del etileno en la industria?
Consulta la solución completa arriba o explora el libro entero para temas relacionados.
¿Por qué el butadieno se usa para fabricar caucho sintético?
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¿Para qué sirve el acetileno en la soldadura de metales?
Consulta la solución completa arriba o explora el libro entero para temas relacionados.
¿Por qué el cloroformo ya no se usa como anestésico?
Consulta la solución completa arriba o explora el libro entero para temas relacionados.
📌 Antes de leer esto
  • • Nomenclatura de hidrocarburos (alcanos, alquenos, alquinos)
  • • Tipos de enlace químico y reacciones de adición
  • • Noiones sobre polímeros y petroquímica
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  1. Investigo las aplicaciones de los siguientes hidrocarburos en la industria. Completo la tabla con la información requerida y formulo mis conclusiones:

Hidrocarburos Aplicaciones

Etileno

Butadieno

Acetileno

Cloroformo eee nana nneos

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