4.12: Usos y Fuentes de los Alcanos

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Objetivo de aprendizaje

describir los usos y fuentes de alcanos

Ocurrencia

Las fuentes más importantes de alcanos son el petróleo y el gas natural. El petróleo es una mezcla de alcanos líquidos y otros hidrocarburos. Los alcanos superiores (que son sólidos) se presentan como residuos de la destilación de petróleo (“alquitrán”). Uno de los mayores depósitos naturales de alcanos sólidos se encuentra en un lago asfáltico conocido como Pitch Lake en Trinidad y Tobago. El gas natural contiene principalmente metano (70-90%) con algo de etano, propano y butano; algunas fuentes de gas entregan hasta 8% de CO ₂. Rastros de metano (aproximadamente 0.00017% o 1.7 ppm) ocurren en la atmósfera terrestre, el contenido en los océanos es insignificante debido a la baja solubilidad del metano en el agua. ⁽¹⁾

Uso de alcanos

Los alcanos son materias primas importantes de la industria química y el principal constituyente de la gasolina y los aceites lubricantes. El gas natural contiene principalmente metano y etano y se utiliza para fines de calefacción y cocción y para servicios de energía (turbinas de gas). Para fines de transporte, el gas natural puede licuarse aplicando presión y enfriándolo (GNL = gas natural liqid). El Sultanato de Omán, por ejemplo, exporta la mayor parte de su gas natural como GNL -véase la planta de GNL en Qalhat que ha sido diseñada para licuar 6.6 millones de toneladas de gas natural al año. El petróleo crudo se separa en sus componentes por destilación fraccionada en refinerías de petróleo. Las diferentes “fracciones” del petróleo crudo tienen diferentes puntos de ebullición y consisten principalmente en alcanos de longitudes de cadena similares (cuanto mayor sea el punto de ebullición, más átomos de carbono contienen los componentes de una fracción en particular; consulte la lista de alcanos para obtener detalles sobre los puntos de ebullición ).

La siguiente tabla proporciona un breve estudio de las diferentes fracciones del petróleo crudo:

C ₃.. C ₄	El propano y el butano se pueden licuar a presiones bastante bajas, y se utilizan, por ejemplo, en el quemador de gas propano, o como propulsores en aerosoles. El butano se usa en encendedores de cigarrillos (donde la presión a temperatura ambiente es de aproximadamente 2 bar).
C ₅.. C ₈	Los alcanos desde el pentano hasta el octano son líquidos altamente volátiles y buenos solventes para sustancias no polares. Se utilizan como combustibles en motores de combustión interna.
C ₉.. C ₁₆	Los alcanos del nonano al hexadecano son líquidos de mayor viscosidad, siendo utilizados en diesel y combustible de aviación (queroseno). Los puntos de fusión más altos de estos alcanos pueden causar problemas a bajas temperaturas y en regiones polares, donde el combustible se vuelve demasiado viscoso.
C ₁₇.. C ₃₅	Los alcanos con 17 a 35 átomos de carbono forman los principales componentes del aceite lubricante. También actúan como agentes anticorrosivos, ya que su naturaleza hidrófoba protege la superficie metálica del contacto con el agua. Los alcanos sólidos también encuentran uso como cera de parafina en velas ⁽²⁾.
>C ₃₅	Los alcanos con una longitud de cadena superior a 35 átomos de carbono se encuentran en el betún (ya que se usa en la superficie de carreteras). Estos alcanos superiores tienen poco valor químico y comercial y generalmente se dividen en alcanos inferiores por craqueo.

Notas:


⁽¹⁾	El metano puede co-cristalizar con agua a altas presiones y bajas temperaturas, formando un hidrato de metano sólido. El contenido energético de los campos de hidratos de metano submarinos conocidos supera al de todos los yacimientos de gas natural y petróleo conocidos juntos.
⁽²⁾	La cera de parafina no debe mezclarse con la verdadera cera animal o vegetal, la cual consiste en ésteres de diversos ácidos carboxílicos y alcoholes.