Alcanos: Propiedades, Reacciones y Métodos de Obtención

Propiedades de los Alcanos

Los alcanos, también conocidos como parafinas, son hidrocarburos saturados que se caracterizan por:

1. Baja reactividad: El enlace sigma entre carbono-carbono y carbono-hidrógeno es muy fuerte y difícil de romper, lo que los hace poco reactivos.
2. Reacciones lentas: Las reacciones de los alcanos suelen ser lentas y requieren condiciones específicas como temperaturas y presiones elevadas, además de la presencia de catalizadores.
3. Reactividad con ciertos elementos: Los alcanos reaccionan principalmente con oxígeno, cloro y algunos compuestos nitrogenados.

Reacciones de los Alcanos

1. Combustión

En presencia de calor (como una llama), los alcanos reaccionan con el oxígeno del aire produciendo dióxido de carbono, agua y liberando una gran cantidad de energía en forma de calor.

Alcano + O₂ (g) --Calor--> CO₂ (g) + H₂O + Calor

2. Halogenación

Es una reacción de sustitución por radicales libres que ocurre en presencia de luz. La luz es crucial para romper el enlace halógeno-halógeno, generando radicales libres que dan lugar a la reacción.

Alcano + X₂ --Luz--> Alcano-X + HX

3. Pirólisis

Se refiere a la descomposición de una sustancia por acción del calor. En el contexto del petróleo, la pirólisis de alcanos se conoce como cracking. Este proceso se utiliza en la refinación del petróleo crudo para romper moléculas grandes en otras más pequeñas, y se lleva a cabo en presencia de un catalizador (refinación catalítica).

Obtención de los Alcanos

1. Hidrogenación de Alquenos

Es una reacción de adición en la que un alqueno reacciona con hidrógeno gaseoso en presencia de un catalizador metálico como níquel (Ni), platino (Pt) o paladio (Pd).

Alqueno + H₂ --(Ni)--> Alcano

2. Reactivo de Grignard

Al poner en contacto una solución de un halogenuro de alquilo (R-X) con magnesio metálico en éter dietílico, se produce una reacción vigorosa que da como resultado una solución de aspecto lechoso conocida como reactivo de Grignard (halogenuro de alquil-magnesio), un compuesto organometálico muy versátil.

R-X + Mg --C₄H₁₀O--> R-Mg-X

3. Reacción de Wurtz

Esta reacción permite obtener alcanos de cadenas más largas a partir de halogenuros de alquilo. Es especialmente útil para la síntesis de alcanos lineales simétricos (con un número par de átomos de carbono). La reacción se lleva a cabo con sodio metálico (Na).

R-X + 2Na + R-X --> R-R + 2NaX