Saltar al contenido
A

Características de los alcanos

alcanos

Los alcanos son compuestos que están formados por carbono e hidrógeno unidos por medio de enlaces simples. Su fórmula general es CnH2n+2, donde n es el número de carbonos de la molécula.

¿Qué son?

Son hidrocarburos, es decir, compuestos que solo contienen átomos de hidrógeno y carbono. La fórmula general para alcanos alifáticos (aquellos de cadena lineal) es CnH2n+2​ y para los cicloalcanos es CnH2n.

Esto quiere decir que los alcanos alifáticos contienen el doble de átomos de hidrógeno que de carbono.

Se les conoce también como hidrocarburos saturados, pues no cuentan con enlaces dobles o triples y sus carbonos presenta hibridación sp3. Tampoco cuentan con grupos funcionales.

Otro nombre bajo el cual puedes encontrarlos es el de hidrocarburos parafínicos, pues presentan una escasa reactividad.

Son importantes como combustibles para el hogar y las industrias, con ellos se alimentan calderas, cocinas a gas y turbogeneradores. También son imprescindibles en la industria del plástico, del vidrio y las textiles.

Características de los alcanos

Entre las características básicas de los alcanos podemos mencionar:

Presentan uniones simples y estables entre los átomos de carbono

Se dice que son saturados porque las uniones que presentan entre los átomos de carbono son simples y estables. Se diferencian de alquenos y alquinos porque estos presentan uniones dobles y triples entre sus átomos de carbonos.

Presentan sustituyentes

Los átomos de hidrógeno que acompañan a cada átomo de carbono pueden ser sustituidos por otros átomos, como halógenos (flúor, bromo, cloro) y grupos o radicales, tales como los grupos hidroxilo y metilo, en esos casos dan lugar a los alcanos ramificados.

Pueden formar estructuras cerradas

Los átomos de carbono se unen entre si formando cadenas, pero los extremos de dichas cadenas pueden unirse y formar alcanos cíclicos. Un ejemplo de esto es el ciclohexano.

Propiedades físicas

  • Las propiedades físicas de los alcanos están determinadas por el número de átomos de carbono que contienen. Por ejemplo:
  • Los alcanos que tienen entre 1 y 4 átomos de carbono son gases a temperatura ambiente.
  • Los alcanos que tienen entre 5 y 17 átomos de carbono son líquidos a temperatura ambiente.
  • Los que tienen 18 carbonos o más son sólidos a temperatura ambiente.

Son poco solubles

Los alcanos son poco solubles en agua. A medida que se incrementa su peso molecular, la solubilidad de estas sustancias se reduce aún más. El alcano más soluble en agua es el metano, pues solo contiene un átomo de carbono. Los alcanos son más solubles en solventes orgánicos.

Baja densidad

Su densidad es menor que la del agua, por esta razón flotan. Puedes notar un ejemplo de esto en los derrames de hidrocarburos en el mar.

Punto de fusión variable

Los alcanos presentan un punto de fusión que varía en función del número de átomos de carbono. A mayor cantidad de átomos de carbono, más elevado es el punto de fusión.

El punto de fusión también depende de la estructura, aquellas que son simétricas tienen un punto de fusión más elevado que las asimétricas.

Conductividad

Los alcanos son malos conductores de la electricidad y no se polarizan completamente en un campo eléctrico.

Pueden sufrir diversas reacciones químicas

Las más comunes que pueden presentar son:

Oxidación: Al unirse con oxígeno forman dióxido de carbono y agua y liberan energía bajo la forma de calor. Esta es la reacción de combustión.

Halogenación: El cloro, el bromo, el flúor y el yodo pueden sustituir los átomos de hidrógeno del alcano. Un ejemplo es el cloroformo (triclorometano).

Nitración: A elevadas temperaturas y en presencia de vapores de ácido nítrico, se produce la sustitución de un hidrógeno por el grupo -NO2, generándose un nitroalcano.

Isomerización: Se trata de la reestructuración de la molécula sin pérdida ni ganancia de átomos.

Pirólisis: Es la descomposición del alcano por exposición a elevadas temperaturas.

Pueden ser peligrosos

Los alcanos pueden ser inflamables, explosivos o tóxicos. Siempre deben ser manejados con precaución para evitar accidentes.

Un ejemplo es el metano, que puede ser explosivo al estar mezclado con aire y es un agente del efecto invernadero.

Los alcanos líquidos ligeros son altamente inflamables, aunque este riesgo decrece a medida que crece la longitud de la cadena de carbono.

Un alcano tóxico es el isómero de cadena lineal del hexano, el cual es una neurotoxina.

Relación con los seres vivos

Aunque no se encuentran presentes en los seres vivos, suelen aparecer como productos finales o intermedios del metabolismo microbiano. Un ejemplo de esto es la fermentación metanogénica que realizan las bacterias del rumen de los animales rumiantes.

Los metanógenos, en su mayoría bacterias, también son productores del gas de los pantanos en humedales, liberando dos mil millones de toneladas de metano al año. El contenido de metano en nuestra atmosfera proviene casi exclusivamente de ellos.

Algunas levaduras especializadas, como Candida tropicale, Pichia sp., Rhodotorula sp., utilizan los alcanos como una fuente de carbono o energía.

El hongo Amorphotheca resinae prospera en los alcanos de cadena larga presentes en la gasolina de avión y puede provocar problemas en los aviones de las regiones tropicales.

Las plantas cuentan con alcanos sólidos de cadena larga que forman una capa firme de cera sobre las partes expuestas al aire, limitando así, la perdida de agua y las infecciones por bacterias, hongos e insectos.

Los alcanos se presentan en productos animales, como en el aceite de hígado de tiburón y en las feromonas.

Fórmula general de los alcanos y nomenclatura

El alcano más sencillo es el metano con un solo átomo de carbono. Otros alcanos conocidos son el etano, propano y el butano, los cuales presentan dos, tres y cuatro átomos de carbono, respectivamente. Cuando tenemos cinco carbonos o más, los nombres dependerán de la cantidad de átomos de carbono que posea la molécula.

  • 1: Metano CH4
  • 2: Etano C2H6  
  • 3: Propano C3H8            
  • 4: Butano C4H10             
  • 5: Pentano C5H12          
  • 6: Hexano C6H14            
  • 7: Heptano C7H16          
  • 8: Octano C8H18             
  • 9: Nonano C9H20           
  • 10: Decano C10H22       
  • 11: Undecano C11H24  
  • 12: Dodecano C12H26  

Abundancia

Los alcanos representan una parte de la atmosfera de los planetas exteriores, como Saturno (0,2% de metano, 0,0005% de etano), Júpiter (0,01% de metano, 0,0002% de etano), Urano (1,99% de metano, 0,00025% de etano) y Neptuno (1,5% de metano, 1,5 ppm de etano).

En Titán, un satélite de Saturno, llueve metano líquido y existen volcanes que arrojan metano. También presenta lagos de metano y etano en las regiones polares nórdicas.

En las colcas de algunos cometas se ha detectado metano y etano, por lo que se ha llegado a la conclusión que la abundancia del etano y el metano son aproximadamente iguales en el universo.

En la atmosfera de la Tierra encontramos un 0,0001% de metano, producido por bacterias metanogénicas.

Los alcanos se obtienen del gas natural y el petróleo, de donde se obtienen metano, etano, propano y butano.

Los alcanos sólidos se conocen como alquitrán y se forman cuando los alcanos volátiles se han evaporado de los depósitos de hidrocarburos. Uno de los mayores depósitos de alcanos solidos es el lago de asfalto Pitch en Trinidad y Tobago.

¿Cómo citar?

Ing. Chirinos A. (S.F.). Características de los alcanos. Disponible en: https://www.caracteristicas.pro/alcanos/