CESAR SAUL GARZA LUNA 2º D MAT: F-2438
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INTRODUCCIÓN
Desde la antigüedad se obtenía el etanol por fermentación anaeróbica de una disolución con contenido en azúcares con levadura y posterior destilación
Para producir etanol (bioetanol) de granos como el maíz es necesario convertir los almidones del grano en azúcares, lo que se consigue por medio de enzimas. Los azúcares resultantes se fermentan, proceso mediante el cual se obtiene el etanol. En el caso de la caña de azúcar, el proceso es un poco más simple, pues no se requieren las enzimas, ya que aproximadamente el 20% de la caña ya es azúcar. La caña se empieza a fermentar desde que es cortada, pero para obtener etanol se la debe someter a un proceso de fermentación realizado en los ingenios.
Para producir etanol (bioetanol) de granos como el maíz es necesario convertir los almidones del grano en azúcares, lo que se consigue por medio de enzimas. Los azúcares resultantes se fermentan, proceso mediante el cual se obtiene el etanol. En el caso de la caña de azúcar, el proceso es un poco más simple, pues no se requieren las enzimas, ya que aproximadamente el 20% de la caña ya es azúcar. La caña se empieza a fermentar desde que es cortada, pero para obtener etanol se la debe someter a un proceso de fermentación realizado en los ingenios.
El Etanol
- El compuesto químico etanol es un líquido incoloro e inflamable con un punto de ebullición de 78 ºC.
- El etanol es un alcohol líquido compuesto de carbono, hidrógeno y oxígeno que resulta de la fermentación de azúcar o de almidón convertido en azúcar, extraídos ambos de la biomasa. También puede producirse a partir de la celulosa contenida principalmente en los desechos agrícolas, urbanos o forestales.
- El compuesto químico etanol es un líquido incoloro e inflamable con un punto de ebullición de 78 ºC.
- El etanol es un alcohol líquido compuesto de carbono, hidrógeno y oxígeno que resulta de la fermentación de azúcar o de almidón convertido en azúcar, extraídos ambos de la biomasa. También puede producirse a partir de la celulosa contenida principalmente en los desechos agrícolas, urbanos o forestales.
Desde la antigüedad se obtenía el etanol por fermentación anaeróbica de una disolución con contenido en azúcares con levadura y posterior destilación
Para producir etanol (bioetanol) de granos como el maíz es necesario convertir los almidones del grano en azúcares, lo que se consigue por medio de enzimas. Los azúcares resultantes se fermentan, proceso mediante el cual se obtiene el etanol. En el caso de la caña de azúcar, el proceso es un poco más simple, pues no se requieren las enzimas, ya que aproximadamente el 20% de la caña ya es azúcar. La caña se empieza a fermentar desde que es cortada, pero para obtener etanol se la debe someter a un proceso de fermentación realizado en los ingenios.
En cuanto al biodiésel, este se produce a partir de los ácidos grasos derivados de aceites que pueden ser de origen vegetal o animal, los cuales pueden ser sometidos a varios procesos, pero el más utilizado se llama transesterificación. Este consiste en convertir los triglicéridos en esteres, para lo cual se produce una reacción en los aceites mediante el uso de un alcohol, que puede ser metanol o etanol, y un catalizador, que puede ser hidróxido de sodio o hidróxido de potasio. Luego se decanta la sustancia resultante, quedando el biodiésel en la parte superior y glicerina en la parte inferior.
Es importante mencionar que la calidad del biodiésel tiene mucho que ver con el tipo de materia prima utilizada.
El combustible resultante de la mezcla de etanol y gasolina se conoce como gasohol o alconafta. Dos mezclas comunes son E10 y E85, con contenidos de etanol del 10% y 85%, respectivamente.
El etanol también se utiliza cada vez más como añadido para oxigenar la gasolina estándar, reemplazando al éter metil tert-butílico (MTBE). Este último es responsable de una considerable contaminación del suelo y del agua subterránea. También puede utilizarse como combustible en las celdas de combustible.
Para la producción de etanol en el mundo se utiliza mayormente como fuente biomasa. Este etanol es denominado, por su origen, Purificación
El método más antiguo para separar el etanol del agua es la destilación simple, pero la pureza está limitada a un 95-96% debido a la formación de un azeótropo de agua-etanol de bajo punto de ebullición. En el transcurso de la destilación hay que desechar la primera fracción que contiene principalmente metanol, formado en reacciones secundarias, éste es el único método admitido para obtener etanol para el consumo humano.
Para poder utilizar el etanol como combustible mezclándolo con gasolina, hay que eliminar el agua hasta alcanzar una pureza del 99,5 al 99,9%.[cita requerida] El valor exacto depende de la temperatura, que determina cuándo ocurre la separación entre las fases agua e hidrocarburos.
Para obtener etanol libre de agua se aplica la destilación azeotrópica en una mezcla con benceno o ciclohexano. De estas mezclas se destila a temperaturas más bajas el azeótropo, formado por el disolvente auxiliar con el agua, mientras que el etanol se queda retenido. Otro método de purificación muy utilizado actualmente es la adsorción física mediante tamices moleculares.
A escala de laboratorio, también se pueden utilizar desecantes como el magnesio, que reacciona con el agua formando hidrógeno y óxido de magnesio.
Clasificación de las sustancias.
Para poder estudiar a las sustancias, para tratar de acercarnos a ellas e intentar conocerlas, parece apropiado tratar de clasificarlas en algunas pocas categorías, para así dedicar nuestros esfuerzos a tratar de comprender una de ellas a la vez.
Una primera aproximación es clasificarlas por su estado de agregación: sólidos, líquidos y gases, y veremos qué puede aportar el análisis de los estados de agregación de la materia a la naturaleza del enlace que se presenta en un compuesto.
¿Qué es etanol?
Un tipo de combustible que mezcla gasoline y etanol.
Hay dos tipos:
E85:
85 por ciento de etanol y 15 por ciento de gasolina
más nuevo y menos común
sólo tipos específicos de vehículos pueden usar este tipo
E10:
10 por ciento de etanol y 90 por ciento de gasolina
Más común porque la mayoría de los vehículos pueden utilizar este tipo
En algunos lugares es un mandato por el gobierno de los Estados Unidos para proporciona un medio ambiente más limpio.
¿Cómo hacer etanol?
Es muy fácil producir debido a la cantidad de recursos disponibles para hacerlo.
Hay dos tipos de recursos:
Cosechas: maíz, cebada, y trigo; es más común
Biomas Celulosa: árboles o hierbas (este tipo se llama <<bioetanol>>); es menos común
El mol, como unidad de medida:
En 1811 el físico y químico italiano Amadeo abogado planteo la hipótesis de que iguales volúmenes de diferentes gases a la misma temperatura y presión contienen el mismo número de moléculas.
El número de abogadro se calcula a partir de la hipótesis del propio abogadro así como estudios y experimentos de muchas otras personas dedicadas a la física y a la química. Este número corresponde a las partículas que contienen un volumen 22.4L de cualquier gas, aceros o grados.
Caracteristicas del etanol
Todos sabemos bien que el alcohol y el volante no combinan en absoluto, sin embargo la situación cambia cuando el primero podría convertirse en un insumo esencial para el automóvil: tal es el caso del etanol y el metanol.
Hoy en día crece la tendencia a utilizar alcoholes mezclados con gasolina como combustibles alternativos y por eso es conveniente conocer las ventajas y las desventajas, tanto ecológicas como económicas, de lo que posiblemente sea un importante energético del futuro para los automóviles.
Ventajas novedosas: Algunas ventajas del etanol y el metanol como combustibles para auto son:
* Se pueden producir a partir de fuentes y residuos renovables como pasto, bagazo de caña de azúcar, hojarasca, etc.
* Generan menor contaminación ambiental.
* Para que el parque vehicular utilice este combustible sólo se necesita cambiar las partes plásticas del circuito de combustible.
Su impacto en el ambiente: De acuerdo con la Agencia de Protección de Estados Unidos (USEPA por sus siglas en inglés), la contaminación atmosférica ha alcanzado límites peligrosos para la salud humana y el ambiente, y los vehículos motorizados son los principales causantes de esta contaminación.
Por su parte, la Asociación de Recursos Renovables de Canadá señala que agregar un 10 por ciento de etanol al combustible reduciría hasta en un 30 por ciento las emisiones de monóxido de carbono (CO) y entre 6 y 10 por ciento las de dióxido de carbono (CO2); asimismo habría una reducción en la formación de ozono.
La emisión de agentes contaminantes de automóviles que funcionen con metanol contendía 20 por ciento de dióxido de carbono y 10 por ciento de los diferentes hidrocarburos que actualmente emiten los vehículos que utilizan gasolina. Empleando metanol, los autos eliminarían casi por completo las emisiones de partículas en suspensión y compuestos tóxicos tales como: óxido de nitrógeno (NO), ozono (O3), hidrocarburos no quemados, monóxido de carbono (CO), dióxido de carbono (CO2) y dióxido de azufre (SO2) entre otros.
Tanto en las mezclas con etanol, como en las que se emplean grandes porcentajes de metanol, la generación de ozono es mucho menor.
Una desventaja de estos alcoholes es la mayor producción de vapor de agua, que calienta la atmósfera, y menor cantidad de sulfatos, que la enfrían, por lo que contribuirían en mayor medida a provocar el "efecto invernadero".
En síntesis, estos alcoholes podrían ser menos contaminantes, desde que se producen hasta que se queman.
Características y usos del etanol: El etanol (C2?H5?OH), también conocido como alcohol etílico o de grano, se obtiene a partir de tres tipos de materia prima: los productos ricos en sacarosa, como la caña de azúcar, la melaza y el sorgo dulce; las fuentes ricas en almidón, como cereales (maíz, trigo, cebada, etc.) y tubérculos (yuca, camote, papa); y mediante la hidrólisis de los materiales ricos en celulosa, como la madera y los residuos agrícolas.
El etanol es un líquido inflamable, incoloro y es el alcohol de menor toxicidad. Se utiliza en las bebidas alcohólicas, al igual que como desinfectante o disolvente. Posee un alto octanaje y una mayor solubilidad en gasolina que el metanol.
En Brasil, más de 4 millones de automóviles funcionan con etanol gracias a un programa gubernamental que tiene por objetivo obtener un combustible alternativo proveniente de la caña de azúcar. Un derivado del etanol se utiliza como aditivo para oxigenar la gasolina, lo cual ayuda a producir una combustión mejorada y más limpia.
Características y usos del metanol: El metanol (CH3?OH) se denomina alcohol metálico o alcohol "de madera" porque originalmente se obtenía de la destilación de esta materia prima en ausencia de aire. Actualmente puede producirse a partir de gas natural, carbón, madera, e incluso de residuos orgánicos (biomasa celulósica).
Es el más simple de los alcoholes y se caracteriza por ser incoloro; su ingestión causa ceguera porque destruye irreversiblemente el nervio óptico y una dosis mayor a 30 ml causa la muerte.
Se utiliza en la fabricación de ácido acético y otros compuestos químicos. Es un disolvente que se emplea en la fabricación de plásticos, pintura, barnices, y también sirve como anticongelante en automóviles.
Su uso como combustible alternativo se ha popularizado en vehículos de competencia debido a su alto octanaje, lo que hace que la flama sea más controlable y el consumo de combustible mínimo.
Un derivado químico del metanol se utiliza en combustibles alternativos para reducir las emisiones exhaustivas de contaminantes.
CONCLUSIÓN
En conclusion el etanol es un compuesto químico obtenido a partir de la fermentación de los azúcares que puede utilizarse como combustible, bien solo, o bien mezclado en cantidades variadas con gasolina, y su uso se ha extendido principalmente para reemplazar el consumo de derivados del petróleo.
Para producir etanol (bioetanol) de granos como el maíz es necesario convertir los almidones del grano en azúcares, lo que se consigue por medio de enzimas. Los azúcares resultantes se fermentan, proceso mediante el cual se obtiene el etanol. En el caso de la caña de azúcar, el proceso es un poco más simple, pues no se requieren las enzimas, ya que aproximadamente el 20% de la caña ya es azúcar. La caña se empieza a fermentar desde que es cortada, pero para obtener etanol se la debe someter a un proceso de fermentación realizado en los ingenios.
En cuanto al biodiésel, este se produce a partir de los ácidos grasos derivados de aceites que pueden ser de origen vegetal o animal, los cuales pueden ser sometidos a varios procesos, pero el más utilizado se llama transesterificación. Este consiste en convertir los triglicéridos en esteres, para lo cual se produce una reacción en los aceites mediante el uso de un alcohol, que puede ser metanol o etanol, y un catalizador, que puede ser hidróxido de sodio o hidróxido de potasio. Luego se decanta la sustancia resultante, quedando el biodiésel en la parte superior y glicerina en la parte inferior.
Es importante mencionar que la calidad del biodiésel tiene mucho que ver con el tipo de materia prima utilizada.
El combustible resultante de la mezcla de etanol y gasolina se conoce como gasohol o alconafta. Dos mezclas comunes son E10 y E85, con contenidos de etanol del 10% y 85%, respectivamente.
El etanol también se utiliza cada vez más como añadido para oxigenar la gasolina estándar, reemplazando al éter metil tert-butílico (MTBE). Este último es responsable de una considerable contaminación del suelo y del agua subterránea. También puede utilizarse como combustible en las celdas de combustible.
Para la producción de etanol en el mundo se utiliza mayormente como fuente biomasa. Este etanol es denominado, por su origen, Purificación
El método más antiguo para separar el etanol del agua es la destilación simple, pero la pureza está limitada a un 95-96% debido a la formación de un azeótropo de agua-etanol de bajo punto de ebullición. En el transcurso de la destilación hay que desechar la primera fracción que contiene principalmente metanol, formado en reacciones secundarias, éste es el único método admitido para obtener etanol para el consumo humano.
Para poder utilizar el etanol como combustible mezclándolo con gasolina, hay que eliminar el agua hasta alcanzar una pureza del 99,5 al 99,9%.[cita requerida] El valor exacto depende de la temperatura, que determina cuándo ocurre la separación entre las fases agua e hidrocarburos.
Para obtener etanol libre de agua se aplica la destilación azeotrópica en una mezcla con benceno o ciclohexano. De estas mezclas se destila a temperaturas más bajas el azeótropo, formado por el disolvente auxiliar con el agua, mientras que el etanol se queda retenido. Otro método de purificación muy utilizado actualmente es la adsorción física mediante tamices moleculares.
A escala de laboratorio, también se pueden utilizar desecantes como el magnesio, que reacciona con el agua formando hidrógeno y óxido de magnesio.
Clasificación de las sustancias.
Para poder estudiar a las sustancias, para tratar de acercarnos a ellas e intentar conocerlas, parece apropiado tratar de clasificarlas en algunas pocas categorías, para así dedicar nuestros esfuerzos a tratar de comprender una de ellas a la vez.
Una primera aproximación es clasificarlas por su estado de agregación: sólidos, líquidos y gases, y veremos qué puede aportar el análisis de los estados de agregación de la materia a la naturaleza del enlace que se presenta en un compuesto.
¿Qué es etanol?
Un tipo de combustible que mezcla gasoline y etanol.
Hay dos tipos:
E85:
85 por ciento de etanol y 15 por ciento de gasolina
más nuevo y menos común
sólo tipos específicos de vehículos pueden usar este tipo
E10:
10 por ciento de etanol y 90 por ciento de gasolina
Más común porque la mayoría de los vehículos pueden utilizar este tipo
En algunos lugares es un mandato por el gobierno de los Estados Unidos para proporciona un medio ambiente más limpio.
¿Cómo hacer etanol?
Es muy fácil producir debido a la cantidad de recursos disponibles para hacerlo.
Hay dos tipos de recursos:
Cosechas: maíz, cebada, y trigo; es más común
Biomas Celulosa: árboles o hierbas (este tipo se llama <<bioetanol>>); es menos común
El mol, como unidad de medida:
En 1811 el físico y químico italiano Amadeo abogado planteo la hipótesis de que iguales volúmenes de diferentes gases a la misma temperatura y presión contienen el mismo número de moléculas.
El número de abogadro se calcula a partir de la hipótesis del propio abogadro así como estudios y experimentos de muchas otras personas dedicadas a la física y a la química. Este número corresponde a las partículas que contienen un volumen 22.4L de cualquier gas, aceros o grados.
Caracteristicas del etanol
Todos sabemos bien que el alcohol y el volante no combinan en absoluto, sin embargo la situación cambia cuando el primero podría convertirse en un insumo esencial para el automóvil: tal es el caso del etanol y el metanol.
Hoy en día crece la tendencia a utilizar alcoholes mezclados con gasolina como combustibles alternativos y por eso es conveniente conocer las ventajas y las desventajas, tanto ecológicas como económicas, de lo que posiblemente sea un importante energético del futuro para los automóviles.
Ventajas novedosas: Algunas ventajas del etanol y el metanol como combustibles para auto son:
* Se pueden producir a partir de fuentes y residuos renovables como pasto, bagazo de caña de azúcar, hojarasca, etc.
* Generan menor contaminación ambiental.
* Para que el parque vehicular utilice este combustible sólo se necesita cambiar las partes plásticas del circuito de combustible.
Su impacto en el ambiente: De acuerdo con la Agencia de Protección de Estados Unidos (USEPA por sus siglas en inglés), la contaminación atmosférica ha alcanzado límites peligrosos para la salud humana y el ambiente, y los vehículos motorizados son los principales causantes de esta contaminación.
Por su parte, la Asociación de Recursos Renovables de Canadá señala que agregar un 10 por ciento de etanol al combustible reduciría hasta en un 30 por ciento las emisiones de monóxido de carbono (CO) y entre 6 y 10 por ciento las de dióxido de carbono (CO2); asimismo habría una reducción en la formación de ozono.
La emisión de agentes contaminantes de automóviles que funcionen con metanol contendía 20 por ciento de dióxido de carbono y 10 por ciento de los diferentes hidrocarburos que actualmente emiten los vehículos que utilizan gasolina. Empleando metanol, los autos eliminarían casi por completo las emisiones de partículas en suspensión y compuestos tóxicos tales como: óxido de nitrógeno (NO), ozono (O3), hidrocarburos no quemados, monóxido de carbono (CO), dióxido de carbono (CO2) y dióxido de azufre (SO2) entre otros.
Tanto en las mezclas con etanol, como en las que se emplean grandes porcentajes de metanol, la generación de ozono es mucho menor.
Una desventaja de estos alcoholes es la mayor producción de vapor de agua, que calienta la atmósfera, y menor cantidad de sulfatos, que la enfrían, por lo que contribuirían en mayor medida a provocar el "efecto invernadero".
En síntesis, estos alcoholes podrían ser menos contaminantes, desde que se producen hasta que se queman.
Características y usos del etanol: El etanol (C2?H5?OH), también conocido como alcohol etílico o de grano, se obtiene a partir de tres tipos de materia prima: los productos ricos en sacarosa, como la caña de azúcar, la melaza y el sorgo dulce; las fuentes ricas en almidón, como cereales (maíz, trigo, cebada, etc.) y tubérculos (yuca, camote, papa); y mediante la hidrólisis de los materiales ricos en celulosa, como la madera y los residuos agrícolas.
El etanol es un líquido inflamable, incoloro y es el alcohol de menor toxicidad. Se utiliza en las bebidas alcohólicas, al igual que como desinfectante o disolvente. Posee un alto octanaje y una mayor solubilidad en gasolina que el metanol.
En Brasil, más de 4 millones de automóviles funcionan con etanol gracias a un programa gubernamental que tiene por objetivo obtener un combustible alternativo proveniente de la caña de azúcar. Un derivado del etanol se utiliza como aditivo para oxigenar la gasolina, lo cual ayuda a producir una combustión mejorada y más limpia.
Características y usos del metanol: El metanol (CH3?OH) se denomina alcohol metálico o alcohol "de madera" porque originalmente se obtenía de la destilación de esta materia prima en ausencia de aire. Actualmente puede producirse a partir de gas natural, carbón, madera, e incluso de residuos orgánicos (biomasa celulósica).
Es el más simple de los alcoholes y se caracteriza por ser incoloro; su ingestión causa ceguera porque destruye irreversiblemente el nervio óptico y una dosis mayor a 30 ml causa la muerte.
Se utiliza en la fabricación de ácido acético y otros compuestos químicos. Es un disolvente que se emplea en la fabricación de plásticos, pintura, barnices, y también sirve como anticongelante en automóviles.
Su uso como combustible alternativo se ha popularizado en vehículos de competencia debido a su alto octanaje, lo que hace que la flama sea más controlable y el consumo de combustible mínimo.
Un derivado químico del metanol se utiliza en combustibles alternativos para reducir las emisiones exhaustivas de contaminantes.
CONCLUSIÓN
En conclusion el etanol es un compuesto químico obtenido a partir de la fermentación de los azúcares que puede utilizarse como combustible, bien solo, o bien mezclado en cantidades variadas con gasolina, y su uso se ha extendido principalmente para reemplazar el consumo de derivados del petróleo.
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