Etileno (C2H4): compuesto químico clave, usos industriales y hormona vegetal
Etileno (C2H4): descubre su estructura, producción masiva, usos industriales en polímeros y su papel como hormona vegetal. Datos, aplicaciones y cifras clave.
El etileno o ethene es un compuesto químico con dos átomos de carbono y cuatro de hidrógeno en cada molécula. Estas moléculas se unen con un doble enlace que lo convierte en un hidrocarburo. Es muy importante en la industria e incluso se ha utilizado en biología como hormona. También es el producto químico más fabricado. Desde 2005 se fabrican unos 75 millones de toneladas al año. Su mayor uso es la fabricación de polietileno.
Propiedades físicas y estructurales
El etileno (C2H4) es el alqueno más simple: un gas incoloro, inflamable y con olor apenas perceptible en bajas concentraciones. Su fórmula molecular es C2H4 y su masa molar es aproximadamente 28,05 g·mol−1. Alrededor de cada átomo de carbono en el doble enlace la geometría es trigonal plana (hibridación sp2), y el doble enlace confiere reactividad característica frente a adiciones y polimerizaciones.
Producción industrial
La mayor parte del etileno se obtiene por craqueo térmico (steam cracking) de hidrocarburos ligeros como etano, propano o fracciones de nafta. También existen procesos catalíticos y deshidrogenaciones que se usan en circunstancias específicas. Desde mediados del siglo XX la producción ha crecido de manera sostenida para abastecer la demanda de polímeros y otros derivados.
Usos y derivados principales
El uso predominante del etileno es la producción de polietileno mediante polimerización. Además, sirve como materia prima para multitud de compuestos importantes:
- Óxido de etileno → glicoles (por ejemplo, etilenglicol) usados como anticongelantes y en resinas.
- Cloruro de vinilo (a través de cloruro de etileno) → PVC.
- Estireno, etilbenceno y otros monómeros aromáticos o α-olefinas.
- Intermediarios para detergentes, solventes y materiales plásticos y químicos industriales.
Para la polimerización se emplean diferentes catalizadores, incluidos los de tipo Ziegler–Natta y catalizadores de metales de transición (metallocenos), que permiten controlar la estructura y propiedades del polietileno final.
Rol como hormona vegetal
En biología, el etileno actúa como fitohormona gaseosa implicada en la maduración de frutos, la abscisión de hojas, la senescencia floral y las respuestas al estrés (p. ej., heridas, inundación). En las plantas se sintetiza a partir del aminoácido metionina mediante la vía del ACC (ácido 1-aminociclopropano-1-carboxílico), en la que intervienen las enzimas ACC sintasa y ACC oxidasa. Industrialmente se utiliza, por ejemplo, para acelerar la maduración de frutas como los plátanos y tomates.
Reactividad química
El doble enlace C=C confiere al etileno reactividad típica de los alquenos: reacciones de adición (hidrogenación, halogenación, hidrohalogenación), oxidación y, sobre todo, la polimerización por mecanismos iónicos o radicalarios. Estas reacciones permiten transformar el etileno en una amplia gama de productos comerciales.
Seguridad y medio ambiente
El etileno es altamente inflamable; sus límites de explosividad en aire están en el orden de pocos porcentajes en volumen (aprox. 2,7–36 %), por lo que su manipulación requiere medidas contra fuentes de ignición y controles de ventilación. Al ser un gas, puede desplazar al oxígeno en espacios cerrados y comportarse como asfixiante simple a concentraciones elevadas. Desde el punto de vista ambiental, el etileno es un VOC (compuesto orgánico volátil) que puede contribuir a la formación de ozono troposférico y al smog fotoquímico en presencia de NOx y luz solar.
Almacenamiento y transporte
Se transporta por tuberías como gas o licuado a baja temperatura/alta presión en cisternas refrigeradas o cilindros especiales. Las instalaciones industriales usan sistemas de seguridad, detección de fugas y protección contra ignición debido al riesgo de incendio y explosión.
Resumen
El etileno es un gas hidrocarbonado simple pero fundamental: clave para la industria petroquímica, base de polímeros y numerosos productos químicos, y simultáneamente una hormona vegetal esencial. Su gran producción global refleja su papel central en la economía química moderna, aunque su manejo exige precauciones de seguridad y consideración de impactos ambientales.
Historia
Desde 1795, el etileno se denominaba gas olefiante, o gas para hacer aceite. Esto se debía a que se unía al cloro para hacer el aceite de los químicos holandeses.
En 1866, el químico alemán August Wilhelm von Hofmann ideó un sistema para nombrar los hidrocarburos. Los sufijos -ane, -ene, -ine, -one y -une se utilizaron para denominar a los hidrocarburos con 0, 2, 4, 6 y 8 átomos de hidrógeno menos que el alcano del que procedía. Debido a este sistema, el etileno se convirtió en eteno.
En 1979, la IUPAC decidió que el etileno seguiría siendo etileno.
Cómo se hace
El etileno se fabrica en la industria química por craqueo al vapor. Algunas de las partes de una planta de etileno pueden ser:
- Los hornos de craqueo de vapor;
- Sistemas de recuperación de calor;
- Un sistema de reciclaje de vapor;
- Un sistema para comprimir el gas agrietado;
- Un sistema para eliminar el gas ácido;
Hay otros sistemas en una planta de etileno. Los sistemas enumerados anteriormente eran los más importantes en una planta de etileno.
Como la fabricación de etileno consume mucha energía, los fabricantes se esfuerzan por evitar que el calor de los gases salga de los hornos.
Preguntas y respuestas
P: ¿Qué es el etileno?
R: El etileno es un compuesto químico formado por dos átomos de carbono y cuatro átomos de hidrógeno con un doble enlace, lo que lo convierte en un hidrocarburo.
P: ¿Qué importancia tiene el etileno en la industria?
R: El etileno es esencial en la industria debido a su amplia gama de aplicaciones en la producción de diversos productos químicos.
P: ¿Se puede utilizar el etileno en biología?
R: Sí, el etileno puede utilizarse en biología como hormona.
P: ¿Cuánto etileno se produce cada año?
R: Desde 2005, se producen unos 75 millones de toneladas de etileno al año, lo que lo convierte en el producto químico más producido.
P: ¿Cuál es el uso principal del etileno?
R: El uso principal del etileno es la producción de polietileno.
P: ¿Qué tipo de enlace tiene el etileno?
R: El etileno tiene un doble enlace, lo que lo convierte en un hidrocarburo.
P: ¿Cuántos átomos de hidrógeno hay en cada molécula de etileno?
R: Cada molécula de etileno contiene cuatro átomos de hidrógeno.
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