martes, 20 de julio de 2010

Lab.Química Orgánica I Guías del 1-7

LABORATORIO DE QUÍMICA ORGÁNICA I
PRÁCTICA Nº 1
PROPIEDADES QUIMICAS Y FISICAS DE COMPUESTOS ORGANICOS

INTRODUCCION

Los compuestos orgánicos son sustancias que están constituidas por C, H, O, N, halógenos y algunos metales que conforman los compuestos organometálicos muy importantes en química orgánica.

En la actualidad se estudian miles de compuestos del carbono y el número de los que se han aislado de animales o plantas, es muy inferior al de aquellos otros creados por los químicos mediante ingeniosas técnicas de síntesis.

El elemento carbono se distingue de todos los otros elementos, por su capacidad para formar una multitud de compuestos. La razón de este carácter único es la posición especial que ocupa en el sistema periódico.

No es menos cierto que el carácter molecular de la mayor parte de los compuestos orgánicos su extremada variedad y la existencia de sustancias macromoleculares, hacen que de la química orgánica un conjunto autónomo coherente. De este carácter molecular deriva, desde el punto de vista tanto físico como químico todo un conjunto de consecuencias.

Desde el punto de vista físico, los compuestos orgánicos se distinguen netamente de los inorgánicos, estos son, con frecuencia, sólidos, poco volátiles y solubles en agua. Por el contrario en química orgánica, son raros los compuestos gaseosos a la temperatura ordinaria, la mayor parte son líquidos volátiles o sólidos cuyo punto de fusión no excede más que excepcionalmente los 300ºC, la densidad es próxima a la unidad, la mayor parte son insolubles en agua, pero solubles en los disolventes no polares.

Desde el punto de vista químico, las reacciones orgánicas presentan caracteres tan particulares que un laboratorio de química orgánica se distingue a primera vista de uno de química inorgánica. Tales reacciones son lentas en general, por lo cuál el calentamiento prolongado y el empleo de catalizadores condicionan con frecuencia la realización de una reacción orgánica. Las reacciones rápidas, como el empleo de un compuesto organometálico, son precisamente las que hacen intervenir reactivos inorgánicos en reacciones orgánicas.

Se tienen muchas diferencias más entre la química orgánica y la inorgánica……...

PARTE EXPERIMENTAL

A) ENSAYO DE COMBUSTIÓN

En este ensayo deben observarse los fenómenos siguientes:
a) fusión b) carácter de la llama c) formación de residuos d) formación de gotitas de agua.

Para el efecto se deposita una pequeña cantidad de muestra sobre la punta de una espátula y se calienta sobre la región oxidante de una llama, empleando un mechero. Si la sustancia se funde se podrá determinar su punto de fusión posteriormente, si forma llama con facilidad y de color azul es inflamable y volátil, en este caso la combustión será completa.
En cambio si la llama es amarilla y desprende humos el compuesto no es volátil, su combustión no es completa y posiblemente es de alto peso molecular, por otra parte si la llama es luminosa es indicio de instauración (posiblemente se trate de un compuesto aromático)
Luego de la ignición a temperaturas altas, si queda residuos sobre la espátula es poque la muestra contiene elementos inorgánicos.
Finalmente esta experiencia nos permite diferenciar un compuesto orgánico de uno inorgánico, ya que los compuestos orgánicos, se descomponen a bajas temperaturas.

La ignición realizada se puede representar por las reacciones siguientes.

a) Muestra + Oxígeno --> CO2 + H2 O + cenizas
Combustión completa: llama azul
b) Muestra + oxígeno --> CO + + H2O + C + cenizas
Combustión incompleta: llama amarilla

B) DENSIDAD

La densidad se define como la cantidad de materia presente en un volumen dado de sustancia. Es decir la densidad es la masa por unidad de volumen, la proporción entre la masa de un objeto y su volumen.

Densidad = masa / volumen

La densidad de un líquido se determina con facilidad, pesando un volumen conocido de la sustancia, para ello se mide con exactitud un volumen de liquido utilizando una bureta, el volumen medido se coloca en un picnómetro, luego se pesa en una balanza analítica. En este experimento se determinará la densidad de tres o más sustancias orgánicas problema.


C) SOLUBILIDAD

El éter etílico como disolvente.

Se ensaya la solubilidad de los siguientes compuestos en éter etílico

a) acetato de sodio
b) parafina
c) acetona
d) glicerina
e) sacarosa
f) ácido acético
g) Agua
h) Etanol

En un tubo de ensayo se colocan 0.5 gramos de sustancia sólida y se adiciona 5 mL de éter etílico y se observa.

Para las sustancias líquidas se miden 3 mL ( c, d, f, g ,h ) con 5 mL de éter etílico

Las solubilidades se anotan como muy soluble, ligeramente soluble, o insoluble
El experimento se repite, utilizando como disolventes: acetona, benceno y etanol
Con los mismos volúmenes anteriores


LABORATORIO DE QUIMICA ORGANICA I
PRACTICA 1
CUESTIONARIO

1. Cite ocho diferencias entre compuestos orgánicos e inorgánicos.
2. En general como se clasifican los compuestos orgánicos?
3. Cuál es la parte más reactiva de una molécula orgánica?
4. De la parte C) de la guía del laboratorio indique cuales son reactivos sólidos y cuales líquidos.
5. Industrialmente como se obtendrán los compuestos orgánicos?
6. Las plantas (vegetales) suministran también muchos compuestos orgánicos importantes mencione algunos de ellos.
7. Cuál será la función del Químico en la investigación y en la industria?
8. Que diferencias existen entre propiedad física y propiedad Química?
9. Defina los siguientes conceptos: a) solubilidad b) solución c) solución acuosa
d) soluto e) densidad f) sustancia anfótera
10. Un estudiante de química desea identificar el componente principal de un limpiador líquido comercial. Observa que 35.8. mL del limpiador pesan 28.1 g. De las siguientes posibilidades, determine cuál es el componente principal del limpiador. Cloroformo, éter etílico, isopropanol, tolueno.
11. En una tienda de medallones, un estudiante de Química encuentra una medalla que según el dueño es de platino puro, sin embargo, sospecha que puede ser de plata y por tanto de menor valor. El estudiante compra el medallón por que el propietario está de acuerdo en reintegrarle el importe de la compra si le devuelve el medallón en dos días. El estudiante de la carrera de Química, lleva el medallón al laboratorio y mide su densidad como sigue. Primero lo pesa y encuentra que su masa es 55.64 g. Después coloca agua en una probeta graduada y lee el volumen de 75.2 mL. A continuación introduce el medallón a la probeta y lee el nuevo volumen, 77.8 mL ¿será platino (densidad =21.4 g/cc ) o de plata ( densidad = 10.5 g/cc) el medallón?.

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LABORATORIO DE QUIMICA ORGANICA I
PRACTICA 2
DETERMINACION DE PUNTOS DE FUSION


TEORIA

La temperatura de fusión es la constante física más utilizada. Su medida se hace a la presión atmosférica, cuyas variaciones no presentan más que desviaciones inapreciables con relación al punto de fusión, temperatura a la cuál las dos fases, líquida y cristalina, están en equilibrio. En muchos casos la sustancia se descompone en el momento de fundir.
Frecuentemente, la presencia de impurezas que no sean sales minerales supone un descenso del punto de fusión y la purificación progresiva se traduce en general, por una elevación de la sustancia pura.

Puede considerarse alcanzado el límite, cuando un nuevo tratamiento purificador no presenta variación alguna apreciable por el termómetro utilizado, cuando se supone haber identificado la sustancia purificada, para obtener una comprobación se determina el punto de fusión de su mezcla con una muestra pura. Si el punto de fusión no se modifica, existe una gran probabilidad para su correcta identificación; en caso contrario, puede tenerse la seguridad de que no se logrado.

Los termómetros utilizados son generalmente de mercurio y de vidrio recocido y deben estar comprobados mediante la determinación de puntos fijos especialmente los spuntos 0º C y 100ºC . En ciertos casos puede ser necesario hacer la corrección de la columna emergente.

Los Químicos utilizan dos métodos para determinar los puntos fusión.

a) Método del tubo capilar o de fusión lenta

Una pequeña porción de la muestra problema pulverizada y seca se introduce en un tubo capilar de 6-7 cm de longitud y 1 mm de diámetro, cerrado por un extremo que se fija al bulbo del termómetro, el conjunto se coloca en un depósito termométrico el cuál se calienta lentamente, hasta que funda el sólido.


b) Método por fusión instantánea; empleo de bloques

Un bloque de los más conocidos es el bloque de Maquenne, que está constituido por un paralelepípedo de latón, en cuyo interior hay unas resistencias eléctricas de calentamiento ( se calienta también utilizando gas); un termómetro protegido se encuentra colocado deforma que el depósito esté en el centro del bloque. Se puede emplear calentamiento rápido o lento, siendo regulable este último.

Para efectuar una medida se colocan porciones pequeñas de la sustancia en el centro de la cara superior del bloque y se calienta hasta fusión. Se puede efectuar una primera determinación calentando rápidamente. Para una medida precisa el calentamiento se regula de forma que la elevación de la temperatura sea de unos 2 grados centígrados ( ºC ) por minuto.

DETERMINACION DEL PUNTO DE FUSIÓN EXPERIMENTAL

Para determinar el punto de fusión de un sólido se introduce una pequeña cantidad de muestra en un tubo capilar sellado en uno de sus extremos, se une el capilar al termómetro, se calienta el baño lentamente y se observa la temperatura a la que la fusión comienza y se completa. Debido a que para la fusión se necesita algún tiempo ya que la calefacción tiene que ser continua, cuando se utiliza este tipo de medida, incluso las sustancias puras pueden fundir en un pequeño intervalo. Sin embargo, como regla general se considera que una muestra pura ha fundido bien cuando el intervalo observado sea de 0.5 – 1.0 ºC.

La muestra sólida deberá estar seca y finamente dividida, para lo cuál se utiliza un mortero, para asegurar una determinación exacta solamente se debe colocar 1.0 cm de muestra en el tubo capilar. Para colocar la muestra en el tubo capilar se invierte y se toma una pequeña cantidad de sólido por el extremo abierto presionando sobre éste entonces se le da la vuelta y se baja el sólido al fondo del tubo capilar. Un suave frotamiento sobre una lima o golpeando suavemente sobre la mesa permitirá depositar la muestra en el fondo del tubo capilar.
La velocidad de calentamiento debe ser tal que produzca una elevación en la temperatura de 1 a 2 ºC por minuto. Deberá observarse la temperatura a la cuál el compuesto empieza a fundir y aquella a la cuál se licua. Estos valores se anotan como el intervalo del punto de fusión. También deberá observarse la temperatura registrada por el termómetro auxiliar (t2), el bulbo de este termómetro deberá colocarse a media distancia entre la superficie del aceite y la parte de la columna de mercurio en t1, la corrección se calcula por medio de la fórmula:

Corrección = + N (t1-t2)* 0.000154

Donde N = grados de la columna de mercurio arriba del nivel del baño de aceite; t1= punto de fusión observado; t2 = temperatura promedio de la columna de mercurio. Esta corrección se adiciona al punto de fusión observado


Los líquidos utilizados par los baños tienen que ser estables y de punto de ebullición alto. Los más utilizados son glicerina, aceite parafina, aceite de semilla de algodón, o aceite de soya.

A continuación se muestran diferentes tipos de baños para determinar puntos de
Fusión:


a) vaso de precipitación, b) matraz kjeldahl, c) baño doble, d) aparato de Thiele

LABORATORIO DE QUIMICA ORGANICA I
CUESTIONARIO PRACTIC A N° 2 (PUNTOS DE FUSION)

1. Qué efecto ejercerá cada una de las siguientes circunstancias sobre el punto de fusión observado y el intervalo de fusión de una muestra?
a) Uso de un tubo de punto de fusión de paredes gruesas
b) Uso de un tubo capilar de 3- 5 mm
c) Una calefacción rápida
d) Empleo de mucha cantidad de muestra de forma que la porción del capilar lleno sea considerablemente mayor que la longitud del bulbo termométrico.
e) La existencia de un agujero pequeño en el fondo del tubo capilar que permita la entrada en éste del líquido del baño.
f) Una circulación deficiente del líquido del baño.
2. Se puede dar alguna razón por la que sea aconsejable realizar un punto de fusión mixto de dos muestras de diferente procedencia antes de asegurar que los dos compuestos son iguales?
3. Que método da puntos de fusión más seguros, el del tubo capilar o el de equilibrio que se realiza en la calibración de un termómetro. Dese una explicación.
4. Un estudiante sospecha que una sustancia desconocida experimenta un cambio químico a la temperatura de su punto de fusión. Indíquese un método sencillo para comprobar su hipótesis.
5. Cuál es el punto de ebullición de los aceites vegetales, mencione por lo menos dos.
6. Cuál es el método para hacer la corrección debido a la columna termométrica en las lecturas superiores a 100°c?
7. Estructure un cuadro que permita describir la fórmula y el punto de fusión de las siguientes sustancias: ácido benzoico, acetanilida, benzamida,urea, ácido o-clorobenzoico, ácido -3-nitrosalicílico, ácido adípico, ácido salicílico, benzoato de sodio, acetato de sodio y glucosa.
8. Describa diferentes métodos para determinar puntos de fusión.
9. Por qué no se evapora de repente todo el sólido del tubo capilar cuando se alcanza el punto de fusión?
10. Que influencia tendrá en el punto de fusión la presencia de algunos elementos metálicos?, eleva o disminuye punto de fusión, complemente la respuesta con la parte experimental.
11. El punto de fusión de una muestra ya determinada será el mismo si se vuelve a determinar después de un cierto tiempo?. Experiméntelo.
12. El punto de fusión de un compuesto sólido es una constante que resulta conveniente y se utiliza habitualmente con fines de investigación, existen otras técnicas más extensas en tal identificación a través de técnicas espectrales, cuales son estas técnicas? Y quienes son los responsables de generar estos espectros?_________________________________________________

LABORATORIO QUÍMICA ORGÁNICA I
PRÁCTICA Nº3
DETERMINACION DEL PESO MOLECULAR

INTRODUCCION

El peso molecular de una sustancia es la suma de los pesos atómicos de todos los átomos en una molécula de la sustancia. En consecuencia, es la masa promedio de una molécula de esa sustancia, expresada en unidades de masa atómica, (uma), por ejemplo el peso molecular del agua, es 18 uma, ( 2 X 1.0 uma de los átomos de H, más 16 uma de un átomo de O ).

Cualquier líquido se puede evaporar en un recipiente abierto. Esto es una evidencia clara de que las moléculas del líquido se pueden escapar de la superficie del mismo para dar lugar a un gas. El proceso se llama vaporización o evaporación, y requiere energía para vencer las fuerzas intermoleculares relativamente fuertes en el líquido.

Cuando se coloca una cantidad de líquido en un recipiente y se cierra, se observa primero que el volumen del líquido disminuye un poco, pero después permanece constante; la disminución se debe a la transformación de moléculas de líquido a la fase vapor. Sin embargo, al aumentar el número de moléculas de vapor se incrementa la probabilidad de que algunas de ellas regresen al líquido. El proceso por el cuál las moléculas de vapor forman un líquido se llama condensación. Tarde o temprano el mismo número de moléculas que salen del liquido regresan a él.

La presión de vapor presente en equilibrio con el líquido se llama presión de vapor en equilibrio, o con mayor frecuencia presión de vapor del liquido

PROCEDIMIENTO

Para determinar el peso molecular de una sustancia:
a) Se arma el aparato de la figura, usando un balón de destilación de 200 mL de capacidad y fondo plano, con un tapón de goma atravesado por tubo de vidrio de 8 mm de diámetro, por 12 cm de longitud, que lleva en la parte superior una pequeña abertura de 2 a 3 mm.
b) Pesar todo el conjunto y registrar el dato.
c) Medir exactamente 4.0 mL de la muestra del líquido volátil (que se vaporiza fácilmente) en el balón de fondo plano de 200 mL, se pesa nuevamente.
d) Sumergir el balón en agua caliente a 75 ºC, contenido en un vaso de 600 mL, que tiene sumergido un termómetro, para medir la temperatura de ebullición del agua y de esta forma vaporizar todo el líquido completamente.


e) La superficie del líquido en el balón debe quedar cubierta por el agua del baño, caliente hasta ebullición del líquido evaporando el contenido.

El vapor llena el balón y el exceso escapa, al medio ambiente, posteriormente se enfría, de modo que todo el vapor que está dentro de él se condense, posteriormente se pesa el balón y el líquido. Después de restar la masa del balón, se determina la masa de la sustancia y se registra.

Se determina la temperatura del agua hirviente, la presión barométrica. La presión de vapor de las sustancia problema es igual a la presión barométrica.

Con los datos obtenidos se determina el peso molecular, aplicando la ley de los gases ideales.


PRÁCTICA Nº 3
CUESTIONARIO
DETERMINACION DEL PESO MOLECULAR

Calcular el peso molecular de la sustancia problema.
Explique si los cambios de estado ( fusión, evaporación etc) son de tipo físico o químico e indique por qué.
Describa desde el punto de vista microscópico y macroscópico lo que ocurre a una muestra de agua al calentarla de la temperatura ambiente a 50ºc por encima del punto de ebullición.
Explique la diferencia entre intramoleculares e intermoleculares. ¿Qué tipo de fuerzas hay que vencer para fundir un sólido o evaporar un líquido?
Cuales son las semejanzas o diferencias entre ordenamientos de moléculas y las fuerzas entre moléculas de agua líquida en comparación con vapor y de agua líquida en comparación con hielo.
Que quiere decir que un líquido es volátil ¿los líquidos volátiles tienen presión de vapor mayores o inferiores?. Que tipo de fuerzas intermoleculares se producen en los líquidos altamente volátiles?
Que diferencias existen entre gas y vapor explique y ejemplifique.
Un químico vaporizo un compuesto liquido y determinó su densidad. Si la densidad del vapor a 90ºC y 753 mm Hg es 1.585g/L. cuál es el peso molecular de esta sustancia?
El cloroformo, es un disolvente líquido volátil. Calcule la densidad del vapor del cloroformo a 98 ºc y 781 mmHg. Dé su respuesta en gramos /litro.
Una muestra de 1.28 gramos de un líquido incoloro se vaporizó en un matraz de 250 mL a 121 ºC y 786mm Hg. Cuál es el peso molecular de esta sustancia?.
Una persona exhala alrededor de 580 litros de dióxido de carbono por día a TPE. El dióxido de carbono exhalado por un astronauta es absorbido del aire de la cápsula espacial por reacción con hidróxido de litio.

LiOH + CO2 → Li2 CO3 + H2 O
Cuántos gramos de hidróxido de litio se requieren por astronauta por día?

11.Indique que sustancias de los siguientes pares tendrá la presión de vapor más
alta a determinada temperatura y explique por qué.

a) Agua (l) o HF b) Acetona (l) o Etanol (l)

c) Metanol(l) o metanotiol d) Agua (l) o éter etílico (l)

e) Agua (l) o sulfurote hidrógeno f) metanol(l) o etanol (l)

g) n- butanol (l) o metanol (l)
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FACULTAD TECNICA
CARRERA QUIMICA INDUSTRIAL
MATERIA: QUIMICA ORGANICA I LABORATORIO
PRACTICA 4

ANÁLISIS ELEMENTAL ORGÁNICO


Principio del análisis elemental orgánico

En la caracterización de un compuesto desconocido es esencial el conocimiento de los elementos que lo forman, sin embargo antes de aplicar algún ensayo cualitativo es necesario pasar los elementos de la forma covalente en que generalmente se encuentran en los compuestos orgánicos a iónes sencillos que se puedan detectar por los ensayos rutinarios habituales. Los elementos que comúnmente se encuentra en los compuestos orgánicos son junto al carbono, hidrógeno oxígeno, nitrógeno, azufre y los halógenos.

Un ensayo de ignición preliminar da bastante información sobre la naturaleza de la sustancia. Si al calentar directamente con la llama del mechero una muestra de 0.1 g de la sustancia desconocida, puesta en un crisol o en la punta de una espátula, arde con llama luminosa, dejando o no un pequeño residuo, es casi seguro que el producto desconocido es orgánico, contiene carbono. La existencia de agua confirma la presencia de hidrógeno en la muestra. El oxígeno no se analiza prácticamente nunca.

Un ensayo más exacto para el reconocimiento del carbono e hidrógeno se realiza calentando una muestra de 0.1 g del producto desconocido con 2 g de óxido de cobre en polvo fino en un tubo de ensayo pequeño. De esta forma, el carbono se oxida a dióxido de carbono, que se puede detectar haciendo pasar a través de un tubo desprendimiento sobre una solución de hidróxido de bario o calcio, que se enturbiará al precipitar el carbonato de calcio o bario y el hidrógeno se transformará en agua, que se condensará en pequeñas gotas sobre las paredes frías del tubo de ensayo.

Para el reconocimiento del azufre, nitrógeno y los halógenos es necesario someter a la sustancia orgánica a una fusión con sodio metálico en la que estos elementos se transforman en iónes fácilmente identificables:

C,H,O,S,N,X --> Na2S, NaCN, NaX

Reconocimiento de azufre. El azufre se transforma en un ión sulfuro, que forma un precipitado negro de sulfuro de plomo cuando se trata con acetato de plomo en una solución acidulada con ácido acético.

Pb +2 + S --> PbS

Reconocimiento del nitrógeno. El nitrógeno se encuentra en el líquido de la fusión alcalina en forma de ión cianuro. Por adición de sulfato ferroso primero y cloruro férrico después, ambos a pH controlado, aparece el color característico del azul de prusia.
Fe+2 + 2CN- --> Fe(CN)2

Na+ + Fe+2 + Fe(CN)2 --> Na Fe [Fe(CN)6]

Reconocimiento de los halógenos. Los halógenos se transforman durante la fusión en los correspondientes haluros, que por adición de solución de nitrato de plata forman un precipitado de haluro de plata, insoluble en ácido nítrico. La distinción entre cloruro, bromuro y yoduro se hace por los métodos habituales del análisis cualitativo inorgánico.

OBJETIVO . Analizar por métodos cualitativos la composición química de las sustancias orgánicas.

PARTE EXPERIMENTAL

IDENTIFICACIÓN DEL CARBONO E HIDRÓGENO

A 0.1 g de la muestra orgánica se calienta con 2.0 g de óxido cúprico en un tubo de ensayo, que tiene un dispositivo de un tapón y un tubo de 8 mm de diámetro, en este ensayo el óxido de cobre oxida completamente a la muestra orgánica hasta dióxido de carbono y agua, el dióxido de carbono se recibe en una solución de hidróxido de calcio al 10%, que da un precipitado blanco de carbonato de calcio, la reacción es la siguiente:

Muestra + CuO --> CO2 + H2O + Cu2O

La reacción del dióxido de carbono y el hidróxido de calcio se representa así:


CO2 + Ca(OH)2 --> CaCO3 + H2O

IDENTIFICACIÓN DEL NITRÓGENO, AZUFRE Y HALOGENO

En un tubo de ensayo de 12X100 mm se adiciona un trozo de sodio metálico, del tamaño de una lenteja pequeña se calientan por la parte inferior con una llama pequeña hasta que el sodio funde y sus vapores se elevan unos 3 cm en el tubo, entonces se separa de la llama y rápidamente pero con cuidado se adicionan 0.2 g de muestra si es sólida o 4 gotas de sustancia problema si es líquida, de forma que caiga directamente en el sodio fundido, sin tocar las paredes del tubo, luego se vuelve a calentar el tubo de ensayo al rojo por lo menos 2 minutos, se sumerge el tubo de ensayo en 50 mL de agua contenida en un vaso de precipitación, se filtra la solución y se guarda el filtrado para los análisis siguientes.

Reconocimiento del azufre. A 2.0 mL del filtrado se acidulan con ácido acético al 10% hasta que el pH este ácido, luego se adicionan 5 gotas de solución de acetato de plomo al 2%. Un precipitado negro de sulfuro de plomo indica la presencia de azufre. Si el líquido toma un color pardo y no se ve bien el precipitado negro, se procede a la filtración del líquido de ensayo y se ensaya con nitroprusiato de sodio y da un color violeta:
A un mL de líquido filtrado se adicionan 2-3 gotas de una solución recientemente preparada al 0.1 % . la aparición de una coloración violeta, que puede ser fugaz indica la presencia de azufre.

Na2S + Pb (CH3COOH)2 --> PbS + 2 CH3 COONa


Ensayo del nitrógeno. A 3.0 mL del filtrado se adicionan 5 gotas de una solución recién preparada de sulfato ferroso al 5% y 5 gotas de solución al 10% de fluoruro potásico. La m,ezcla resultante se hierve suavemente durante cinco segundos, se deja enfriar la suspensión de hidróxidos de hierro formados y se adicionan 2 gotas de una solución de cloruro férrico al 5 %. Finalmente, se adiciona ácido sulfúrico al 25% para disolver los hidróxidos de hierro insolubles y dejar la solución ácida al papel de tornasol.


Si en la solución alcalina había nitrógeno en forma de ión cianuro aparecerá en este momento una coloración o suspensión azul intensa debido al azul de prusia. La formación de una coloración azul verdosa indica que existe nitrógeno, pero que la fusión alcalina fue incompleta.

2 NaCN + FeSO4 --> Fe(CN)2 + Na2SO4

Fe(CN)2 + 4 NaCN --> Na4 [ Fe(CN)6]

3 Na4 [ Fe(CN)6] +4 FeCl3 --> Fe4 [ Fe(CN)6]3 + 12 NaCl

Ensayo de los halógenos. A 3 mL del filtrado se acidulan con ácido nítrico concentrado. Si anteriormente se ha encontrado en la muestra azufre, nitrógeno o ambos elementos, la solución ácida se hierve durante 4 minutos para eliminar el sulfuro de hidrógeno y el cianuro de hidrógeno. A continuación se adicionan 5 gotas de solución de nitrato de plata al 0.1 %.

La formación de un precipitado blanco o amarillo, que oscurece rápidamente al exponerlo a la luz indica la presencia de halógenos. Si el precipitado es blanco y una vez decantado del líquido que sobrenada, se disuelve en solución de hidróxido de amonio, se trata del cloruro de plata . si es amarillo pálido y difícilmente soluble, el precipitado es probablemente el bromuro de plata y sis el amarillo y completamente insoluble es yoduro de plata, cuando se encuentran presentes dos o tres halógenos, para su diferenciación se recurren a los métodos analíticos habituales del análisis cualitativo inorgánico.

NaX + AgNO3 --> Ag Cl , AgBr , AgI

El ensayo preliminar para los halógenos, sobre la muestra desconocida original se realiza de la siguiente forma: un extremo de un alambre corto de cobre se dobla en forma de aro de uno 2-3 mm de diámetro y el otro extremo se sujeta en un corcho, por el que sujetará durante el ensayo.
El extremo doblado del alambre se calienta con la llama de un mechero Bunsen hasta que deje de colorearla. Se deja enfriar el alambre y con su extremo libre se toma una pequeña cantidad de muestra problema, llevándola a la base de la llama oxidante del mechero. Si la llama se colorea
de verde, probablemente la muestra contenga halógenos, si no forma ninguna coloración verde, el compuesto ensayado no contiene cloro, bromo o yodo, a menos que sea un líquido extremadamente volátil.

Nota: para manejar sodio metálico debe tener mucho cuidado, utilice siempre pinzas metálicas para evitar quemaduras. Los residuos de sodio se deben descartar sobre etanol.
El fluoruro de potasio aumenta la sensibilidad del ensayo de la formación del azul de prusia.

LABORATORIO DE QUIMICA ORGANICA I
TEMA:ANALISIS ELEMENTAL ORGANICO
CUESTIONARIO
Práctica nº 4

Que elementos se pueden determinar en el análisis de un producto natural? Que otros elementos se pueden encontrar en productos en un compuesto de síntesis?
Que valor tiene el análisis elemental cualitativo y cuantitativo en la caracterización de un compuesto orgánico?
Un estudiante tenia una muestra problema que contenía carbono, hidrogeno, y nitrógeno, pero al realizar el análisis resulto positivo al ensayo de halógenos ¿Qué error había cometido para obtener este resultado?
En el análisis de una sustancia desconocida se encuentra que solamente contiene carbono, hidrógeno y oxígeno, puede tratarse de una amina o de un mercaptano. Enumere algunas otras series homologas que se pueden eliminar como posibles.
Como se puede probar la existencia de oxígeno en un compuesto orgánico?
Realice la reacción ajustada para la oxidación de la glucosa con óxido cúprico.
Cuales son las reacciones que tendría lugar entre el dióxido de carbono y una solución de hidróxido de bario.
Un compuesto orgánico hierve a 28ºC, no contiene halógenos y es insoluble en agua ¿a que series homologas puede pertenecer?
Que elementos se pueden encontrar en el análisis de: papel, azúcar, goma (latex)
Será posible encontrar una muestra orgánica que contenga tres o dos halógenos? indique que tipo de sustancias y dé ejemplos con sus respectivas formulas.
Dé cinco ejemplos de sustancias orgánicas que contengan azufre en su estructura.
Cual es el método para cuantificar carbono en sustancias orgánicas, describa el método.
Cuales son las reacciones del sodio metálico con el alcohol etílico?
Describa todas las fórmulas de los compuestos que se utilizan en la práctica.
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LABORATORIO DE QUIMICA ORGANICA I
TEMA: OBTENCION DEL ETILENO – BROMACIÓN.BROMURO DE ETILO
Práctica nº 5

Introducción

Los alquenos son al igual que los alcanos miembros de la segunda familia o serie homóloga de compuestos orgánicos, también son hidrocarburos que reciben el nombre de etilenos por el nombre del primer término de la serie de las olefinas, de gas oleificante un nombre antiguo del etileno, por la instauración que presentan en su estructura se los denomina también hidrocarburos no saturados, debido a que no contienen el número de átomos de hidrógeno comparados igual que los alcanos.

FUENTES Y USOS DE LOS ALQUENOS

Los alquenos se obtienen comercialmente por el proceso de cracking del gas natural y de los hidrocarburos del petróleo. El etileno es el más importante de las olefinas, sirve como materia prima para la síntesis de otros productos orgánicos. De acuerdo con los datos estadísticos hasta la década de los años ochenta su producción fue de más de cuatro mil millones de kilogramos. De los cuales cerca del 45% se utilizó en la síntesis del polietileno un plástico de alto consumo comercial, el 25 % para la fabricación del óxido de etileno, 20 % para obtener etanol y el 10 % para obtener etilbenceno.

PROPIEDADES FISICAS

Las propiedades físicas generales de los alquenos son muy parecidas a la de los hidrocarburos saturados correspondientes. La solubilidad en agua de los alquenos inferiores aunque ligera, es considerablemente mayor que la de los alcanos, por que la mayor concentración de los electrones en el doble enlace conduce a mayor atracción del extremo positivo del dipolo del agua.

OBTENCION DEL ETILENO Y DEL BROMURO DE ETILENO

El etileno se obtiene por deshidratación del etanol, por la eliminación de un mol de agua por cada mol de etanol, es procedimiento sencillo, para preparar el etileno. La deshidratación se efectúa calentando el alcohol en presencia de un catalizador ácido inorgánico. Como el ácido sulfúrico o el ácido fosfórico concentrados.


PROCEDIMIENTO

1 Armar el equipo como se muestra en la figura (a)
2 Preparar solución de NaOH al 10% y colocar en los frascos lavadores
3 Medir 30 mL de etanol y 60 mL de H2SO4 y colocar en el balón de tres bocas con 3 g de tierra de infusorios.
4 Calentar a 160 ºC con el balón sumergido en un baño de arena para regular el calentamiento.
5 Recolectar el gas etileno en tres frascos invertidos con agua para realizar las pruebas de inflamabilidad, carácter explosivo del etileno y la prueba de insaturación de Bayer. Grafico ( a )
6 Conectar los tubos con bromo al aparato montado como en el grafico (b ), hasta que desaparezca el color rojo del bromo
7 Juntar el contenido de los tubos en un embudo de separación.
8 Lavar con 25 mL de agua destilada
9 Lavar con 25 mL de NaOH al 10 %
10 Lavar con 25 mL de agua destilada
11 Pesar el bromuro de etilo
12 Adicionar 2 g de CaCl2
13 Calcular el rendimiento en tanto por ciento


Procedimiento alternativo

En un balón de 125 mL coloque 18 mL de agua y 18 mL de ácido sulfúrico concentrado (siempre adicione el ácido sobre el agua y nunca al revés), enfrie el contenido del balón y luego agregue 15 mL de 1- pentanol , unos trozos de tubo capilar, coloque un refrigerante Liebig en posición para destilar, provisto en su extremo libre un adaptador, caliente el matraz en bañomaría y reciba el destilado en un matraz de 50 mL, sumergido en un baño de hielo sal en grano. Si el alcohol es puro el desprendimiento del alqueno tardará entre 20 a 45 minuto.
El destilado se pone en un pequeño embudo para separación y se lava con 25 mL de agua helada, se seca con 0,3 g de cloruro de calcio, se decanta el alqueno y se destila la fracción que pasa entre 33 y 40 ºC, calentando en baño maría y rodeando el tubo de ensayo colector en mezcla frigorífica de hielo y sal en grano el penteno hierve a 36.4 ºC. ( ver gráfico c)
Reacciones de alquenos
Prueba de Bayer: coloque en tubo de ensayo (11X75) 10 gotas de centeno destilado, adicione 10 gotas de una disolución al 1% de permanganato de potasio, observe y anote lo que ocurre.
Prueba de adición de bromo: en otro tubo de nesayo coloque 10 gotas de de centeno adicione 10 gotas de una slución acuosa de bromo 1% en tetracloruro de carbono anote lo que ocurra.
Prueba de combustibilidad: coloque en una cápsula pequeña 8 gotas de centeno destilado aproxime con precaución una flama de u mechero, observe el color, compare la combustión con la del éter o cualquier hidrocarburo

CUESTIONARIO
OBTENCIÓN DEL ETILENO
Prática Nº 5

1. A que se denominan alquenos? Cuál es la hibridación de los átomos de carbono que soportan un doble enlace?
2. De que compuestos son isómeros funcionales los alquenos?
3. Desarrolle los isómeros del C4 H8 ( seis isómeros)
4. Que otro compuesto se puede utilizar en el matraz generador en lugar de ácido sulfúrico?
5. Para que se utilizan los frascos lavadores?
6. Que subproductos se forman en la preparación del etileno, explique este hecho con reacciones.
7. Formúlense las ecuaciones ajustadas para la combustión parcial y total del etileno.
8. Cuales son las reacciones del eteno con: a) solución de bromo b) solución acuosa de permanganato de potasio al 0.50 %
9. Formúlense ecuaciones que muestren claramente las diferencias existentes entre la adición de halógenos a los alquenos y la sustitución de halógenos en los alcanos.
10. Complétense e iguálense los siguientes casos:
a) Etileno + permanganato de potasio →
b) 2,3,3-trimetil-1,4-pentadieno + permanganato de potasio+ ∆ →
c) 1-metil-1-ciclohexeno +dicromato de potasio + ác. Sulfúrico →
d) 3-alil-1- ciclohexeno + dicromato de potasio + ácido sulfúrico →
11. Desarrolle las reacciones para hacer las siguientes conversiones:
a) Propeno a 2- yodopropano
b) Propeno a 1-bromopropano
c) 2-buteno a etanoato de potasio
d) 2-clorobutano a 2,3-dimetilbutano
12. Propóngase una reacción sencilla que dé un cambio fácilmente observable
para distinguir entre los componentes de los siguientes pares de compuesto:
a) hexano y 1-hexeno b) nonato y agua
c) 3-hexeno y cloruro de sodio d) 2-Octeno y agua
13. Indíquese como se podría adicionar Bromo al 1,3-butadieno para formar el
1,4- dibromo- 2-buteno.
14. Al determinar el peso molecular de cierto hidrocarburo de naturaleza
desconocida por el método de la densidad de vapor, se ha encontrado que
pesa 3.57 g/litro (TPE). Al titular 0.2 gramos de dicho compuesto con una solución de bromo 0.2 molar en tetracloruro de carbono, se decoloran 25 mL de esta solución. ¿cuántos dobles enlaces contiene el compuesto?
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LABORATORIO DE QUIMICA ORGANICA I
TEMA: ESTUDIO DE LA SOLUBILIDAD DE LAS SUSTANCIAS ORGANICAS
Práctica Nº 6

En la actualidad se tienen tres clases generales de información acerca de una sustancia desconocida por el estudio de su comportamiento de solubilidad en varios líquidos como: agua, solución de hidróxido de sodio al 5%, solución de bicarbonato de sodio al 5%, ácido clorhídrico al 5% y ácido sulfúrico concentrado. Primero, frecuentemente se señala la presencia de un grupo funcional. Por ejemplo, ya que los hidrocarburos son insolubles en agua, el simple hecho de que una sustancia desconocida, tal como el éter etílico, sea parcialmente soluble en agua, indica que está presente un grupo funcional.

Segundo, la solubilidad en ciertos disolventes a menudo conduce hacia información más específica acercadle grupo funcional. Por ejemplo, el ácido benzoico es insoluble en el disolvente polar, agua, pero es convertido por el hidróxido de sodio diluido en una sal, el benzoato de sodio, que es fácilmente soluble en agua. En este caso, la solubilidad en una solución de hidróxido de sodio al 5% de una sustancia desconocida que es insoluble en agua, es una poderosa indicación de un grupo funcional ácido. Finalmente, en algunas ocasiones pueden hacerse ciertas deducciones acerca del peso molecular.

Por ejemplo, en muchas series homólogas de compuestos monofuncionales, los miembros con menos de cinco átomos de carbono son solubles en agua, mientras que los homólogos superiores son insolubles.
Primero se determina la solubilidad de los compuestos en agua. Los compuestos solubles en agua se dividen en tres clases principales:
1) compuestos ácidos que dan soluciones que viran a rojo el papel azul de tornasol.
2) Compuestos básicos que viran a azul el papel rojo de tornasol.
3) Compuestos neutros, ácidos y bases lo suficientemente débiles para no virar el papel tornasol. Al considerar la solubilidad en agua, se dice, arbitrariamente, que una sustancia es soluble si se disuelve cuando menos en la relación de 3 gramos por 100 mililitros de disolvente.

Este patrón está dictado por las limitaciones inherentes al método empleado, el cuál se basa en observaciones visuales semicuantitativas, burdas, como se verá posteriormente. Es necesario ser cuidadoso en la interpretación de las clasificaciones de solubles e insolubles, en otros casos, ya que a menudo se usan definiciones diferentes de estas palabras.

Cuando se está considerando la solubilidad en ácido o base, la observación significativa que debe hacerse no es la de si la sustancia desconocida es soluble cuando menos en un 3 % o cualquier proporción arbitraria, sino más bien, si es notablemente más soluble en ácido o base acuosa que en agua. Este incremento en la solubilidad es la prueba positiva deseada para un grupo funcional básico o ácido.

Los compuestos ácidos se reconocen por su solubilidad en hidróxido de sodio al 5%. Los ácidos fuertes y los débiles se diferencian por la solubilidad de los primeros, pero no de los segundos, en un débilmente básico, bicarbonato de sodio al 5% y en genral, no se hace ningún intento para diferenciar entre bases fuertes y débiles.
Muchos compuestos que son neutros aun en soluciones acuosas fuertemente ácidas, se comportan como bases en disolventes más ácidos, tales como el ácido sulfúrico concentrado. En general, los compuestos que contienen azufre o nitrógeno tiene un átomo con un par de electrones no compartido y es de esperarse que se disuelvan en esos medios fuertemente ácidos. Por lo tanto no se obtendrá ninguna información adicional mediante la observación de tales solubilidades y, por esta razón, cuando el análisis elemental ha demostrado la presencia de azufre o nitrógeno, no deben efectuarse pruebas de solubilidad más allá de las de acidez y basicidad en solución acuosa.
La mayoría de los compuestos que son neutros en agua y contienen oxígeno en cualquier tipo de función, se comportan como bases medianamente fuertes en ácido sulfúrico concentrado. La solubilidad en el o cualquier otra evidencia de una reacción con este reactivo, indica un átomo de oxígeno u otra función reactiva en un hidrocarburo, por ejemplo, un enlace olefínico o un anillo aromático fácilmente sulfonable.

Ya que el comportamiento de solubilidad de los compuestos solubles en agua no proporciona información acerca de la presencia de grupos funcionales ácidos o básicos, esta información debe obtenerse por ensayo de sus soluciones acuosas cn papel tornasol. En general, el comportamiento de un ácido en ácido clorhídrico al 5% y el de una base en solución de hidróxido de sodio al 5% deberá examinarse rutinariamente, ya que la molécula puede tener grupos funcionales tanto ácidos como básicos.

REGLAS DE LA SOLUBILIDAD

Para que una sustancia se disuelva en un disolvente inerte, debe tener una estructura muy semejante a él. Por ejemplo hexano en 1-pentanol o en éter etílico.
Los términos ascendentes de una serie homóloga tienden a parecerse en sus propiedades físicas a los hidrocarburos de los cuales e derivan.
Los compuestos de peso molecular elevado, tienen solubilidad decreciente en los disolventes inertes, por ejemplo celulosa y almidón.
Los disolventes de reacción pueden ser: ácidos para disolver bases, y bases para disolver sustancias de propiedades ácidas. Ácidos concentrados para disolver sustancias con grupos inertes que pueden formar sales de sulfonio, o compuestos de adición.

Para simplificar la clasificación e identificación de los compuestos orgánicos se los puede agrupar en nueve clases según su comportamiento ante siete disolventes, como se puede apreciar en la siguiente marcha de solubilidad
Cada una de las pruebas se con sustancia pura y una vez que se clasifica se suspende la determinación de solubilidad.
La clase S1 esta formada por compuestos orgánicos de bajo peso molecular, exceptuando a los hidrocarburos y compuestos halogenados que se encontraran en la clase I.
En la clase S2 se incluye toda forma de sales solubles en agua, compuestos polihidroxílicos, ácidos polibásicos, oxiácidos, aminoácidos y algunas aminas. Amidas y derivados sulfurados.
En la clase B, hay aminas primarias y algunos compuestos anfóteros.
La clase A1 incluye derivados ácidos y algunos fenoles con sustituyentes negativos del tipo del ácido pícrico.
La clase A2 está formada por compuestos débilmente ácidos, tales como aminoácidos sulfonamidas de aminas primarias, derivados nitrados primarios y secundarios, oximas, enoles, imidas, enoles imidas y algunos mercaptanos.
La clase M está compuesta por sustancias neutras conteniendo otros elementos además de C,H,O y halógenos. Aquí se incluyen: derivados nitrados, amidas, azo derivados, sulfonas, derivados sulfanílicos de aminas secundarias, mercaptanos y tioésteres.

En la clase N, se catalogan alcoholes, aldehidos, cetonas alicíclicas y éteres con menos de nueve átomos de carbono.
En la clase I, está constituida por hidrocarburos alifáticos saturado, hidrocarburos aromáticos y derivados halogenados.

PARTE EXPERIMENTAL

En un tubo de ensayo de 12 X100 se coloca 0.2 gramos o 0.2 mL ( use gotero)del compuesto líquido. Adicione, en pequeñas porciones, 3 mL del disolvente, agitando fuertemente después de cada adición. Durante cada determinación hay que anotar si se observa desprendimiento de calor, gases, cambios de color, formación de precipitados.
Para considerar a un compuesto como insoluble no deberá disolverse en un tiempo máximo de 10 minutos.
Una vez clasificado un compuesto en un grupo de solubilidad suspenda la determinación.

Determine la solubilidad de los siguientes compuestos.
a) benceno, b) 1-pentanol, c) ácido salicílico, d) sacarosa, e) acetato de etilo, f) anilina, g) sulfonamida, h) urea, i) glucosa, j) ácido tricloroacético.

Anote los resultados en forma de tabla, indicando con + si es soluble, con – si es insoluble y + si es dudosa la solubilidad del compuesto en estudio.

Clasifique sus resultados en un cuadro que indique lo siguiente: nombre, fórmula estructural, solubilidad en: agua éter, NaOH, NaHCO3, HCl , H2SO4, H3PO4.Clase y pH.
El diagrama de flujo es el siguiente:



DETERMINACION DE SOLUBILIDADES

Colocar 0.5 mL o 0.3 gramos de sólido del compuesto en un tubo de ensayo de 15X160 y adicione, en tres proporciones, 3 mL de agua destilada. Agite vigorosamente después de cada adición del disolvente, poniendo especial atención en mantener la mezcla a la temperatura ambiente. Si el compuesto se disuelve totalmente, anótelo como soluble. Luego determine el pH de la disolución y anótelo.

Ya que los pesos moleculares de muchos compuestos orgánicos comunes se encuentan entre 50 y 300, una concentración de 3 gramos por 100 mL es de 0.1 a 0.6 M. deberá recordarse que cuando se disuelve un ácido orgánico en agua pura, la concentración de iones hidronio de la solución resultante está dada aproximadamente por la ecuación:

[H3O+] =

En donde Ka es la constante de disociación ácida y C la concentración estequiométrica del ácido. El pH de la solución de un ácido soluble, obtenido en la prueba de solubilidad en agua, será aproximadamente igual a pKa/2. consecuentemente, los fenoles con pKa cercano a 10, dan soluciones acuosas muy débilmente ácidas ( pH alrededor de 5), para virar el papel rojo de tornasol ( el tornasol es rojo a pH menores de 4.5 y azul a mayores de 8.3).

Para ensayar la solubilidad en soluciones diluidas de hidróxido de sodio o de bicarbonato de sodio o de ácido clorhídrico agite perfectamente la mezcla separe (filtre si es necesario) la solución acuosa para eliminar cualquier sustancia desconocida que no se haya disuelto y neutralice con ácido o con base. Examine muy cuidadosamente la solución buscando señales de separación de la sustancia desconocida original. Aun la aparición de una turbiedad en el filtrado neutralizado constituye una prueba positiva.
Mediante el procedimiento anterior determine la solubilidad de cada uno de los compuestos siguientes: 1) tolueno, 2) alcohol bencílico, 3) acetato de etilo, 4 ) acetanilida, 5) sacarosa, 6) benzoato de etilo, 7) anilina, 8) fenol, 9) beta- naftol
Los sólidos deberán estar pulverizados finamente para aumentar la velocidad de disolución. Si el sólido aparenta ser insoluble en agua o en éter, algunas veces es necesario calentar la mezcla moderadamente. Tabule los resultados como se muestra en la figura:

Nombre formula estructural solubilidad en pueba al
Tornasol
H2O NaOH NaHCO3 HCl H2SO4
Fenol +
Sacarosa +


Si la sustancia orgánica no es soluble en agua, se puede utilizar éter etílico o acetona

LABORATORIO DE QUIMICA ORGANICA I
TEMA: ESTUDIO DE LA SOLUBILIDAD DE LAS SUSTANCIAS ORGANICAS
Práctica Nº 6
Cuestionario

Que significa que una solución sea una mezcla homogénea? De 5 ejemplos de mezclas homogéneas y 5 de heterogéneas.
Como se llama la sustancia presente en mayor cantidad?
Por que algunos sólidos no son solubles en agua, dé dos ejemplos.
Por que algunos sólidos, como el azúcar son muy solubles en agua? Que característica de la estructura de las moléculas de azúcar hace que su interacción con el agua favorezca la formación de una solución?
Que diferencias existen entre: a) disolución y dilución? b) disolvente y soluto
c)solución acuosa y solución saturada d) porcentaje en masa ( dé un ejemplo para cada caso)

En base al criterio de las fuerzas intermoleculares, cuales de las siguientes
disoluciones serían catalogadas como disoluciones ideales ( las fuerzas intermoleculares son interacciones relativamente débiles que se producen entre moléculas):
a) benceno – tolueno
b) Etanol y agua
c) Heptano y agua
d) Acetona y disulfuro de carbono

7. El efecto solubilizador de los agentes tensoactivos se enmarca en dos fenómenos
muy interesantes que se deben a dos conceptos que son el extremo hidrofílico y el extremo hidrofóbico, cuál es el concepto de estos dos términos? Dé un ejemplo.
Desarrolle la estructura de tres compuestos halogenados que contengan átomos de flúor y cloro, en la industria, como se denominan estos compuestos?
En la clase A1 incluye derivados ácidos, dé 5 ejemplos de cada uno de estos derivados. Nombre y estructura.
Dé 5 ejemplos de los compuestos que correspondan a la clase N
Las aminas secundarias correspondientes a la clase M son muy interesantes, por ejemplo, la feniletilamina es la molécula responsable de que el ser humano se enamore, cuál es la estructura de este compuesto?
Dé cinco ejemplos de los compuestos correspondientes a la clase I de hidrocarburos aromáticos.
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LABORATORIO DE QUIMICA ORGANICA I
TEMA: CRISTALIZACION
Práctica Nº 7


INTRODUCCION


Las sustancias químicamente puras están caracterizadas por ciertas constantes físicas ( puntos de fusión o de ebullición, índice de refracción etc.), que nos permiten conocer el momento en que se ha obtenido una especie química libre de impurezas.
La cristalización es uno de los mejores métodos físicos para purificar compuestos que son sólidos a temperatura ambiente.
Un compuesto se cristaliza formando, a temperatura elevada y en un disolvente apropiado, un disolución saturada de él, de la cuál, al enfriarse, se separe del compuesto en forma cristalina. Un disolvente apropiado para cristalización deberá llenar los siguientes requisitos:

a) que a temperatura elevada disuelva rápidamente el soluto
b) que a baja temperatura el soluto sea muy poco soluble en él
c) que no reaccione con el soluto
d) que sea lo suficientemente volátil para que sea fácil eliminarlo de los cristales
e) que en frío, las impurezas sean más solubles que el soluto

Los disolventes más utilizados son:

a) agua ( p. eb. 86.5 ºC)
b) etanol ( p.eb. 62ºC)
c) Acetona ( p. eb. 49 ºC )
d) Éter etílico ( 30 ºC)
e) Benceno ( p. eb. 70 ºC )
f) Ácido acético ( p. eb. 102 ºC )
g) Acetato de etilo ( p.eb. 69 ºC )
h) Éter de petróleo ( p. eb. 30-60 ºC)

O mezclas de pares de disolventes anteriores agua-etanol, agua – acetona, benceno-éter de petróleo, agua – ácido acético.

Con el fin de facilitar la purificación, se adiciona un absorbente tal como el carbón de huesos. El carbón absorbe sobre su superficie las impurezas que acompañan a la mayoría de los productos de una reacción o de la extracción de materiales vegetales o animales.

Para obtener sustancias químicamente puras se tiene que repetir varias veces la cristalización ( recristalización) si es posible usando varios tipos de disolventes.
Variaciones en las condiciones de crecimiento de los cristales ( concentración, temperatura, agitación etc.) pueden alterar la forma de cristalización; así el naftaleno cristalizado rápidamente en etanol, forma placas delgadas, pero en cristalización lenta forma cristales compactos. La forma de los cristales también depende del disolvente.
Así el resorcinol cristaliza del benceno en forma de agujas delgadas y en acetato de n-butilo en prismas.

Para inducir la cristalización de un compuesto (siembra); ( los que se pueden obtener por evaporación lenta de una capa delgada de la disolución ); también se puede agitar la solución o raspar con un varilla las paredes interiores del recipiente que contiene la solución.
Las cristalizaciones espontaneas o inducidas toman tiempo, por lo tanto es indispensable perseverancia y paciencia.

PARTE EXPERIMENTAL

Pesar un gramo de ácido benzoico impuro en un matraz erlenmeyer de 125 mL, adicione la mínima cantidad de agua hirviendo, hasta que se disuelva. A la solución así obtenida ( a la que conviene adicionarle un exceso de 5 a 10 % de disolvente para evitar que cristalice durante la filtración) adicione 0.10 gramos de carbón activado, agite vigorosamente y coloque a hervir la suspensión por cuatro minutos, filtre la suspensión, aplicando succión ( use un embudo Buchner , montado sobre un matraz kitasato. El papel filtro debe ser de diámetro un poco menor y estar previamente humedecido).

El filtrado se divide en dos porciones. Las cuales se ponen en matraces erlenmeyer de 50 mL. Cubra una de ellas con un vidrio reloj y déjela enfriar lentamente. Coloque la otra en baño de hielo y raspe el interior del matraz mientras se está enfriando.

Terminada la separación, observe el tamaño de los cristales formados. Después, caliente para redisolver el precipitado, cubra este matraz con un vidrio reloj y déjelo enfriar lentamente, junto con al primero, recoja ambos precipitados en un Buchner, previa observación del tamaño de los cristales. Lave los cristales con un poco de agua helada, séquelos, péselos y calcule el porcentaje de recuperación.

PROBLEMA DE CRISTALIZACIÓN

Disolver en un tubo de ensayo ( 18X180) media tableta de aspirina en 5-8 mL de etanol, adicione unos 2-3 mL de hidróxido de sodio al 10 % y hervir unos minutos, sosteniendo el tubo de ensayo con una pinza para tubos de ensayo, dejar enfriar brevemente y acidular la mezcla con 2 – 3 mL de ácido sulfúrico al 10 %, en lo posible gota a gota y agitando constantemente en cada adición.

Observación se separa el ácido salicílico, tanto más abundante cuanto mayor sea el enfriamiento ( introducir en agua helada ). Separar por filtración el líquido de los cristales.
Neutralizar el filtrado lo más exactamente posible con hidróxido de sodio al 10 % en presencia de papel tornasol o papel pH –metro, adicionar dos o tres gotas de solución recientemente preparada de cloruro férrico y hervir. Anote sus observaciones.

Con los cristales formados de ácido salicílico, ensaye la recristalización, determinando el mejor disolvente ( etanol, acetona, éter etílico, metanol), en forma separada. Y cristalice en forma lenta. Igual que en la primera parte.

LABORATORIO DE QUIMICA ORGANICA I
Práctica Nº 7
CRISTAÑIZACION
CUESTIONARIO

1. En la purificación de un sólido por recristalización en un disolvente ¿Qué es aconsejable, enfriar la solución rápida o lentamente? Explique.
2. Por que se debe recomendar la filtración por succión de una solución en la que el disolvente es éter o éter de petróleo.
3. Por que será importante reducir al mínimo la evaporación durante la filtración en una solución caliente?
4. Describa los métodos industriales que se aplican para cristalizar productos comerciales, como la glucosa, colorantes naturales, azúcar de caña, etc.
5. El yoduro de etilo, es polar, pero, contrariamente a lo que ocurre con el alcohol etílico y el ácido acético, que son también líquidos polares, es insoluble en agua. Explique esa diferencia.
6. Que propiedades del carbón activado le hacen un buen agente de adsorción?
7. Cuál es el proceso industrial para producir carbón activado? Describa el proceso.
8. Que diferencia existe entre los términos adsorción y absorción. Dé ejemplos
9. Describa la filtración en caliente de una solución. En que casos se aplica esta filtración?
10. sugiérase un buen disolvente para cada uno de los siguientes compuestos: naftaleno, butanoato de sodio, propilamina, dodecano, n-hexadecanol.
11. Los plásticos sólidos por que clase de cristales están conformados?
12. Según la bibliografía en que disolventes mas es soluble la muestra de la experiencia?

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