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MANUAL PRÁCTICAS

ORGÁNICA IPROGRAMA DE QUÍMICA

UNIVERSIDAD DE CÓRDOBA

FACULTAD DE CIENCIAS BÁSICAS

DEPARTAMENTO DE QUÍMICA

MANUAL PRÁCTICAS

ORGÁNICA I PROGRAMA DE QUÍMICA

UNIVERSIDAD DE CÓRDOBA FACULTAD DE CIENCIAS BÁSICAS


MANUAL PRÁCTICAS

MANUAL PRÁCTICAS ORGÁNICA I



FACULTAD DE CIENCIAS BÁSICAS


PROGRAMA DE LA CARRERA DE QUIMICA

MANUAL DE PRÁCTICAS DE LABORATORIO

QUÍMICA ORGÁNICA I

PROFESOR

JENNIFER LAFONT MENDOZA

M.Sc en Ciencias Químicas

Montería



INSTRUCCIONES GENERALES

Antes de iniciar el trabajo de laboratorio, es necesario tener en cuenta ciertas recomendaciones que son de gran importancia para el mejor desarrollo de las experiencias y la aplicación de los resultados obtenidos.

IMPORTANTE: Durante el trabajo de laboratorio, es importante que usted cuente con el siguiente material, el cual se exigirá como obligatorio:

Bata de laboratorio

Panola para el aseo del puesto de trabajo

Caja pequeña de detergente se trae al iniciar el curso

Cuaderno de apuntes con pasta dura para realizar las observaciones

Caja de fósforos para el encendido del mechero.

METODOLOGÍA PARA EL TRABAJO EN EL LABORATORIO

Para el mejor aprovechamiento de las experiencias que el estudiante realiza bajo la dirección del profesor es necesario que:

El estudiante conozca previamente la experiencia que va a realizar, con el estudio de la teoría y el procedimiento contenido en el manual de laboratorio.

El estudiante consulte con el profesor las dudas que tenga sobre los temas teóricos

previamente al desarrollo de la acción posterior.

El estudiante elabore un diagrama esquemático resumido de los pasos y operaciones de

procedimiento.

Las sesiones de trabajo serán eminentemente prácticas e incluirán: la revisión inicial del

equipo de trabajo, el reporte de daños o faltantes, el desarrollo experimental del procedimiento con la observación de los hechos científicos y la toma de datos

experimentales, para su aplicación posterior en la elaboración del informe de la respectiva

experiencia.

En los casos en que sea necesario efectuar un montaje especial, el profesor y el técnico

de laboratorio prepararán una demostración que se efectuará al comienzo de la sesión.

El estudiante debe tener presente operar los implementos: reactivos y equipos, practicando rigurosamente las normas de seguridad y las instrucciones de trabajo impartidas por el profesor.



NORMAS GENERALES DE SEGURIDAD

No debe hacerse ningún tipo de experiencias sin autorización del profesor o

instructor de laboratorio.

Cuando se lleve a cabo un calentamiento en tubo de ensayo, no se debe dirigir la boca del tubo hacia sí mismo o hacia el compañero de mesa.

Nunca deben probarse los reactivos.

Cuando deba olerse un reactivo o producto de una reacción, se deben dirigir los

vapores hacia la nariz con la mano

Cuando se inserte un tubo de vidrio en un tapón, se debe proteger la mano con

una toalla.

Cuando se prepare una solución diluída en un ácido a partir de una solución

concentrada del mismo, el ácido concentrado debe verterse cuidadosamente

sobre el agua, nunca lo contrario.

Cuando en una operación se desprenden gases tóxicos, esta debe efectuarse en

una campana de gases.

Cada reactivo se mantiene en recipientes rotulados con el nombre del reactivo y fecha de preparación. Cuando se necesite hacer uso del reactivo, debe leerse bien el rótulo para estar seguro que es el indicado.

Cuando se vaya a usar un reactivo líquido conservado en botella, este debe

verterse por el lado contrario al rotulo, de esta manera, en caso de que algo del reactivo resbale por la parte exterior del envase no se mancha el rotulo.

No deben introducirse pipetas o espátulas en los recipientes originales de los

reactivos.

No deben pipetearse con la boca reactivos corrosivos o venenosos; para ello debe emplearse una perilla de seguridad o un pedazo de tubo plástico en el extremo

superior de la pipeta.

INCENDIOS

Cuando se produce fuego sobre la mesa de trabajo, puede controlarse utilizando un trapo húmedo si el área afectada es pequeña. En caso contrario, utilizar un extintor apropiado.

Siempre que se origine fuego, se deben apartar las sustancias inflamables.



QUEMADURAS

Si se vierte sobre sí un ácido, u otro compuesto químico corrosivo, debe lavarse con

abundante agua enseguida, informar inmediatamente al técnico o al profesor, en caso de

accidente aún leve.

El rostro debe mantenerse retirado de vasos de precipitados o tubos de ensayo donde se lleve a cabo una reacción química, pues el contenido podría salpicarle la cara.

Evite frotar la cara con las manos, cuando estas estén contaminadas con sustancias químicas.

Las reacciones que producen vapores irritantes o tóxicos, deben realizarse en la campana

para gases.



Contenido

PRÁCTICA Nº 1. IDENTIFICACIÓN DE LOS ELEMENTOS EN UNA MUESTRA ORGÁNICA ........................................................................................................................... 7

PRÁCTICA Nº 2. PRUEBAS PARA HIDROCARBUROS ............................................... 10

PRÁCTICA Nº 3. PUNTOS DE FUSIÓN ........................................................................ 13

PRÁCTICA Nº 4. PUNTO DE EBULLICIÓN ................................................................... 16

PRÁCTICA Nº 5. ISOMERÍA CIS TRANS ....................................................................... 19

PRÁCTICA Nº 6. CROMATOGRAFÍA EN PAPEL Y EN CAPA FINA ......................... 21

PRÁCTICA Nº 7. DESTILACIÓN SENCILLA Y FRACCIONADA ............................... 25

PRÁCTICA Nº 8. CLASIFICACIÓN DE LOS COMPUESTOS ORGÁNICOS POR

SOLUBILIDAD ................................................................................................................... 28

PRÁCTICA Nº 9. IDENTIFICACIÓN DE LOS COMPUESTOS AROMÁTICOS .......... 34

PRÁCTICA Nº 10. SÍNTESIS DE ASPIRINA ................................................................... 36

PRÁCTICA Nº 11. OBTENCIÓN DE LA CAFEÍNA POR SUBLIMACIÓN .................. 38

PRÁCTICA Nº 12. ANÁLISIS ORGÁNICO FUNCIONAL CUALITATIVO ................. 40




LABORATORIO DE QUÍMICA ORGÁNICA I

PRÁCTICA Nº 1

IDENTIFICACIÓN DE LOS ELEMENTOS EN UNA MUESTRA ORGÁNICA

1. OBJETIVO

Determinar los diferentes elementos que se encuentran en una muestra orgánica.

2. TEORÍA RELACIONADA

Determinación de carbono e hidrógeno: Aunque con frecuencia es suficiente calentar la

sustancia para que el desprendimiento de gases y la combustión y carbonización revelen

la presencia de estos elementos, se procede en casos dudosos a determinarlos demostrando la presencia del anhídrido carbónico y agua liberados al calentar la muestra

con óxido cúprico.

Determinación de nitrógeno, azufre y halógenos: El calentamiento de un compuesto orgánico con sodio (prueba de lassaigne) produce la descomposición del compuesto y la

formación de sales de sodio, tales como cianuro de sodio, y si hay azufre y halógeno,

sulfuro de sodio, sulfocianuro de sodio, cloruro, bromuro y yoduro de sodio, las reacciones de estos productos se pueden utilizar para determinar la presencia de dichos elementos.

3. MATERIALES Y REACTIVOS

1 Crisol

5 Tubos de ensayo precipitado

Embudo de filtración

Papel tornasol

Ácido Benzoico

Acetato de sodio

Sacarosa

Etanol, benceno

Solución diluida de AgNO3

Sulfato de sodio al 10%

Solución de fluoruro de sodio al 10%

Solución de hidróxido de Sodio

Ácido acético, Sodio y CuO

Solución de cloruro férrico al 10%

Ácido sulfúrico al 25%

Ácido nítrico

Solución de Hidróxido de Bario

Solución de acetato de Pb



4. PROCEDIMIENTO

Un ensayo exacto para reconocer carbono e hidrógeno se realiza calentando 0.1 g de la muestra con 1-2 de CuO en polvo e un tubo de ensayo. Oxidándose el carbono de CO2 que se detecta haciéndolo pasar a través de un tubo de desprendimiento sobre una

solución de Ba(OH)2, que se enturbiará al precipitar BaCO3. El hidrógeno se transforma

en agua que se condensa sobre las paredes frías del tubo en forma de gotas.

Fusión con sodio: Corto con mucha precaución, un trozo de sodio del tamaño de una

lenteja (0.5 cm3), teniendo cuidado de no tocarle con los dedos, ni dejar expuesto al aire ni al agua, si le queda un residuo regréselo al frasco del sodio, no lo tire a los canales o fregaderos.

Utilizando unas pinzas coloque el trozo cortado en un tubo de 10 cm de largo y 6 mm de diámetro, cerrado por un extremo, enseguida agregue la muestra. El tubo se sostiene con

una pinza, en un soporte. Con precaución y usando anteojos, empiece a calentar lentamente el fondo, con objeto de que se funda el sodio, en ese momento añada otro

poco de la muestra (0.2 g) y caliente hasta que toda la muestra se haya descompuesto, mantenga el tubo al rojo durante medio minuto, enseguida introdúzcalo en un vaso de precipitado conteniendo agua destilada (alrededor de 50 ml).

Precaución: Use anteojos. La disolución beberá quedar casi incolora; en caso contrario

hay que repetir la prueba.

El contenido del tubo de cristal se pulveriza en el vaso de precipitado y la solución debe

filtrarse, previo calentamiento hasta ebullición. Conserve éste filtrado para las siguientes

pruebas.

Identificación del Nitrógeno: En un tubo de ensayo se colocan 45 ml del filtrado, agregándoseles 1 ml de una solución reciente de sulfato ferroso al 10%. Si no hubiere precipitado el hidróxido ferroso, añada unas gotas de solución de hidróxido de sodio para

alcalinizar la suspensión. Añada 5 gotas de una solución de fluoruro de sodio al 10%.

Ponga a hervir la solución durante 3 minutos, al cabo de los cuales añade 1 ml de una

solución de cloruro férrico al 10% y después ácido sulfúrico, gota a gota, hasta que la

disolución se torne ácida. Deje reposar la mezcla durante 15 minutos, al cabo de los

cuales se filtra en un embudo y si hay un precipitado azul en el papel filtro, la prueba se considera positiva.

Determinación de Halógenos: Del filtrado de la fusión con sodio se toman 10 ml los

cuales se acidulan con ácido nítrico y se calientan a ebullición (en la campana de humos)



para eliminar el ácido cianhídrico y sulfhídrico liberados. Enseguida se añaden 2 ml de

una disolución diluida de nitrato de plata y si hay turbidez o un precipitado blancuzco se

considera positiva la prueba. La identificación del halógeno se efectúa mediante las

pruebas usuales del análisis cualitativo inorgánico.

Determinación de azufre: A 10 ml del filtrado de la fusión con sodio, se le acidula con

ácido acético diluido, agregándosele 2 ó 3 gotas de acetato de plomo, un precipitado café

oscuro indica la presencia de azufre. Este puede también ser identificado con

nitroprusiato de sodio con el cual el ion sulfuro da una coloración violeta.

En caso de que la muestra haya contenido nitrógeno, es muy probable que se hubiera

formado sulfocianuro de sodio, por lo que se recomienda tomar una muestra de 0.5 ml de filtrado y añadirle 0.5 ml de solución de cloruro férrico. La prueba será positiva si se

colorea de rojo sangre.

5. PREGUNTAS

Escriba las ecuaciones correspondientes a cada una de las pruebas realizadas.

En qué consiste la prueba de Beilstein para halógenos

Cómo se puede probar la presencia de oxígeno en una muestra orgánica.

Formúlese la reacción ajustada por la oxidación de la glucosa con óxido cúprico.

Qué elementos se pueden encontrar en el análisis de un producto natural.

Ej: a) Un alcaloide b) Un flavonoide

Mediante las pruebas anteriores, qué elementos se puede comprobar su presencia en una

muestra de:

a. Tiocetamida

b. Urea





PRÁCTICA Nº 2

PRUEBAS PARA HIDROCARBUROS

1. OBJETIVOS

Distinguir algunas reacciones características de hidrocarburos saturados e

insaturados. Comparar los requerimientos energéticos de las reacciones mencionadas.


Los hidrocarburos saturados y los insaturados son tal vez los compuestos menos complejos desde el punto de vista de diversidad de átomos constituyentes, solo contienen

C e H y son básicos para la formación de una gran cantidad de compuestos orgánicos.

La forma en que se enlazan los diferentes átomos de carbono e hidrógeno varía de los

saturados (enlaces sigma ó), a los insaturados (enlaces sigma ó y pi ð), dando lugar a un

comportamiento químico diferente.

Los alcanos o cicloalcanos pueden presentar reacciones de sustitución, eliminación,

oxidación, que contempla la modificación en el número de enlaces C-H, o en condiciones energéticas mas extremas reacciones de rompimiento del enlace C-C.

Los alquenos, alquinos y ciclos insaturados además presentan reacciones de adición que

implican disminución del número de enlaces: dobles o triples.

Otros aspectos importantes son las propiedades físicas de estos compuestos por ejemplo:

densidad, solubilidad, propiedades que tienen una relación directa con los diferentes

enlaces que integran los compuestos así como las polaridades o interacciones entre los

mismos.

Algunas de las reacciones de caracterización de hidrocarburos son:

3. MATERIALES Y REACTIVOS.

Tubos de ensayo

Bombilla eléctrica

Generador de acetileno

Hexano

Ciclohexano

KMnO4

Acetileno

Br/CCl4

H2SO4

NaOH

CaC2

4. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

Se realizaran las reacciones de pruebas con ejemplos de las tres clases de hidrocarburos hexano, ciclohexano, ciclohexeno y acetileno.

PRUEBA CON BROMO:

Agregue a 1 ml de hidrocarburo 0.5 ml de solución de Br/CCl4 al 2%, agite bien y observe si el bromo no se ha decolorado, prepare un segundo tubo similar y colóquelo

muy cerca de la luz de una bombilla eléctrica. Compare y anote los resultados.

PRUEBA DE BAEYER:

Agregue a 1 ml del hidrocarburo 0.5 ml de solución de KMnO4 diluido en agua, agite bien y observe los resultados.

PRUEBA DE ACIDO SULFÚRICO:

Agregue a 1 ml del hidrocarburo cuidadosamente y con agitación suave 2 ml de ácido

sulfúrico concentrado, observe si se desprende calor y si el hidrocarburo reacciona.

PRUEBA DEL NAOH:

Agregue a 1 ml del hidrocarburo 3 ml de NaOH diluido al 10% . Agite bien y observe los resultados.

GENERE ACETILENO:

En un tubo de ensayo con desprendimiento lateral que contiene carburo de calcio deje caer lentamente agua y tape el tubo, cuando empiece a producir el gas correspondiente (acetileno), hágalo burbujear en tres tubos de ensayo que contengan solución de

permanganato de potasio, bromo en tetracloruro, y NaOH respectivamente. Observe y anote los resultados.

Resultados de las observaciones sobre hidrocarburos:

REACTIVOS HEXANO CICLOHEXENO ACETILENO

Br/CCl4 al 2%

Br/CCl4 al 2% en presencia de luz



Solución de KMnO4

H2SO4

NaOH diluido al 10%

5. PREGUNTAS

¿Qué tipo de sustancias distintas de los compuestos insaturados decoloran la solución

acuosa de KMnO4.

Escribir las ecuaciones para las reacciones de hexano, ciclohexeno y benceno con la solución de permanganato de potasio.

Mediante que prueba de instauración podría distinguir entre un alqueno alicíclico y el

benceno.

Nombrar los productos obtenidos en las reacciones de hidrocarburos con ácido sulfúrico

e hidróxido de sodio.





PRÁCTICA Nº 3

PUNTOS DE FUSIÓN

1. OBJETIVOS

Determinar el punto de fusión de diferentes compuestos orgánicos.


La pureza e identidad de una sustancia orgánica que da establecida cuando sus

constantes físicas (puntos de fusión ebullición, peso molecular, densidad, índice de

refracción, rotación específica, espectro de absorción, etc) y sus propiedades químicas

son idénticas a las registradas en la bibliografía específica para dicha sustancia.

Por la sencillez de la determinación de los puntos de fusión y ebullición y sobretodo

porque son las constantes que con mas frecuencia se pueden encontrar en la bibliografía,

constituye su determinación en una de las operaciones de rutina en el laboratorio de

química orgánica.

El punto de fusión de una sustancia se define como la temperatura en que a presión

atmosférica se encuentra en equilibrio con los estados sólido y liquido de dicha

sustancia.

Ordinariamente esta determinación se realiza introduciendo un poco de sustancia en el

interior de un tubo capilar, el cual se une al bulbo de un termómetro y ambos se colocan

en un baño, el que puede ser de glicerina, ácido sulfúrico, parafina silicona , ácido

fosfórico, etc. El líquido del baño se calienta hasta que la sustancia del capilar empieza a

fundirse ; la temperatura que en estas condiciones registra el termómetro y la que se lee

cuidando la sustancia fundió completamente se constituyen en los límites de fusión. Los

puntos de fusión para una sustancia pura , no deben tener una variación mayor de un

grado. Los puntos de fusión obtenidos por este procedimiento son llamados puntos

capilares de fusión, y generalmente son un poco mas altos que los verdaderos, los cuales

se determinan mediante las curvas de calentamiento o enfriamiento de la sustancia en estudio.

Para los fines ordinarios de laboratorio, los puntos de fusión capilares son satisfactorios.

Puntos de fusión mixtos. Con frecuencia una sustancia sólida desconocida tiene un punto

de fusión que corresponde a 2 o mas sustancias diferentes. Para identificarlas, se toma en cuenta generalmente, los puntos de fusión de una mezcla son inferiores al de

cualquiera de sus componentes. Por lo que se procede a mezclar la sustancia desconocida con una a la que puede ser idéntica.



Se llena un capilar con la mezcla, otro con la sustancia desconocida y otro con la conocida y se procede a determinar el mismo baño y al mismo tiempo los tres puntos de

fusión.

En caso de que coincidan los tres, la sustancia conocida y la desconocida son idénticas,

en caso contrario son diferentes.

Corrección de termómetros. La temperatura leída en un termómetro usualmente debe

corregirse para tener un valor exacto, pues además de los diversos errores inherentes a la

determinación de operador y de método, se tienen los de construcción ( variaciones en el diámetro del capilar, errores en la graduación de la escala) y de calibración (los

termómetros, generalmente, son calibrados por inmersión total y se emplean con

inmersión parcial, por lo que la parte de la columna de mercurio, expuesta al aire, no se dilata tanto como el mercurio calentado en el baño, de aquí las temperaturas verdaderas).

Para corregir estos errores se determinan los puntos de fusión de una serie de

compuestos de referencia, y con los datos obtenidos se traza una curva de calibración (temperatura de fusión en las ordenadas y las diferencia positiva o negativa) de la

temperatura de fusión teórica menos la temperaturas de fusión experimental, en las

abscisas

3. PARTE EXPERIMENTAL

Numerosos tipos de aparatos son empleados en las determinación de puntos de fusión y

ebullición. Así en los montajes aparece a) el tubo de Thiele, b) matraz de Kjeldahl de 100

a 60 ml, c) vaso de precipitados, y d) se muestra el tubo de thiele conteniendo glicerina (p.eb. 290°C) hasta cubrir la entrada superior del brazo lateral. El tubo se tapa con un

corcho horadado en el centro para introducir el termómetro, además, lleva en un lado un

corte en forma de cuña que sirve de escape a los vapores del baño. El tubo se coloca en un soporte, y el capilar que contiene la muestra se sujeta al bulbo del termómetro con un

alambre de cobre, en caso de que el baño sea de ácido sulfúrico, con precaución se moja

el capilar en el ácido y se le deja adherirse al termómetro.

Para llenar el capilar, se pulveriza la sustancia sobre un vidrio de reloj empleando la punta de un agitador. En seguida se golpea el extremo abierto del capilar contra la sustancia, cuando se ha acumulado la sustancia en la entrada del capilar, se toma un tubo de vidrio de 5 12 mm de diámetro y de 75-100 cm de longitud, un extremo del cual se apoya en la mesa o en el suelo, y por extremo libre se deja resbalar el capilar( la parte cerrada es la que se debe golpear contra el suelo. Estas operaciones se repiten hasta que la sustancia esté en el fondo del capilar y se halla formado una columna de 0.5 a 1.0 cm de longitud.

Una vez llenado el capilar con la sustancia se ata al bulbo del termómetro que

será sumergido en el tubo de thiele , teniendo cuidado de no tocar las paredes del mismo.

Una vez listo el montaje se procede al calentamiento procurando que no sea muy rápido,

cuando falten 15°C para el punto de fusión se regula el calentamiento para que la

temperatura se eleve 2 o 3 grados por minuto. Si se desconoce el punto de fusión de la



sustancia, primero se hace una determinación rápida para ver entre que límites funde y

después una nueva determinación con las precauciones ya mencionadas.

En toda determinación, la muestra deberá estar perfectamente seca. Se debera anotar la temperatura a que comenzó a fundir y aquella a ala cual se licuo la muestra, así como

ocurrió descomposición, desprendimiento de gases o cambio de color.

Hallar los puntos de fusión experimentales del naftaleno(p.f. 80°C), ácido benzoico (p.f. 121°C), urea (p.f. 132,6°C), ácido salicílico (p.f. 159,8°C), acido succínico (p.f. 182.7°C)

Montajes:

fig. a fig. b fig. c fig. d

4. PREGUNTAS

¿Cual es la diferencia en el punto de fusión de una sustancia si se utiliza el montaje c

con respecto al montaje d.?

¿por qué se debe dejar el extremo del capilar fuera del baño de glicerina?

¿Porqué se debe regular la temperatura?





PRÁCTICA Nº 4

PUNTO DE EBULLICIÓN

1. OBJETIVOS

Determinar el punto de ebullición de diferentes compuestos orgánicos, utilizando

los métodos de Siwoloboff y de Emich.


El punto de ebullición de una sustancia se define como la temperatura a la cual su presión

de vapor es igual a la presión atmosférica normal (760 mm de Hg.)

Esta constante física es muy importante como criterio de pureza e identidad. Por lo que la determinación exacta requiere el uso de aparatos complicados, en los cuales el

termómetro está tan en contacto con la fase líquida como con la gaseosa, cuando se ha

alcanzado el punto de equilibrio. Pero en las determinaciones de rutina en química, se

puede emplear un matraz de destilación ordinario y algunos de los métodos semimicro o

microquímico; a los primeros pertenece el método de Siwoloboff y a los segundos el de

Emich.


Método Semimicro de Siwoloboff:

En un tubo pequeño (3mm de diámetro y 6-8 cm de largo cerrado por un extremo, se colocan 3 a 5 gotas de la muestra, a continuación se introduce el capilar cerrado por un

extremo y con el extremo abierto dirigido al fondo del primer tubo. enseguida se liga el tubo con el capilar a un termómetro, se introducen en un thiele o en un baño de los que

se emplean para determinar puntos de fusión. Se calienta el baño ,lentamente hasta que

el tubo capilar empiece a desprender burbujas. Se detiene el calentamiento y se anota la temperatura que registra el termómetro en el momento en que deja de desprenderse

burbujas. La temperatura leída corresponde al punto de ebullición de la muestra a la

presión ambiente.

Determine los puntos de ebullición de las siguientes sustancias: cloroformo, n-butanol, tolueno y una sustancia desconocida que le proporcionará el instructor.

Método microquímico de Emich:

Calentando en un micro mechero (quite el tubo de un mechero Bunsen, regule la salida de gas y obtendrá una llama apropiada para esta operación) el extremo de un capilar(abierto

por ambos lados) de los que se usan para determinar punto de fusión se estira para



formar un subcapilar. Se corta la mitad de un subcapilar procurando que este mida de 60 70 mm y el subcapilar del extremo de 8-10 mm.

La punta del subcapilar se usa para escoger la muestra que asciende fácilmente por

capilaridad, se procura que la columna de la muestra no tenga mas de 15mm de longitud; si se pasa se elimina el exceso de líquido acercando al subcapilar la punta de un papel

filtro. A continuación se cierra el extremo del subcapilar, acercándolo cuidadosamente a la

flama del micro mechero. En esta forma se consigue encerrar unan burbuja de aire, lo cual evitara el sobrecalentamiento del líquido y además actuara como cámara de vapor ;

a continuación, el capilar se liga al termómetro en la misma forma que los capilares para

puntos de fusión.

Se puede ligar también a un portaobjetos, el cual a su vez, se liga al termómetro en esta

forma es posible determinar varios puntos de ebullición a la vez (ver montaje). El

termómetro se ajusta en tal forma que solo la mitad del capilar queda cubierta por el baño.

El calentamiento se hace lentamente observando el asenso de la burbuja y en le momento que cruza la superficie del baño, se anota la temperatura, la cual corresponde al

punto de ebullición de la muestra a la presión ambiente. Determine el punto de ebullición

de cada uno de los líquidos usados en el método de Siwoloboff.

Haga una tabla conteniendo: nombre, formula y punto de ebullición teórico ( búsquelo en

la literatura) de los compuestos en estudio. Compare los resultados de cada valor obtenido por ambos métodos.

Montajes:

método de Siwoloboff método de Emich



4. PREGUNTAS

¿Cual de los métodos utilizados es mas aproximado?

¿Porqué el calentamiento debe ser suave y no brusco?

¿Porqué se utiliza baño para determinar el punto de ebullición?





PRÁCTICA Nº 5

ISOMERÍA CIS TRANS

1. OBJETIVOS

Al terminar esta sesión el estudiante estará en capacidad de:

Realizar una reacción donde el ácido maléico (cis) se transforme en el ácido

fumárico (Trans) a diferentes pH y con diferentes iones ó moléculas. Determinar mediante la recolección de productos sólidos y sus puntos de fusión en

cuáles de los medios ocurrió la isomerización y que otros productos se pueden

haber formado. Consultar en textos de química el o los posibles(s) mecanismo(s) de ésta

transformación. Discutir todos los aspectos teóricos y mecanísticos de ésta isomerización.


Uno de los campos más importantes de la química moderna es la cinética química. En

esta área se estudia las velocidades de las reacciones químicas, los factores (naturaleza

de los reactivos, concentración, temperatura, catalizadores) que influyen sobre esas velocidades y los mecanismos o sea la forma como ocurren las reacciones a un nivel atómico molecular.

El mecanismo de una reacción es una descripción detallada de la forma en que los

reactivos se transforman en los productos.

A menudo es posible concebir más de un camino distinto para una reacción. Entre esos

caminos se elige el mecanismo más razonable o sea el más consistente con los datos

experimentales. La semejanza con otros procesos químicamente relacionados suele ser

un importante criterio de selección para un mecanismo de reacción.

Los mecanismos desean saber como ocurren las reacciones. Entender los mecanismos de las diferentes de las diferentes reacciones hace posible seleccionar las condiciones que conduzcan a un rendimiento superior de los productos deseados e inferior de los indeseables.

En esta práctica se ilustra la interconversión de dos isómeros cis trans.

Interesa en esta experiencia acercarse al mecanismo de la reacción y para ello, se trata el

ácido maléico con diferentes reactivos, para luego determinar con cuales de ellos se da la transformación y basándose en los resultados experimentales, puede considerarse cual o

cuales son los posibles mecanismo de ésta reacción.



Si se mira de una manera simplista la reacción, se puede decir que tiene que ocurrir una ruptura del doble enlace, seguida de un giro de 180º sobre el enlace simple y por último la

regeneración del doble enlace. La literatura científica considera varios mecanismos:

Térmico, electrofílico, nucleofílico, etc, y para conocer más detalles se recomienda

consultar la bibliografía.


Marcar cinco tubos de ensayo y colocar en ellos los reactivos que se indican.

Tubo (1) 0.5 g de ácido maléico + 1.5 mL de HCl 4F

Tubo (2) 0.5 g de ácido maléico + 1.5 mL de H2SO4 3F

Tubo (3) 0.5 g de ácido maléico + 0.5 g de NH4Cl + 1.5 mL de H2O

Tubo (4) 0.5 g de ácido maléico + 0.5 de NH4Cl + 1.5 mL de H2SO43F + 1.5 mL de H2O. Agregar el H2SO4 al final

Tubo (5) g de ácido maléico + 1.5 mL de H2O

Colocar los tubos al mismo tiempo, en un beacker con agua en ebullición, calentarlos

durante 15 minutos, agitándolos para ayudar a disolver los sólidos. Una vez los sólidos se

hayan disuelto, anotar cualquier cambio que ocurra y fijarse si se forma algún sólido

durante el calentamiento, en cualquiera de los tubos; en tal caso, retirarlo del agua caliente, enfriar y recolectar los cristales por filtración al vacío, lavarlos con unos ml de

agua fría, secarlos y determinar la temperatura de fusión de cada uno. Es necesario tomar los puntos de fusión de todos los sólidos que aparezcan aún después de los 15

minutos de calentamiento: si el sólido en cuestión no funde a los 190ºC, no insistir, pues

el aceite mineral usado en el baño no pasa de esa temperatura.

Las estructuras y los puntos de fusión de los productos posibles son:

4. PREGUNTAS Y/O EJERCICIOS

4.1. ¿En cual (es) tubo (s) se formo ácido fumárico?

4.2. ¿A qué se debe la diferencia en los puntos de fusión entre el fumárico y el maléico?

4.3. ¿En cuál (s) tubo (s) se formó ácido málico o su mezcla racémica?

4.4. En cuál (s) tubo (s) se formó ácido clorosuccínico o su mezcla racémica?

4.5. Discutir c/u de los mecanismos que se expresan en los textos de Química Orgánica.

4.6. Seleccionar el mecanismo más consistente con los resultados experimentales.





PRÁCTICA Nº 6

CROMATOGRAFÍA EN PAPEL Y EN CAPA FINA

1. OBJETIVOS

Separar diferentes compuestos en una mezcla orgánica mediante la

determinación de los Rf.


Los métodos cromatográficos permiten fraccionar los componentes de una mezcla, ya

que depende de la migración selectiva y diferencial de los solutos a través de un sistema

de dos fases: una sólida y otra fluida. La fase sólida se llama adsorbente, y es estacionaria; se denomina adsorción a la capacidad del adsorbente para detener o

concentrar selectivamente sobre su superficie, gases, líquidos o sólidos arrastrados por la

fase fluida móvil. La cromatografía es muy empleada para obtener y purificar antibióticos,

medicina y productos industriales, se puede dividir en cromatografía en columna, en

papel, en capa delgada y en fase gaseosa.

La cromatografía en papel y en la capa delgada son empleadas con fines analíticos en la

determinación de materiales que se encuentran en pequeñas cantidades. La

cromatografía en papel( llamada así porque el adsorbente es papel filtro), lo mismo que la

de capa delgada, son muy simples con técnicas fácil de dominar y que permite identificar

componentes que se encuentran en concentraciones de milésimas de miligramos. Las

cromatografías en papel y en capa delgada, permiten determinar e identificar

componentes en productos comerciales, líquidos biológicos, minerales y tejidos.

Cuando los materiales que se tratan de identificar son incoloros se efectúa la

cromatografía y una vez que el disolvente (fase móvil) ha alcanzado una determinada

altura, se detiene la operación, se seca el papel con la capa delgada y finalmente se

cubre con una dispersión muy fina de un reactivo que de reacciones coloridas con el material a identificar, los que aparecen en forma de manchas. La longitud recorrida por un compuesto, desde el origen a su posición final, dividida entre la recorrida por el frente del

disolvente desde el origen de la mezcla hasta la altura máxima alcanzada por el frente

del disolvente se denomina: Rf, siendo una constante característica de cada compuesto

(como el punto de fusión), siempre que se efectúe la determinación con la misma fase

móvil, clase de papel o de adsorbente en la capa delgada y condiciones de operación. En

esta práctica se utilizaran sustancias coloridas, mezclas comerciales de tintas.




En un beacker de 50 ml agregue 5ml de agua , por otro lado tome papel filtro whatman N° 1 de 15 cm de diámetro, a 1cm de la parte inferior trace levemente una línea recta con

un lápiz de grafito sitio en el cual va a sembrar la muestra; para ello utilice un capilar que

se sumerge en la muestra (rojo de metilo, azul de metileno, verde de bromocresol).

Coloque con el capilar una pequeña gota del colorante déjelo secar y sumerja el papel

filtro verticalmente en el beacker tápelo con un vidrio de reloj y espere que el solvente

ascienda a través del papel por capilaridad, hasta llegar a 2cm antes del borde superior del papel aproximadamente.

A continuación saque el papel y marque con el lápiz la altura del solvente, halle los Rf.

Luego se procede a revelar la placa introduciéndola en una cámara de yodo sublimado,

en este caso no es necesario la revelación de las placas porque la muestra utilizada son

colorantes, que se aprecian a simple vista.

Este procedimiento se repite variando los solventes en el beacker, se utilizará; acetato de

etilo, y mezclas de etanol-agua, etanol-acetato.

Montaje:

Para realizar la Cromatografía en capa delgada:

Como soporte de la fase estacionaria use portaobjetos o vidrio plano de 2 o 3 mm de espesor y de 3 x 9 cm desengráselos en un frasco con mezcla crómica (solución

sobresaturada de dicromato de sodio en ácido sulfúrico al 80% ).

Lávelos bien y déjelos secar. La fase estacionaria se puede embadurnar hasta obtener

capas de espesor constante de 1 o 2 mm. Se obtiene resultado similar tomando portaobjeto por una esquina y sumergiéndolo dentro de una suspensión concentrada de la

fase estacionaria ( usualmente 30g de gel de sílica en tetracloruro de carbono (60ml),

sacando la placa y limpiando una de sus caras, mientras que en la otra se deja evaporar



el disolvente para que quede la fase estacionaria formando una capa delgada. La placa se introduce en una estufa donde se deja de 30 a 60 min y de 80 a 100 grados centígrados

esto seca y activa a la fase estacionaria . con un alfiler se traza una línea de origen a 1.5

o 2cm de un extremo de la placa, en la línea de origen se coloca 1 o 2 manchas (de 0.3 a

0.5cm de diámetro) si son dos se dejan separadas, ver montaje.

La aplicación se hace con subcapilares, procurando que la concentración de cada

componente sea de 10 a 60 microgramos. Si la solución fuera muy diluída se puede

repetir la aplicación 2 o 3 veces. (hay que dejar evaporar el disolvente antes de repetir

una aplicación). La placa seca se introduce en un frasco de boca ancha ( 8-12cm de diámetro) y de unos 12cm de altura en la cual se ha colocado una mezcla de disolventes

de 1cm de altura, (no debe tocar el punto donde empieza la mancha).

La pared del frasco se cubre con un cilindro de papel filtro, para acelerar la homogenización de la fase de vapor.

Una vez que ha ascendido el solvente , se saca del frasco y se marca la altura del solvente con un alfiler, se seca la placa. Se buscan manchas coloridas y se marca con el alfiler su posición, se puede observare bajo la luz ultravioleta marcando la posición y color

de las manchas.

La placa se puede introducir, con precaución en un frasco que contenga yodo sublimado,

la mayoría de las manchas incoloras se tornan cafés con el yodo. Saque la placa y

rápidamente marque su posición, mida las distancias recorridas por las manchas y halle el

Rf.

En la cromatografía en capa delgada se pueden usar las mismas combinaciones de

disolventes empleadas en la de papel, además de muchas otras combinaciones en que

no vaya agua, los reveladores son los mismos para ambos métodos cromatográficos

además de otros corrosivos como el ácido sulfúrico. (ver tabla)

Disolventes y Reveladores empleados frecuentemente en cromatografías en papel y

en capa delgada

Compuesto Sistema disolvente

(fase móvil)

Reveladores de manchas

Acidos orgánicos Mezclas de ácido

fórmico o acético con

etanol, 2-propanol, n-butanol o cetonas

Azúl de bromofenol o verde de

bromocresol en alcohol

Derivados hidroxámicos

de ácidos orgánicos Acído isobutírico-fenol Solución de cloruro férrico

Aminoácidos Fenol, fenol-amoníaco,

terc-butanol Solución 0,1% de ninhidrina en

etanol



2,4-dinitrofenilhidrazonas de compuestos carbonílicos

Eter-hexano, acetonahexano

Solución al 10% de KOH

Aminas 1-butanol-amoniaco Solución de ninhidrina o de yodo

Derivados fenólicos 1-butanol-ácido acético Fluoroborato de p-nitro fenil diazonio

2,4-dinitrobenzoatos de alcoholes

Metanol-acetona, metanol-hexano

Solución al 5% de KOH

Azúcares 1-butanol-ácido acético;

acetato de etilo-piridina-agua

Solución de nitrato de plata,

solución 0,3% de ácido hipúrico-etanol.





PRÁCTICA Nº 7

DESTILACIÓN SENCILLA Y FRACCIONADA

1. OBJETIVOS

Utilizar correctamente el tipo de destilación de acuerdo al sistema de estudio.


Destilación es el proceso de calentar un líquido hasta ebullición con la subsiguiente

condensación y colección de sus vapores.

Este método es aplicable a todos los líquidos volátiles y bajo condiciones ligeramente modificadas a sólidos volátiles . Dependiendo del punto de ebullición y de la estabilidad

térmica del compuesto a ser destilado, se emplean varias clases de destilación: simple,

fraccionada, al vacío, por arrastre con vapor, etc.

La destilación fraccionada consiste en realizar una serie completa de estas pequeñas

separaciones en una operación continua mediante una columna de fraccionamiento que

proporciona una superficie extensa para el intercambio de calor entre el vapor que sube y el condensado que desciende. Esto posibilita una serie completa de evaporaciones y condensaciones parciales a lo largo de la columna. Cuando el condensado en algún punto

de la columna toma calor del vapor, se evapora de nuevo y el vapor formado es mas rico en el componente mas volátil que el condensado. Al mismo tiempo cuando el vapor cede

calor al condensado, parte del mismo se condensa siendo este condensado mas rico que el vapor con el que está en equilibrio en el componente de punto de ebullición mas

elevado.

A todo lo largo de la columna existe un gradiente de temperatura que representa una serie completa de equilibrios entre el líquido y el vapor, en los que la concentración del

componente mas volátil aumenta progresivamente desde el extremo inferior al superior de la columna .

Es de anotar que no todos los sistemas se comportan según Raoult, tal es el caso de

algunos líquidos que forman mezclas binarias de puntos de ebullición constantes, tales

mezclas se llaman azeótropas como el metanol- agua, Dichas mezclas no pueden separarse por la destilación fraccionada y generalmente se agrega un tercer componente

para alterar la presión de vapor del azeótropo.

La facilidad de separación de los componentes de las sustancias por destilación depende de la magnitud de la diferencias en sus puntos de ebullición. Como regla general una

mezcla de 2 componentes con una diferencia mínima de 80°C en sus temperaturas de

ebullición pueden separase mediante destilación simple. Para sustancias cuyos puntos de ebullición difieren de 25-80°C pueden separarse mediante destilación fraccionada,



usando una columna sencilla como la del montaje. Los líquidos que hierven a una

temperatura menor de 25°C tienen que separarse usando columnas de fraccionamiento

mas complicadas.

En cuanto a la técnica con la cual se lleva a cabo una destilación deben tenerse en

cuenta los siguientes puntos:

La destilación sobretodo la fraccionada siempre se debe conducir de una manera lenta

pero contínua. La velocidad normal de una destilación simple o fraccionada usando una

columna de fraccionamiento sencilla debe ser de tal modo que se forma una gota de destilado aproximadamente cada segundo.

El nivel superior del bulbo del termómetro debe quedar justamente frente al tubo de

desprendimiento de los vapores de tal forma que el bulbo esté continuamente bañado por

el flujo del vapor que condensa. De esta forma se registra la temperatura de los vapores que destilan.

Para obtener una ebullición contínua y regular deben agregarse al matraz de destilación

uno o dos pedacitos de porcelana o piedras de ebullición puesto que casi todos los

líquidos tienden a sobrecalentarse, es decir que se calientan por encima de su punto de

ebullición. Esto ocurre cuando en el líquido no hay núcleos para la formación de las

burbujas del líquido y conduce a una ebullición violenta y discontínua. Los miles de

huecos pequeños en la superficie de la porcelana o piedras de ebullición suministran una

fuente de burbujitas de aire, los cuales actúan cono núcleos para la formación de burbujas

del líquido que hierve. Finalmente el matraz de destilación no debe llenarse mas de la

mitad, para evitar que las gotas del líquido hirviendo pasen al destilado con los vapores

que ascienden.

3. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

Montar el equipo para la destilación simple ,fraccionada y/o con arrastre de vapor según el

caso, los líquidos o sustancias a destilar y los rangos para colectar las fracciones, se

darán al iniciar el laboratorio (ver montajes).

Destilación simple destilación fraccionada



destilación por arrastre con vapor





PRÁCTICA Nº 8

CLASIFICACIÓN DE LOS COMPUESTOS ORGÁNICOS POR SOLUBILIDAD

1. OBJETIVOS

Al finalizar esta sesión, el estudiante estará capacitado para:

Dadas varias muestras conocidas de compuestos orgánicos, realizarles

correctamente la prueba de solubilidad en varios disolventes, tales como: (a) Agua; (b) Éter Etílico; (c) Hidróxido de Sodio, NaOH al 10%; (d) Bicarbonato de Sodio, NaHCO3 al 5%; (e) Ácido Clorhídrico, HCL al 10%; (f) Ácido Sulfúrico

concentrado, H2SO4 (si las muestras no contienen Nitrógeno). De acuerdo con los resultados obtenidos en el objetivo 1.1. clasifica los

compuestos orgánicos conocidos en uno de los grupos IA, IB, IIA, IIB, IIA1, IIA2, IIC1, IIC2, IIC2a ó IIC2b.

Clasificar dos compuestos orgánicos desconocidos (Muestra Problema) como

pertenecientes a dos de los grupos de solubilidad descrito en el objetivo anterior.

2. ASPECTOS TEÓRICOS

2.1. Pruebas de Solubilidad (miscibilidad):

El número de compuestos orgánicos actualmente conocidos sobrepasa el millón, por lo

tanto, iniciar la identificación de una muestra sin disponer de alguna información o

clasificación preliminar es una tarea casi imposible.

Si a los datos sobre características físicas y análisis elemental cualitativo agregamos los

que se obtienen por un estudio de solubilidad de la muestra frente a disolventes con características apropiadas, el problema de la identificación se simplifica y puede resolverse.

La solubilidad de los compuestos orgánicos en diferentes disolventes ha sido de gran

utilidad para una rápida y fácil caracterización de ellos.

Cuando un compuesto (soluto) se diluye en un disolvente, las moléculas de aquel se separan y quedan rodeadas por las moléculas del disolvente (solvatación). En éste

proceso las fuerzas de atracción intermoleculares entre las moléculas del soluto, son

sobrepasadas, formándose nuevas interacciones moleculares más intensas entre las

moléculas del soluto y las del disolvente; el balance de estos dos tipos de fuerzas de

atracción determina si un soluto dado se disolverá en un determinado disolvente.



A menudo las características de solubilidad de un disolvente son fijadas por la polaridad

de sus moléculas y las del soluto. En general, se dice que las moléculas semejantes

disuelven a las semejantes por la similitud de sus estructuras y de sus fuerzas de interacción. Por ejemplo: la molécula no polar n-pentano, CH3 CH2 CH2 CH2 - CH3 no se disolverá en un grado significativo en un disolvente polar como el agua, H2O.

Muchas sustancias orgánicas se disolverán en agua, pero debe ser muy polares o formar

fácilmente enlaces de hidrógeno con ella.

La mayoría de los compuestos iónicos son solubles en agua, debido a la interacción ión dipolo. Así, un ácido carboxílico, R-COOH, insoluble en agua, se puede transformar en una sal, R-COO-M, sódica o potásica, la cual es soluble en agua. Análogamente, una

amina, R NH2, insoluble en agua se puede transformar en su sal de amonio, R-NH3 X -, soluble en agua. Por esta razón, la mayoría de los ácidos carboxílicos y de las aminas

serán solubles en soluciones de hidróxido de sodio NaOH, al 10%, y de Ácido Clorhídrico

HCl al 10% respectivamente.

Otros muchos compuestos orgánicos son insolubles en agua y en soluciones diluidas de

NaOH y de HCl, pero son solubles en ácido sulfúrico H2SO4, concentrado. A este tipo de sustancias pertenecen los compuestos no saturados, los que sulfonan rápidamente y los que poseen un grupo oxigenado.

Algunas veces al ensayar la solubilidad de un compuesto orgánico en ácido sulfúrico

concentrado, el compuesto reacciona y se transforma en un producto insoluble. Por ejemplo, una olefina RCH=CHR; puede producir un polímero insoluble, y un alcohol, ROH, puede deshidratarse a una olefina, RCH=CH-R, que a su vez se transforma en un polímero insoluble. Todo los compuestos que presentan este comportamiento se

clasifican como solubles en el reactivo.

Los compuestos orgánicos se han clasificado en grupos bastantes definidos, según su

solubilidad en diferentes disolventes; estos grupos son:

a. GRUPO I: está constituido por todas las sustancias orgánicas que son solubles en

agua. b. GRUPO II: constituido por compuestos orgánicos insolubles en agua. c. GRUPO IA: está constituido por sustancias orgánicas que son solubles

simultáneamente en agua, H2O, y en éter etílico CH3CH2OCH2CH3: Alcoholes alifáticos R OH; aldehídos R- COH; cetonas RCOR; ácidos carboxílicos

d. RCOOH; ésteres RCOOR1; aminas RNH2; amidas RCONH2; nitrilos e. RC≡N; de peso molecular bajo (en general, los términos inferiores de la mayoría

de las series homólogas); algunos fenoles Ar-OH, y algunos anhídridos de

ácidos carboxílicos RCOOCOR1.



f. GRUPO IB: constituido por compuestos orgánicos solubles en agua e insolubles

en éter etílico, CH3CH2OCH2CH3; tales como:

R-CH-CH-ROH

OH

, R-NH+3 X- R-C-ONa

O

HO-C-CH2-R-C-OHO O

Glicoles, sales de aminas, sales de ácidos carboxílicos, ácidos dicarboxílicos

O

HO-C-CH2-R-C-OH

H

O=CH-CH-CH-CH2-OH

OH OH

R-CH-COOH

NH2 Hidroxiácidos, carbohidratos, algunos aminoácidos

R-C-NH2

O R-NH2 Algunas amidas, algunas aminas

g. GRUPO IIA: comprende los compuestos orgánicos insolubles en agua y solubles

en solución acuosa de Hidróxido de Sodio, NaOH al 10%: Ácidos Carboxílicos y

Fenoles (RCOOH y ArOH). GRUPO IIA1: compuestos orgánicos solubles en solución diluida de bicarbonato de Sodio, NaHCO3 al 5%, tales como: Ácidos Carboxílicos y Nitrofenoles. GRUPO IIA2: comprende los compuestos orgánicos insolubles en solución

acuosa de bicarbonato de sodio al 5%, tales como: Fenoles simples ArOH;

R-C-N-C-R'

O O

H

Algunas imidas, algunos nitrocompuestos, R NO2; algunas oximas RCH=NOH y

algunos enoles

R-C=C-R

OH

OH



h. GRUPO IIB: está constituido por todos los compuestos orgánicos insolubles en

hidróxido de sodio al 10% y solubles en ácido clorhídrico al 10%: Aminas e

Hidrazinas, NH2 NH R. i. GRUPO llC : comprende las sustancias orgánicas insolubles en ácido clorhídrico al

10%. j. GRUPO llC1: compuestos orgánicos con nitrógeno insolubles en HCL al 10% y en

NaOH al 10% tales como : amidas R- CO -NH2; nitrilos R C = N; nitrocompuestos, R-NO2, azocompuestos, R-N=N-R; e hidrazocompuestos.

k. GRUPO llC2: está constituido por los compuestos orgánicos sin nitrógeno,

insolubles en HCL al 10% y en NaOH al 10%. l. GRUPO llC2a: comprende compuesto orgánicos sin nitrógeno, insolubles en HCl

al 10% y en NaOH al 10%. pero solubles en ácido sulfúrico concentrado y frío:

alcoholes, aldehídos, cetonas y esteres de peso molecular relativamente elevados

; quinonas, éteres, RO-R1, acetales. m. GRUPO llC2b: está constituido por compuestos orgánicos sin nitrógeno, insolubles

en HCl al 10%, NaOH al 10% y en H2SO4 concentrado y frío; tales como:

Halogenuros alifáticos, RX; y aromáticos, ArX; hidrocarburos saturados, R CH3, y aromáticos Ar-CH3.


3.1. PRUEBAS DE SOLUBILIDAD

En un tubo de ensayo pequeño colocar 2.00 ml de agua y agregar 0.5 ml de liquido problema ó 0.20 gramos si es sólido, agitar bien y observar si se forma una sola base en

el sistema. Si el compuesto resulta soluble, repetir la prueba con éter como disolvente. Si

el compuesto es insoluble en agua, se prueba su solubilidad en NaOH al 10%. Todos los compuesto que son solubles en NaOH al 10%, se deben probar a continuación con

NaHCO3 al 5%. Estas pruebas de solubilidad se realizan de la misma forma descrita para el caso del agua como disolvente. Si el compuesto es insoluble en NaOH al 10%, se prueba su solubilidad en HCl al 10%.

Finalmente, si el compuesto es insoluble en H2O, NaOH al 10% y en HCl al 10%, y, además no contiene nitrógeno, se ensaya su solubilidad en ácido sulfúrico, H2SO4, concentrado.

Repetir el procedimiento con todas las muestras conocidas y desconocidas que se le asignen.



4. EJERCICIOS Y/O PREGUNTAS

4.1. Disponer en un tabla, como se muestra en la tabla de ejemplo, las formulas, nombres y comportamiento de solubilidad de los compuestos que siguen.

FORMULA

ESTRUCTURAL

NOMBRE COMÚN Y/O

SISTEMATICO

COMPORTAMIENTO DE

SOLUBILIDAD ESPERADO

P-Cloroanilina

2-heptanona

Insoluble en agua porque tiene 6 átomos de carbono y uno de cloro.

Es básica con sólo un grupo arilo

unido al grupo amino y por lo tanto es soluble en HCl al 10%.

Una cetona metílica con más de 5

átomos de carbono. Es insoluble en agua.

4.2. Colocar los compuestos que siguen en el orden aproximado de su solubilidad en ácido clorhídrico, HCl al 10%:

Benzanilida,

n-pentilamina,

difenilamina,

2, 6 dibromo-4-metilanilina,

bencilamina,

O -Bromoanalina,

P Toluidina,



a)

CH3-(CH2)6-C-NH2

O

b) CH3 CH2 CH2 - OH

4.3. Colocar los compuestos que siguen en el orden correcto de su solubilidad creciente (menor a mayor) en agua. Explicar las razones de su ordenación.

4.4. Agrupar los compuestos que siguen en el orden aproximado de su solubilidad en Hidróxido de sodio, NaOH al 10%: Ácido mesotartárico,

Ácido p-tolueno sulfónico

2-Bromo-6-nitrofenol

ácido naftoico

naftol

ácido pícrico

ácido tricloro acético

ácido-4-nitro benzoico





PRÁCTICA Nº 9

IDENTIFICACIÓN DE LOS COMPUESTOS AROMÁTICOS

1. OBJETIVOS

Al finalizar esta sesión el estudiante será capaz de: Reconocer los compuestos aromáticos realizando pruebas características con la

mezcla formalin sulfúrico. Diferenciar diversos compuestos aromáticos entre si por su coloración Explicar por medio de reacciones, qué es lo que ocurre para el desarrollo de un

color.

2. ASPECTOS TEÓRICOS

TEST DE LE ROSEN

Cuando los compuestos orgánicos aromáticos reaccionan con formalina en presencia de

ácido sulfúrico concentrado, se producen colores característicos que señalan la reacción

positiva para esas estructuras.

Aunque el mecanismo exacto de la reacción no es bien conocido, se supone que el ácido

sulfúrico actúa como deshidratante y oxidante a la vez, originando estructuras quinónicas

a partir del producto de condensación entre el hidrocarburo y el formaldehído.

3. SECCIÓN EXPERIMENTAL

Disuelva algunos miligramos de un hidrocarburo aromático en 1 ml de CCl4. Vierta esta solución suavemente y resbalando por las paredes de otro tubo que contiene 1 ml de

solución recientemente preparada del reactivo formalin sulfúrico (1 ml de H2SO4 más 3

gotas de formalina). Observe en la zona de contacto de las dos capas líquidas la

formación de un anillo coloreado y característico para los hidrocarburos aromáticos.



Compuesto Orgánico Estado Físico Formalin Sulfúrico Color


4.1. Describir cómo podría diferenciar los pares de compuestos que siguen:

Eteno y ciclohexano

Ciclohexano y benceno

Naftaleno y Benceno

Etanol y Fenol

4.2. Qué prueba química se podría utilizar para identificar los contenidos de dos

botellas sin rotular, si se sabe que contiene: hidroquinona y vinilbenceno.





PRÁCTICA Nº 10

SÍNTESIS DE ASPIRINA

1. OBJETIVOS

Preparar el ácido acetilsalicílico a partir del ácido salicílico. Observar y medir la actividad de tres catalizadores para esta reacción. Efectuar los cálculos de rendimiento experimental de la reacción por medición en

seco del producto obtenido.


La aspirina (ácido acetilsalicílico), es un antipirético y analgésico muy empleado en medicina. El ácido salicílico posee actividad antipirética y antirreumática, pero es

demasiado tóxico para ser utilizado como tal ó en forma de sales. Se han preparado

derivados menos irritantes y más aceptados entre ellos el acetilsalicílico que posee las mismas propiedades pero es menos irritante para la mucosa gástrica. En la preparación

de la aspirina ocurre la siguiente reacción.

CO2H

OH

CO2H

O-C-CH3

O

3. PROCEDIMIENTO

Distribuye por partes iguales 1.5 g de ácido salicílico en tres tubos de ensayo (0.5 g en

cada tubo) y agregue a cada tubo 2 ml de anhídrido acético. Al primer tubo, introduzca un

termómetro y mida la temperatura inicial de la mezcla, agregue 0.2 g de acetato de sodio y mida que tiempo transcurre para que la temperatura aumente 4°C. Continúe agitando

con una varilla de vidrio unos 2 minutos. Limpie el termómetro, colóquelo en el segundo

tubo y añada tres gotas de piridina, mida el tiempo que transcurre para que la temperatura aumente 4°C. Continúe agitando con una varilla de vidrio unos 2 minutos. Limpie el

termómetro e introdúzcalo en el tercer tubo, agregue tres gotas de H2SO4 y mida el tiempo que transcurre para que la temperatura aumente 4°C. Continúe agitando por 2 minutos.

Caliente los tres tubos en baño de maría durante 30 minutos. Vierta cada una de las

soluciones en beackers pequeños que contenga cada uno 20 ml de agua fría.

(Sí es posible enfríe con baño de hielo).



Filtre los cristales formados por succión (sí no es posible filtre a gravedad) y pese la

aspirina seca obtenida para encontrar su rendimiento.

4. PREGUNTAS

a) Nombre por la IUPAC el ácido salicílico y la aspirina. b) El anhídrido acético que no reacciona con el salicílico, sufre hidrólisis una vez se

mezcle con agua. Escriba esta reacción. c) Según la reacción expresada en la teoría efectúe cual debe ser el rendimiento

esperado o rendimiento teórico suponiendo una eficiencia del 100%. d) Con el rendimiento encontrado y el rendimiento teórico calcular la eficiencia de la

reacción en cada uno de los tres casos. e) De acuerdo al tiempo de reacción medido o sea el necesario para llegar hasta T

inicial + 4°C ordene los catalizadores según su actividad. f) De acuerdo a la eficiencia de la reacción en cada caso ordene los catalizadores

según el rendimiento.





PRÁCTICA Nº 11

OBTENCIÓN DE LA CAFEÍNA POR SUBLIMACIÓN

1. OBJETIVOS

Obtener cafeína a partir del té negro aplicando el método de la sublimación.


La cafeína es una purina que por su comportamiento parecido al de las bases o

álcalis se considera dentro de las sustancias llamadas alcaloides. La cafeína fue

aislada originalmente en la semilla del café de allí su nombre, donde se

encuentran en concentraciones hasta de 1.5%; sin embargo el té negro contiene

hasta un 5% de cafeína, por lo que es mas apropiado obtenerla del té.

Usualmente los alcaloides se obtienen por extracciones y precipitaciones

sucesivas, pero la cafeína se puede separar por sublimación, aprovechando sus

propiedades físicas. Industrialmente la cafeína se recoge en las chimeneas de los

tostadores de café.

La cafeína es oxidada por ácido nítrico, formando un compuesto amarillo , cuya

sal de amonio tiene un color rojo violáceo. (Reacción de la Murexida).

La disolución en benceno caliente de cafeína y ácido salicílico forma al añadirle

éter de petróleo un precipitado de salicilato de cafeína.


En una pequeña cápsula de porcelana se colocan unos 2 g de té negro, se

introduce un vidrio de reloj de diámetro conveniente que quede a 1cm de distancia

de la superficie del té , con un mechero se calienta la base de la cápsula. La

cafeína sublimada se deposita en el vidrio de reloj. Los cristales depositados se

recogen con cuidado, se observan con lente de aumento. Con una parte se

obtiene el punto de fusión, con otra parte se efectúa la reacción de la murexida.

Reacción de la Murexida: En una cápsula o crisol pequeño coloque 0.05 g de



cafeína , agregue 1 o 2 ml de ácido nítrico concentrado (densidad 1,4) evapore la

mezcla, calentándola en la campana en baño de maría. Al residuo amarillo se le

agrega una gota de hidróxido de amonio, poniéndose inmediatamente de color

púrpura.

4. PREGUNTAS

Escriba todas las reacciones anteriores.





PRÁCTICA Nº 12

ANÁLISIS ORGÁNICO FUNCIONAL CUALITATIVO

1. OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Al terminar esta sesión el estudiante estará capacitado para:

Aplicar lo realizado y asimilado en los laboratorios anteriores, para efectuar la identificación de una muestra desconocida, por medio de un análisis secuencial

según el grupo de solubilidad, grupos funcionales, determinados para dicha

muestra.

Presentar y explicar los resultados obtenidos de acuerdo con lo propuesto en el objetivo anterior.


Aproximadamente 106 compuestos orgánicos diferentes se han reportado en la literatura

química. La mayoría de estos son sólidos con puntos de fusión comprendidos entre 25°C

y 275°C. Suponer que los puntos de fusión de 5.0x105 sólidos están distribuidos

eventualmente a través del rango que se dio, y que se recibe un compuesto desconocido cuyo punto de fusión es de (100.0 1)°C. Este rango de fusión de dos (2) grados cubre

1/125 de los sólidos bajo consideración, y las posibilidades se reducen a 4.0x102

compuestos. Suponer ahora que éstos 4.0x103 compuestos contienen entre 1 y 40 grupos

funcionales diferentes, y que se dispone de pruebas cualitativas simples para cada uno de los grupos funcionales.

Se puede identificar un ácido carboxílico, R-COOH, de 100 ácidos posibles. Una identificación adicional, se puede lograr convirtiendo el ácido carboxílico desconocido en

un derivado sólido, el cual implica 100 posibilidades. Se le determina el punto de fusión al

derivado y se compara con los puntos de fusión que aparecen en la literatura. Si los puntos de fusión del ácido desconocido y de su derivado coinciden respectivamente con

los que aparecen en las tablas, se concluye que los compuestos son idénticos. Un análisis

orgánico sistemático, para identificar un compuesto; implica los pasos que siguen:

a) Examen preliminar

b) Constantes físicas

c) Análisis de los elementos



d) Pruebas de solubilidad

e) Determinación de grupos funcionales

f) Preparación de derivados

g) Análisis por métodos instrumentales (U.V, I.R, R.M.N. 1H y 13C Masas, Visible, etc).

Por limitaciones de tiempo en este curso solamente se realizarán los literales (d), (e).


Con la muestra desconocida que se le entregó y, teniendo en cuenta lo que se discutió en

las sesiones anteriores, realizar en orden riguroso lo que sigue:

Una clasificación mediante disolventes

Un análisis químico orgánico funcional cualitativo

CLASIFICACIÓN MEDIANTE DISOLVENTES.

Consultar la sesión de laboratorio correspondiente

ANÁLISIS QUÍMICO ORGÁNICO FUNCIONAL CUALITATIVO

Dependiendo de la información reunida en las pruebas anteriores, realizar uno o más de

los ensayos que siguen para detectar la presencia de grupos funcionales.

Ver los diagramas de flujo al final de esta sesión.

a) Aldehídos y cetonas

Aplicarle a la muestra desconocida la prueba de la 2, 4 dinitrofenilhidrazina.

b) Aldehídos

Se detectan utilizando los reactivos de Tollens y/o de Fehling.

c) Cetonas metílicas

Para detectar las cetonas metílicas se aplica la prueba del yodoformo.



d) Alcoholes secundarios metílicos

Estos alcoholes también reaccionan positivamente con los reactivos de 2,4 DNFH y de yodoformo. Se identifican utilizando el reactivo de anhídrido crómico en ácido sulfúrico,

CrO3/H+.

e) Fenoles

Estos se detectan con base en el reactivo de cloruro férrico.

f) Alcoholes primarios y secundarios

Se detectan aplicándoles el reactivo CrO3/H.

g) Alcoholes terciarios

Estos se identifican utilizando el reactivo de Lucas.

h) Ácidos carboxílicos y fenoles sustituidos con grupos electrón atrayentes.

Aplicarle a la muestra desconocida la prueba del bicarbonato de sodio al 5%.

i) Alquenos y alquinos y, en general, compuestos insaturados.

Se detectan aplicándoles la prueba de instauración.

j) Alquinos terminales

Estos se detectan con base en el reactivo de los acetiluros.

k) Alcanos e hidrocarburos aromáticos

Aplicarle a la muestra desconocida el reactivo de bromo en tetracloruro de carbono en presencia de luz, calor o de un catalizador metálico.

l) Halogenuros de alquilo

Someter la muestra desconocida a la acción de los reactivos de yoduro de sodio en

acetona, y de nitrato de plata en etanol.


Las observaciones que siguen se hacen frecuentemente durante el análisis de

compuestos desconocidos. En cada caso, expresar que deducción se puede hacer en

relación con la naturaleza del compuesto analizado.

a) Un compuesto da (+) la prueba de 2,4 DNFH pero no reduce el reactivo de Tollens.

b) Un compuesto reacciona (+) con el reactivo de 2,4 DNFH, y con el reactivo de Tollens; sin embargo da prueba (-) con el reactivo de Fehling.



c) Un compuesto orgánico desconocido contiene nitrógeno y es soluble en agua, solución

de NaOH al 10%, y solución de HCl al 10%. Cuando se ebulle con NaOH al 10%, se desprende amoníaco, NH3.

d) Un compuesto orgánico es insoluble en agua y en solución de NaHCO3 al 5%, pero él

es soluble en NaOH al 10%. Él da un color pronunciado con solución de FeCl3 al 5%.

manual practicas organica i (1) (1)

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