practica 3 quimica organica

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UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA FACULTAD DE AGRONOMÍA PRACTICA NO.3 USO DE LA AMPOLLA DE DECANTACIÓN, EXTRACCIÓN SIMPLE. SEPARACIÓN EN MEZCLAS. LABORATORIO QUÍMICA ORGÁNICA AUXILIAR. CARMEN JUAN JUAN FRANCISCO PEC HERNÁNDEZ CARNE: 201112308 MARTES VESPERTINA CLAVE 12

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Page 1: Practica 3 Quimica Organica

UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA FACULTAD DE AGRONOMÍA

PRACTICA NO.3 USO DE LA AMPOLLA DE DECANTACIÓN, EXTRACCIÓN SIMPLE. SEPARACIÓN EN MEZCLAS.

LABORATORIO QUÍMICA ORGÁNICA AUXILIAR. CARMEN JUAN

JUAN FRANCISCO PEC HERNÁNDEZ CARNE: 201112308

MARTES VESPERTINACLAVE 12

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1. RESULTADOS Y DISCUSIÓN

1.1. EXTRACCIÓN DEL YODO

Figura No. 1 Proceso de extracción del Iodo por medio de la ampolla de decantación utilizando como disolvente hexano

Fuente: Elaboración Propia

La extracción es la técnica empleada para separar un producto orgánico de una mezcla de reacción o para aislarlo de sus fuentes naturales. Puede definirse como la separación de un componente de una mezcla por medio de un solvente. En el presente laboratorio se utilizó yodo y hexano como reactivos.

La extracción en laboratorio como la que se realizó, es muy útil para separar compuestos orgánicos de las soluciones o suspensiones acuosas en las que se encuentran. El procedimiento consiste en agitarlas con un solvente orgánico inmiscible con el agua y dejar separar ambas capas. Los distintos solutos presentes se distribuyen entre las fases acuosas y orgánicas, de acuerdo con sus solubilidades relativas en este caso se utilizó el hexano como solvente y el yodo como el compuesto a separar.

De este modo, el yodo, prácticamente se unió al compuesto orgánico en este caso el hexano, y estas permanecerán en la fase acuosa, de color fucsia. Debido también a que el compuesto utilizado como solvente tiene una baja densidad esta tiende a flotar dentro de la ampolla de decantación.

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Hexano + Yodo

Agua + Yodo

Yodo

Hexano

Resultados con 5 extracciones Resultados con 1 sola extracción

Hexano + Yodo Hexano + YodoAgua + Yodo Agua + Yodo

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Reacción

( yodo+agua )+Hexano→ (Hexano+ yodo )+agua

Ecuación No.1 Reacción de yodo más el Hexano

En esta reacción el yodo se une al hexano que es un compuesto apolar por lo que se separa del agua dejando una capa rosa de la unión del hexano más el yodo.

Para la extracción del yodo de la solución, se utilizaron dos métodos el simple que se trata de realizar una sola vez la extracción ya que en la práctica se utilizaron 25 ml. de yodo y 25 ml. de hexano al mismo tiempo en la ampolla de extracción. Y la múltiple que se realizas una se realizó 5 extracciones de 5 ml. de hexano a los mismos 25 ml. de yodo. Al culminar con el experimento se observó que la extracción que se realizó varias veces tenía una mayor concentración de yodo que la que se extrajo e un una sola extracción. Esto ocurrió debido a que en la extracción múltiple el hexano tuvo una mayor capacidad de aceptar más cantidad de yodo, además las 5 ocasiones le permitían a la solución poder extraer la cantidad de yodo que la solución anterior no extrajo completamente. Esto se nota debido a que el color de cada uno de ellos se observó que la extracción que tiene el color fucsia más intenso es la de la extracción múltiple.

1.1. FILTRACIÓN CON CARBONO ACTIVADO

Figura No 4 Filtración por medio de carbón activado Fuente: Elaboración Propia

La adsorción es un proceso por el cual moléculas de impurezas se adhieren a la superficie del carbón activado. La adherencia es gobernada por una atracción electro-química (Miranda, 2007)). El carbón activado es preparado a partir de diversos materiales, tales como, carbón, madera, cáscaras de nueces, turba y petróleo

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Agua roja + Carbón activado = Decoloración del Agua y sedimentación del carbón

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Según: Rodríguez, 2002. “El carbón activado y la adsorción de las impurezas está influenciado por varios parámetros como: El tipo de compuesto que desee ser eliminado. Los compuestos con elevado peso molecular y baja solubilidad se absorben más fácilmente. La concentración del compuesto que desea ser eliminado. Cuanta más alta sea la concentración, más carbón se necesitará. Presencia de otros compuestos orgánicos que competirán con otros compuestos por los lugares de adsorción disponibles. El pH del agua(o la solución a utilizar). Por ejemplo, los compuestos ácidos se eliminan más fácilmente a pHs bajos.”

Esto se reflejó claramente en el experimento realizado, ya que el líquido empleado al iniciar el experimento era de color rojo, que al agregarle carbono activado esta atrajo a sí todas las impurezas, y al finalizar se observó que el líquido resultante era totalmente incoloro.

El carbón activado tiene una fuerte atracción adsortiva o atracción hacia otras moléculas (orgánicas) debido a que estas, están basadas en el carbono, y son excelentes en retener firmemente moléculas más pesadas tales como compuestos orgánicos aromáticos (aquellos que pueden ser olidos).

En palabras más entendible la adsorción es un proceso en el carbono trabaja como un imán para mantener las impurezas en la superficie del carbón activado. Esto es una acción diferente de aquella que actúa como una esponja en el proceso de absorción, en el cual un gas o líquido es succionado hasta el centro del cuerpo poroso y allí se mantienen, esta es la diferencia entre estos dos términos de adsorción y absorción en el que uno ingresa en el cuerpo del que atrae y el que se queda en la superficie de cuerpo que atrae.

2. CONCLUSIONES

La extracción es una técnica de separación de compuestos basado en las diferencias de solubilidad de los componentes de una mezcla en solución. Además de la de purificación o filtración que es la separación de impurezas en una mezcla mediante un una partículas que absorba estas impurezas.

El carbón activado es una sustancia que aprovechando que tiene una gran superficie de contacto atraer o adsorber partículas finamente dispersas, como las de suspensiones coloidales, y precipitarlas para que sean eliminadas, es por tal motivo que es muy utilizado para purificación de agua, así como muy utilizado en los laboratorio para la eliminación de olores, colores de compuestos.

Las sustancias orgánicas son utilizadas para la extracción debido a que poseen las características necesarias para ello como: alta afinidad con el compuesto a extraer, inmiscibilidad en agua, alta capacidad de solvatación, bajo punto de ebullición, para que sea fácil su eliminación.

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3. LITERATURA CONSULTADA

1. Química orgánica 2009. Manual de laboratorio Separación de mezclas y uso de la nnnnAmpolla de decantación. Subarea de ciencias químicas. Universidad de San Carlos nnnnde Guatemala. 5p.

2. Miranda L. 2007 Distribución de solutos entre disolventes. Disponible en: nnnnhttp://mazinger.sisib.uchile.cl/repositorio/ap/ciencias_quimicas_y_farmaceuticas nnn n /ap-fisquim-farm9/c14.4.html . Consultado en línea el 8 de agosto de 2011.

3. Monzón, C; Z, C.; Procesos de separación: Extracción Líquido-Líquido. Disponible nnnnen:http://www.uniovi.es/QFAnalitica/trans/ExpquimDima/PRACT_13_ nnnn Extraccion_L-L.pdf . Consultado en línea el 8 de agosto de 2011.

4. Rodríguez, J. 2002. Adsorción con carbón activado. Disponible en: nnnnhttp://www.lenntech. com/espanol/adsorcion-carbon-activado.htm. consultado nnnnen línea el 7 de agosto de 2011.

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4. ANEXOS 4.1. CARBÓN ACTIVADO

El carbón activado, o carbón activo, es un material de carbón poroso. Un material carbonizado que se ha sometido, a reacción con gases oxidantes (como CO2 o aire), o con vapor de agua; o bien a un tratamiento con adición de productos químicos como el H3PO4, durante (o después) de un proceso de carbonización, con el objeto de aumentar su porosidad. Los carbones activados poseen una capacidad de adsorción elevada y se utilizan para la purificación de líquidos y gases. Mediante el control adecuado de los procesos de carbonización y activación se puede obtener una gran variedad de carbones activados que posean diferentes distribuciones de tamaño de poros.

4.1.1. Materiales de partida

Prácticamente cualquier material orgánico con proporciones relativamente altas de carbono es susceptible de ser transformado en carbón activado. Los carbones activados obtenidos industrialmente pueden provenir de madera y residuos forestales u otros tipos de biomasa, turba, lignito y otros carbones minerales, así como de diferentes polímeros y fibras naturales o sintéticas. Existen, no obstante, algunas limitaciones. Así, desde un punto de vista estructural los carbones activados son carbones muy desordenados e isótropos.

4.1.2. Activación térmica

El material carbonizado se trata con una mezcla de gases de combustión y vapor de agua a una alta temperatura para que se active.

4.1.3. Activación química

Una sustancia deshidratante, que puede ser un ácido, se mezcla con la materia prima y se somete a un tratamiento a temperaturas moderadas. Esta técnica puede ser problemática porque, por ejemplo, al usar como agente deshidratante cloruro de zinc los residuos del cinc pueden permanecer en el producto final, aun después de lavado.

4.1.4. Tipos de carbones activados

Los carbones activos pueden clasificarse atendiendo al tamaño de las partículas en carbón activado en polvo (CAP) y carbón activado granular (CAG). Los CAP presentan tamaños menores de 100 µm, siendo los tamaños típicos entre 15 y 25 µm. Los CAG presentan un tamaño medio de partícula entre 1 y 5 mm. Los CAG pueden dividirse en dos categorías: (i) carbón activado troceado (o sin forma) y (ii) carbón activado conformado (o con una forma específica, cilindros, discos, etc.).

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4.2. EXTRACCIÓN DE COMPUESTOS

Figura No. 1 Forma de movimiento de la ampolla de decantación.

Fuente: www.quimicaorganica/ampolladecantacion/#%/Figura.

El embudo de decantación debe manejarse con ambas manos; con una se sujeta el tapón -asegurándolo con el dedo índice- y con la otra se manipula la llave. Se invierte el embudo y se abre la llave para eliminar la presión de su interior; se agita con suavidad durante uno o dos segundos y se abre de nuevo la llave. Cuando deja de aumentar perceptiblemente la presión en el interior, se aseguran tapón y llave y se agita enérgicamente durante uno o dos minutos. Se pone de nuevo en contacto con la atmósfera a través de la llave, se vuelve a cerrar ésta y se apoya, ya en posición normal, en un aro metálico con unos trozos de tubo de goma que lo protegen de roturas.

Figura No. 2 Esquema de la forma de armado de la ampolla de decantación.

Fuente: www.quimicaorganica/ampolladecantacion/#%/Figura.

Se destapa y se deja en reposo hasta que sea nítida la separación entre las dos capas de líquido. En la parte inferior debe tenerse siempre un vaso de precipitados de gran tamaño con objeto de poder recoger todo el líquido en caso de que el embudo se rompiese por accidente.

4.2.1. Extracción con bases

Con frecuencia se consiguen separaciones muy netas de compuestos orgánicos, utilizando soluciones ácidas o alcalinas capaces de convertir dichas sustancias en sales, solubles en agua e insolubles en éter.

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4.2.2. Purificación de ácidos y fenoles

Una solución de hidróxido sódico al 5-10 % convierte, por ejemplo, los ácidos carboxílicos, R-COOH, en sus sales sódicas, R-COO-, Na+. Los compuestos fenólicos experimentan una transformación semejante con el mismo reactivo. Por esta causa puede utilizarse una solución de hidróxido sódico para extraer un ácido carboxílico o un compuesto fenólico de su solución en un disolvente orgánico o, recíprocamente, liberar estos tipos de compuestos de sus impurezas orgánicas por extracción de sus soluciones alcalinas con un disolvente adecuado.

4.2.3. Separación de ácidos y fenoles

Las soluciones acuosas de bicarbonato sódico convierten también los ácidos carboxílicos en sus respectivas sales sódicas, pero no son lo suficientemente básicas para formar sales con los compuestos fenólicos. Esta es la base de un elegante método de separación de ácidos carboxílicos y fenoles: el ácido se extrae en primer lugar de su solución en un disolvente orgánico con una solución de bicarbonato sódico y, posteriormente, el fenol con solución de sosa.Los ácidos inorgánicos se eliminan con facilidad de los disolventes orgánicos por extracción con una solución de hidróxido, carbonato o bicarbonato sódicos.

4.2.4. Extracción con ácidos

El ácido clorhídrico diluido se emplea con frecuencia para la extracción de sustancias básicas de sus mezclas con otras neutras o ácidas, o bien para eliminar impurezas básicas. El ácido diluido convierte la base, p.ej., amoniaco o una amina orgánica (R3N), en el correspondiente hidrocloruro (R3NH+Cl-), soluble en agua. Por otra parte, las impurezas orgánicas que acompañan a una amina pueden eliminarse por extracción de las mismas con un disolvente orgánico de una solución ácida de aquella.Las sales sódicas de los ácidos carboxílicos y de los fenoles son fácilmente convertibles en los compuestos de partida por tratamiento de ácido sulfúrico o fosfórico. Los hidrocloruros de las aminas se transforman de nuevo en éstas por adición de una solución de hidróxido sódico.

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