UNIDAD DE GESTIÓN

EDUCATIVA LOCAL CHICLAYO

“PRIMER TALLER PROMOCIÓN DEL USO DE MATERIAL DE LABORATORIO DE

CIENCIAS –CTA”

PRACTICA Nº 4

RECONOCIMIENTOS DE ELEMENTOS

ORGANÓGENOS Y SEPARACIÓN DE

MEZCLAS POR DESTILACIÓN.

PONENTE: M.Sc. Ing. William

Escribano Siesquén

DOCENTE: RUIZ YNCIO KARINA YASMIN

I.E. Nº 11521 MARÌA DE LOURDES - POMALCA

Lambayeque, marzo del 2015

PROMOCIÓN DEL USO DE MATERIAL DE LABORATORIO DE CIENCIAS PARA EL LOGRO DE APRENDIZAJES SIGNIFICATIVOS DE CTA” - 2015

SESIÓN 04RECONOCIMIENTO DE ELEMENTOS ORGANÓGENOS Y SEPARACIÓN DE MEZCLAS POR DESTILACIÓN

APRENDIZAJE ESPERADO: Determinar de forma cualitativa la presencia de C, H, O, N Utilizar en forma adecuada los métodos generales de laboratorio que permite reconocer los elementos

que constituyen las sustancias orgánicas.

INDICADOR:Determina cualitativamente la presencia de elementos organógenos mediante experimentos, demostrando

orden y limpieza

ACTIVIDAD INICIAL

I. OBJETIVOS

Determinar de forma cualitativa la presencia de C,H,O,N, en sustancias

orgánicas.

Utilizar en forma adecuada los métodos generales del laboratorio que

permite reconocer los elementos que constituyen las sustancias

orgánicas.

Interpretar el fundamento de cada uno de los métodos para el

reconocimiento de sustancias.

Se muestran diferentes sustancias, y responden a las siguientes preguntas: ¿Qué tipo de sustancias son?

Las sustancias presentadas son compuestos orgánicos.

¿Qué elementos químicos forman estos compuestos?Los componentes principales de las sustancias orgánicas son C,H,O,N.

I. MARCO TEÓRICO

La Química Orgánica o Química del carbono tiene por objetivo estudiar a los

compuestos orgánicos. Todos los compuestos orgánicos tiene el elemento

indispensable: El CARBONO. Frecuentemente acompañan al carbono en la

constitución de compuestos orgánicos el H, O y N; pueden tener no metales

como el S y P; halógenos como el cloro, etc.

Los elementos componentes de todas las proteínas son los elementos

organógenos y frecuentemente contienen azufre; a veces fosforo y otros

elementos.

El análisis elemental orgánico tiene por finalidad determinar la clase de

elementos que forman la molécula de un compuesto orgánico y la proporción en

que se encuentran.

Para exponer a una sustancia al análisis elemental, ésta debe estar debidamente

purificada.

Existen dos clases de análisis elemental orgánico y son:

ANÁLISIS ELEMENTAL ORGÁNICO CUALITATIVO: Determina la

clase de elementos que existen en una sustancia determinada.

ANÁLISIS ELEMENTAL ORGÁNICO CUANTITATIVO: Determina el

porcentaje de los elementos que forman parte de una sustancia.

La siguiente práctica es un análisis de tipo cualitativo. Existen pruebas empíricas

basados en la propiedades que tiene algunas sustancias, el Carbono y el

Nitrógeno se reconoce directamente quemando la sustancia que se va a analizar,

otras veces son necesarias en métodos indirectos que permiten detectar a los

elementos organógenos (Reconocimiento Químico)

II. MATERIALES, EQUIPOS Y REACTIVOS

a) Materiales:

04 cápsulas de porcelana

04 mecheros

30 Tubos de ensayo

08 Gradillas

08 vasos de precipitación de 100 ml

08 pinzas de madera

04 Baguetas o agitadores

06 pipetas de 10 ml

06 bombillas de succión

01 matraz kitazato

b) Reactivos:

Algodón

Cabellos

Cal sodada: CaO + NaOH

Papel tornasol

Solución HCl cc

Azúcar de caña

Agua destilada

Caseína

Albúmina de huevo

Lana

Hojas secas

Papel bond

Fenolftaleína

Goma

Bolsas

Aceite lubricante

Benceno o éter

Permanganato de potasio

Carburo de calcio

III. PROCEDIMIENTO Y EXPERIMENTACIÓN

EXPERIENCIA N°01: RECONOCIMIENTO DE CARBONO Y NITRÓGENO

1. MARCO TEÓRICO:

Todos los compuestos orgánicos contienen carbono, y la mayoría de ellos

contienen hidrógeno. Esto nos lleva a suponer que en una combustión completa

producirá gas carbónico (CO2) y agua (H2O).el carbono presente en la sustancia

orgánica con el oxígeno del CuO, forman anhídrido carbónico, el cual se

reconoce fácilmente porque enturbia el agua de cal; y el oxígeno e hidrógeno se

identifica por la formación de pequeñas gotas de agua en el tubo.

2. PROCEDIMIENTO Y RESULTADOSSe reconoce directamente quemando la sustancia. Si la sustancia no es volátil

deja un residuo negruzco constituido por carbón. Quemar la sustancia examen en

una cápsula:

Azúcar de caña + calor combustión completa

Albúmina + O2 C + NxO3-

Anote sus observaciones:

- Con albumina de huevo, el color es la presencia de carbono y el olor a

cuerno la presencia de Nitrógeno.

- Para reconocer el carbono, ya que este es un polisacárido se utiliza el método

directo; esperamos que los residuos de la muestra se tornen a un color negro

identificado así carbón

GRAFICAR LA EXPERIENCIA:

ESCRIBA LA REACCION:

C12H22O11 + 12 O2 12CO2 + 11H2OCombustión completa

Si la sustancia a analizar es volátil el carbono se reconoce indirectamente con el

auxilio de un oxidante como el óxido de cobre negro (CuO). El carbono de la

sustancia orgánica con el oxígeno del óxido de cobre forma anhídrido carbónico

fácilmente reconocible porque enturbia el agua de cal.

EXPERIENCIA N°02: RECONOCIMIENTO DEL NITRÓGENO

1. PROCEDIMIENTO Y RESULTADOS

Calcinando la sustancia se desprende un olor a cuernos quemados. La

experiencia se puede realizar empleando como sustancia nitrogenada la caseína o

la albumina de huevo desecada, la cual se coloca en un tubo de prueba o en cápsula

de porcelana y se calcina.

Caseína + calor -------------- Olor a cuerno quemado

Como sustancia problema utilice lana, algodón, cabellos, hojas secas, papel e

indique cuál de ellas contiene Nitrógeno

Anote sus observaciones

Las proteínas contienen Nitrógeno (Ejm: La caseína) estas al ser

expuestas al calor emanan un olor característico (cuerno quemado) dando

a notar de esta manera la presencia de nitrógeno, la observación realizada

se hace por método directo.

Con las sustancias como:

Lana natural: si hay N.

Lana artificial: no hay N porque es un polímero.

Algodón: hay C y no hay N.

Hojas secas: hay C

Papel: hay C.

La presencia de Nitrógeno como compuesto es a cuerno quemado,

porque el Nitrógeno puro no tiene olor.

EXPERIENCIA N°03: RECONOCIMIENTOS INDIRECTO DE NITRÓGENO. MÉTODO DE LA CAL SODADA

1. MARCO TEÓRICO

Se reconoce de forma indirecta. El nitrógeno es uno de los gases más inertes,

incoloro, e inodoro, por lo que sólo sabrás si tiene nitrógeno algo si se produce

una efervescencia y el compuesto tiene nitrógeno.

2. PROCEDIMIENTO Y RESULTADOS

El fundamento del método es transformar el nitrógeno de la sustancia orgánica

en amoniaco, mediante la mezcla con cal sodada y calentar. (La cal sodada

CaO, NaOH produce en la sustancia orgánica una demolición molecular,

transformando el N en NH3)

Sustancia Nitrogenada + Cal sodada + calor NH3 (presencia de amoniaco)

UREA base (con fenolftaleína da

rojo grosella)

La sustancia escogida puede ser albúmina desecada o caseína o urea, se mezcla

con tres veces su peso de cal sodada sometiéndose la mezcla al calor.

OBSERVACION: Al calentar la mezcla se produce amoniaco. Los vapores de

amoniaco se reconocen:

a) En la muestra obtenido agregar unas gotas de fenolftaleína y anota tus observaciones: se obtiene color Rojo grosella

b) Por su olor característico. Olor a orina.

c) Por los humos blancos (NH4Cl) que producen al acercársele una varilla impregnada en HCl

Anote sus observaciones En el caso de la urea al llevarla a calentamiento produce un gas, que está

compuesto del nitrógeno, el amoníaco (NH4), este olor es muy irritante

debido al nitrógeno.

Cuando la urea ser halla fundido, se forma una sustancia marrón, en el

fondo de la cápsula de porcelana y se ha desprendido humo blanco, que

es el amoníaco.

La urea conocida como carbamida o carbomidamida, es una sustancia

nitrogenada producida por algunos seres vivos, el cual es altamente

tóxico para ello la urea se presenta como sólido cristalino y blanco de

forma esférica o granular y presenta un ligero olor a amoníaco.

GRAFICAR LA EXPERIENCIA:

ECUACION QUIMICA:

(NH2)CO + O2 + Calor NH3 +H2O + CO2

EXPERIENCIA N°04: IDENTIFICANDO HIDROCARBUROS

1. MARCO TEÓRICO

Son los compuestos orgánicos más simples y pueden ser considerados como las

sustancias principales de las que se derivan todos los demás compuestos

orgánicos. Los hidrocarburos se clasifican en dos grupos principales, de cadena

abierta y cíclica. En los compuestos de cadena abierta que contienen más de

un átomo de carbono, los átomos de carbono están unidos entre sí formando una

cadena lineal que puede tener una o más ramificaciones. En los compuestos

cíclicos, los átomos de carbono forman uno o más anillos cerrados. Los dos

grupos principales se subdividen según su comportamiento químico en saturados

e insaturados.

2.PROCEDIMIENTO Y RESULTADOS

1) En 03 tubo de ensayo adicionar muestra aproximadamente 1ml de goma

2) En otros 03 tubos de ensayo, adicionar un pedazo de bolsa

3) En otros 03 tubos adicionar un ml de aceite lubricante.

4) Luego a un tubo con cada una de las muestras adicionar 2ml de benceno o éter

y agitar hasta homogenizar y registrar resultados.

5) Luego a los 2do tubos con cada una de las muestras adicionar solución de

KMnO4, agitar con bagueta. y registrar resultados.

6) Finalmente al 3er tubo con cada una de las muestras adicionar agua y registrar

resultados.

Anote sus observaciones

Aceite lubricante + benceno = solución suelta

Goma + benceno = no se forma mezcla

Bolsa + benceno = no hay reacción

Aceite + KMnO4 = Reacciona hay cambio químico (color morado)

Goma + agua = cambio físico (mezcla)

Bolsa + benceno = reacción lenta

Bolsa + KmnO4 = No hay reacción porque es un polímero

Benceno + aceite = Se disuelve (por ser sustancias apolares)

Conclusiones:

- Las reacciones orgánicas son largas.- Los alquenos con KmnO4 forman dioles y son reacciones lentas.

EXPERIENCIA N°05: DESTILACIÓN POR ARRASTRE DE VAPOR

1. MARCO TEÓRICO

La destilación en una operación que se aplica generalmente a todos los

líquidos volátiles y en condiciones ligeramente modificadas a los sólidos

volátiles.

Existen cuatro tipos de destilación, dependiendo el punto de ebullición del

líquido que se va a destilar y de su estabilidad térmica. Estas son:

destilación simple, destilación fracciona, destilación por arrastre de vapor,

destilación a presión reducida, destilación al vacío. Las cuales llevan

aparejadas la desecación del destilado para la eliminación del agua presente

en el líquido por vía química. La aplicación de cada una de estas técnicas

estará en dependencia de la naturaleza del líquido que se desea purificar, la

naturaleza de las impurezas y la cantidad de muestra que se disponga.

En todo tipo de destilación debe tenerse en cuenta que la cabeza del

destilado (fracción inicial que destila a T° no cte) y la cola del destilado

deben ser eliminadas ya que contienen el mayor número de impurezas y se

debe recoger la fracción intermedia que destila a T°cte

Destilación simple: se utiliza para separar un líquido de sus impurezas no

volátiles o purificar un solvente, lo cual involucra dos fases: la vaporización

y la recondensación.

Esta destilación es aplicable bajo la las siguientes condiciones.

* La diferencia entre el punto de ebullición del líquido a purificar y las

impurezas debe ser mayor de 20°c.

* Las impurezas no deben formar azeotropos de puntos de ebullición

mínimo o máximo con el líquido a purificar. Cuando se reúnen estos

requisitos la destilación simple es un método rápido y sencillo que permite

la purificación.

Destilación fraccionada: operación que se emplea para separar una mezcla

de dos o más líquidos que tiene diferentes puntos de ebullición. Si las

presiones de vapor de dos o más componentes están cercanas, una

destilación simple no es efectiva, por lo tanto para su separación debe

realizarse en una columna de fraccionamiento.

Se utiliza continuamente en los trabajos industriales y en los trabajos de

investigación donde se dispone de equipos de destilación fraccionada muy

eficaces para la separación de líquidos que hierven solo con algunos grados

de diferencia.

Destilación por arrastre de vapor: El principio que rige esta destilación es el

siguiente. Al pasar una corriente de vapor de agua y el vapor del líquido

dependiendo su proporción de la presión de vapor del líquido, al permanecer

cte. El flujo el vapor de agua, este arrastra el vapor de la sustancia hacia el

condensador, produciendo la destilación de líquido.

Este tipo de destilación se recomienda para los siguientes tipos de

sustancias.

* Líquidos inmiscibles en agua, de elevado punto de ebullición.

* Líquidos inmiscibles en agua que descomponen el ebullir a temperaturas

superior a los 100°c

* Para la separación de un líquido inmiscible en agua, que se encuentra

formando parte de emulsión y al que no se puede aplicar otra técnica de

destilación.

El aroma de muchas plantas se debe a los aceites esenciales (mezcla de

diversas clases de compuestos orgánicos que pueden ser arrastrados con

vapor).

Destilación a presión reducida: los compuestos que por acción del calor se

descomponen, no pueden purificarse por destilación a la presión ordinaria,

entonces para ello se emplea la destilación a presión reducida. Gran número

de sustancias orgánicas tienen puntos de ebullición superior a 200°c y se

descomponen a temperaturas cercanas a sus puntos de ebullición o aun

antes. Cuando se desea purificar o separar compuestos con las

características anteriores es conveniente tomar encuentra que el punto de

ebullición de una sustancia depende de la presión que la rodea por lo tanto

se podrá disminuir este, disminuyendo la presión a la cual se realiza la

destilación.

Destilación al vacío: si la presión total es menor que la presión atmosférica,

las contribuciones de las presiones de vapor a una temperatura menor serán

lo suficientemente grandes como para compartir la destilación. Esto resulta

simplemente del hecho de que el líquido o la mezcla del líquido hierbe a una

temperatura muy inferior a la requerida a la presión atmosférica. Los

cocineros que trabajan en las regiones de gran altitud deben hacer frente a

este problema. A mayor altura la presión es menor y, en consecuencia, el

agua hierbe a temperatura menor. A una altura de 300m.sn.m, la diferencia

de puntos de ebullición es solo de 2 a 3°c.

2. MATERIALES, EQUIPOS Y REACTIVOS

MATERIALES :

Vasos de 250ml.

Matraz y probetas 100 y 250ml.

Termómetros de 150 y alcohol.

EQUIPOS:

Destilación simple.

Por arrastre de vapor.

REACTIVOS:

Alcohol.

Chicha de jora.

Vinos o pisco.

Hojas de planta aromática: hierbaluisa.

3. PARTE EXPERIMENTAL:

EXPERIMENTO SIMPLE N°01: DETILACION SIMPLE.

En el balón “A” colocar 500ml de chicha de jora de 02 semanas de fermentación,

calentar “A” hasta que el termómetro marque 78-80°c.

FOMULA DE DESTILACION SIMPLE

%D=ViVX 100 °

EXPERIMENTO N°02: DESTILACION POR ARRASTRE DE VAPOR.

Coloque en un matraz o balón.”A”, generar de vapor 350ml de agua. Llene el

matraz o balón “B” con el material vegetal (hierbaluisa), fresco y pesado. Para

este caso el peso del balón fue 272,5g y con las hojas de hierbaluisa hicieron un

peso de 38,7g.

Caliente A y cuando empieza a hervir se calienta suavemente el balon B. Se pasa

vapor hasta que se haya recogido el destilado. Se vierte el destilado en un

embudo de separación, se remueve la capa aceitosa de la parte inferior.

Posteriormente pasa por un proceso de decantación y finalmente a la estufa por

un promedio de 2 horas. Se pudo observe el color, olor, y cantidad de aceite

destilado de hierbaluisa que se puede obtener.

Anote sus observaciones

IV. INTERPRETACIÓN Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS El alcohol que se obtuvo con la destilación simple fue de 50º, medidos con

el alcoholímetro.

El rendimiento de los aceites obtenidos por hierbas aromáticos está en

función del peso inicial de la materia.

V. CONCLUSIONES La destilación es un método de separación de mezclas y es el más útil

para purificar líquidos.

Para realizar cualquier separación de mezclas primero debemos saber

sobre su estado físico, características y propiedades.

VI. CUESTIONARIO

1. ¿Cómo se diferencia una sustancia orgánica de una inorgánica?

Establezca 10 diferencias entre sustancias orgánicas e inorgánicas

Entre las diferencias más importantes se encuentran:

- Todas las sustancias orgánicas utilizan como base de construcción al átomo

de carbono y unos pocos elementos más, mientras que en las sustancias

inorgánicas participan a la gran mayoría de los elementos conocidos.

- Las sustancias orgánicas se forman naturalmente en los vegetales y animales.

- La totalidad de los compuestos orgánicos están formados por enlaces

covalentes, mientras que los inorgánicos lo hacen mediante enlaces iónicos y

covalentes.

- La mayoría de los compuestos orgánicos presentan isómeros (sustancias que

poseen la misma fórmula molecular pero difieren en sus propiedades físicas

y químicas); los inorgánicos generalmente no presentan isómeros.

- Los compuestos orgánicos forman cadenas o uniones del carbono consigo

mismo y otros elementos; los compuestos inorgánicos con excepción de

algunos silicatos no forman cadenas pero si uniones. Las uniones químicas

son importantes para el desarrollo de la vida.

DIFERENCIA ENTRE SUSTANCIAS INORGÁNICAS Y ORGÁNICAS

INORGÁNICOS

1.- Sus moléculas pueden contener átomos de cualquier tipo, incluso de

carbono (CO2, CO, carbonatos y bicarbonatos).

2.- Se conocen alrededor de 500.000 compuestos.

3.- Son en general termoestables, resiste la acción del calor y se

descomponen a temperaturas superiores a 700ºC.

4.- Tienen puntos de fusión y ebullición elevados.

5.- Son solubles en agua y en disolventes polares.

6.- Fundidos o en solución son buenos conductores de corriente eléctrica.

7.- Reaccionan rápidamente.-

ORGÁNICOS

1.- Sus moléculas contienen fundamentalmente C, H, O, N y en pequeñas

proporciones, S, P, halógenos.

2.- Hay más de 2.000.000 de compuestos-

3.- Son termolábiles.

4.- Tienen bajos puntos de ebullición y fusión.

5.- La mayoría no son solubles en agua y sí en disolventes orgánicos como el

alcohol, éter, cloroformo, benceno

6.- No son electrolitos.

7.- Reaccionan lentamente.-

2. ¿Cuánto en % tiene el cuerpo humano de Carbono, Hidrógeno, Oxígeno y

Nitrógeno?

Carbono (18%)

El carbono es uno de los elementos más importantes para la vida. Mediante los

enlaces carbono, que pueden formarse y romperse con una mínima cantidad de

energía, se posibilita la química orgánica dinámica que se produce a nivel

celular.

Hidrógeno (10%)

El hidrógeno es el elemento químico que más abunda en todo el universo. En

nuestro organismo sucede algo muy similar y junto al oxígeno en forma de agua

ocupa el tercer lugar de esta lista.

Oxígeno (65%)

Todos sabemos cuán importante es el agua para la vida y el 60% del peso del

cuerpo se constituye por agua. El oxígeno ocupa el primer lugar de la lista y

compone el 65% del organismo.

Nitrógeno (3%)

Presente en muchísimas moléculas orgánicas, el nitrógeno constituye el 3% del

cuerpo humano. Se encuentra, por ejemplo, en los aminoácidos que forman las

proteínas y en los ácidos nucleicos de nuestro ADN.

3. ¿Qué hace diferente el Nitrógeno gaseoso de los demás gases como el

Oxígeno y el Hidrógeno?

- La aplicación comercial más importante del nitrógeno es la obtención de

amoníaco, y luego éste se usa en la fabricación de fertilizantes

- Los compuestos orgánicos de nitrógeno como la nitroglicerina y el

trinitrotolueno son explosivos.

- Los nitratos y nitritos son conocido por causar varios efectos sobre la salud

humana como: Tiene reacciones con la hemoglobina en la sangre, causando

una disminución en la capacidad de transporte de oxígeno por la sangre.

(nitrito); provoca la disminución del funcionamiento de la glándula tiroidea.

(nitrato); Ocasiona un bajo almacenamiento de la vitamina A. (nitrato);

Favorece la producción de nitrosaminas, las cuales son conocidas como una

de las causas más comunes de cáncer. (nitratos y nitritos)

4. ¿Qué sustancia le indica experimentalmente que tiene Carbono, Nitrógeno

la muestra analizada?

Se puede utilizar oxido cúprico, Reactivo de Nessler o yodo mercuriato potásico.