reconocimiento de elementos organógenos y separación de mezclas
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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.
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