OBJETIVOS

Entender la utilidad que tiene el anlisis elemental orgnico en la qumica. Reconocer y diferenciar compuestos orgnicos, inorgnicos y sus respectivas sales organolpticamente y por ignicin. Identificar la composicin bsica de los compuestos orgnicos: carbono, hidrogeno, oxgeno y nitrgeno. Conocer y aplicar los diferentes mtodos para determinar esta composicin bsica.

INTRODUCCINMuchos de los compuestos orgnicos son elaborados en los proyectos METABLICOS de los animales y las plantas, originndose en los primeros, las grasas y en los segundos, carbohidratos y aceites. Un cuerpo est formado principalmente por un elemento que es la base de la qumica orgnica, el carbono, junto a este elemento est el hidrogeno, el oxgeno y el nitrgeno; adems se encuentran muy raramente Cloro, Bromo, Azufre y fsforo, en forma excepcional algunos metales como Sodio, Magnesio, Plomo y Hierro.Hasta comienzos del siglo pasado se pens que jams se podra sintetizar o producir en los laboratorios esta clase de cuerpos orgnicos, debido a que se le atribua una fuerza vital que los haca distintos a los compuestos inorgnicos.En 1928, el qumico alemn Friedrich Whler se propuso sintetizar cianato de amonioNH4OCN mediante la reaccin:

Pb (OCN)2 + 2NH3 + H2O PbO + 2NH4OCN

Whler hizo reaccionar el cianato de plomo (II) con amonio acuoso, filtro el xido de plomo (II) obtenido y evaporo el agua por ebullicin, con el fin de aislar el producto restante. De este modo, obtuvo un slido cristalino blanco de gran tamao que no presentaba las propiedades esperadas para el cianato de amonio, aunque si tena la misma composicin. Whler demostr que el producto que haba aislado era urea, la cual solo se haba obtenido anteriormente a partir de la orina de los seres humanos. Lo que ocurri es que en el proceso de calentamiento, el cianato de amonio se haba convertido en urea:NH4 OCN H2NCONH2 Cianato de amonio rea (Compuesto inorgnico) (Compuesto orgnico)

Este experimento es reconocido ahora como un hito cientfico y la primera etapa hacia la extincin de la filosofa del vitalismo.I. MARCO TERICO. El anlisis elemental podemos definirlo como el conjunto de operaciones que permiten conocer cules son los elementos y en qu proporcin se encuentran un compuesto qumico, se desarroll en dos etapas:

ANLISIS ELEMENTAL CUANTITATIVOSi se propone determinar la proporcin en que se hallan combinados dichos elementos en la sustancia.

ANLISIS ELEMENTAL CUALITATIVOEs aquel que se propone conocer la calidad y la naturaleza de los compuestos. Una vez puro el compuesto, se caracteriza identificando sus elementos.

Por lo general, los elementos no se hallan presentes en los compuestos orgnicos en forma inica, de manera que los mtodos de anlisis orgnico incluyen comnmente, como primer paso, alguna operacin mediante la cual se descomponga la molcula orgnica y sus elementos se conviertan en compuestos inorgnicos simples.

Para identificar un compuesto orgnico adems de los datos de sus constantes fsicas es de bastante utilidad conocer su composicin elemental, debida a la existencia de compuestos diferentes con propiedades fsicas muy semejantes.

Los elementos que se encuentran con ms frecuencia en los compuestos orgnicos son: carbono, hidrgeno, oxgeno, nitrgeno, azufre, halgenos y fsforo. La identificacin de estos elementos puede realizarse por varios mtodos, algunos de los cuales pueden hacerse cualitativamente.El mtodo ms frecuente usado en el anlisis cualitativo es el de la fusin alcalina, en dicho mtodo se convierte en los elementos en sales sdicas orgnicas.

Dos sustancias pueden presentar grandes diferencias entre sus propiedades fisicoqumicas a causa de su naturaleza qumica (tomos que la constituyen, tipos y formas de enlaces, fuerzas intermoleculares, estabilidad de las molculas, etc.). Un ejemplo generalizado de esto lo dan los compuestos orgnicos e inorgnicos.

Adems, el anlisis qumico cualitativo sirve, para la investigacin de la naturaleza de los elementos que constituye la molcula del compuesto y posteriormente determina las proporciones de estos elementos, as como la presencia de grupos funcionales existentes en la sustancia en consideracin.

ENSAYOS PRELIMINARES

a) Anlisis organolptico.

- Olor- Color, algunas veces es de acuerdo a la presencia de ciertos grupos funcionales cromgenos, en otros casos puede deberse a impurezas.

b) Reaccin de la sustancia

Este ensayo se realiza con el papel tornasol rojo y azul, consiste en tratar la muestra con unos 3mL de agua destilada, homogenizar y poner en contacto con el papel tornasol, pudindose obtener los siguientes resultados:

- Compuestos de reaccin cida, el papel tornasol vira de azul a rojo, tales como: cidos carboxlicos, cidos sulfnicos, sales cidas, algunos nitrilos.

- Compuesto de reaccin alcalina, el papel tornasol vira de rojo a azul, tales como: aminas, hidracinas y alcaloides.

- Compuestos de reaccin neutra, en el cual el papel tornasol no vira, tales como: alcoholes, aldehdos, steres, teres, cetonas.

c) Inflamabilidad y combustibilidad

La inflamabilidad se determina cogiendo con una bagueta miligramos de la muestra, y hacer llegar el calor por induccin; si la muestra arde, entonces se trata de una muestra inflamable.

Si la muestra no es inflamable, se calienta directamente y se observa los fenmenos que ocurren: fusin, ebullicin y descomposicin. Se sigue calentando hasta la ignicin, observando la combustin de la muestra:

Arde con llama humosa: compuesto aromtico. Arde con llama poco humosa: compuesto aliftico. Arde con llama azulina: compuesto rico en oxgeno. Arde con llama fuliginosa: compuesto halogenado. Arde con dificultad: compuesto polihalogenado.

Aquellas sustancias de elevada masa molar dejan residuo carbonoso, otras desprender olor caracterstico (azcares y protenas). Algunas sustancias subliman y dejan cristales en las partes fras del tubo. Ciertos fenoles y derivados, funde, ebullen y destilan dejando en las partes fras cristales, dando aspecto sublimizado.IDENTIFICACIN DEL CARBONO, HIDRGENO Y OXGENO

Mtodo del xido Cprico:

El principio del mtodo consiste en la reduccin del xido cprico o cuproso y cobre metlico y la transformacin del carbono en anhdrido carbnico y el hidrogeno en agua.

El CO2 es recibido en la solucin de Ca (OH)2 o de Ba (OH)2, con las cuales reaccionan dando precipitados de CaCO3 y BaCO3, que precipita en la solucin de color blanco. El agua que se forma se condensa en las paredes del tubo de ensayo.

MUESTRA + CuO CO2 + Cu2O + H2O

En exceso de muestras el xido cuproso formado puede continuar su accin oxidante hasta reducirse a cobre metlico.

MUESTRA + Cu2O CO2 + Cu + H2O

La formacin de un residuo rojo metlico de cobre comprueba efectivamente que ha existido una oxidacin.

CO2 + Ca (OH)2 CaCO3 + H2O

CO2 + Ba (OH)2 BaCO3 + H2O

H2 + O2 H2 O

Si la sustancia no presenta carbono (sustancia orgnica) la reaccin hubiera sido negativa.

Mtodo de la cal sodada:

Este mtodo nos muestra si la sustancia estudiada contiene nitrgeno que al ser calentado en presencia de la cal sodada (NaOH y Ca (OH)2) se obtiene amoniaco NH3.

MUESTRA + NaOH + CaO Na2CO3 + CaCO3 +NH3

II. PARTE EXPERIMENTAL

1. EXPERIMENTO N1: Identificacin de sustancias orgnicas, orgnicas y la sal de un compuesto orgnico.

MATERIALES Y REACTIVOS

MATERIALES: Mechero de Bunsen Esptula

REACTIVOS: 3 Muestras problema

A B C

PROCESO EXPERIMENTAL: Muestra Problema ASobre de la esptula se deposita una pequea cantidad de la muestra problema A y se calienta en la llama del mechero de Bunsen. La llama es amarilla (combustin incompleta), el compuesto no es voltil (se notaron chispas), prcticamente no es afectada por el calor (deja residuos duros sobre la esptula); es posible que sea un compuesto inorgnico.

Muestra Problema BSobre de la esptula se deposita una pequea cantidad de la muestra problema B y se calienta en la llama del mechero de Bunsen. La sustancia se quema reducindose totalmente a holln; puede ser la sal de un compuesto orgnico.

Muestra Problema CSobre de la esptula se deposita una pequea cantidad de la muestra problema C y se calienta en la llama del mechero de Bunsen. La sustancia se funde totalmente y desprende vapores (combustin completa); se trata de un compuesto orgnico.

2. EXPERIMENTO N2: Identificacin del Carbono (Mtodo del CuO)MATERIALES: Tubos de ensayo Gradilla Mechero de Bunsen Pinzas de madera Tubos de desprendimiento Tapn Piceta

REACTIVOS: 2 Muestras problema Oxido Cprico CuO Hidrxido de Calcio Ca(OH)2

PROCESO EXPERIMENTAL: Muestra Problema BEn el tubo de ensayo N1 provisto de un tubo de desprendimiento se mezclan cierta cantidad de CuO y en igual cantidad la muestra problema B. Se calienta directo con la llama del mechero y se forma en la base un slido negruzco lo que corresponde a la formacin de Cu2O. Se desprende vapores de agua, H2O(V) y gas del CO2 los que se recogen en el tubo N2 que contiene Ca(OH)2. El enturbiamiento de la solucin se debe a la formacin de CaCO3, dando un precipitado blanco. MUESTRA PROBLEMA B + CuO CO2 + Cu2O + H2O

Muestra Problema CEn el tubo de ensayo N1 provisto de un tubo de desprendimiento se mezclan la muestra problema C y un exceso de CuO. Se calienta directo con la llama del mechero y se forma en la base un slido rojizo lo que corresponde a la formacin de Cu(S). Se desprende vapores de agua, H2O(V) y gas del CO2 los que se recogen en el tubo N2 que contiene Ca(OH)2. El enturbiamiento de la solucin se debe a la formacin de CaCO3, dando un precipitado blanco. MUESTRA PROBLEMA C + Cu2O CO2 + Cu + H2O

3. EXPERIMENTO N3: Identificacin del Nitrgeno (Mtodo de la cal sodada, CaO + NaOH)

MATERIALES: Tubos de ensayo Gradilla Mechero de Bunsen Pinzas de madera Piceta

REACTIVOS: 2 Muestras problema Cal sodada ((CaO + NaOH)

Muestra Problema BEn un tubo de ensayo se colocan iguales cantidades de la muestra problema B y de la cal sodada (CaO + NaOH). Se calienta con ayuda del mechero y los vapores se recogen en el papel tornasol rojo, el cual en segundos toma el color azul, corroborando as que el gas que se desprende es una sustancia bsica. MUESTRA PROBLEMA B + NaOH + CaO Na2CO3 + CaCO3 +NH3

Muestra Problema CEn un tubo de ensayo se colocan iguales cantidades de la muestra problema C y de la cal sodada (CaO + NaOH). Se calienta con ayuda del mechero y los vapores se recogen en el papel tornasol rojo, el cual en segundos toma el color azul, corroborando as que el gas que se desprende es una sustancia bsica. Tambin se percibi un olor muy penetrante y nauseabundo, peculiar del NH3(g). MUESTRA PROBLEMA C + NaOH + CaO Na2CO3 + CaCO3 +NH3

CONCLUSIONES

La presencia de holln en la llama es una prueba inequvoca de la combustin incompleta de un compuesto orgnico. El mtodo ms seguro para determinar la presencia del carbono, consiste en la oxidacin de la materia orgnica. La combustin casi instantnea de una muestra corrobora el bajo punto de fusin del compuesto, por lo tanto es orgnico. Por otro lado la sal no combustiona fcilmente debido a su alto punto de fusin. La combustin de la muestra B y C , produjo un cambio de color en el papel tornasol hmedo , volvindose azul nos indica la presencia de una base, en este caso NH3 , comprobando as la presencia de nitrgeno en el compuesto orgnico.