UNIVERSIDAD UNIVERSIDAD DE CORDOBA FACULTAD DE CIENCIAS AGRICOLAS PROGRAMA DE INGENIERIA DE ALIMENTOS
GUIAS DE LABORATORIO LABORATORIO QUIMICA ORGÁNICA
Montería 2004
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INDICE PAGINA - NORMAS PARA PRESENTAR INFORME ESCRITO……………………………3 - NORMAS DE SEGURIDAD……………………………………………………………4 - ANALISIS CUALITATIVO ELEMENTAL DE UNA MUESTRA ORGÁNICA………6 - ALGUNAS PROPIEDADES FÍSICAS DE LOS COMPUESTOS ORGÁNICOS ...9 - CROMATOGRAFIA CROMATOGRAFIA DE CAPA CAPA FINA………………………………………………..12 FINA………………………………………………..12 - CLASIFICACION POR SOLUBILIDAD………………………………………………15 - TABLA DE FUNCIONES PROBABLES POR SOLUBILIDAD…………………….18 - CLASIFICACION POR SOLUBILIDAD………………………………………………20 - OBTENCION DE LA LACTOSA LACTOSA A PARTIR DE LA LECHE………………………23 - EXTRACCION CON SOLVENTE…………………………………………………….25 - PRUEBAS QUIMICAS PARA HIDROCARBUROS………………………………....27 HIDROCARBUROS………………………………....27 - PRUEBAS CARACTERÍSTICAS CARACTERÍSTICAS PARA ALCOHOLES, FENOLES FENOLES Y ETERES..29 - ALGUNAS PROPIEDADES DE LOS ALDEHIDOS Y CETONAS…………………34 - MANUAL DE LABORATORIO DE INGENIERIA INGENIERIA DE ALIMENTOS……………….39 ALIMENTOS……………….39
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INDICE PAGINA - NORMAS PARA PRESENTAR INFORME ESCRITO……………………………3 - NORMAS DE SEGURIDAD……………………………………………………………4 - ANALISIS CUALITATIVO ELEMENTAL DE UNA MUESTRA ORGÁNICA………6 - ALGUNAS PROPIEDADES FÍSICAS DE LOS COMPUESTOS ORGÁNICOS ...9 - CROMATOGRAFIA CROMATOGRAFIA DE CAPA CAPA FINA………………………………………………..12 FINA………………………………………………..12 - CLASIFICACION POR SOLUBILIDAD………………………………………………15 - TABLA DE FUNCIONES PROBABLES POR SOLUBILIDAD…………………….18 - CLASIFICACION POR SOLUBILIDAD………………………………………………20 - OBTENCION DE LA LACTOSA LACTOSA A PARTIR DE LA LECHE………………………23 - EXTRACCION CON SOLVENTE…………………………………………………….25 - PRUEBAS QUIMICAS PARA HIDROCARBUROS………………………………....27 HIDROCARBUROS………………………………....27 - PRUEBAS CARACTERÍSTICAS CARACTERÍSTICAS PARA ALCOHOLES, FENOLES FENOLES Y ETERES..29 - ALGUNAS PROPIEDADES DE LOS ALDEHIDOS Y CETONAS…………………34 - MANUAL DE LABORATORIO DE INGENIERIA INGENIERIA DE ALIMENTOS……………….39 ALIMENTOS……………….39
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MANUAL DE LABORATORIO DE INGENIERÍA DE ALIMENTO
NORMAS PARA PRESENTAR INFORME ESCRITO Los informes deben cumplir con las normas INCONTEC 1486 y ser entregados puntualmente en la fecha acordada contener lo siguiente aspectos: • • • • • • • •
Portada Obje Objetitivo voss ( gene genera rall y espe especí cífifico cos) s) Debe Deben n cump cumplilirr con con los los sigu siguie ient ntes es aspectos: Que, como y donde ( verbo, acción y ubicación) Teoría relacionada Materiales y reactivos * Diagrama de flujo. * Cálculos y análisis de resultados. * Conclusiones. Bibliografía.
* si son necesarios, todos los aspectos anteriores deben estar en la bitácora la cual es individual, con las respectivas observaciones de cada practica. En caso de Presentar trabajo en disquete estos deben presentarse en letra Arial número 12, a un espacio Las citas bibliográficas se hacen así Pero, no solamente son importantes por las aplicaciones descritas, pues hoy en día, cuando el interés por la conservación del medio ambiente ha tenido un gran auge los hongos son usados con resultados significativos en biotecnología 1 y en biorremediación2, aprovechando para ello una de las ventajas que poseen los hongo hongos, s, que por por ser ser orga organi nism smos os que care carece cen n de clor clorof ofilila, a, nece necesi sita tan n de un substra substrato to para para desarro desarrolla llarse rse y, por consigu consiguien iente, te, sus vías vías metabó metabólic licas as están están condicionadas por éstos, haciendo que hongos de la misma especie pero de diferen diferentes tes region regiones es o que habién habiéndose dose desarrol desarrollad lado o en difere diferente ntess substra substratos tos presenten notable diversidad y complejidad en sus metabolitos secundarios 3,4 Al final la bibliografía se registra así 1.
Kawabe, T.; Morita, H. (1994), J. Agric. Food Chem . 42 (11), 2556
2.
Chiu, S. W. ; Ching, M. L. ; Fong, K.; Moore, D. (1998), Mycol. Res. 102 (12) 1553.
3.
Wain Wainwri wright ght,, M., M., (199 (1995). 5). “ Intr Introd oducc ucció ión n a la Biot Biotec ecnol nolog ogía ía de los los Hong Hongos os”. ”. Editorial Acribia, 2ª . pp 57-73.
4.
Trigos, A. (1998). (1998). Química Química de los Hongos. En “Producción “Producción de la Vitamina Vitamina D 2 a partir de Hongos macromicetos : Aspectos Científicos, Técnicos y Económicos”. (Ed. A. Rivera), Bogotá. Editorial Guadalupe. pp19-57. JUAN CARLOS ZULUAGA VEGA
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1. NORMAS DE SEGURIDAD Objetivo General: Conocer las normas más generales de seguridad cuando se trabaja en el laboratorio con compuestos orgánicos, observando las etiquetas, pictogramas, los equipos y las instalaciones del laboratorio. Materiales y reactivos; Los disponibles en el laboratorio Procedimiento: • El laboratorio es un lugar en donde se trabaja con orden, pulcritud y seriedad.
el desarrollo de las practicas debe ejecutarse cuidadosamente manteniendo limpio este lugar, dando buen uso a reactivos y equipos y conservando el cuaderno de apuntes en buen estado.
• Lo primero que debe hacer en el laboratorio es reconocimiento de las salidas,
localización de las duchas, extintores, tacos eléctricos y sitio de los primeros auxilios.
• Antes de asistir al laboratorio se debe leer la practica a realizar. • Es indispensable el uso de la bata en el laboratorio, para evitar accidentes
como por ejemplo quemaduras, manchas etc.
• Los rótulos o etiquetas de reactivos deben ser cuidadosamente leídos antes de
ser usados; no se debe devolver los sobrantes de sustancias utilizadas a sus frascos de origen.
• Los desechos sólidos o papel filtro deben ser depositado en la cesta de la
basura; los residuos líquidos en recipientes para tales fines.
• No se debe comer en el laboratorio. • Los líquidos orgánicos
como los éter, cloroformo, alcohol, benceno, no se deben manipular cerca de una llama. Si se requiere el calentamiento este se lava a cabo en baño de agua, aceite o arena, o en una manta eléctrica de calentamiento a baja temperatura.
• El primer día se debe conocer donde se encuentra la ducha y los extintores. En
caso de incendio se debe utilizar y mantener la calma.
• Las sustancias químicas no se manipulan con las manos, para tal fin se
emplean pinzas, espátulas etc. Al salir del laboratorio se debe lavar las manos.
• Los ojos deben estar protegidos por gafas. • Nunca utilice la boca para aspirar líquidos, hágalo con una pipeta y una pera. • Cuando se calientan tubos de ensayos con sustancias, el extremo abierto del
tubo se dirige hacia un lugar en donde no hayan personas.
• Los gases o sustancias tóxicas deben manipularse en la cámara extractora. • No se deben inhalar directamente los vapores de ninguna sustancia.
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• Cuando se prepara soluciones de ácido, especialmente el H2SO4 vierta
lentamente el ácido sobre el agua.
• Antes de usar cualquier equipo eléctrico, debe asegurarse el voltaje de la fuente
y del manual de funcionamiento ( preguntar a auxiliar y/o profesor)
• Todo reactivo presenta una etiqueta en donde se observan, algunos
propiedades física, peso molecular, formula molecular, pictogramas, como los que a continuación se observan ( consultar cada uno)
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1- ANALISIS CUALITATIVO ELEMENTAL DE UNA MUESTRA ORGANICA
Objetivo General: Determinar cualitativamente los elementos principales que constituyen a los compuestos orgánicos. Teoría Relacionada: El conocimiento de los elementos que constituyen un compuesto orgánico desconocidos esenciales al tratar de caracterizarlo. Sin embargo, y antes de poder realizar los ensayos cualitativos pertinentes, hay que transformar los compuestos orgánicos en iones o en compuestos sencillos, para los que existen análisis cualitativo de rutina. Los elementos suelen existir corrientemente en los compuestos orgánicos, además del carbono, hidrógeno y oxigeno son el nitrógeno, azufre y los halógenos. El ensayo preliminar de ignición de una muestra de 0,1 gr o 0,1 mL de la sustancia desconocida, llevada sobre la punta de una espátula o la tapa de un crisol a una llama, resulta revelador. Si la muestra arde como llama luminosa dejando muy poco o ningún residuo, es casi seguro que la sustancia sea orgánica (contiene carbono), el aislamiento del agua ( por condensación de su vapor ) confirma la existencia de oxigeno. Una modificación algo más refinada de este ensayo oxidante consiste en calentar una 0,1 g o 0,1 mL de la muestra con 1 o 2 gr de óxido cúprico en un tubo de ensayo con desprendimiento lateral, el cual esta conectado a una solución saturada de hidróxido de calcio, el hidrógeno se convierte en vapor de agua el cual se condensa en forma de gotas en el tubo de ensayo, el dióxido de carbono reacciona con el hidróxido de calcio produciendo un precipitado blanco que el carbonato de calcio, lo cual indica la presencia de carbono. Para determinar nitrógeno este se convertirá en una molécula más sencilla, la cual por su olor y propiedad básica se determina la presencia de nitrógeno, para el azufre se trata la muestra con acetato de plomo produciendo un coloración grisáceo o un precipitado negruzco lo que indica la presencia de azufre. Para los halógenos se realiza el ensayo de Beilstein.
Materiales: 1-Espátula 2-Pipetas de 5 mL. 2-Tubos de ensayos 1-Tubo de ensayo con desprendimiento lateral 1-Beaker de 50 mL 1-Vidrio de reloj. 1-Soporte Universal, con pinzas, aro y malla de asbesto. 1-pinza para tubos de ensayo. 1-Estufa o mechero Manguera
Reactivos: Benceno Etanol Ácido Acético Sacarosa Oxido cúprico Hidróxido de Calcio Urea Cloroformo, Tetracloruro de carbono o Diclorometano
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Hidróxido de sodio 6 N Acetato de plomo Papel tornasol Alambre de cobre N° 10. Traído por los estudiantes Un huevo. Traído por los estudiantes.
Procedimiento: 1.
ENSAYO DE IGNICIÓN: Se calienta con la llama del mechero, una muestra de 0,1 gramo o 0.5 un mililitro de la Benceno, Etanol, ácido Acético, Sacarosa en una espátula. Observe las características de la llama.
2.
IDENTIFICACIÓN DE CARBONO E HIDRÓGENO : En un tubo de ensayo con desprendimiento lateral totalmente seco, se mezcla una pequeña cantidad de oxido de cobre (0,2 gr) y 1 gramo de azúcar seca y luego 0,2 gramos de oxido de Cobre, se tapa el tubo con un tapón de corcho. En el desprendimiento lateral se instala una manguera la cual se lleva a un tubo de ensayo en el cual hay una solución saturada de hidróxido de calcio. Proceda a calentar. (cualquier inquietud preguntar al monitor).
3.
IDENTIFICACIÓN DE NITRÓGENO: En un pequeño vaso de precipitado se coloca aproximadamente 1 gramo de Urea y se le adiciona 5 ml de NaOH al 6N y se tapa con un vidrio de reloj, luego de una agitación cuidadosa se calienta pero no hasta ebullición. Se retira el mechero. Se percibe un olor a amoníaco. En el vidrio de reloj se coloca una tira de papel tornasol rojo humedecido. Observe.
4.
IDENTIFICACIÓN DE AZUFRE: En tubo de ensayo se coloca 5 ml de solución de clara de huevo al 10 % y se añade 2 ml de NaOH 6N, se divide este contenido en partes iguales en dos tubos de ensayos. Uno de ellos se calienta suavemente por 5 minutos y luego se enfría, a cada tubo de ensayo se le adiciona 1 gota de solución de Acetato de plomo. observe y explique
5.
IDENTIFICACIÓN DE HALOGENOS: Se coloca un alambre de cobre grueso en la zona más caliente del mechero hasta que cualquier coloración haya desaparecido, luego enfríe el alambre y se introduce en un compuesto orgánico halogenado. Observe. PREGUNTAS.
1. 2. 3.
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Qué es la fusión sódica ? Escriba las ecuaciones para cada proceso. Como podemos determinar cualitativamente Oxigeno en una muestra orgánica
2. ALGUNAS PROPIEDADES FÍSICA DE LOS COMPUESTOS ORGÁNICOS
Objetivo general: Determinar experimentalmente algunas propiedades física en compuestos orgánicos. Teoría Relacionada Las constantes físicas, además de servir como criterio de pureza, son datos valiosísimo en la identificación de las sustancias. Dentro de estas constantes tenemos: Para los sólidos el punto de fusión y para los líquidos el punto de ebullición, el índice de refracción y la densidad. En los compuesto ópticamente activo la rotación especifica es una constante útil en su identificación. PUNTO DE FUSIÓN. El punto de fusión de una sustancia se define como la temperatura en que a la presión atmosférica, se encuentra en equilibrio las fases sólidas y liquida de dicha sustancia. Para determinación de punto de fusión existen dos métodos generales. El método de bloque metálico o platinas caliente de diferentes tipos El método del tubo del capilar. El método mas utilizado para determinación del punto de fusión es el llamado “del tubo capilar”, el cual requiere muestras muy pequeñas (uno o dos mg) siendo el equipo usado y de fácil consecución. Además la mayoría de los puntos de fusión, que se encuentra en las tablas de los libros especializados, han sido tomados por este método PUNTO DE EBULLICIÓN Un líquido hierve cuando la presión de su vapor contrarresta la presión que sufre; por lo tanto el punto de ebullición de un liquido es la temperatura a la cual la presión de vapor del liquido es igual a la presión atmosférica. En consecuencia, el punto de ebullición a de considerarse como una propiedad física constante con referencia a una presión determinada. Se dice que el punto ebullición es normal cuando ser mide o establece a la presión normal o sea de 760mm de mercurio cuando se a operado a otra presión es necesario expresarlo así, o mejor a un hacer la corrección correspondiente. Según LANDOLT; para cada mm de presión menor de 760 mm se sumara 0.043o C al punto de ebullición encontrado; en el caso de sobre presión se restara la misma cantidad pero esta correlación no es del todo exacta. Para los trabajos mas preciso se usa la ecuación de SYDNEY YOUNG: T= K ( 760-P) (273+to ) En la cual T = corrección hacer hecha sobre to t o = temperatura observada en grado centígrados P = presión atmosférica actual en mm de Hg K = constante El valor de K se toma de 0·00010 en caso del liquido asociado y de 0,00012 en el caso de liquido mas asociado. DENSIDAD
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Aunque son dos concepto distintos, los valores relativos de cada de ellos únicos utilizados en la practica son numéricamente iguales para cada uno de los cuerpos. Densidad absoluta es la relación entre la masa M de un cuerpo y su volumen V, o sea M/V=Da,y la densidad relativa es la relación entre la densidad absoluta del cuerpo y la de otro que se toma como termino de comparación, o sea D a / D a, =D r ; el cuerpo que se toma de comparación es el agua destilada
Materiales : 1-Espátula 1-Pipetas de 5 mL. 1-Tubos de ensayos 1-Beaker de 100 mL 1-Beaker de 250 mL 2-Vidrio de reloj. 1-Soporte Universal, con pinzas, aro y malla de asbesto. 1-Mechero. 2-Capilares. 1-Mortero con su mano. Cinta de enmascarar. 1-Termómetro de 220 °C 1-Picnómetro de 10 mL
Reactivos : Papel tornasol ( 4 cm) Ácido Benzoico ( 1 gr.) Parafina o Aceite ( 80 grs.) Etanol ( 5 mL). Hidróxido de sodio ( 1 mL). Ácido clorhídrico ( 1mL). Ácido acético ( 1mL) Una amina ( 1 mL o 1 gr.)
1- PUNTO DE FUSIÓN : Se toma un capilar y se divide en dos, seguidamente se sellan por los extremos, uno de estos capilares se le introduce una pequeña cantidad de Ácido Benzoico previamente pulverizado. Preguntar detalle al monitor. El capilar se adhiere al termómetro por medio de cinta para enmascarar, de tal forma que el capilar quede a la par con el bulbo del termómetro, dicho conjunto se introduce en un baño de aceite de parafina contenido en un beaker y el termómetro se sujeta al soporte universal. Se inicia el calentamiento del baño de aceité de tal forma que el baño no aumente más de 5 ºC por minuto. Observe la temperatura a la cual se funde completamente la sustancia.
2-PUNTO DE EBULLICIÓN: En un tubo de ensayo pequeño se coloca 3 ml de Etanol y se introduce el capilar sellado con la boca abierta hacia abajo. El termómetro se sujeta en la parte externa del tubo de ensayo y esto a su vez al soporte universal. Una vez hecho el montaje introdúzcalo en el baño de parafina, proceda a calentar teniendo en cuenta que el calentamiento no sea rápido. Cuando en el tubo de ensayo se produzca un rosario retire la fuente de calor y observe la temperatura en la cual una burbuja entra al capilar. 3-DENSIDAD: Pese un picnómetro vacío, luego lo llena de agua destilada y lo pesa. PREGUNTAS. 1.
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Cuál es el factor de corrección que hay que hacer al punto de ebullición ?.
Cuál es la temperatura de ebullición corregida del Etanol ?. Cuál es la temperatura de fusión de la experiencia del Ácido Benzoico ? Cuál es la densidad del agua calculada experimentalmente y por que la diferencia con la encontrada en la literatura ?. 5. Cuáles son las fuentes de error para las 3 primeras experiencias ?. 6. Cuál es la temperatura de fusión o ebullición de la muestra problema ?. 2. 3. 4.
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3. CROMATOGRAFÍA DE CAPA FINA
Objetivo General: Separar los pigmentos más abundantes presentes en hojas de espinacas utilizando la cromatografía de capa fina. Teoría relacionada La cromatografía en capa fina es otro método para separar, y en algunos casos tratar de identificar, los dos o mas compuestos orgánicos existentes en una mezcla. Esta técnica se parece en muchos aspectos a la cromatografía en columna En principio, la realización de una cromatografía en capa fina es muy sencilla. Una placa de vidrio se recubre con una capa fina de un absorbente adecuado; en la parte inferior se deposita una mancha (una gota) con la solución conteniendo el compuesto o la muestra orgánicos que se va a ensayar ; se deja que un disolvente adecuado se ascienda por la capa de absorbente debido a la capilaridad y el compuesto (o compuestos) se localiza en la placa bien por su color, en el caso de sustancias coloreadas, o bien con la ayuda de un indicador ( o mediante el empleo de luz ultravioleta) , en el caso de compuestos incoloros. Los compuestos diferentes ascienden con una velocidades distintas por la capa de absorbente en relación al disolvente, y esto ocasiona la separación de los componentes de una mezcla. En ciertas ocasiones se puede intentar la identificación de los componentes midiendo la velocidad de migración de las manchas con respecto al frente del disolvente y comparándola con los compuestos conocidos. Fundamentalmente sirven las mismas consideraciones, a la hora de determinar la velocidad a la que un compuesto determinado se mueve a lo largo de la superficie de un absorbente, tanto para la cromatografía en columna como para la cromatografía en capa fina. El compuesto móvil es atraído por los puntos mas polares del absorbente debido a las fuerzas electroestáticas siendo reversible esta “unión” . El disolvente también interacciona con el absorbente mientras el compuesto lo hace también con el disolvente. Esta triple interacción entre el soluto, el disolvente y el absorbente fija las velocidades relativas a las que el frente del disolvente y el soluto asciende por la capa de vidrio. Al igual que en la cromatografía en columna un soluto mas polar está mas atraído por el absorbente que un soluto menos polar. Así, pues los compuestos como los alcoholes , los ácidos carboxílicos, y las aminas son atraídos con mas fuerzas que el absorbente que los compuestos del tipo hidrocarburos o sus derivados halogenados. En consecuencia los primeros compuestos citados ascienden mas despacio que los citados últimamente. La actividad del absorbente también influye en la velocidad de migración del soluto. Los absorbentes mas activos “ enlazan” mas intensamente las moléculas del soluto, siendo la velocidad de migración de estas por superficie del absorbente relativamente lenta. Los dos absorbentes mas utilizados en cromatografía en capa fina son la alúmina activada y el gel de sílice. Su actividad está muy influida por su contenido en agua igual que ocurre en cromatografía en columna. Las muestras mas activas son las que contienen menos agua. La polaridad del disolvente también influye la velocidad en la que asciende un soluto por la capa de absorbente. Para un soluto y absorbente dados el cambio de un disolvente menos polar a otro mas polar produce una atracción mayor del disolvente por el soluto y, por tanto, éste se desplazará sobre el mayor absorbente con mayor velocidad.
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Es posible calcular el valor del R f para la cromatografía en capa fina igual que en la cromatografía en papel. El valor R f se define como el cociente entre las distancias recorridas por el compuesto utilizado como soluto y la recorrida por el disolvente en el mismo tiempo. Los valores Rf para un compuesto dado varía mucho, evidentemente, al cambiar el disolvente o el absorbente.
Materiales: 2- Pitas de 5 mL 1-Motero con su mano 1-Capilar 3- Frasco de compotas. Traído por los estudiantes
Reactivos: 1- Placa cromatográficas de silica gel de 20 x 20 en aluminio. Benceno ( 10 mL) Etanol ( 10 mL) Ácido Acético ( 1 mL) Cloroformo (10 mL) Diclorometano ( 10 mL) Acetato de etilo ( 10 mL) Tolueno ( 10 mL) Heptano ( 10 mL) Acetona ( 10 mL). Una hoja de espinaca. Traída por estudiantes
Procedimiento. 1- Obtención de los pigmentos. Triture una hoja de espinaca con etanol, hasta cuando salga un liquido (solución de pigmentos). 2- Preparación de eluente. Prepare 4 mL de la mezcla de solventes ( benceno etanol, cloroformo, butanol, ecetato de etilo, acetona, hexano, diclorometano etc) o use uno solo. 3- Aplicación de la muestra y cromatografía. Introduzca la punta de un capilar en la solución de los pigmentos. Cuando la solución haya ascendido en el capilar , retírelo y toque momentáneamente y con mucha suavidad un punto de la placa en el centro a 0,5 cm. del borde inferior -. Se debe lograr una manchita circular de unos 3 - 5 mm. de diámetro . Si se estima que no quedo suficiente muestra en la mancha , se puede hacer una segunda aplicación en el mismo punto . Esperar a que el solvente se evapore de la placa, para cromatografia .
Luego con una pinza se coge la placa por su parte superior limpia y se introduce con mucho cuidado , verticalmente - mancha hacia abajo - , en el cilindro volviendo luego a separarlo en una cámara (frasco de compotas –traer) El solvente al entrar en contacto con la parte inferior de la placa empieza a ascender y cuando llega a la mancha empieza el proceso de cromatografía . Deje que el solvente llegue hasta el nivel superior del adsorbente en la placa , retire la placa con cuidado con las pinzas y deje que el solvente se evapore . Cuántas manchas ve en la placa ? . De qué color son ? . Cuál es su posición ? .
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Discuta con el profesor los resultado y repita la experiencia tantas veces como sea necesario para encontrar el mejor sistema de separación de los pigmentos. Disolventes y Reveladores empleados frecuentemente en cromatografías en papel y en capa delgada Sistema disolvente Reveladores de manchas (fase móvil) Mezclas de ácido fórmico o Azúl de bromofenol o verde acético con etanol, 2-propanol, bromocresol en alcohol n-butanol o cetonas de Acído isobutírico-fenol Solución de cloruro férrico
Compuesto
Acidos orgánicos Derivados hidroxámicos ácidos orgánicos Aminoácidos 2,4-dinitrofenilhidrazonas compuestos carbonílicos Aminas Derivados fenólicos 2,4-dinitrobenzoatos alcoholes Azúcares
Fenol, fenol-amoníaco, terc- Solución 0,1% de ninhidrina en etanol butanol de Eter-hexano, acetonahexano Solución al 10% de KOH 1-butanol-amoniaco 1-butanol-ácido acético de Metanol-acetona, metanolhexano 1-butanol-ácido acético; acetato de etilo-piridina-agua
Solución de ninhidrina o de yodo Fluoroborato de p-nitro fenil diazonio Solución al 5% de KOH Solución de nitrato de plata, solución 0,3% de ácido hipúrico-etanol.
PREGUNTAS Cuales son los tipos de cromatografía más utilizados y describirlos. Qué es el Rf.
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de
4. CLASIFICACIÓN POR SOLUBILIDAD
Objetivo general: Teoría Relacionada Para que ocurra proceso de solubilización es necesario que se rompan las asociaciones moleculares o iónicas que existe tanto en el solvente como en el soluto para que puedan formar nuevos enlaces entre el soluto y el solvente. Los compuestos organicos, deacuerdo con su polaridad se clsifican deacurdo desde que son prácticamente no polares (por ejemplo, los alcanos) hasta los de muy alta polaridad ( por ejemplo los ácidos carboxílicos y sulfonicos). Un compuesto no polar disolverá a otro no polar, debido a la facilidad de su mutua separación e interpretación a causa de sus débiles asociaciones intermoleculares. Así, el hexano se disuelve fácilmente en gasolina, ya que este es una mezcla de hidrocarburo de naturaleza similar. En forma análoga, un compuesto se solubilizará en otro polar ya que ambos posen enlaces con suficiente energía para romper las fuertes atracciones del otro y entremezclarse En cambio, una sustancia no polar será incapaz de destruir las atracciones que mantiene firmemente unida las moléculas de un compuesto polar por ejemplo, El agua y el alcohol etílico se solubilizara mutuamente por que ambos son compuestos. El benceno en cambio, que es un compuesto débil mente polar es insoluble en agua solvente altamente polar. Una vez determinada las constantes físicas y realizado el análisis elemental, se procede determinar la solubilidad del compuesto en solventes escogidos, de modo que se puedan sacar algunas conclusiones acerca de los posibles grupos funcionales y de su polaridad. En el método sistemático, se han seleccionados seis solventes de diferentes polaridades y reactividades que permiten clasificar los compuestos orgánicos en ocho grupos, de acuerdo con la naturaleza de las distintas funciones presentes. Los solventes generalmente empleados para este propósito son: agua, éter, etílico, ácido clorhídrico al 10%, hidróxido de sodio al 10%, bicarbonato de sodio al10% y ácido sulfúrico concentrado. La clasificación común de los grupos es la siguiente: s 1, s2, A1, A2, M, N, I. Pertenecen al grupo S 1 aquellos compuestos solubles en agua y en éter. general mente son compuestos que tienen un máximo de cinco átomos de carbono y un solo grupo funcional. Dentro del grupo s2 se clasifican los compuestos solubles pero insolubles en éter. Son compuestos bastantes polares que poseen dos o mas grupos funcionales, salvo en los casos en que uno solo grupo funcional baste para impartir solubilidad en agua, como sucede con los grupos sufònicos y sulfínicos. Se incluyen en el grupo B los compuestos insolubles en agua y solubles en ácido clorhídrico al 10%. Principalmente compuestos de carácter básicos, como las aminas y algunas anfóteros. El grupo A1 comprende los compuestos que son insolubles en agua y en ácido clorhídrico, pero solubles en hidróxido de sodio como el bicarbonato de sodio .son ácidos relativamente fuertes que reaccionan tanto con el hidróxido de sodio como el bicarbonato de sodio diluido.
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En el grupo A 2 caen los compuestos insolubles en agua , en ácido clorhídrico y bicarbonato, pero solubles en hidróxido de sodio. estos compuestos también son de carácter ácido, aunque mas débiles que los clasificados en el grupo A1 Los compuestos que abarca el grupo M son insolubles en agua, en ácido clorhídrico y en hidróxido de sodio. Se caracterizan por tener nitrógeno y / o azufre. El grupo N esta formado por compuestos oxigenados o insaturados que son insolubles en agua, ácido clorhídrico en hidróxido de sodio, pero solubles en ácido sulfúrico concentrado. Además no contiene nitrógeno ni azufre. Finalmente, en el grupo I se incluye los compuestos inertes o ,que son insolubles en todos los solventes mencionados y también se caracterizan por la carencia de nitrógeno y azufre, lo mismo que los pertenecientes al grupo N.
Reactivos: HCl al 10 %, NaOH al 10%, NaHCO3 al 10%, H2SO4 Dietil éter Agua Muestra problema
Materiales : Gradilla 3 pipetas de 5 mL 1 espátula
Procedimiento: Un compuesto se considera soluble en un determinado solvente, si se forma temperatura ambiente una solución estable al 3%. En la práctica se acostumbra ensayar la solubilidad con 90 mg del soluto en 3mL de solvente. Para no desperdiciar soluto y obtener resultados rápidos y satisfactorios, conviene proceder de la siguiente manera:
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En un tubo de ensayo limpio y seco, colocar 3 mL de solvente y proceder agregar el soluto (20-30 mgr) con una espátula una mínima cantidad, triturar finamente.
Si los 20-30 mgr iniciales se disuelven, seguir el procedimiento agregando una o dos veces más del soluto, si el compuesto es soluble debe dar una solución estable y transparente, aun que no incolora.
En caso de ser un liquido, iniciar agregando una gota de soluto a los 3 mL del solvente. Si al agitar se observa una turbidez y al dejar en reposo se forman dos capas el liquido es insoluble. Si se forma una solución estable y transparente, repetir el procedimiento hasta agregar 6 gotas y la solución aún mantiene estable y transparente, el compuesto es soluble.
Clasificar el compuesto en uno de los ocho grupos indicados en el diagrama siguiente, lo cual permite conocer la función probable, de acuerdo con la tabla siguiente.
TABLA DE FUNCIONES PROBABLES POR SOLUBILIDAD GRUPO S1 1. Contiene C, H y O Alcoholes Aldehidos Cetonas Acidos carboxílicos Eteres Esteres Anhídridos Algunos glicoles Algunos acetales Algunos fenoles Algunas lactonas 2. Contiene nitrógeno Aminas Amidas Oximas Nitroparfinas Nitrilos Amino heterocíclicos 3.Contiene halógeno Compuestos anteriores Halogenados 4. Contiene azufre Mercaptos ácidos Tío ácidos Heterociclicos hidroxilado 5. Contiene N y halógeno Aminas halogenados Amidas halogenados Nitrilos halogenados 6. Contiene N y halógeno Compuestos azufrados de aminos heterociclicos GRUPO B Aminas N,N-Dialquilaminas Compuestos anfóteros Amino ácidos Hidracinas aril-sustituidas Sales metálicas GRUPO I Hidrocarburo Derivados halogenados deHidrocarburos Diaril éter Éteres perfuorados Ésteres perfuorados Aldehidos perfuorados Cetonas perfuorados
4. Contiene asufre Ácidos sulforicos Mercaptos Ácidos sulfúricos 5. Contiene nitrógene y azufre Sulfoaminas Nitro tiofenoles Sulfatos de bases débiles 6. Contiene azufre y halógeno Haluro de ácidos sulfónicos GRUPO A2 1. Contienen c, H y O
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GRUPO S2 1. Contiene C, H y O Polihidroxialcoholes Polihidroxifenoles Ácidos dicarboxílicos Äcidos policarboxílicos Hidroxi ácidos Carbohidratos simples 2. contiene metales Sales de ácidos Sales de fenoles Compuestos metálicos 3.Contiene nitrógeno Amino ácidos Sales de amina con ácidos orgánicos Sales de amonio Aminas Amidas Amino alcoholes Semicarbazidas Semicarbazonas 4. Contiene halógeno Ácidos halogenados Haluros de acilo Compuestos varios halogenados 5. Contiene azufre Ácidos sulfónicos Ácidos alquil sulfúricos 6. Contiene N y halógeno Sales de aminas con ácidos Halogenados 7. Contiene N y azufre Ácidos aminosulfónicos Bisulfatos de bases debiles Ácidos cianosulfónicos Ácidos nitrosulfónicos GRUPO A1 1. Contiene C, H y O Ácidos Anhídridos 2. Contiene nitrógeno Nitro äcidos Amino ácidos Polnitro fenoles Ciano ácidos Ácidos carboxilicos heterociclicos 3. Contiene halógeno Ácidos halogenados Haluro de ácidos Fenoles polihalógenadso
GRUPO M 1. Contiene nitrógeno Amidas Anilinas Toluidinas Nitro aril aminas Nitro hidrocarburos Diaril aminas Compuestos azo Compuestos hidrazo Compuestos azoxi Dinitro fenilhidrazinas
Fenoles Enoles Algunos ácidos Algunos anhídridos 2. Contiene nitrógeno Nitro fenoles Amino ácidos Cianofenoles Amidas Algunas nitroparafinas Oximas Ureídos Hidrocarburos trinitro aromáticos Imidas Compuestos anfóteros 3. Contiene halógenos Fenoles halógenados Alcoholes secundarios Alcoholes terciarios 4. Contiene azufre Tiofenoles Mercaptos 5. Contiene nitrógeno y halógeno Fenoles sustituidos Hidrocarburos aromáticos polihalógenados 6. Contiene nitrógeno y azufre Ácidos aminosulfónicos Sulfoamidas Aminotiofenoles Aminosulfoamidas Tioamidas GRUPO N Alcoholes Aldehidos Cetonas Esteres Eteres Hidrocarburos insaturados Anhídridos Lactonas Acetales Polisacáridos
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Nitrilos Triaril aminas Amino fenoles 2. Contiene azufre Sulfuros Sulfonas Tios ésteres Sulfatos Bisulfatos 3. Contiene nitrógeno y azufre Sulfoamidas Derivados de tioúrea N;N-dialqui sulfoamidas Sulfatos que contienen nitrógeno Tiocianatos 4. Compuestos que contienen nitrógeno y halógenos Aminas halogenadas Amidas halogenadas Nitrilos halogenados Nitro compuestos halogenados
CLASIFICACIÓN POR SOLUBILIDAD AGUA Insoluble
Soluble
HCl 10% Soluble
Eter
Insoluble
Soluble
Insoluble
NaOH 10% GRUPO B
GRUPO S1
Soluble
GRUPO S2
Insoluble
NaHCO3 Soluble
Insoluble
GRUPO A2
GRUPO A1
Tiene N y/o S
No tiene N ni S H2SO4
GRUPO M
Soluble
GRUPO N
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Insoluble
GRUPO I
5 y 6 OBTENCIÓN DE ÁCIDO CÍTRICO
Objetivo General :Realizar el proceso de extracción y obtención del ácido cítrico ,a partir de una fuente natural (utilizando limones). Teoría Relacionada: Los limones agrios son la fuente natural más rica en ácido cítrico ; su separación y cristalización se dificultan por la presencia de pectinas en el jugo ; sin embargo , dichas sustancias suelen eliminarse antes de separar el ácido cítrico , el cual precipita con hidróxido de calcio en forma de citrato de calcio ; la reacción llevada a cabo es la siguiente : COOCaOOC
COOH HO
COOH
+
Ca(OH) 2
HO
COOCaOOC
OH
COOCaOOC
COOH
La liberación del ácido cítrico con el uso del ácido sulfúrico , debe realizarse cuidadosamente , de lo contrario se puede descomponer el ácido cítrico durante la cristalización . El citrato de calcio es más insoluble en caliente que en frío, esta característica se utiliza para separarlo
Materiales Balanza Papel tornasol Baño de María Embudo Papel filtro Pipetas Termómetro
Reactivos Carbonato de sodio Acetato de calcio Hidróxido de calcio Fenolftaleina Acido sulfúrico 5 limones verdes ( traído estudiante) Estufa
Procedimiento Se cortan y se exprimen 5 limones (anotar peso), se neutraliza con una solución de carbonato de sodio al 10 % , hasta reacción ligeramente alcalina al tornasol . -Anotar el volumen-. Se calienta el jugo a ebullición sobre un baño de María , durante 15 minutos y luego se filtra la suspensión . Se adicione luego una solución de acetato de calcio al 10 % - equivalente a la cantidad de carbonato de sodio añadido inicialmente - y se agita ; se agregan unas gotas de fenolftaleina e inmediatamente se adiciona una solución saturada de hidróxido de calcio (agua de cal saturada) hasta reacción alcalina a la fenolftaleina (= 50 ml. ) , la solución alcalinizada se calienta a ebullición y el citrato de calcio precipitado se filtra en caliente - usar embudo con chaqueta para agua caliente -. El precipitado se lava con cinco porciones de a 10 ml. cada una , de agua hirviendo ; se seca y se pesan . Determinar el rendimiento porcentual por kilogramos de limones de zumo de limón . Para obtener el ácido cítrico se añade ácido sulfúrico al 10 % - un volumen equivalente al empleado de carbonato de sodio al 10 % , para neutralizar el zumo de limón-, inicialmente se calienta a 60º C sobre un baño de María durante media hora . El sulfato de calcio precipita y se separa por filtración . El filtrado se concentra a fuego directo hasta reducir la mitad del volumen y luego se continua en baño de María hasta la formación de una película superficial. Se deja la
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solución en reposo durante 24 horas y se filtra el precipitado ; se procede a su purificación , adicionando aproximadamente 50 ml. de agua destilada, se calienta a ebullición y se filtra la solución inmediatamente . Se concentra el filtrado sobre un baño de María , hasta que aparezca una película sobre la superficie ; inmediatamente cese el calentamiento y se deja cristalizar en frasco. Se filtran los cristales , se secan ,se pesan y se toma su punto de fusión . P. F. Teórico para el ácido anhidro = 153º C P.F. Teórico para el ácido hidratado = 100º C PREGUNTAS - Cuál es el rendimiento porcentual por kilogramo de limones y kilogramo de zumo de limón ?. - Que importancia tiene el ácido cítrico en la industria de alimentos ?.
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7. OBTENCIÓN DE LACTOSA A PARTIR DE LA LECHE.
Objetivo general : Obtener experimentalmente lactosa a partir de leche Teoría Relacionada La lactosa es el componente mayoritario de la materia seca de la leche. Su contenido se eleva, por termino medio, a 50g/L de leche. Otros azúcares están también presentes, pero en cantidades vestigiales. Se trata principalmente de poliósidos que contienen fructosa y glúcidos nitrogenados, como la Nacetilglucosamina. La lactosa es un glúcido reductor que pertenece al grupo de los diholósidos . está formada por la unión de una molécula de αα ó β-glucosa y otra de β-galactosa. Su fórmula estructural implica la existencia de dos isómeros: α y β. Estas dos formas se distinguen por sus propiedades físicas y en particular por su poder rotatorio y sus caracteres de solubilidad y cristalización. La lactosa α se presenta generalmente en estado monohidratado conteniendo 5% de agua de cristalización . se obtiene por cristalización de una solución saturada a una temperatura inferior a 93.5°C. la lactosa α-anhidro puede obtenerse por deshidratación al vacío de la lactosa α-hidrato, a una temperatura comprendida entre 65 y 93.5°C. La otra forma común de la lactosa es la forma β-anhidro, que se obtiene por cristalización de las soluciones a una temperatura superior a93.5°C. La lactosa es un carbohidrato que se encuentra libre en solución y es el componente más abundante, simple, y constante en la leche. En la secreción láctica de la mujer se encuentra en una concentración de 65 g/L., que corresponde a más de la mitad del extracto seco; también es el componente más abundante en las leches de vaca y de cabra. La primera corrección que se le hace a la leche de vaca para que se asemeje a la humana, es añadirle lactosa. La sangre contiene glucosa pero no lactosa; excepto en la leche, la lactosa es un azúcar poco común en la naturaleza. La lactosa se sintetiza en la mama de3 todos los mamíferos, a partir de la glucosa sanguínea, aunque algunos investigadores piensan que en los rumiantes se sintetiza a partir de ácidos orgánicos volátiles. La lactosa es el factor limitante en la producción de leche, es decir, que la cantidad de leche que se produce depende de la síntesis de la lactosa. Desde el punto de vista biológico, la lactosa se distingue de los demás azúcares por su estabilidad en el tracto digestivo del hombre y de algunos animales maduros. La lactosa es el componente más lábil ante la acción de los microorganismos; diversas bacterias la transforman en ácido láctico y otros ácidos orgánicos. Debido a la regulación osmótica, el contenido de lactosa en la leche es proporcionalmente inverso al contenido de sales. La leche es la única fuente de galactosa para el hombre. Este azúcar se utiliza en la síntesis de cerebrósidos.
Materiales 2-Beaker de 500 mL 2-Beaker de 100 mL 1-Estufa 1-varilla de agitación 1-Embudo. Perlas de vidrio o porcelana 21
Reactivos
Leche ( 100 mL) traída por los estudiantes Ácido acético carbonato de calcio Etanol Lactosa Hidróxido de amonio Hidróxido de potasio
Procedimiento Se introduce 100 ml de leche en un vaso de precipitado de 500 ml y se calienta en baño de maría a 40 ºC . A continuación se añade ácido acético gota a gota hasta la aparición de un precipitado blanco indica la presencia de caseina, se sigue agregando ácido acético hasta que no haya más precipitado, se extrae la caseina y al sobre nadante se le adicionan 3 gramos de carbonato de calcio en polvo y se agita fuertemente ; se coloca el conjunto en baño de agua hirviendo durante 5 minutos sin suspender la agitación, con el fin de desproteinizar la leche. Terminado el tiempo se filtra en caliente y se desecha el precipitado. El filtrado se coloca en vaso de precipitado y se calienta a ebullición ( introducir unas perlas de vidrios para que la ebullición no sea violenta ). La aparición de una espuma se puede eliminar con fuerte agitación utilizando una varilla de vidrio. La ebullición se continua hasta que el volumen se reduzca a 20 0 25 ml y se suspende el calentamiento, inmediatamente se adiciona 30 ml de etanol al 95 % y deje enfriar a temperatura ambiente y filtre y el precipitado se seca a 60 ºC. En un tubo de ensayo disuelva una pequeña cantidad de lactosa en 1 ml de agua, se añade 1 ml de hidróxido de amonio concentrado y 2 gotas de hidróxido de potasio al 25 %. Haga lo mismo con lactosa del laboratorio marcando cada tubo. Luego caliente y compare. PREGUNTAS .- Cuál es el valor nutritivo de la leche ?. . - Determinar la concentración de lactosa en la muestra y compararla con las publicadas. .- Cuál es la estructura de la lactosa ?.
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8. EXTRACCIÓN CON SOLVENTE
Objetivo General: Extraer con solventes aceite (semilla de algodón, fécula de maíz, hojuela de soya o coco) aplicando la técnica del soxhlet Teoría Relacionada: La extracción con solvente es la técnica mas utilizada para separar un producto orgánico de una mezcla de reacción o aislarlo de su fuente natural. se emplea para separar compuestos orgánicos de soluciones acuosa en las que se encentaran. Hay que disolver la muestra en un compuesto orgánico insoluble en agua y luego de un período de reposo se distribuyen los solutos presentes en las dos capas, orgánica y acuoso. El coeficiente de reparto o distribución, definido como K D. Co So KD = = C A S A Co, So = Concentración y solubilidad respectiva en la fase orgánica C A, S A = Concentración y solubilidad respectiva en la fase acuosa . cuando se emplean volúmenes iguales de ambos disolventes el coeficiente de reparto se define como Peso del soluto en el liquido de extracción KD = Peso del soluto en el disolvente inicial Existen muchos disolventes orgánicos tales como Benceno, Éter de petróleo, Hexano, Cloroformo, Etanol, Acetona etc.., sin embargo la elección del disolvente se lleva acabo teniendo en cuenta la solubilidad en el mismo de la sustancias a extraer y la facilidad con que se pueda separar ésta del disolvente.
Reactivo 200 mL de Hexano 100 gramos de material vegetal (semilla de algodón, fécula de maíz, hojuela de soya o coco) traído por los estudiantes Materiales
Estufa Soxhlet completo Mangueras
Procedimiento : Se hace el montaje del soxhlet, luego se introduce un dedal el material vegetal y se le agrega hexano hasta que haga sifón, se procede a calentar por 1 hora, luego se extrae el hexano a presión reducida quedando el aceite y se procede a pesar.
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5
6
5
7
4 3
8
3
2
9
2
1
1
1
6
4
7
1
10
8 9
Preguntas: Cuál fue el rendimiento obtenido?, compárelo con el e la literatura explique. Qué procedimientos le hace falta al aceite extraído para ser comercial? explique cada paso.
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9. PRUEBAS QUÍMICAS PARA HIDROCARBUROS Objetivo General: Identificar experimental alcanos, alquenos, alquinos y aromáticos mediante reacciones químicas características. Teoría Relacionada Se denominan hidrocarburo los compuestos constituido solamente por C e H, los alcanos se caracterizan por presentar carbonos de hibridación sp3, los cuales son estables debido a los enlaces sigma, mientras que los alquenos ( carbonos de hibridación sp2) y los alquinos ( carbonos de hibridación sp), presentan en su estructura enlaces pi, esta característica hace que presente reacciones de adicción, por lo que son más reactivos y los aromáticos aunque presentan carbonos de hibridación sp2, presentan otros características , como enlaces conjugados, ciclos, son planos y cumplen con la regla Hückel, los cuales permiten tener otro tipo de reacciones la sustituciones electrofílicas
Materiales 1-Espátula 2-Pipetas de 5 mL. 6-Tubos de ensayos 1-Gradilla Reactivos
Carburo de calcio ( traído por los estudiantes) Hexano Ácido oleico Solución acuosa de bromo al 2 % Solución de permanganato de potasio al 2 % Ácido Sulfúrico Hidróxido de sodio al 10 % Un clavo, limadura de hierro o limadura de aluminio ( traído por los estudiantes)
Procedimiento Cada una de las pruebas que se describen a continuación se deben realizar con un alcano, un alqueno, un alquino y uno aromático.
A 4 tubos de ensayos agréguele a cada uno 1 mL de los hidrocarburos disponibles, a cada uno agréguele 4 gotas de Br 2/CCl4 al 2%; agite y observe. Si en un minuto no decolora colóquese los tubos cerca de una bombilla.
A 4 tubos de ensayos agréguele a cada uno 1 mL de los hidrocarburos disponibles, a cada uno agréguele 4 gotas de KMnO 4 al 2%; agite y observe.
A 4 tubos de ensayos agréguele a cada uno 1 mL de los hidrocarburos disponibles, a cada uno agréguele 0,5 mL de H 2SO4 concentrado; observe si se desprende calor.
A tubos de ensayos agréguele a cada uno 1 mL de el hidrocarburo aromático disponible, a cada uno agréguele 0,5 mL de Br 2/ CCl4 al 2% a una de ellas agréguele un clavo (traer),observe.
Preguntas.
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Escriba todas ecuaciones balanceadas de las reacciones de experiencias anteriores. Un ingeniero de alimento por cromatografía extrae dos metabolitos los cuales son identificado como limoneno y vainillina, los cuales olvida rotular y le pide a usted que se los identifique para roturarlos, si carece de termómetro. H3C
OH H3C
O
CHO H3C
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CH2
10. PRUEBAS CARACTERÍSTICAS PARA ALCOHOLES, FENOLES Y ETERES Objetivo General : identificar experimentalmente alcoholes fenoles y éteres, realizando ensayos cualitativos para cada uno de ellos Teoría Relacionada Los alcoholes, los fenoles y los éteres se caracterizan por que sus moléculas están formadas por carbono, hidrógeno y oxigeno. por consiguiente todos darán prueba positiva para el oxigeno. Sin embargo, estos grupos funcionales presentan muy pocas reacciones comunes.
Alcoholes. los alcoholes, de acuerdo con la forma de la cadena carbonada y la posición del grupo hidroxilo , se pueden clasificar en primarios, RCH2OH ; secundarios, R2CHOH; y terciarios, R 3 COH. Las reacciones que permite identificarlos y diferenciarlos son : oxidación, sustitución del hidrógeno hidroxilico debido a su carácter débilmente acido, y sustitución nucleofilica del grupo hidroxilo.
Prueba Con Dicromato De Sodio. Si al efectuar la prueba general de Baeyer, se decoloró la solución de permanganato de potasio, y además se dio negativa la prueba de adición del bromo en CCl4 , se puede sospechar que el compuesto es un alcohol primario o secundario. Para confirmar se puede comprobar el ensayo con dicromato de sodio o potasio. La prueba se basa en la relativa facilidad de oxidación de los alcoholes primarios a ácidos carboxílicos y de los secundarios a cetonas, al tiempo que el dicromato de color anaranjado, se reduce a sal crómica de color verde. RCH2 OH Cr 2 O7 = RCOOH + Cr +3 H+ R2 CHOH Cr 2 O7 = H+
R2CO + Cr +3
Se debe tener en cuenta que aparte de los alcoholes, otros compuestos fácilmente oxidables, como los fenoles, también dan positiva esta prueba.
Prueba Del Nitrato Cerico. La mayoría de los compuestos hidroxilados y fácilmente oxidables reaccionan con el nitrato cerico amónico para producir coloraciones o precipitados rojos, anaranjados carmelitas o ámbar. Esta prueba se puede utilizar para confirmar el ensayo del dicromato, o en caso que no se disponga de este reactivo.
Reacción Con Sodio Los alcoholes por su carácter débilmente ácido reaccionan con sodio metálico, desprendiendo hidrógeno. 2ROH + 2Na 2RONa +H 2 Esta reacción ocurre mas fácilmente con los alcoholes primarios, luego con los secundarios y mas difícilmente con los terciarios. De acuerdo con esto ,se puede sospechar de que tipo de alcohol se trata.
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Prueba Del Xantato Todos los alcoholes se pueden hacer reaccionar con hidroxido d potasio para producir el alcóxido de potasio. ROH + KOH
ROK + H 2O
Esta sal de potasio reacciona con disulfuro de carbono y forma un alquil xantato, precipitado amarillo claro. ROK + CS2
ROCSSK
Prueba De Lucas Cuando se desea diferenciar mas exactamente entre alcoholes primarios, secundarios y terciarios, generalmente se utiliza la prueba de Lucas, que se basa en las diferente reactividad de los distintos tipos de alcoholes con ácido clorhídrico y cloruro de zinc ( reactivo de Lucas), para producir los respectivos cloruros de alquilo, insolubles en agua. ROH + HCl
RCl + H 2O
ZnCl2
La formación de cloruros de alquilo se evidencia por la aparición de una turbidez, que ocurre rápidamente con los alcoholes terciarios, toma varios minutos para los alcoholes secundarios y prácticamente no se presentan para los alcoholes primarios. Esta prueba solo se puede realizar con alcoholes solubles en agua, aquellos que contienen hasta seis átomos de carbono. Nota: en caso dudoso con el reactivo de Lucas, puede acudirse al ensayo con N – bromosuccinimida . La técnica de seguir se puede encontrar en textos para programa mas extensos de laboratorio.
Fenoles Los fenoles ,de formula general ArOH, se diferencian de los alcoholes por que el hidroxilo va unido directamente a un carbono bencénico, y como consecuencia presenta mayor acidez que los alcoholes.
Prueba De La Solubilidad En Soda a diferencia de los alcoholes, los fenoles son solubles en hidróxido de sodio diluido, debido que, por se mas ácidos, alcanzan a reaccionar para producir el fenóxido de sodio. ArOH + NaOH
ArONa + H2O
Ensayo Con Agua De Bromo Los fenoles, por la presencia del anillo aromático, y por el carácter acivador del grupo hidroxilo, reaccionan fácilmente con bromo para dar derivados polisustituidos cristalinos, que permiten su caracterización. OH OH
OH Br
+
Br
Br
3 Br 2/H2O
Br
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Prueba Del Cloruro Férrico la mayoría de los fenoles reaccionan con cloruro férrico para formar complejos coloreados en la gama del purpura.
Éteres Los éteres, ROR también son compuestos oxigenados, pero carecen de hidrógeno unido al oxigeno, por lo cual no presentan carácter ácido. Esta clase de compuesto se diferencian de alcoholes y fenoles por su baja reactividad.
Prueba De Solubilidad En Ácido Sulfúrico Concentrado Unas de las pocas pruebas que ayuda a caracterizar los éteres en su solubilidad en ácido sulfúrico concentrado, debido a la formación de la sal de oxonio. ROR + H2SO4 R-O+-R + HSO4 H Los diaril éteres no alcanzan a solubilizarse, debido a la deslocalización electrónica producida por los anillos aromáticos, que disminuyen la densidad electrónica sobre el oxigeno, haciéndolo menos básico.
Prueba Del Férrox Los compuestos oxigenados y algunos nitrogenados y azufrados se soluibilizan en el hexatiocianato ferrato férrico, Fe 4 Fe ( SCN )6 3 , llamado “férrox” tomando el color purpura de esta sal. Mientras que los hidrocarburos; insolubles en ella, mantienen su color original. En la practica, esta prueba es útil para diferenciar entre los éteres e hidrocarburos, que quedaron clasificados en el grupo N de solubilidad.
Ensayo Del Yodo En Éter De Petróleo El yodo se disuelve en solventes no oxigenados produciendo color rojo púrpura. Con solventes oxigenados se producen coloraciones carmelitas. Por consiguiente, si a una solución de yodo en un solvente no oxigenado se le añade a un compuesto que contiene oxigeno, y el color de la solución vira a carmelita, el compuesto es oxigenado. Esta prueba es un complemento del ensayo del “ férrox “ para diferenciar compuestos oxigenados de hidrocarburo.
Procedimiento: Alcoholes. Prueba con dicromato sódico Colocar en un tubo de ensayo 3 mL de solución de dicromato de sodio al 1% y agregar 3 gotas de ácido sulfúrico, añadir una alicota del compuesto (0,5 mL si es liquido) observe.
Prueba de nitrato cérico Amoniacal. Disolver en 2 mL de agua (o dioxano si es insoluble en agua) una alicota del compuesto (0,5 mL si es líquido), agregar 0,5 mL de la solución de nitrato cérico, agite. Observe.
Reacción con sodio. En un tubo de ensayo colocar 0,5 mL del alcohol y agregarle una pizca de sodio metálico y seco. Observe
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Prueba de Lucas Colocar 0,5 mL del alcohol en un tubo de ensayo y agregar 2 mL del reactivo de Lucas, agitando vigorosamente. Observe el tiempo en que hay los cambios.
Fenoles Ensayo con agua de bromo Disuelva una alicota del compuesto en 2 ml de agua, agregue 0,5 mL de agua de bromo y observe. Prueba de cloruro férrico Disolver una alicota del compuesto en 2 mL de agua, agregar 0,5 mL de cloruro férrico al 2%, observe.
Éteres Ensayo del yodo en éter de petróleo. Colocar un cristal de yodo en tubo de ensayo seco y agregar éter de petróleo hasta que se disuelva, añadir 0,5 mL del compuesto, agite y observe. Preguntas. Escribir las ecuaciones de las reacciones anteriores. Consultar sobre alcoholes de interés biológicos.
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11 ALGUNAS PROPIEDADES DE LOS ALDEHIDOS Y CETONAS Objetivo general : Identificar mediante ensayos cualitativos aldehídos y cetonas en el laboratorio
Teoría Relacionada Los aldehídos , las cetonas y los carbohidratos se caracterizan por que su molécula tiene un grupo carbonilo, C = O , que presentan reacciones de adición nucleofílica sobre carbonos insaturados. La mas general es con 2,4dinitrofenilhidrazina para formar derivados cristalinos coloreados , fáciles de reconocer por su punto de fusión y, en el caso de los carbohidratos, por su forma cristalina. Los carbohidratos, sin embargo, debido a su escritura en hemiacetálica y a los enlaces glicosídicos, no dan fácilmente todas las reacciones del grupo carbonilo y se prefiere identificarlos por llamada “ prueba de Molish “
Aldehidos Y Cetonas. Como ya se ha dicho, que todos los aldehídos y cetonas reaccionan con la 2,4dinitrofenilhidrazina, formando derivados sólidos llamados 2,4–dinitrofenilhidrazonas, de color anaranjado. R
H2N
N
NH
NH
O
+
R
R
R
+
H 2O
El reactivo consta de solución 2,4dinitrofenilhidrazina en ácido sufúrico y etanol acuoso.
Diferenciación Entre Aldehídos Y Cetonas Después de reconocer el carácter carbonilico del compuesto, los aldehídos se pueden diferenciar por su facilidad de oxidación con respeto a las cetonas.
Prueba De Schiff El reactivo de schiff es una solución de p - rosanilina, colorante púrpura de estructura quinoide, que ha sido decolorado con anhídrido sulfuroso. En presencia de un aldehído ,fácilmente oxidable ,se regenera la estructura quinoide y, por consiguiente, la coloración púrpura. Esta prueba es positiva tanto para aldehídos alifáticos como aromáticos Prueba De Tollens El reactivo de Tollens consta de una solución de nitrato de plata e hidróxido de sodio en medio amoniacal, lo cual forma un complejo de plata que al reaccionar de un aldehído, se reduce a plata metálica que precipita o se adhiere a las paredes del tubo de ensayo en forma de espejo metálico, si el tubo esta perfectamente limpio.
Prueba De Fehling
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El reactivo de Fehling esta constituido por dos soluciones que se mezclan en el momento de su empleo. Una de las soluciones es sulfato cúprico disuelto en agua. a es tartrato de sodio y potasio mas hidróxido de sodio disueltos en agua. Al mezclarse las dos soluciones se forma un complejo cúprico-tartarico, el cual, en presencia de un aldehído alifático, se reduce a oxido cuproso precipitado de color rojo ladrillo. Esta prueba permite distinguir los aldehído alifático de los aromático, ya que esto no alcanza a reducir el complejo
Procedimiento: Prueba de Tollens . Se coloca 0,5 mL del reactivo de Tollens A, una gota de amoniaco y 0,5 mL de Tollens B en los tubos de ensayo respectivamente. En un tubo se adiciona 0,5 de formaldehido y en el otro 0,5 ml de acetona . Se agitan y se dejan en reposo durante 15 minutos . Que se observa ?. Nota lavar los tubos enseguida
Prueba de Fehling. Se mezcla 1 ml. de solución A con 1 ml. de solución B - en el momento que se va a utilizar el reactivo - y se le adiciona 0.5 ml. de formaldehido . Se coloca el tubo en un baño de agua hirviendo durante tres minutos . La aparición de un precipitado amarillo naranja de Cu 2O es prueba positiva. Se repite el ensayo utilizando acetona .
Prueba de Benedict . Se colocan 4 ml. del reactivo de Benedict en un tubo de ensayo, se le agregan 0,5 mL de aldehido alifatico y se calienta la mezcla suavemente hasta ebullición . Observe el resultado .
Prueba del yodoformo . En un tubo de ensayo se coloca 1 ml. de solución de NaOH al 2 % y 0,5 mL de formaldehido ; luego se agrega a la mezcla anterior , tres mL la solución yoduro de potasio, agitando hasta que la solución se torne ligeramente amarilla .
La experiencia se repite utilizando acetona en vez del aldehido . Qué se observa ?.
Ensayo con 2.4 - dinitrofenilhidracina . Se disuelven 0,5 mL de formaldehido en 0.5 ml. de metanol o etanol al 95 %. En un tubo de ensayo se coloca 2 gotas del reactivo y se le añade la solución del compuesto , luego de fuerte agitación se deja en reposo por 10 minutos . La presencia de un precipitado amarillo , naranja o amarillo rojizo es prueba positiva .
PREGUNTAS Según el fundamento teórico de la práctica , como haría para diferenciar entre si cada uno de los siguientes compuestos : metanal , butan-2-ona , hexan-3-ona . Un compuesto de forma molecular C5H10O da positiva la prueba 2,4 dinitrofenilhidracina , las pruebas de Tollens y yodoformo son negativas , cuál es la estructura del compuesto ?.
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12. ALGUNAS PROPIEDADES DE LOS ÁCIDOS CARBOXILICO El grupo carboxilo, - COOH presente en los ácidos carboxílico le confiere a estos compuestos carácter ácidos, de acuerdo con el concepto de Bronsted. Por consiguiente reaccionara con hidróxido de sodio y con bicarbonato de sodio desprenderán CO2. Además cambiaran la coloración del indicador universal del papel tornasol azul y de otros indicadores de acidez y basicidad. ENSAYO CON BICARBONATO DE SODIO Todos los ácidos carboxílicos reaccionan con bicarbonato de sodio desprendiendo anhídrido carbónico. Unos con mas facilidad que otros, dependiendo de su estructura y su peso molecular. Se debe tener presente que este ensayo también puede ser positivo para compuesto fácil hidrolizables como algunos anhídridos y cloruro de ácidos. PRUEBA DEL YODATO-YODURO Esta prueba se fundamenta en que el Ion yodado, y el ión yoduro, I, en un medio a un débilmente ácido, produce yodo molecular libre, el cual se reconoce por la formación de un complejo de color azul con almidón. PRUEBA DE LA MINHIDRINA Si el compuesto contiene nitrógeno, y de acuerdo con su solubilidad se puede sospechar que se trata de un aminoácido, se debe efectuar el ensayo con la ninhídrina. Característica para alfa-aminoácidos. Esta prueba se fundamenta en la reacción de la minhídrina con alfa-aminoácidos para dar productos de condensación en la gama del púrpura, violeta o azul . En las técnicas cromatografías, para revelar alfa-aminoácidos, se emplea extensamente esta relación. EQUIVALENTE DE NEUTRALIZACIÓN Después de haber comprobado el carácter acido del compuesto, se debe determinar su “equivalente de neutralización”, que se define como el peso de acido. Expresado en gramos, que es neutralizado por un equivalente gramo de álcali. Este valor permite determinar el peso molecular del compuesto, si se conoce el numero de hidrógenos ionizables, ya equivalentes de neutralización es igual al peso molecular dividido por el numero de hidrógenos ionizables. Sin embargo, las técnicas para la determinación de hidrógenos protonizables se reservan para laboratorios avanzados.
INDICE ACIDEZ Es un valor que se calcula frecuentemente para determinar el grado de acidez libre de algunos materiales de uso industrial. Se define como el número de miligramos de hidróxido de potasio necesario para neutralizar un gramo de material. Procedimiento
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Solubilidad en agua. Esta prueba se efectúa utilizando los siguientes ácidos : ácido cítrico , ácido benzoico , acético succínico . Se coloca en un tubo de
ensayo aproximadamente 5 ml. de agua y luego se adiciona tres gotas de ácido se es liquido y 0,10 gr. si es sólido. Observar los resultados.
Prueba de bicarbonato de sodio al 10 %. Se disuelve unos decigramos o más gotas del ácido , en un ml. de agua luego se añade varias gotas de solución saturada de bicarbonato de sodio al 10 %. El desprendimiento de CO 2 es prueba positiva de la presencia de ácido.
Si el ácido es insoluble en agua se disuelve el ácido en un 1 ml. de etanol y se adiciona igual volumen de agua , antes de agregar el bicarbonato .
Formación de sales . Se toma con la punta de la espátula una pequeña cantidad de ácido y se agrega a un tubo de ensayo que contiene 3 ml. de NaOH al 10 %. Observar los resultados.
Determinación del peso equivalente de un ácido . Se pesa exactamente una muestra de ácido ( 0,2 gr. aproximadamente ) ; se adiciona 30 ml. de agua y si es necesario , la cantidad de alcohol que requiera para disolver el ácido , luego se añade dos gotas de indicador fenolftaleina . Se valora la solución con solución 0,1 N de NaOH y se calcula el peso equivalente. 0
10
20
30
40
50
PREGUNTAS Escriba las reacciones correspondientes a cada una de las pruebas realizadas
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13 OBTENCIÓN DE LA ESENCIA DE PERA Objetivo General: Obtener experimentalmente un éster, el cual posee propiedades de utilidad en procesos de fabricación de alimento. Teoría Relacionada: Según la Reglamentación MERCOSUR incluida en el Código Alimentario Argentino, un aditivo es cualquier ingrediente que se agrega a los alimentos durante el procesado, envasado, almacenamiento o transporte, con el objeto de modificar sus características físicas, químicas, biológicas o sensoriales. No se incluyen las sustancias nutritivas que se emplean para mantener o mejorar las propiedades nutricionales ni, por supuesto, los contaminantes. Los aditivos alimentarios son sustancias que se añaden a los alimentos y a las bebidas con la finalidad de modificar y conservar sus características y lograr adaptarse al gusto de los consumidores sin variar su valor nutritivo. Se sabe que desde la prehistoria se recurría al uso de la sal y de lo ahumado. Hoy en día debido a la modernidad se ha recurrido al tratamiento industrial de los alimentos para mejorar su estabilidad y no deteriorar la calidad de los alimentos. Dentro de esta tecnología, los aditivos son una parte muy importante ya que permiten la preparación de productos adecuados a las exigencias de la vida moderna, por ejemplo: Pan (de larga duración), margarinas con grasas insaturadas, postres, salsas, conservas, etc.
Materiales Balón de fondo plano Condensador en rosario Tapón Mangeras 2 beaker de 100 mL Probeta de 50 mL Perlas de ebullición Estufa Soporte universal con pinzas
Reactivos Ácido acético Sal Solución de bicarbonato de sodio Alcohol isoamilico Ácido sulfúrico
Procedimiento: En un balón de un equipo de reflujo, se colocan 25 mL de ácido acético, seguido de 20 mL de alcohol isoamílico. Se agita para mezclar ambos compuestos, se añaden cuidadosamente 5 mL de ácido sulfúrico, agitando mientas se añada. Se agregan trozos de porcelana porosa y se acopla un refrigerante de reflujo y se calienta a ebullición durante una hora. Finalizado el período, se deja enfriar hasta temperatura ambiente.. Se transfiere a un embudo de separación con 50 mL de agua, se agita suavemente y separe la
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