UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTÓBAL DE HUAMANGA FACULTAD DE INGENIERÍA INGENIERÍA QUÍMICA Y METALURGIA ESCUELA DE FORMACIÓN PROFESIONAL DE INGENIERÍA QUÍMICA
Laboratorio d Q!"#i$a or%&'i$a ASIGNATURA( QU)*+, PR-CTICA N. /0 EXTRACCIÓN DE COLORANTES NATURALES Y TEÑIDO DE LANA DE OVEJA
PROFESOR DE TEORÍA( M1SC1 I'%1 CORDOVA MIRANDA2 A3$ira PROFESOR DE PR-CTICA( M1SC1I'%1 CORDOVA MIRANDA2 A3$ira ALUMNO4S5(
RODRÍGUE6 RODRÍGUE6 C-RDENAS 2L!i7 ado38o ARANGO ATAUCUSI2 ATAUCUSI2 C7ar 9!'ior ATAUCUSI CURI2 CURI2 Hr'&' DIA DE PR-CTICAS( #art7 HORA( *): ;# MESA(
ECUCIÓN( E>ECUCIÓN( ?@/@?: ?@/@?: FECHA DE ENTREGA( *,/@?: AYACUCHO PERÚ 2015
EXTRACCIÓN DE COLORANTES NATURALES Y TEÑIDO DE LANA DE OVEJA
I.
OBJETI OBJ ETIVOS VOS:: • •
II.
Etrar 3o7 $o3ora't7 d3 'o%a3 d 3a ta33a Lo%rar r 3a7 di8r'$ia7 d 3o7 tido7 $o' #ordi't 7i' #ordi't1
REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA:
La teor teoría ía del del co colo lorr es un grup grupo o de reglas eglas bási básica cass para para me mezc zcla larr distintos colores primarios para conseguir el efecto de luz o pigmento deseado mediante la mezcla de estos colo co lorres es.. Los tono tonoss de los los co colo lorres depend enden de su satu aturación. Los colores poco saturados contienen una mayor cantidad de blanco, mientras los los co colo lorres sa satu tura rado doss tien tienen en má máss negro. Se puede diferenciar diferenciar un colorante colorante de un pigmento pigmento por las siguientes siguientes razones. Un colorante es un tinte extraído de plantas o animales (de origen origen natural natural))
o de minerale mineraless proce procesad sados os en un laborato laboratorio rio.. Un
pigmento pigmento es una sustancia sustancia natural natural o articial, articial, !ue no es soluble soluble en agua ni en aceite, !ue se usa para colora, opacar o transparentar el color de un ob"eto. #ay diferentes tipos de colorantes y de pigmentos. Colorantes
Pigmentos
$zoicos
$bsorción
$ntra!uinona 'stilbenicos *rifenilmetano *rifenilmetano $crílicos -ndol
%or absorción sólo se &e un color y un brillo. etálicos rillo supercial por la formación de metales. rillo %erlado Semitransparentes Semitransparentes con una
re+exión re+exión mltiple de luz. #ay dos tipos de colorantes naturales y articiales. Las naturales son extractos de planta o animal, en general son material biológico/ las articiales son colorantes orgánicos de síntesis, se usan de forma soluble, antioxidantes. antioxidantes.
Los colorantes naturales y articiales se pueden clasicar de la siguiente forma 0. 1aturales a) 2rgánicos de origen natural b) 2rgánicos de origen &egetal c) -norgánicos de origen mineral 3. $rticiales a) 4cidos (a la ti5a, sulfurosos) b) ásicos (de pigmentación, de comple"o metálico) c) 6irectos (dispersos, colorantes sobre mordiente) d) 7eacti&os 1.
:
Nombre: 7ibo+a&ina.
Obtención: %or fermentación de le&adura. Propiedades Físicas: •
-nestabilidad ante la luz.
•
(http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Ribofavi %ol&o 8igroscópico de color amarillo. na.png)
•
Sabor amargo.
•
6erretimiento a 39: ;<.
•
Una masa molar de =>?.=? g@mol.
Toxicología: no se presenta ningn tipo de reacción secundaria ante
la presencia de la ribo+a&ina, aun!ue algunas &eces puede pintar la orina de un color amarillo brillante. cremas
Aplicaciones:
corporales,
s8ampoo,
acondicionadores,
comida de bebe, suplemento alimenticio@&itamínico, "ugos y bebidas energAticas.
Nombre: etanina
Obtención:
Se
extrae
de
la
remolac8a ro"a.
(http://upload.wikimedia.org/wikipedia/comm ons/a/a2/Betanin.png)
Propiedades Físicas: •
'l pigmento es fácilmente afectado por la luz y el calor.
•
Su p# está entre BCD
•
's de un color entre &ioleta y ro"o.
•
Su masa molar es de DD0.BE g@mol.
Toxicología: 1o tiene efectos secundarios. Aplicaciones: 7epostería, dulces, sopas, etc. (alimentos)
Nombre:
Obtención: 7aíz de crcuma. Propiedades Físicas: •
-nsoluble en agua.
•
Liposoluble.
•
'stabilidad ante calor y luz.
•
6erretimiento a 0E=;<.
•
asa molar de =?E.=E g@mol.
(http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Curcumi nstructure.svg)
Toxicología: 1o 8ay efectos secundarios. Aplicaciones: Lácteos, 8elados, pastelería, contería, etc. Nombre:
Obtención: 's el producto !ue se
obtiene a tra&As de un proceso de calentamiento de azucares. Propiedades Físicas: •
en
diferentes
tonalidades de cafAs. •
Soluble en agua o alco8ol.
•
'stabilidad a la luz y el calor.
•
p# estable.
(http://upload.wikimedia.org/wikipedia/comm ons/thumb/!/!"/Caramel#tructure.png/$2"p %&Caramel#tructure.png)
Toxicología: $lteraciones en la presión arterial y riesgo para los
diabAticos.
Aplicaciones: ebidas, caramelos, c8ocolate, cafA, 8elados, etc.
Nombre:
(ácido carminico) Obtención:
6el
insecto
llamado coc8inilla de nopal. Propiedades Físicas: •
$pariencia
de
color
(http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Carminicacidst
ro"izo. •
Se derrite a 03: ;<.
•
asa molar de B93.=E g@mol.
•
'stabilidad ante luz y calor.
•
p# estable.
Toxicología: 1o 8ay efectos secundarios. Aplicaciones:
Nombre:
Obtención: Se extrae del pimiento y se forma un concentrado. Propiedades Físicas: •
-nsolubilidad en agua.
•
6e tonalidad anaran"ada. (http://www.'ood&in'o.net/images/acarotene.pg)
Toxicología: 1o 8ay efectos secundarios, más se recomienda a las
mu"eres embarazadas o en lactancia no consumirlo en grandes cantidades. Aplicaciones:
ermelada, algunas
dulces, medicinas,
carnes, aderezos, etc.
(http://www.'orest.ula.ve/rubenhg/'otosintesis/imagene
Nombre:
Obtención: 'striado del pigmento &erde !ue usan las plantas para
lle&ar a cabo la fotosíntesis. Propiedades Físicas: •
•
Sensibles a los ácidos. Sensibles a la luz.
Toxicología: 1o se registra ningn efecto secundario. Aplicaciones: $romaterapia, contería, tA, c8icles, mermeladas, etc.
Nombre:
&egetal. Obtención
%roducido
a
partir de la combustión de la madera. Propiedades Físicas: •
1o soluble en agua.
•
'stabilidad ante calor y luz.
•
(http://en.wikipedia.org/wiki/*ile:#trukturachemic+na w,C-,glakamiennego.svg)
Aplicaciones: Se procesa y se con&ierte en carboncillo de arte,
tambiAn usado en el recubrimiento de !ueso con ceras. Estrctras: 1o se recomienda ser ingerido, por!ue puede tener
benzopireno.
Nombre: Licopeno.
Obtención: Se extrae de los tomates y se 8ace un concentrado. Propiedades Físicas: •
-nsoluble en agua.
•
asa molar de D=?.E> g molF0.
•
Se derrite entre 0>3G0>= ;<.
•
Toxicología: 1o 8ay efectos secundarios. Aplicaciones:
Suplementos alimenticios, repostería, golosinas,
(http://www.madrimasd.org/cienciasociedad/ateneo/dossier/alimentos'uncionales/ world'oodscience/alimentos'uncionales/0mage1.gi')
gelatina, bebidas, etc.
Nombre: $ntocianina.
Obtención:
Se
obtiene
de
concentrado de algunas legumbres y frutos. Propiedades Físicas: •
Soluble en agua.
•
6ependiendo su acides, es su coloración.
•
•
na antocianina (http://onkos.com.pe/images/noticias/4to5uimic
'stabilidad ante luz y calor. *oxicología 1o 8ay ninguna reacción secundaria.
$plicaciones Usado para la pastelería y la decoración de
•
dulces.
!.
Nombre:
'C0:3
*artracina Propiedades Físicas: •
Soluble en agua
•
7egularmente presentada en pol&o y mientras más este disuelta en algn li!uido toma tonalidades cada &ez más y más amarillas 1o es soluble en lactosa
•
Toxicología: %uede tener reacciones toxicas o alArgicas a las
personas !ue tienen problemas con las aspirinas. *ambiAn se dice !ue pro&oca un cambio de conducta en los ni5os pero esta armación es falsa. Aplicaciones: 's utilizado en productos como en repostería,
fabricación de galletas, de deri&ados cárnicos, sopas preparadas, conser&as &egetales 8elados y caramelos y bebidas.
Nombre: 'C00: $marillo anaran"ado S
Propiedades Físicas: •
Soluble en agua
•
%resentada en pol&o
•
*iene un color naran"a claro
•
's el colorante más comn
Toxicología: Se 8icieron teorías !ue decían !ue este colorante era
cancerígeno, pero nunca se llegó a comprobar tal efecto.
Aplicaciones: Se utiliza para colorear refrescos de naran"a, 8elados,
caramelos, productos para aperiti&o, postres, etc.
Nombre: 'C033 $zorrubin
2carmoisina Propiedades Físicas:
's
obtenido
del
ácido
carmínico con alteraciones !uímicas para 8acerlo articial. Toxicología: 'l nico da5o !ue causa dentro del organismo del ser
8umano es !ue no se absorbe en el intestino. Aplicaciones: 'ste colorante se utiliza para conseguir el color a
frambuesa en caramelos, 8elados, postres, etc.
Nombre: 'C03= $maranto
Propiedades Físicas: •
's soluble en agua
•
%resentada en pol&o *iene un color ro"o claro
Toxicología: %ruebas rusas indican !ue este colorante puede
producir cáncer e incluso tener efectos negati&os en los embriones (experimentos tratados en animales) y tambiAn puede empeorar el asma. Aplicaciones: Se utiliza para colorear diferentes alimentos como los
8elados o las salsas. %ero debido a su toxicidad no se puede utilizarse en conser&as &egetales, mermeladas o conser&as de pescado.
Nombre: 'C0D0 1egro brillante 1
Propiedades Físicas:
•
's muy soluble en agua
•
%resentada en pol&o *iene un color negro
Toxicología: 1o se permite su uso en los %aíses 1órdicos, 'stados
Unidos,
Se
utiliza
casi
exclusi&amente
para
colorear
sucedáneos del ca&iar.
Nombre: 'C0:B $marillo de !uinoleína
Propiedades Físicas: •
's muy soluble en agua
•
%resentado en pol&o 's un deri&ado de &arios compuestos seme"antes entre sí
Toxicología: 'l aparato digesti&o tiene dicultades para absorber
este colorante lo cual impide !ue se eliminen rápidamente. Aplicaciones: Se utiliza en bebidas refrescantes con color de
Inaran"aI, en bebidas alco8ólicas, y en la elaboración de productos de repostería, conser&as &egetales, deri&ados cárnicos, 8elados, etc.
Nombre: 'C03> 'ritrosina.
Propiedades Físicas: •
's poco soluble en agua
•
%resentado en pol&o con color rosa mexicano
Toxicología: 6ebido a su alto contenido de yodo se le considera
toxico para la tiroides además de poseer algunos compuestos cancerígenos Aplicaciones: Se utiliza en yogures aromatizados, en mermeladas,
especialmente en la de fresa, en caramelos, deri&ados cárnicos, patAs de atn o de salmón
Nombre: 'C0=0 $zul patentado J
Propiedades Físicas:
Kormula olecular <0?#0:1B200S3 asa olecular B9E.B::E Toxicología: 's excretado por &ía biliar y tiene un impacto le&e en la
+ora intestinal. 'n casos muy raros pude producir alergia. Aplicaciones: Se utiliza en conser&as &egetales y mermeladas
(guindas &erdes y mermelada de ciruela, por e"emplo), en pastelería, caramelos y bebidas.
Nombre: 'C0=3 -ndigotina, índigo carmín
Propiedades Físicas: •
'n pol&o
•
Soluble en agua
Toxicología: Se absorbe muy poco en el intestino, eliminándose el
absorbido en la orina. 1o es muta gAnica. Aplicaciones: está autorizado en bebidas, caramelos, contería y
8elados, con los límites generales para los colorantes articiales. Nombre: 'C0B3 Jerde ácido brillante S, &erde lisamina Propiedades Físicas: •
'n pol&o
•
Soluble pero no es muy consumido
•
*onalidad !ue &erde !ue podría ser utilizada como sustituyente de color de la clorola
Toxicología: La actual limitación de su uso es la falta de datos
concluyentes sobre su e&entual toxicidad. Aplicaciones:
Utilizado enbebidas refrescantes, productos de
contería y c8icles y caramelos. III.MATERIALES Y EQUIPOS UTILIZADOS:
Jaso de precipitado 3D: ml.
C Sulfato de aluminio
$l3 (S2B )=
ec8ero bunsen.
C
1a
gradilla con asbesto.
Jarilla de &idrio.
%iseta.
Luna de relo"
Lana de o&e"a
IV.PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL:
0. preparación de la lana: La lana primero se la&a con agua fría y luego con detergente 0C= a B:o< para eliminar la grasa, en"uagándola luego repetidas &eces con agua fría. 3. extracción del colorante " te#ido de la lana sin mordiente:
'n un &aso de 3D: ml poner 3 g de muestra seca y agregar 0:: ml de agua y 8er&ir por =:CB: minutos, luego ltrar. %oner la lana de o&e"a 3g, pre&iamente 8umedecida y lle&ar a ebullición por =:CBD min mo&iendo constantemente con una &arilla de &idrio para !ue el te5ido sea uniforme, despuAs sacar la lana a una luna de relo" y de"ar enfriar, luego en"uagar &arias &eces con agua fría para eliminar el exceso de tinte y de"ar secar.
uestra de talla o nogal (8o"as secas)
=. extracción del colorante " te#ido de la lana con mordiente. 'n un &aso de 3D: ml poner 0g de muestra seca y agregar 0::ml de agua y 8er&ir =:CB: min, luego ltrar. %oner la lana 0g y lle&ar a ebullición por =:CBD min mo&iendo constantemente con una &arilla de &idrio para !ue el te5ido sea uniforme, despuAs sacar la lana te5ida a una luna de relo" y agregar :.0Dg de sulfato de aluminio y :.:3g de cloruro de sodio, 8er&ir por 3: min y luego sacar la lana, de"ar enfriar, luego en"uagar &arias &eces con agua fría para eliminar el exceso de tinte y de"ar enfriar.
de o&e"a con $l3(S2B)=
Lana de o&e"a sin $l3(S2B)=
Lana con colorante de nogal sin mordiente lana con colorante de nogal con mordiente
Lana
Lana con colorante de talla sin mordiente lana con colorante de talla con mordiente
7'$<<-M1 6'L L2S <2L27$1*'S <21 L$1$
•
•
Un e"emplo es el ro"o ácidoC0=E
La tinción con colorantes catiónicos se realiza en medio básico. 'n estas condiciones los grupos ácido de la bra se transforman en grupos carboxilato con carga negati&a. $sí, el colorante catiónico, a tra&As del nitrógeno positi&o, se une por fuerzas electrostáticas, a los grupos aniónicos de la bra.
$.CONC%&'IONE': Se concluye !ue los mordientes son sales y estas dan un color más &i&o u otro color a l tinte, intensicando el color de un te"ido. Se concluye !ue es necesario la&ar el te"ido a te5ir antes de empezar con la práctica, ya !ue si estu&iera sucia no sería uniforme su tinción o no se te5iría. Se concluye !ue el te"ido a te5ir debe estar 8umedecido y al momento de colocar al recipiente con el tinte exprimir bien para !ue el tinte se absorba por la lana. 7emo&er continuamente el te"ido para !ue el tinte se impregne uniformemente. 's recomendable tener puesto el guardapol&o en todo momento para e&itar salpicaduras de colorante en la ropa
$I. C&E'TIONA(IO: 1. )cómo se clasi*can los colorantes+
Los colorantes se clasican, teniendo en cuenta si la propiedad tintorial se encuentra en el anión o el catión de su estructura !uímica. Sobre esta base se pueden di&idir en tres grupos básicos, ácidos y neutros. •
Colorantes b,sicos La acción colorante está a cargo del
catión, mientras !ue el anión no tiene esa propiedad, por e"emplo C cloruro de azul de metilenoN.
Colorante ,cido Sucede todo lo contrario, la sustancia
•
colorante está a cargo del anión, mientras !ue el catión no tiene propiedad, por e"emplo eosinatoC de sodioN Colorantes netros 'stán formados simultáneamente por
•
soluciones acuosas de colorantes ácido y básicos, donde el precipitado resultante, soluble exclusi&amente en alco8ol, constituye el colorante neutro, !ue tiene la propiedad tintorial de sus componentes ácidos y básicos.
!. )c,les son los colorantes natrales+
Crcmima E-1. 'n 8elados, salsas, sopas, contería,
postres, platos precocinados, !uesos, bebidas, condimentos, etc. Lí!uidos 8idrosolubles, lí!uidos liposolubles y pol&os 8idrosolubles. 'stable frente a ácidos. Se obtiene un color amarillo o amarilloCanaran"ado. (ibo/a0ina E-11a . 'n 8elados, contería, bebidas, yogur, etc. Lí!uidos 8idrosolubles y pol&os 8idrosolubles. 'stable frente al calor. La coloración !ue se obtiene es amarilla. Cloro*la E-11. 'n 8elados, contería, bebidas, condimentos, &inagretas, etc. Lí!uidos 8idrosolubles, lí!uidos liposolubles y pol&os 8idrosolubles. estable frente a los ácidos. La coloración !ue se obtiene es &erde. Carmín Coc2inilla E-1!. Se extrae de la 8embra de la
coc8inilla
4. )56 son los colorantes a7oicos+
son compuestos !ue lle&an el grupo funcional 71 O 1C7 P, en la !ue 7 y 7P pueden ser un arilo o al5ilo. La -U%$< dene compuestos azo como I6eri&ados de diazeno (diimida), #1 O 1#, en el !ue ambos 8idrógenos están sustituidos por grupos 8idrocarbilo, por e"emplo, %81 O 1%8 azobenceno o dip8Anyldiazeno. Los deri&ados más estables contienen
dos grupos arilo. La mayoría de los colores de artículos textiles y de cuero son tratados con
Son sales minerales o metálicas, solubles en agua, !ue cuando se a5aden al ba5o de tintura enlazan, intensican o cambian el color del ba5o de tintura y 8acen !ue el color sea más fuerte a la luz, al la&ado y al roce. Algnos e8emplos de mordientes m,s sados:
$LU7' (Sulfato de $luminio) 'l alumbre de potasio es un sulfato alumínicoCpotásico !ue cristaliza en octaedros incoloros y solubles en agua. 1o es tóxico. 2frece buenos resultados en la mordedura antes de te5ir. 1o altera los colores. Quizás es el mordiente !ue sir&e para reproducir más elmente los colores naturales. -<72$*2 6' %2*$S-2 (Sulfato de
$<-62S *41-<2S 'l ácido tánico se puede conseguir por procedimiento articial o por extracción de plantas ricas en taninos. Son sustancias &egetales solubles en agua. Se usan en tintorería, medicina y curtición.
reforzar los efectos mordientes. Se puede obtener de plantas del gAnero oxalis, u otras plantas como el ruibardo.
<$L (2xido de calcio) <'1-$ 2 L'H$ 6' %L$1*$S
9. describa la síntesis de n colorante
Síntesis del colorante azoico ro"o para a partir de pCnitroanilina (sintetizada por 8idrólisis de la pCnitroacetanilida) y 3Cnaftol, mediante la reacción de Sandmeyer y posterior copulación de las sales de diazonio.
Etapa 1. Preparación de la 4-nitroanilina
Se transrieron :,?>?B g de pC nitroacetanilida (color amarillo pálido) a un matraz esfArico de D: ml y se a5adieron E,: mL de agua, se agitó 8asta conseguir una pasta 8omogAnea la cual con el tiempo se tornó de un color amarillo oscuro. 6espuAs se a5adió lentamente, con ayuda de un embudo de adición (Kigura 0. onta"e de re+u"o con embudo de adición) 3,E mL de ácido clor8ídrico concentrado y se calentó a re+u"o durante =D min, en la parte superior del refrigerante se colocó un pedazo 8medo de algodón. 'l matraz esfArico se enfrió exteriormente y la mezcla de reacción se &ertió sobre 8ielo picado. Se Figura: Montaje de reflujo con a5adió 8idróxido amónico 8asta !ue la embudo de adición. solución se tornó básica. 'l sólido obtenido se ltró al &acío en un embudo buc8ner, se la&ó con el mismo ltrado y se de"ó secar a temperatura ambiente. Etapa !. Síntesis del colorante ro"o para
La sal de diazonio de la BCnitroanilina se preparó a5adiendo gota a gota, ba"o agitación, una solución de :,B=9D g de nitrito sódico en un 3 mL de agua sobre una disolución de :,E:?> g de BCnitroanilina en 3,EE ml de ácido sulfrico al D: contenida en un matraz esfArico de dos bocas de 3D ml y se enfrió exteriormente con un ba5o de 8ielo@sal. 'l ritmo de la adición se reguló de forma !ue la temperatura de la disolución no sobrepasara los :CDY<. La solución de sal de diazonio reciAn preparada y fría se a5adió, con ayuda de un embudo de adición, ba"o agitación sobre una disolución de :,EED0 g 3Cnaftol en D,>?30 ml de 8idróxido sódico 31. Se controló !ue el p# fuese alcalino tras la adición agregándole 8idróxido sódico. 'l colorante precipitó en el medio de reacción. Se ltró en un embudo uc8ner y se de"ó secar. $II.3I3%IO(AFIA:
6Colorantes 7aturales8. 9ilk#ci. n l;nea.
6Colorantes naturales? usos perspectivas8. @n'asis Alimentacin
nline.. 6Eipos de Colorante8. Fu;mica. n l;nea. 0nternet.
=http://www.5uimica.urv.es/w!siig/ 6Colorantes Arti4ciales8. 9ilk#ci. n l;nea.
