1. Resumen En la práctica de laboratorio “Síntesis de alcanos y sus propiedades” se llevó a cabo la obtención del compuesto orgánico conocido como metano a partir de la reacción entre acetato de sodio e hidróxido de sodio. El proceso se realizó por medio de la descarboxilación de una sal conjugada, en este caso el acetato de sodio, de un ácido carboxílico mediante el aumento de la temperatura en la misma, siendo esta previamente pulverizada, para la obtención del gas. En la reacción también se agregó óxido de calcio, el cual actuó como catalizador. Se obtuvo, como resultado de la práctica, las pruebas de identificación realizadas a el gas metano generado, las cuales fueron: combustión 1: positiva, combustión 2: positiva, oxidación: positiva, positiva, halogenación 1: positiva, halogenación halogenación 2: negativa. La práctica se realizó a una temperatura ambiente de 20°C y una presión atmosférica de 0.84 atm a la altura de la ciudad ciudad capital.
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2. OBJETIVOS 1.1 Objetivo General: 1.1.1
Caracterizar el compuesto orgánico más sencillo, conocido como
metano, a partir del análisis de sus propiedades y reacciones con el ambiente por medio de las pruebas de identificación. 1.2 Objetivos Específicos. 1. Aplicar las propiedades observadas en el metano para los alcanos en general. 2. Realizar las pruebas de identificación para definir si se obtienen resultados negativos o positivos. 3. Conocer las pruebas de identificación básicas, realizadas a compuestos orgánicos, para determinar propiedades y comportamiento de los mismos.
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3. Marco Teórico 3.1 Síntesis Orgánica La síntesis orgánica es la construcción planificada de moléculas orgánicas mediante reacciones químicas, a menudo las moléculas orgánicas tienen un grado de complejidad comparadas con los compuestos inorgánicos. Existen 2 campos de estudio en la síntesis de compuestos orgánicos, la síntesis total y la síntesis parcial que se diferencian una de la otra por el origen y la complejidad de los precursores químicos utilizados. 3.1.1 Síntesis Total Es la síntesis química de moléculas orgánicas complejas partiendo de moléculas simples comercialmente accesibles, habitualmente derivadas del petróleo. En una síntesis lineal existen una serie de procesos que se llevan a cabo hasta que se obtiene la molécula objeto a los compuestos químicos producidos en cada etapa se les llama compuestos intermediarios sintéticos. 3.1.2 Síntesis Parcial Es la síntesis de moléculas orgánicas donde se parte de un producto natural, es decir un compuesto que no ha sido sintetizado previamente sino extraído. 3.2 Alcanos (Hidrocarburos Saturados) Los alcanos son compuestos orgánicos llamados también como hidrocarburos es decir que en su estructura contienen átomos solo de carbono e hidrogeno, la fórmula general para compuestos aromáticos lineales es de CnH2n+2 y para los Ciclo alcanos es de CnH2n. Todos los enlaces en las moléculas de los alcanos son simples es decir enlaces de tipo sigma, son enlaces covalentes mucho más fuertes y estables que los enlaces iónicos. Por compartir electrones en un orbital S. 3.3 Descarboxilación La descarboxilación es una reacción química que elimina un grupo carboxilo y libera dióxido de carbono. Por lo general, la descarboxilación se refiere a una reacción 3
de los ácidos carboxílicos, la eliminación de un átomo de carbono de una cadena de carbono. El proceso inverso, que es la primera etapa química en la f otosíntesis, se llama carboxilación, la adición de dióxido de carbono a un compuesto. Las enzimas que catalizan descarboxilaciones se llaman descarboxilasas. El término "descarboxilación" significa literalmente la eliminación de los grupos COOH y su reemplazo con un protón. El término se refiere simplemente al estado de la sustancia reaccionante y producto. La descarboxilación es una de las reacciones orgánicas más antiguas, ya que a menudo implica sencilla pirólisis, y los productos volátiles destilar del reactor. La calefacción es necesaria debido a que la reacción es menos favorable a temperaturas bajas. Los rendimientos son muy sensibles a las condiciones. En retrosíntesis, las reacciones de descarboxilación se pueden considerar lo contrario de reacciones de homologación, en las que la longitud de la cadena se convierte en un átomo de carbono más corta. Los metales, especialmente de los compuestos de cobre, se requieren generalmente.
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4. Marco Metodológico 4.1 Algoritmo del procedimiento: 1. Se pesó 4g de acetato de sodio, 5g de hidróxido de sodio y 5g de óxido de calcio. 2. Se mezcló y pulverizó los reactivos anteriores en un mortero con pistilo. 3. Se agregó a un tubo de ensayo la muestra anterior. 4. Se tapó el tubo de ensayo con un tapón horadado con una varilla de vidrio. 5. Se armó el equipo como el instructor lo indicó. 6. Se vertió agua en un recipiente. 7.
Se aplicó calor al tubo de ensayo con la mezcla.
8. Se invirtieron, uno a uno, cinco tubos de ensayo, en el recipiente con agua. 9. Se taparon los tubos de ensayo hasta que estos se llenaran del gas generado. 10. Se realizaron las pruebas de identificación. 11. Finalizó la práctica.
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4.2 Diagrama de Flujo A
INICIO
Se pesó los
Se colocó el tubo
reactivos
anterior en un recipiente con agua
Se mezcló y pulverizó los reactivos NO Se agregó la
¿El tubo invertido se llena de gas?
mezcla a un tubo de ensayo SI Se tapó el tubo
Se tapó el tubo de
de ensayo
ensayo invertido
Se armó el
Se realizó prueba
equipo
de identificación
Se aplicó calor al
FIN
tubo de ensayo
Se invirtió otro tubo de ensayo
A
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5. Resultados Tabla I. Pruebas de identificación realizadas al gas metano
Nombre de la
Positiva
Negativa
prueba Combustión 1
X
Combustión 2
X
Oxidación
X
Halogenación 1
X
Halogenación 2
X
Fuente: Observación en el laboratorio
Tabla II. Criterios de las pruebas de identificación realizadas
Nombre de la prueba
Criterio
Conclusión
Combustión 1
El alcano se mezcla con el
La prueba fue positiva
oxígeno del aire y se convierte en una sustancia inflamable, ya que el oxígeno actúa de comburente y oxidante. Combustión 2
El alcano se mezcla con el oxígeno del aire y se convierte en una sustancia inflamable, ya que el oxígeno actúa de comburente y oxidante.
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La prueba fue positiva
Oxidación
El permanganato de potasio
La prueba fue positiva
dentro del tubo con metano, no reaccionará, dado que el metano es prácticamente inerte. Halogenación 1
La reacción del bromo con el
La prueba fue positiva
alcano se nota con la decoloración del amarillo oscuro del bromo. Halogenación 2
La reacción del bromo con el alcano se nota con la decoloración del amarillo oscuro del bromo. Esta reacción es catalizada por la luz ultravioleta del sol.
Fuente: Observación en el laboratorio
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La prueba fue negativa
6. Conclusiones a) Se determinó que los alcanos son excelentes combustibles y que en presencia de oxígeno estos se oxidan. b) Se determinó que los alcanos son compuestos poco reactivos en presencia de ácidos, bases y metales si no hay presencia de energía, esto debido a que no hay electrones disponibles. c) Se determinó que las pruebas de identificación ayudan a generalizar el comportamiento de una sustancia a partir del análisis de una sola sustancia de la misma especie.
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7. Bibliografía a) CAREY, Francis A., Química orgánica, Sexta Edición, México, McGraw Hill, 2006. b) McMurry, John “Química Orgánica”. séptima edición. México, 2008, pág. 135.
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8. Apéndice a. Datos Originales (Adjunta al Reporte) b. Muestra de cálculo No se utilizó ninguna ecuación para llevar a cabo esta práctica de laboratorio. c. Datos calculados No hay datos calculados para esta práctica de laboratorio.
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