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UNIVERSIDAD DE COLIMA
DIRECCIÓN GENERAL DE EDUCACIÓN MEDIA SUPERIOR Y TERMINAL
PRÁCTICAS DE QUÍMICA IV
ELABORADO POR LA ACADEMIA DE QUÍMICA IV INTEGRADO POR: ING. ALICIA PÉREZ LUNA QFB. ANA MARÍA RODRÍGUEZ ARELLANO ING. MARTÍN ROBLES DE ANDA ING. ZENORINA AGUILAR CARRASCO ING. FERNANDO GUZMÁN NAVA ING. ADRIANA TENA SAGRERO ING. FABIOLA ARREOLA CABRERA ING. ARMIDA FIGUEROA CHÁVEZ
COLIMA, COL. ENERO 2003.
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INDICE PÁG. * INTRODUCCIÓN INTRODUCC IÓN ...................... .................. .... • NORMAS GENERALES DE LABORATORIO LABORATORI O ............. •
3 5
PRÁCTICAS DE LABORATORIO
No.1 . OBTENCIÓN DE UN ALCOHOL
..............................
7
No:2. PROPIEDADES FISICO-QUIMICAS DE LOS ALCOHOLES ...................................................... ....
10
No. 3 USOS DE LOS ALCOHOLES ...............................................
13
No. 4 OXIDACIÓN DE LOS ALCOHOLES ......................................
16
No. 5 SÍNTESIS Y PROPIEDADES DE ALDEHÍDOS .....................
19
No. 6 ESTUDIO DE LAS PROPIEDADES DE LOS ALDEHÍDOS Y CETONAS ..................................................
22
No. 7 DETERMINACIÓN DE ÁCIDO CÍTRICO ...............................
25
No. 8 SÍNTESIS Y ESTUDIO DE LA ASPIRINA ............................
27
No. 9 OBTENCIÓN DE UN ÉSTER
..............................................
30
No. 10 FABRICACIÓN DE UN JABÓN ...........................................
32
No. 11 ESTUDIO DE UNA CARBAMIDA
......................................
35
No. 12 ESTUDIO DE UN ANHÍDRIDO ORGÁNICO ........................
37
No. 13 OBTENCIÓN DE UN COMPUESTO NITRÓGENADO .........
39
No. 14 RECONOCIMIENTO DE PROTEÍNAS ................................
43
No. 15 RECONOCIMIENTO DE GLÚCIDOS
...............................
47
No. 16 ÁCIDOS GRASOS SATURADOS E INSATURADOS .........
53
BIBLIOGRAFÍA
56
........................................................ .....................
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INDICE PÁG. * INTRODUCCIÓN INTRODUCC IÓN ...................... .................. .... • NORMAS GENERALES DE LABORATORIO LABORATORI O ............. •
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PRÁCTICAS DE LABORATORIO
No.1 . OBTENCIÓN DE UN ALCOHOL
..............................
7
No:2. PROPIEDADES FISICO-QUIMICAS DE LOS ALCOHOLES ...................................................... ....
10
No. 3 USOS DE LOS ALCOHOLES ...............................................
13
No. 4 OXIDACIÓN DE LOS ALCOHOLES ......................................
16
No. 5 SÍNTESIS Y PROPIEDADES DE ALDEHÍDOS .....................
19
No. 6 ESTUDIO DE LAS PROPIEDADES DE LOS ALDEHÍDOS Y CETONAS ..................................................
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No. 7 DETERMINACIÓN DE ÁCIDO CÍTRICO ...............................
25
No. 8 SÍNTESIS Y ESTUDIO DE LA ASPIRINA ............................
27
No. 9 OBTENCIÓN DE UN ÉSTER
..............................................
30
No. 10 FABRICACIÓN DE UN JABÓN ...........................................
32
No. 11 ESTUDIO DE UNA CARBAMIDA
......................................
35
No. 12 ESTUDIO DE UN ANHÍDRIDO ORGÁNICO ........................
37
No. 13 OBTENCIÓN DE UN COMPUESTO NITRÓGENADO .........
39
No. 14 RECONOCIMIENTO DE PROTEÍNAS ................................
43
No. 15 RECONOCIMIENTO DE GLÚCIDOS
...............................
47
No. 16 ÁCIDOS GRASOS SATURADOS E INSATURADOS .........
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BIBLIOGRAFÍA
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INTRODUCCIÓN Mucho se ha hablado y escrito acerca del problema en el proceso de enseñanza-aprendizaje de la Química, y de la disminución alarmante en él numero de personas que escogen esta carrera en todo el mundo. Dentro de lo que se ha discutido, una conclusión importante es que al publico-alumno hay que motivarlo mostrándole la ciencia en conexión con aspectos de la vida cotidiana. En los cursos de química química que generalmente generalmente se imparten en las universidades se cuida cuida que siempre el contenido de los programas este secuenciado y estructurado, para caminar desde lo concreto concreto hasta lo abstracto, abstracto, y con esto facilitar facilitar el aprendizaje, aprendizaje, pero no se contempla contempla la motivación a través de experiencias diarias. Esto hace que, que, en ocasione ocasiones, s, la materia materia de química sea aburrida aburrida y muy difícil, sobre sobre todo para los estudiante estudiantess de otras otras áreas que tienen en el tronco común común a la Química como una materia de obligación. Los experimentos que se presentan en este manual de Química IV servirán a los estudiantes para complementar y aplicar los conocimientos que están adquiriendo de esta ciencia en el aula aula.. El prof profes esor or como como guía guía debe deberá rá fome foment ntar ar que que “el “el alum alumno no cons constr truy uya a sus sus prop propio ioss conoc conocimie imiento ntos”. s”. Ello requie requiere re que el alumno alumno se convie convierta rta en protag protagon onista ista de su propio propio aprendizaje, que se implique de forma activa en todo el proceso. El papel del profesor es principalmente el de crear situaciones que permitan al alumno intervenir activamente en su proceso de aprendizaje para que, lejos de limitarse a memorizar los conceptos, pueda integrarlos dentro de su propio sistema cognitivo, relacionándolos con los que previamente conoce. Los profesores de química conocen bien el valor de las experiencias prácticas en este proceso. La observación directa de los fenómenos permite una compresión adecuada de los conceptos y ayuda a centrar las ideas de los alumnos. Con la experiencia docente docente como profesores de de química que integramos integramos teoría y practica, se observa que la actitud que los alumnos adoptan en el laboratorio es diferente a la que muestran en las clases estrictamente teóricas. En la mayoría de los l os casos, e independientemente de su edad, los alumnos se muestran en el laboratorio más responsables, hacen mas preguntas, se encuentran más atentos, aprenden a trabajar en equipo, se incrementa la colaboración entre los compañeros y sé amplia la comunicación de profesor-alumno, pero siempre y cuando las prácticas sean de su agrado y se realicen en el contexto de su entorno social y que verifique la aplicación de esta ciencia de manera practica. Como profesores del bachillerato conocemos los problemas que se pueden presentar para la realización de practicas de laboratorio a causa de las limitaciones económicas y de espacio de nuestros laboratorios. Ello nos ha predispuesto a diseñar estas experiencias prácticas teniendo en cuenta también estos factores. En general, en todas las practicas que presentamos se caracterizan los siguientes rasgos:
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No son experiencias complejas. Son fáciles de realizar y no se necesita un material sofisticado. No resultan económicamente económicamente costosas El material empleado es sencillo, generalmente de vidrio y/o plástico y barato. Parte del material se puede obtener de forma sencilla. Los reactivos, en la mayoría de los casos, son económicos y no tienen gran pureza; lo que resulta más baratos, además, se utiliza en cantidades mínimas. La mayor parte de las experiencias presentadas pueden realizarse en el tiempo de una clase de laboratorio de 100 minutos. El alumno o grupo que realiza la practica puede controlar la calidad, exactitud y precisión de sus experiencias comparando sus resultados con los de otros grupos. Se facilita la evaluación, lo que constituye uno de los pilares de este tipo de enseñanza, independientemente de los resultados diarios de la experiencia, el alumno tendrá su cuaderno de practicas mediante el cual el profesor puede evaluar y corregir los errores ayudando al alumno a superar las l as dificultades.
OBJETIVOS GENERALES 1. Desarr Desarroll ollar ar en el estudia estudiante nte la capacid capacidad ad para aprend aprender er de la observa observació ción n y de la experimentación. 2. Desarrollar Desarrollar la imagina imaginación, ción, creativida creatividad d y reflex reflexión. ión. 3. Fome Foment ntar ar el trab trabaj ajo o en equi equipo po y desa desarr rrol ollo lo de valore valoress huma humano noss para para una una mejo mejor r integración en la sociedad. sociedad. 4. Desarrollo Desarrollo de la creati creatividad vidad con con la observa observación ción y la experime experimentac ntación. ión. 5. Adquirir Adquirir destrezas destrezas para para el uso de las técnicas técnicas instrum instrumenta entales les en el laboratori laboratorio. o. 6. Valorar Valorar la importancia importancia de exactitud exactitud y veracida veracidad d en la observació observación n y en la medición. medición. 7. Aplicación Aplicación de una metodolog metodología ía cientí científica. fica. 8. Trabajar Trabajar bajo bajo condicio condiciones nes de seguridad seguridad en en el laborato laboratorio. rio. 9. Relacionar Relacionar los los fenómeno fenómenoss de la vida cotidian cotidiana a con las ciencia cienciass químicas. químicas. 10. Recono Reconocer cer media mediante nte la experi experimen mentac tación ión las aplica aplicacio cione ness de la quími química ca y con ello ello poder entender, los riesgos y beneficios de esta ciencia. 11. Despertar en todos los estudiantes y maestros el interés por las ciencias y en particular de la química. 12. Conocer en una primera aproximación aproximación las ideas previas de nuestros estudiantes. estudiantes.
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NORMAS GENERALES DE LABORATORIO ANTES DE INICIAR SU PRACTICA: ♦
La asistencia a la practica es obligatoria.
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La tolerancia para entrar al laboratorio será la que ri ge el reglamento escolar.
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Acatar las instrucciones indicadas en el Reglamento General de Laboratorios de los Planteles del Nivel Medio Superior de la Universidad de Colima. No dejar abrigos, carpetas u otros objetos sobre las mesas de trabajo. Cuando más despejado este el lugar de trabajo mejor se desarrollará el experimento y menos peligro existirá para nosotros y para nuestras cosas. Es obligatorio llevar bata para evitar manchas y quemaduras. También es aconsejable traer un trapo de algodón para poder agarrar los recipientes calientes o limpiarlos y secarlos. Se deben seguir a todo momento las indicaciones del profesor. No se comenzara a trab trabaj ajar ar hast hasta a habe haberr reci recibi bido do las las inst instru rucc ccio ione ness nece necesa saria rias. s. Cons Consul ulta tarr las las duda dudass y dificultades. Es imprescindible leer por lo menos una vez la práctica antes de comenzar. Compro Comprobar bar que esta esta todo todo el materi material al neces necesari ario o y en las condic condicion iones es adecu adecuada adass de conservación y limpieza. Comunicar cualquier anomalía al profesor. Cada grupo será responsable de material asignado. Por seguridad esta terminantemente prohibido fumar dentro del laboratorio, así como ingerir alimentos y bebidas.
DURANTE EL TRABAJO: ♦
No debe probarse ninguna sustancia y debe evitarse el contacto con la piel. En caso de que algún producto corrosivo caiga en la piel, se eliminará con abundante agua fría.
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Extremar los cuidados al trabajar con sustancias inflamables, tóxicas o corrosivas.
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Comunicar cualquier accidente, quemadura o corte, a tu profesor de laboratorio.
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La manipulación de productos sólidos se hará con ayuda de una espátula o cucharilla y para transvasar líquidos se utilizara una varilla de vidrio en los casos que sean necesarios. Nunca viertas el ácido sulfúrico concentrado al agua, sino el ácido al agua teniendo cuidado. Tener cuidado al manejar ácidos y bases principalmente concentrados. Para oler algún producto no debe acercarse la cara al recipiente, si no que se arrastrará el vaso hacia la nariz pasando la mano por encima de él. Con el fin de evitar contaminaciones, nunca se devolverá al frasco los restos de productos no utilizados. El material de vidrio es muy frágil, por lo que se evitara los golpes y cambios bruscos de temperatura. Se deberá anotar en una hoja o cuaderno el material que se rompa y comunicarlo al profesor de laboratorio. Cualquier experimento en el que se desprenda gas tóxico o inflamables en el que se utilicen reactivos potencialmente nocivos deberá llevarse a cabo en las campanas extractoras del laboratorio. Los restos sólidos no metálicos deben tirarse en cestos de basura, nunca en las fregaderas. Los residuos metálicos se almacenarán en un recipiente especial. Los residuos acuosos se verterán en los fregaderos grandes, con abundante agua antes, durante y después del vertido. En cuanto a los líquidos y disolventes orgánicos, se echaran en un recipiente de plástico, para su posterior eliminación.
AL TERMINAR: El lugar y el material de trabajo debe quedar limpio y ordenado, también se deben apagar y desenchufar los aparatos. ♦ Lavarse las manos perfectamente para evitar intoxicaciones con algunos reactivos. ♦ Entregar para su revisión el reporte de la practica elaborada. ♦ Hasta que el profesor no de su autorización no se considerara finalizada la practica y por lo tanto, no podrás salir de laboratorio. Recomendaciones generales . ♦
La seguridad en un laboratorio depende en gran medida del trabajo serio y eficaz del profesor de laboratorio que en coordinación con el titular de la materia guiarán al alumno a realizar sus experimentos con la calidad que demanda hoy en día nuestra Universidad de Colima
7
OBTENCIÓN DE UN ALCOHOL Práctica No. 1
OBJETIVO: El alumno realizará la obtención de un alcohol por la vía fermentativa.
MATERIAL: Frasco de boca ancha Balanza granataria 4 Gasas de tela
REACTIVOS: Agua filtrada 100 g de pulpa de fruta: manzana, durazno, uva, piña, plátano.
INTRODUCCIÓN: Los compuestos cuyas moléculas contienen uno o más grupos hidrófilos (-OH) en lugar de átomos de hidrógeno se llaman alcoholes. Se conocen una gran cantidad de alcoholes, derivados de los alcanos, alquenos, alquinos y otros hidrocarburos. Los alcoholes más sencillos y comúnmente conocidos son el metanol y el etanol. El etanol se puede obtener por varios métodos, como derivado de algún hidrocarburo o biológicamente a través de una fermentación.
DESARROLLO: 1. Prepara en la licuadora una solución con taza y media de agua filtrada y media taza de pulpa de fruta, muele hasta que quede una solución homogénea. 2. Coloca la solución en un recipiente y calienta hasta que hierva por 15 minutos. 3. Adiciona a la solución anterior un poco de agua filtrada (recién hervida) hasta completar aproximadamente 2 tazas de solución, esperar a que la solución se enfríe a una temperatura en la que puedas tocar el recipiente y no te quemes (35 oC) 4. Pasa la solución a un frasco de boca ancha el cual debe estar limpio y enjuagado con agua hirviente (de preferencia esterilizado como los biberones, si aguanta el material) 5. Disuelve 2 g de levadura en un poco de agua tibia y agrégala al frasco que contiene la solución, agita un poco y déjala en reposo. Tapa con 2 o 3 gasas la boca del frasco, para evitar contaminaciones con el polvo. Déjalo en un lugar fresco y seco. 6. Observa el frasco diariamente, y cuando notes un leve burbujeo será la señal de que la fermentación ha iniciado, la producción de etanol termina cuando se suspende la emisión de burbujas. Lleva el frasco con lo obtenido para la siguiente sesión de laboratorio.
NOTAS:
8 -
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Para esterilizar el frasco, puedes poner a hervir agua en una vaporera o esterilizadora de biberones y colocar el frasco limpio boca abajo y destapado, por 15 minutos. Cuando lo vallas a sacar hazlo con cuidado, y trata de no tocar con tus manos la boca del frasco. Sácalo cuando ya lo vallas a usar. De preferencia usa un frasco de vidrio. La pulpa de la fruta es lo que se come, (sin huesos)
CUESTIONARIO: 1. Cuál es el nombre científico de la levadura? ________________________________________________________________________ _______________________________________________________. 2. Escribe la ecuación de la reacción bioquímica ocurrida para la obtención de etanol. ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ _______________________________________________. 3. Investiga y anota las propiedades físicas del etanol. ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ _______________________________________________. 4. Escribe el nombre y la reacción de otro método para obtener etanol. ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ _______________________________________________. 5. Investiga y anota la clasificación de los alcoholes así como sus fórmulas generales. ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ______________________________________. 6. Qué usos tiene el etanol? ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ _______________________________________. 7. Investiga qué método o métodos se utilizan para producir etanol a escala industrial. ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ _______________________________________________. a).Qué materia prima se utiliza? ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ______________________________________________.
8. Explica la diferencia que existe entre alcohol etílico absoluto, alcohol etílico al 96% y alcohol etílico desnaturalizado.
9 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ______________________________. OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ____________________.
Vo.Bo. del catedrático
Nombre del alumno
__________________________
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Fecha ________________________________________
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PROPIEDADES FISICO QUÍMICAS DE LOS ALCOHOLES. Práctica No. 2
OBJETIVOS: - Que el alumno realice una destilación para obtener el alcohol del producto fermentado anteriormente. - Que observe algunas de las propiedades físicas y químicas de los alcoholes.
MATERIAL
REACTIVOS:
Equipo de destilación Parrilla eléctrica 4 Tubos de ensayo Gradilla Termómetro 2 Probetas de 500 ml Pipetas
Producto fermentado Alcohol etílico Metanol Propanol Butanol
DESARROLLO: 1. Coloque aproximadamente 100 ml del producto fermentado dentro del matraz de destilación, y proceda a destilar a 80oC aproximadamente 5 ml. Observe las características del destilado. (color, olor). 2. Toma 4 tubos de ensayo y coloca en uno 1 ml de alcohol etílico, en otro 1 ml de metanol, en otro 1 ml de propanol y en el último 1 ml de butanol. 3. Observa sus características físicas, color, olor y solubilidad en agua. Investiga sus densidades. 4. En 4 tubos de ensayo limpios, coloca 3 ml de las siguientes sustancias por separado: alcohol metílico, etanol, propanol y butanol. Utiliza un termómetro y determina su punto de ebullición en una parrilla eléctrica. Llena la tabla de resultados. 5. Mide 48 ml de alcohol etílico y 452 ml de agua, coloca cada sustancia en probetas diferentes y determina la temperatura de cada líquido y anótala. 6. Adiciona los 452 ml de agua en la probeta que contiene el alcohol. Determina la temperatura de la solución así como el volumen final. 7. Calcula el peso molecular del metanol, etanol, propanol y butanol. Reporta en la tabla. METANOL PESO MOLECUAR PUNTO DE EBULLICIÓN SOLUBILIDAD EN AGUA DENSIDAD
ETANOL PROPANOL
OCTANOL
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CUESTIONARIO: 1. Explica la diferencia que existe entre alcohol etílico absoluto, alcohol etílico al 96% y alcohol etílico desnaturalizado. ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ _____________. 2. ¿Cómo se comportó el punto de ebullición y la densidad con respecto al peso molecular de los alcoholes? ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ _____________. 3. Utilizando la respuesta de la pregunta anterior. ¿Cómo será el punto de ebullición del heptadecanol con respecto al punto de ebullición del octadecanol? ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ______________. 4. ¿Cuál alcohol fue menos soluble en agua? ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ____________. 5. ¿Qué sucedió con la temperatura de la solución agua-etanol? ¿cuál es la causa? ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ____________. 6. ¿Qué sucedió con el volumen final de la solución agua-etanol?¿A qué se debe? ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ _____________.
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OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ _______________________.
Vo.Bo. del catedrático
Nombre del alumno
__________________________
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Fecha ________________________________________
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USOS DE LOS ALCOHOLES PRACTICA No. 3
OBTENCION DE UNA ESENCIA OBJETIVO: Obtener una esencia por medio de la extracción con alcoholes.
INTRODUCCIÓN La extracción es un método empleado tanto comercial, como en el laboratorio para separar sustancias de una solución, mientras que la destilación el proceso consiste en la separación sucesiva de los líquidos de una mezcla, aprovechando la diferencia entre sus puntos de ebullición.
DISOLVENTE: Que tiene la facultad de disolverse, y que tiende a disolverse en cualquier sustancia.
MATERIAL:
SUSTANCIAS:
1 Mortero c/pistilo 1 Equipo de destilación 2 Soportes universales 1 Mechero bunsen 2 Vaso de precipitados de 100ml 2 Vaso de precipitados de 50ml 1 Probeta graduada de 50ml 1 Termómetro
Alcohol etílico 5 paquetes de clavos de olor 2 flores(rosas, violetas, etc.)
DESARROLLO 1. Toma 5 porciones de la especie(clavos de olor), coloca en el mortero y tritúralos. 2. Coloca el producto en un matraz de destilación y agrégale 100 ml de alcohol etílico. Agita por 15 minutos. Deja en reposo por 10 minutos. Posteriormente agrega 5 ml de agua destilada. 3. Procede a realizar la destilación (con el producto obtenido), procurando que la temperatura no exceda a los 85 °C. 4. Terminada la destilación, observa las propiedades físicas de la sustancia que quedo en el matraz de destilación, posteriormente procede a medir con exactitud el residuo. 5. Haz lo mismo pero ahora utiliza los pétalos de 2 rosas.
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CUESTIONARIO 1.-Investiga qué es la extracción y en que industria se aplica. ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ____________. 2.- Investiga el componente principal de la especia de clavos de olor. ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ______________. 3.- Menciona si el producto final contiene alcohol y agua. ¿Cómo los eliminarías de dicho producto final(esencia) ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ______________. 4.-Describe las características físicas del producto obtenido. ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ______________. 5.-¿Cuál es la función del alcohol? Explica por que alcohol y no éter. ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________. 6.-Investiga cuales son los principales disolventes que se utilizan en la elaboración de perfumes. ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ __________________. 7.-Describe un proceso que te permita extraer el principio activo de la manzanilla. ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ _____________.
15 8.- Describe un proceso que te permita preparar una fragancia o perfume. ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________.
OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ____________________________.
Vo.Bo. del catedrático
Nombre del alumno
__________________________
________________________
Fecha ________________________________________
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OXIDACIÓN DE ALCOHOLES Práctica 4
OBJETIVO: Que el alumno realice y observe la oxidación de alcoholes primarios y secundarios
MATERIAL: Cápsulas de porcelana
REACTIVOS: Metanol Etanol 1-propanol 2-propanol 1- butanol 2-butanol alcohol isoamílico alcohol amílico alcohol teramílico dicromato de potasio permanganato de potasio ácido sulfúrico concentrado
INTRODUCCIÓN: Las reacciones químicas generales de los alcoholes, varían en su velocidad y en su mecanismo, dependiendo de que el alcohol sea, primario, secundario o terciario. Las que dependen del desplazamiento del hidrógeno del grupo hidróxido son más rápidas con los alcoholes primarios, mientras que en las que se sustituye el oxhidrilo, son más fáciles en los alcoholes terciarios. Los tres grupos de alcoholes poseen propiedades químicas particulares, las cuales permiten distinguirlos y además usar estas reacciones para obtener diferentes tipos de compuestos orgánicos.
DESARROLLO: 1. Coloca en una cápsula aproximadamente 2 ml de cada uno de los alcoholes que se muestran en la tabla. Percibe su olor con cuidado. 2. Adiciona a cada cápsula aproximadamente 1 ml de dicromato de potasio y 4 gotas de ácido sulfúrico concentrado (ten cuidado es peligroso y se calienta pronto). 3. Observa lo obtenido, y con cuidado trata de percibir el olor que se genera. Anota tus resultados en la tabla. 4. Realiza el mismo procedimiento desde el paso 1, pero ahora con permanganato de potasio.
17 ALCOHOL
K2Cr 2O7 (MEDIO ÁCIDO) COLOR OLOR
KMnO4 (MEDIO ÁCIDO) COLOR OLOR
Metanol Etanol 1-Propanol 2-Propanol 1-butanol 2-butanol Alcohol Amílico Alcohol Isoamílico Alcohol teramílico
CUESTIONARIO: 1. Anota la reacción (nombre y fórmula) y el compuesto que se obtiene con cada uno de los alcoholes al momento de adicionarles dicromato de potasio y ácido sulfúrico. ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ______________________________________________. 2. ¿Qué reactivos se pueden utilizar para oxidar alcoholes (agentes oxidantes)? ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ __________________________________. 3. ¿Qué función tiene el ácido sulfúrico en la reacción? ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ _______________________. 4. ¿Es fácil oxidar un alcohol terciario? ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________. 5. Anota las fórmulas desarrolladas de un alcohol primario, uno secundario y uno terciario. ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ __________________________________. 6. ¿Qué tipo de compuesto se produce al oxidar un alcohol primario? ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ __________________________________. 7. ¿Qué tipo de compuesto se produce al oxidar un alcohol secundario?
18 ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ____________________.
OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ______________________________________________________.
Vo.Bo. del catedrático
Nombre del alumno
__________________________
________________________ Fecha
_______________________
19
SINTESIS Y PROPIEDADES DE ALDEHIDOS PRÁCTICA No. 5
OBJETIVO: El alumno obtendrá, determinará y comprenderá las diferentes propiedades de los aldehídos.
INTRODUCCION Los aldehídos y las cetonas contienen el grupo carbonilo C=O, que es el que determina sus propiedades químicas de este grupo de compuestos químicos orgánicos. Los aldehídos tienen fórmula general R-CHO(el grupo carbonilo está en carbono primario) y las cetonas R-CO-R’ (el grupo carbonilo está en carbono secundario). Los grupos R y R’ pueden ser alifáticos o aromáticos
MATERIALES:
SUSTANCIAS:
1 Gradilla 1 Alambre de cobre de 30 cm aprox. 1 Mechero de bunsen 1 Pinzas 1 Matraz de fondo plano 6 Tubos de ensayo 1 Cápsula de porcelana Cerillos
Metanol Etanol Formaldehído Propanol Permanganato de potasio
DESARROLLO 1.- Enrolla(en forma de espira) un pedazo de alambre de cobre dejando en un extremo, un pedazo recto que lo introducirás en un tapón monohoradado. 2.- En un matraz de fondo plano coloca 5 ml de Metanol, calienta suavemente hasta producir vapores de alcohol. 3.- Simultáneamente, calienta el espiral al rojo vivo e introdúcelo al matraz tapando un momento y luego que se enfríe retíralo. Observa lo que sucede y trata de identificar el olor producido por la reacción. Haz esta operación en 4 ocasiones más. 4.- Toma 3 tubos de ensayo y colócalos en una gradilla, coloca en uno de ellos 1ml del producto obtenido(residuo del matraz de fondo plano), en otro tubo formaldehído.
20 5.- Observa el color, consistencia de cada una de las sustancias en el caso del olor trata de relacionarlo con alguna sustancia que conozcas. 6.- Adiciona a cada tubo 3ml de agua, agita y observa. 7.- Realiza la prueba de solubilidad de cada una de las sustancias (1ml de sustancia + 3ml de alcohol etílico). 8.- Coloca 1 ml del producto obtenido en una cápsula de porcelana, acerca un cerillo encendido y observa. Haz lo mismo para el formaldehído. 9.- En un tubo de ensayo coloca 1ml de formaldehído, adiciona 1ml de permanganato de potasio y agrégale 2 gotas de ácido sulfúrico, agita y observa.
CUESTIONARIO 1.-Escribe la reacción efectuado entre el metanol y el cobre anotando los nombres de los productos. ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ____________. 2.-Investiga las principales reacciones de los aldehídos. ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ____________. 3.-Escribe el nombre y fórmula de 5 compuestos pertenecientes a la familia de los aldehídos. ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ______________. 4.-Investiga el uso principal del formaldehído. ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ _____________. 5.-Menciona como fue la solubilidad de cada una de las sustancias en agua y en alcohol etílico. ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ _____________. 6.-Investiga que es una oxidación y una reducción. ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ _____________.
21 7.-Menciona los cambios que ocurrieron al reaccionar las sustancias con el permanganato de potasio. ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ _____________. 8.- Existió alguna similitud o diferencia en las reacciones de los aldehídos. ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ______________. 9.- Investiga los usos y aplicaciones de los aldehídos. ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ _____________. 10.- Explica a que se debe el olor de los aldehídos. ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ _____________.
OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ________________________.
Vo.Bo. del catedrático __________________________
Nombre del alumno ________________________ Fecha
________________________________________
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ESTUDIO DE LAS PROPIEDADES DE LOS ALDEHÍDOS Y CETONAS Práctica 4
OBJETIVO: El alumno estudiará las principales propiedades físicas y químicas de los aldehídos y cetonas.
MATERIAL: 15 tubos de ensayo 5 cápsulas de porcelana Gradilla Baño María
SUSTANCIAS: Alcohol etílico Albúmina de huevo al 1% Fehling A y Fehling B Formaldehido Acetaldehido 2-butanona ciclohexanona acetona
INTRODUCCIÓN: Los aldehídos y las cetonas son dos grupos de compuestos pertenecientes a la química orgánica, los cuales tienen gran importancia en algunos campos de aplicación. Los aldehídos son considerados como el primer producto de la oxidación de los alcoholes primarios por lo tanto presentan una serie de reacciones que se consideran como propiedades. Algunos aldehídos se emplean comúnmente en la medicina por sus propiedades desinfectantes, así como para la conservación de preparaciones anatómicas, otros se usan como materia prima para elaborar polímeros, para obtener sustancias hipnóticas como el hidrato de cloral, etc. Las cetonas se consideran productos de la oxidación de alcoholes secundarios y no se pueden generalizar las propiedades, por lo tanto sólo mencionaremos las reacciones de condensación de la propanona. Estas sustancias tienen gran aplicación en la industria como solventes y también como materia prima para elaborar otras sustancias orgánicas.
DESARROLLO: 1. Toma 5 tubos de ensayo, acomódalos en la gradilla y coloca 1 ml de cada una de las siguientes sustancias, una en cada tubo, formaldehído, acetaldehído, 2-butanona, ciclohexanona y acetona. 2. Con mucho cuidado observa el olor, el color y la consistencia de cada una de las sustancias. En el caso del olor trata de relacionarlo con alguna sustancia conocida. 3. Adiciona a cada tubo de ensayo 3 ml de agua, agita y observa. 4. En otros 5 tubos coloca las mismas sustancias en la misma cantidad (1ml), y realiza ahora la prueba de solubilidad con 3 ml de alcohol etílico. 5. En 5 cápsulas de porcelana coloca 5 gotas de cada uno de los reactivos (aldehídos y cetonas), y acerca con cuidado la flama de un cerillo y observa.
23 6. Coloca aproximadamente 5 ml de albúmina de huevo en 5 tubos de ensayo, adiciona gota a gota cada uno de los reactivos por separado, y agita constantemente, observa y anota. 7. Coloca en 5 tubos de ensayo 1 ml de Fehiling A y 1 ml de Fehling B, y adiciona a cada uno de ellos 5 gotas de los reactivos (cetonas y aldehídos). Agita, somételos a ebullición en baño maría por 10 minutos y observa lo que ocurrió en cada tubo. 8. Coloca en 5 tubos de ensayo 5 gotas de cada uno de los reactivos, por separado, y adiciona 2 gotas de permanganato de potasio y 2 gotas de ácido sulfúrico. Agita y observa. Anota el tiempo en que tardan en reaccionar. Anotar observaciones y resultados en el cuadro final.
CUESTIONARIO 1. ¿Existió alguna similitud o diferencia en los resultados de las pruebas efectuadas para los aldehídos y para las cetonas? Descríbelas. ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ __________________________________________________________________ 2. Anota la reacción con cada uno de los reactivos de la oxidación con el KMnO 4 y H2SO4. (reactivos y productos) ___________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________. 3. Describe con tus palabras la apariencia física de cada una de las cuatro sustancias, en el caso del olor, a qué sustancias te recordaron cada una de ellas. ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ______________________________________________________________.
OBSERVACIONES Y RESULTADOS REACTIVO
FORMALDEHÍDO ACETALDEHIDO 2-BUTANONA CICLOHEXANON A ACETONA
SOLUBILI- SOLUBILID COMOLOR COLO DAD EN AD EN BUSTI ALBÚMI R AGUA ALCOHOL ÓN NA (FUEG O)
REACCIÓ CON N KMnO4 FEHLING COL + o OR -
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OBSERVACIONES Y RESULTADOS
REACTIVO
OLO COLO SOLUBILID SOLUBILI- COMREACCIÓN R R AD EN DAD EN BUSTI ALBÚMI FEHLING AGUA ALCOHOL ÓN NA COLO + o (FUEG R O)
C O N K M nO 4
FORMALDEHIDO ACETALDEHIDO 2-BUTANONA CICLOHEXANON A ACETONA
OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ _____________________________.
Vo.Bo. del catedrático __________________________
Nombre del alumno ________________________ Fecha
________________________________________
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DETERMINACIÓN DE ÁCIDO CÍTRICO PRACTICA No. 7
OBJETIVO: Demostrar una de las reacciones características de los ácidos carboxílicos y determinar el porcentaje de ácido cítrico en el jugo de limón.
MATERIAL: Bureta de 25 ml Vaso de precipitado chico Matraz erlenmeyer de 125 ml Pipeta Gotero
SUSTANCIAS Fenolftaleína Hidróxido de sodio 0.1 M Jugo de limón 15 ml Jugo de toronja 15 ml Jugo de Naranja 15 ml
INTRODUCCIÓN Aunque mucho más débiles que los ácidos minerales (sulfúrico, nítrico, clorhídrico), los ácidos carboxílicos son mucho más ácidos que el agua, por lo que los hidróxidos acuosos ( NaOH, KOH ) los convierten en sus sales con facilidad, por lo que podemos utilizar esta reacción para determinar la cantidad de ácido carboxílico contenido en un determinado material. R – COOH + NaOH
R - COONa + H2O
DESARROLLO 1. Coloque 5 ml de jugo de limón en el matraz y adiciona 50 ml de agua destilada. 2. añade 2 gotas de fenolftaleína, y procede a titular con la solución estándar de NaOH hasta la aparición de una coloración rosa. 3. Repita la operación y compare los volúmenes de NaOH consumidos, deben ser iguales. 4. Use como densidad del jugo de limón 1.02 y como fórmula del ácido cítrico, C 6H8O7, y el número de equivalencia 3. 5. Calcule el porcentaje de ácido cítrico en el jugo de limón. 6. Realiza el mismo procedimiento pero ahora para los demás jugos de frutas.
26
CUESTIONARIO 1. ¿ Qué es un ácido? ¿Cuál es el grupo funcional de un ácido carboxílico? ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ _____________. 2. ¿ Qué se forma cuando reacciona un ácido carboxílico con NaOH? ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ______________. 3. ¿Qué es una titulación? ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ _____________. 4. ¿ Qué función tiene el indicador? ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ _____________. 5.- ¿ Cómo podemos calcular la cantidad de ácido cítrico presente en el limón? ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ _____________.
OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ _______________________.
Vo.Bo. del catedrático __________________________
Nombre del alumno ________________________ Fecha
____________________________
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SÍNTESIS Y ESTUDIO DE LA ASPIRINA PRÁCTICA No. 8
OBJETIVO: El alumno realizará la síntesis de un compuesto de interés médico.
MATERIAL Tubos de ensayo Mechero bunsen Baño María Soporte universal c/ aditamentos Papel filtro Pinzas para tubo de ensayo Agitador Matraz erlenmeyer Termómetro Embudo
SUSTANCIAS Ácido salicílico Anhídrido ácetico Acetato de sodio Ácido sulfúrico al 10% Piridina Hielo
INTRODUCCIÓN El ácido salicílico se presenta en agujas incoloras que funden en 156 °C, es poco soluble en el alcohol y en el éter, se emplea como antiséptico en la conservación de frutas, alimentos, etc. En medicina se uso como desinfectante, antiséptico y como auxiliar en el reumatismo articular. Del ácido salicílico obtenemos dos derivados muy importantes y son el salicilato de metilo y la aspirina, la cual se presenta bajo la forma de cristales blancos, inodoros, que funden a 135 ° C. Es poco soluble en agua; soluble en alcohol, cloroformo y éter.
DESARROLLO 1. Coloca en tres tubos de ensayo 1 g de ácido salicílico por tubo. 2. A cada tubo agrégale 2 ml de anhídrido acético. 3. Al primer tubo adiciona 0.2 g de acetato de sodio anhidra; anota la hora, agita con un termómetro y registra el tiempo transcurrido hasta que la temperatura aumentó 4°C y observa la cantidad de sólido que se disolvió. 4. Después, continua agitando ocasionalmente con una varilla de vidrio, mientras inicias la siguiente acetilación. Limpia el termómetro colocándolo en el segundo tubo. 5. Añade cinco gotas de piridina en el segundo tubo; agita y observa que tiempo tardó en aumentar la temperatura 4°C; observa además la cantidad de sólido que no se disolvió. 6. En el tercer tubo adiciona 5 ml de ácido sulfúrico diluido; agita con el termómetro y observa el tiempo que tardó en aumentar la temperatura 4 °C. 7. Tabula los resultados de los tiempos, ordenando a los catalizadores por su actividad y anexa esta tabla junto con la práctica. 8. Calienta los tres tubos en un baño María durante 10 minutas, hasta que se disuelva todo el sólido y se complete la reacción; después, vierte todas las soluciones en un matraz erlenmeyer de 125 ml, conteniendo 50 ml de agua, y lava l os tubos.
28 9. Agita suavemente para acelerar la hidrólisis del exceso de anhídrido acético y luego enfría en baño de hielo; raspa las paredes interiores del matraz con un agitador y recoge el sólido cristalino en un embudo y lávalo con abundante agua y si es posible sécalo.
CUESTIONARIO
1. Investiga y anota el nombre químico de la aspirina ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ______. 2. Cuál catalizador resulto ser más activo? ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ _____________. 3. En qué se utiliza la aspirina y que propiedades tiene? ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ______________.
4. Qué cantidad de sólido cristalino se obtuvo al final? ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ______________. 5. Investiga y anota el nombre de cinco productos de interés médico que se obtienen con la ayuda de la química orgánica? ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ______________. 6. Qué significa acetilar el ácido salicílico? ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ _____________.
OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES
29 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ _________________..
Vo.Bo. del catedrático __________________________
Nombre del alumno ________________________ Fecha
________________________________________
30
OBTENCIÓN DE UN ESTER PRÁCTICA No. 9
OBJETIVO: El alumno realizará la obtención de un Éster a partir del ácido bórico.
MATERIAL Matraz de destilación de 250 ml Balanza granataria Soporte universal y aditamentos Mechero bunsen tapón pipeta
SUSTANCIAS Ácido bórico Metanol Ácido sulfúrico conc.
INTRODUCCIÓN Los compuestos orgánicos, llamados esteres, corresponden a la fórmula general RCOO-R, y provienen de la acción de un ácido sobre un alcohol. A esta reacción se le conoce con el nombre de esterificación, la cual es reversible de acuerdo con la ley de la acción de las masas. Estos compuestos son importantes industrialmente por los olores característicos de algunas frutas, por lo cual se utilizan en la preparación de esencias artificiales, por ejemplo, el butirato de metilo que es la esencia artificial de la piña; el isovalerianato de isoamilo, el cual se emplea en la fabricación de la esencia artificial de manzana, etcétera.
DESARROLLO 1. 2. 3. 4.
Coloca en el matraz de destilación un gramo de ácido bórico. Adiciona 10 ml de metanol concentrado en el matraz que contiene el ácido Añade lentamente 1 ml de ácido sulfúrico concentrado. Agita con cuidado el matraz. Después de agitar bien el contenido del matraz, tápalo con un tapón de hule, para el desprendimiento del gas (éster). 5. Una vez tapado el matraz , calienta hasta ebullición; cuando veas que salen vapores por el tubo de desprendimiento, acerca un cerillo a la punta del tubo y observa lo que sucede.
CUESTIONARIO 1. Describe el aspecto físico del ácido bórico. ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ _______________________________________________. 2. Escribe la fórmula del ácido bórico. ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ _______________________________________________.
31 3. Investiga la ecuación de la reacción efectuada y anótala. ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ _______________________________________________. 4. Explica qué sucedió al acercar la flama a los vapores. ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ _______________________________________________. 5. ¿Cuál es el nombre del compuesto obtenido. ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ _______________________________________________.
OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ _________________.
Vo.Bo. del catedrático __________________________
Nombre del alumno ________________________ fecha ________________
32
FABRICACION DE UN JABON PRÁCTICA NO. 10
OBJETIVO: El alumno preparara jabón a partir de una reacción química de grasas y sosa.
MATERIAL
SUSTANCIAS
2 Vasos de precipitados de 100 ml 2 Vasos de precipitados de 50 ml 1 Agitador 1 Tripie 1 Tela de asbesto 1 Mechero de bunsen Papel aluminio
Hidróxido de sodio Cloruro de sodio Glicerina Grasa o aceite Fragancia
INTRODUCCION El Jabón es un agente limpiador que se fabrica utilizando grasas vegetales y animales y aceites. Químicamente, es la sal de sodio o potasio de ácido graso que se forma por la reacción de las grasas y aceites con un álcali. HISTORIA DE LA FABRICACION DE JABÓN Los franceses desarrollaron un método para la fabricación del jabón utilizando el aceite de oliva en lugar de grasas animales. Hacia el año 1500, introdujeron sus descubrimientos en Inglaterra. Esta industria creció rápidamente en ese país y en 1622 el rey Jacobo I le concedió ciertos privilegios al jabón. En 1783, el químico sueco Carl Wilhelm Scheele simulo de forma accidental la reacción que se produce hoy en el proceso de hervido en la fabricación del jabón, cuando el aceite de oliva, hervido con óxido de plomo, produce una sustancia dulce que él denomino Olsus, pero que hoy se conoce como glicerina.
DESARROLLO 1.- Coloca 10gr de aceite o grasa en un vaso de 100ml y procede con precaución a fundirlos con el mechero a fuego lento. 2.- Prepara una disolución de hidróxido de sodio(10gr de hidróxido de sodio en 20ml de agua). Agregue poco a poco la disolución a la grasa fundida. 3.- Agita vigorosamente la mezcla y continua el calentamiento hasta que desaparezcan los grumos de grasa. Anota tus observaciones. 4.-Vierte la mezcla en un vaso de precipitados que contenga 20gr de cloruro de sodio disuelto en 100ml de agua. Coloca la mezcla en un baño de hielo y agite de manera continua. 5.-Deja reposar la mezcla por 15minutos y separa la mezcla por decantación y filtración. 6.-Toma 8gr de jabón y mézclalos con 4ml de glicerina y 10ml de agua. Calienta la mezcla a fuego lento dejando en forma constante hasta lograr una consistencia homogénea.
33 7.-Deja enfriar el producto final y antes de que se solidifique, agrega una gota de fragancia.
CUESTIONARIO 1.- Discute con tus compañeros los fenómenos que observaste durante la práctica y escribe como podrías mejorar el proceso de obtención de jabón. ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ __________. 2.- Realiza una breve descripción del método y de los resultados obtenidos durante la práctica. ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ _______________. 3.- Explica lo siguiente. a)¿Para que se agrega el cloruro de sodio una vez que se f orma el jabón? ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ _______. b) ¿Que sustancias quedan en el residuo líquido cuando se forma el jabón?. ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ __________. c)¿Contiene el jabón restos de la base( NaOH ) utilizado en el proceso? ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ _____. d)¿Cómo podrías averiguarlo?. ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ _____________. 4.-Investiga que otros ingredientes se añaden en los jabones comerciales y ¿por qué ? ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________
34 ___________________________________________________________________________ _________________. 5.-Investiga el componente que se utiliza para elaborar un detergente. ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ _____________. 6.-Investiga los componentes de un detergente comercial ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ _____________. 7. Explica si es posible obtener un detergente en el laboratorio.¿Cómo lo harías? ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ________________________.
OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________.
Vo.Bo. del catedrático __________________________
nombre del alumno ________________________ fecha ________________
35
ESTUDIO DE UNA CARBAMIDA PRÁCTICA No. 11
OBJETIVO: El alumno estudiará a una carbamida de gran importancia histórica.
MATERIAL Tubo de ensayo Gradilla Vidrio de reloj Pipeta Agitador Mechero bunsen Balanza Pinzas para tubo
SUSTANCIAS Urea Alcohol etílico Papel indicador pH
INTRODUCCIÓN La urea es un producto del metabolismo de las sustancias nitrogenadas, y especialmente de los albuminoides. La urea es el componente nitrogenado de mayor importancia en los vertebrados. Anteriormente se conocía la fermentación amoniacal de la orina, que tiene lugar cuando ésta es expuesta al aire durante varios días. Actualmente se sabe que el desprendimiento de amoniaco, producto de la fermentación, se debe a que la urea se transforma primeramente en carbonato de amonio y éster por la acción de la ureasa, se desdobla en bióxido de carbono y amoniaco.
DESARROLLO 1. 2. 3. 4. 5.
Coloca 0.5 g de urea en el vidrio de reloj y observa sus características. Adiciona 2 ml de agua; agita y observa. Coloca0.5 g de urea en un tubo de ensayo, adiciona alcohol; agita y observa. En un segundo tubo coloca 0.5 g de urea; procede a calentar lentamente. Una vez que se coloca el tubo con la urea a la flama, procede a introducir una tira de papel indicador universal en la boca del tubo y observa. 6. Trata de identificar el compuesto que se desprende en forma gaseosa de dicha calcinación.
CUESTIONARIO 1. Explica el por qué de la importancia histórica de esta carbamida. ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ _______________________________________. 2. Describe lo sucedido con los tubos a los que se les adicionó agua y alcohol. ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________
36 ________________________________________________________________________ _______________________________________. 3. Explica lo que sucedió con el papel indicador universal que colocastes en la boca del tubo y por qué. ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ _______________________________. 4. ¿Qué compuesto se desprendió en forma de gas en la calcinación. ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ _______________________________________.
OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ _____________________________.
Vo.Bo. del catedrático __________________________
Nombre del alumno ________________________ Fecha ________________
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ESTUDIO DE UN ANHÍDRIDO ORGÁNICO PRÁCTICA No. 12
OBJETIVO: El alumno distinguirá algunas propiedades de los anhídridos.
MATERIAL Tubos de ensayo Gradilla Agitador Pinzas para tubo Mechero bunsen Pipetas Papel indicador universal
SUSTANCIAS Anhídrido acético Alcohol etílico Hidróxido de sodio al 10 % Agua
INTRODUCCIÓN Los anhídridos son compuestos que provienen de la condensación de las moléculas de ácidos orgánicos con eliminación de una molécula de agua, y están caracterizados por el agrupamiento –CO-O-OC-. El anhídrido acético es un compuesto que se hidrata fácilmente expuesto al aire húmedo.
DESARROLLO 1. Coloca 1 ml de anhídrido acético en un tubo de ensayo; observa su color y olor. Mide su pH. 2. Adiciona 4 ml de agua en el tubo que contiene el anhídrido acético; agita y observa. 3. En otro tubo coloca 1 ml de anhídrido acético; adiciona 1 ml de alcohol etílico. Calienta hasta ebullición para que se produzca el éster acético. 4. Coloca 1 ml de anhídrido acético en otro tubo de ensayo; adiciona 1 ml de alcohol etílico; agita y adiciona 0.5 ml de la solución de hidróxido de sodio; procede a calentar hasta ebullición. Trata de percibir algún olor. 5. Investiga otras propiedades del anhídrido acético, consultando la etiqueta del frasco.
CUESTIONARIO 1. Describe las propiedades físicas del anhídrido acético (olor, color, etcétera). ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ _______________________________________________.
2. ¿Cuál fue el pH del anhídrido acético y qué sucedió con la adición del agua?
38 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ _____________________________________________. 3. Escribe la fórmula del anhídrido acético. ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ _____________________________________. 4. Escribe la ecuación de la reacción efectuada entre el anhídrido y el alcohol. ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ______________________________. 5. Describe el olor que se desprendió de la reacción efectuada y menciona en cual paso fue más fuerte el olor: ¿en el cuarto o en el quinto? y ¿por qué? ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ _______________________________________.
OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ _____________________________.
Vo.Bo. del catedrático __________________________
nombre del alumno ________________________ fecha ________________
39
OBTENCIÓN DE UN COMPUESTO NITROGENADO PRÁCTICA No. 13
OBJETIVO: El alumno obtendrá un compuesto nitrogenado a partir del benceno.
MATERIAL:
SUSTANCIAS:
1 Matraz balón 1 Embudo de separación 1 Termómetro 1 Equipo de destilación 2 Soporte universal 1 Mechero de bunsen 1 Pipeta graduada 1Capsula de porcelana Baño de hielo
Ácido nítrico Ácido sulfúrico Benceno Éter Alcohol Nitrobenceno Hielo
INTRODUCCIÓN La molécula de benceno consiste en un anillo cerrado de seis átomos de carbono unidos por enlaces químicos que resuenan entre uniones simples y dobles. Cada átomo de carbono está a su vez unido a un átomo de hidrógeno. El benceno se emplea para la producción de medicinas y de otros derivados importantes como la anilina y el fenol. El benceno y sus derivados se encuentran incluidos en el grupo químico conocido como compuestos aromáticos. En Europa era frecuente añadir al benceno mezclado con tolueno y otros compuestos asociados al combustible de los motores. Recientemente se ha tenido en cuenta la condición de agente cancerígeno. El benceno puro arde con una llama humeante debido a su alto contenido de carbono. Mezclado con grandes cantidades proporciones de gasolina constituye un combustible aceptable. El nitrobenceno es un liquido oleoso de un olor fuerte a almendras amargas, y de fórmula C6H5NO2. Es un derivado del benceno en el que un grupo nitro (NO 2) ha sustituido a un hidrógeno: Tiene un punto de ebullición de 209 °C y una densidad relativa de 1,2. Es tóxico, insoluble en agua y muy buen disolvente de compuestos orgánicos. Se obtiene por tratamiento en frío del benceno con una mezcla de ácido sulfúrico y ácido nítrico concentrados. Se utiliza como producto intermedio en la obtención de anilina y en otras síntesis de colorantes. También se emplea en el refino de aceites lubricantes. DESARROLLO 1. En el matraz balón coloca 6 ml de ácido nítrico. 2. Agrega 7 ml de ácido sulfúrico lentamente por las paredes, rotando el matraz e introduciéndolo en agua helada para que se enfríe. 3. Empieza ha añadir 4 ml de benceno en proporciones de 1ml y después de adicionar controla la temperatura con el baño de agua fría para que no pase de 50°C. Ten cuidado por que la reacción puede ser incontrolable.
40 4. Terminada las adiciones del benceno instala tu aparato a reflujo. 5. Para el reflujo, el matraz con el producto debe calentarse en baño María a una temperatura aproximada de 60°C durante media hora (o 45 min )después de este tiempo retira el matraz y separa las dos capas. Coloca en 2 vasos de precipitado el nitrobenceno obtenido. 6. Acerca un poco el vaso a tu cara y con la ayuda de tu mano haz que los vapores lleguen a tu nariz. 7. Realiza unas pruebas de solubilidad del nitrobenceno: en agua, éter, alcohol. 8. En una cápsula de porcelana coloca una porción del nitrobenceno obtenido, acerca un cerillo encendido y observa. Haz lo mismo pero ahora utiliza 1ml de nitrobenceno grado reactivo.
CUESTIONARIO 1.-Escribe la reacción química de la reacción efectuada del benceno y la mezcla sulfonítrica. ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ____________. 2.- Escribe la fórmula del nitrobenceno y sus usos. ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________. 3.- Cuál fue la cantidad aproximada que se obtuvo. ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ __________________. 4.-Explica cual fue el color y solubilidad con agua, éter y alcohol del nitrobenceno . ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________. 5.- Qué otros compuestos derivados nitrogenados de importancia se pueden obtener gracias a la química orgánica. ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ __________________. 6.- Investiga la fórmula del compuesto nitrogenado llamado “TNT” y menciona en que se utiliza.
41 ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ __________________. 7.- Explica si tiene alguna importancia en agregar mayor cantidad de benceno en la reacción anterior. ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ____________. 8.- Menciona los factores que afectan la reacción anterior y como podrías evitarlo. ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ __________________. 9.- ¿Cómo fue la flama del nitrobenceno obtenido con respecto a la del nitrobenceno del laboratorio? ¿A que se debe? ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ __________________.
OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ________________________.
Vo.Bo. del catedrático __________________________
Nombre del alumno ________________________ Fecha ________________
42
PRÁCTICA No. 14
OBJETIVO: El alumno utilizara algunos de los métodos para reconocer el tipo de proteína.
Las proteínas , debido al gran tamaño de sus moléculas, forman con el agua soluciones coloidales. Estas soluciones pueden precipitar con formación de coágulos al ser calentadas a temperaturas superiores a los 70:C o al ser tratadas con soluciones salinas, ácidos, alcohol, etc. La coagulación de las proteínas es un proceso irreversible y se debe a su desnaturalización por los agentes indicados, que al actuar sobre la proteina la desordenan por la destrucción de su estructura terciaria y cuaternaria .
Para ver la coagulación de las proteínas se puede utilizar clara de huevo, para conseguir más volumen puede prepararse para toda la clase una dilución de clara de huevo en agua, de forma que quede una mezcla aún espesa. 1. Colocar en un tubo de ensayo una pequeña cantidad de clara de huevo. 2. Añadir 5 gotas de ácido acético y calentar el tubo a la llama del mechero.
43
Es debida a la formación de un compuesto aromático nitrado de color amarillo, cuando las proteínas son tratadas con ácido nítrico concentrado. La prueba da resultado positivo en aquellas proteínas con aminoácidos portadores de grupos bencénicos, especialmente en presencia de tirosina. Si una vez realizada la prueba se neutraliza con un álcali vira a un color anaranjado oscuro.
1. 2. 3. 4. 5.
Poner en el tubo de ensayo de 2 a 3 cc. de solución problema (clara de huevo ). Añadir 1 cc. de HNO3 concentrado. Calentar al baño maría a 100: C.. Enfriar en agua fría Añadir gota a gota una disolución de sosa al 40%.
44
La producen los péptidos y las proteínas, pero no los aminoácidos, ya que se debe a la presencia del enlace peptídico (- CO- NH -)que se destruye al liberarse los aminoácidos. Cuando una proteína se pone en contacto con un álcali concentrado, se forma una sustancia compleja denominada biuret , de fórmula:
que en contacto con una solución de sulfato cúprico diluída, da una coloración violeta característica.
1. 2. 3. 4.
Tomar un tubo de ensayo y poner unos 3 cc. de albúmina de huevo. Añadir 2cc. de solución de hidróxido sódico al 20%. A continuación 4 ó 5 gotas de solución de sulfato cúprico diluida al 1%. Debe aparecer una coloración violeta-rosácea característica.
Se pone de manifiesto por la formación de un precipitado negruzco de sulfuro de plomo. Se basa esta reacción en la separación mediante un álcali, del azufre de los aminoácidos, el cual al reaccionar con una solución de acetato de plomo, forma el sulfuro de plomo.
1. 2. 3. 4. 5.
Poner en el tubo de ensayo de 2 a 3 cc. de albúmina de huevo (clara de huevo). Añadir 2 cc. de solución de hidróxido sódico al 20%. Añadir 10 gotas de solución de acetato de plomo al 5%. Calentar el tubo hasta ebullición. Si se forma un precipitado de color negruzco nos indica que se ha formado sulfuro de plomo, utilizándose el azufre de los aminoácidos, lo que nos sirve para identificar proteínas que tienen en su composición aminoácidos con azufre.
45
OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________.
Vo.Bo. del catedrático __________________________
Nombre del alumno ________________________ Fecha
________________________________________
46
PRÁCTICA No. 15
OBJETIVOS: 1. Identificación de glúcidos. 2. Hidrólisis del enlace de un disacárido
MATERIALES Y SUSTANCIAS :
•
Muestras de glúcidos: glucosa maltosa lactosa sacarosa almidón. Tubos de ensayo, gradilla, vaso para calentar, mechero. Reactivo de Fehling A y Fehling B Lugol HCl diluido y bicarbonato. o o o o o
• • • •
Reacciones que van a realizarse:
Animaciones en Flash para recordar las reacciones identificativas
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Fehling+
Fehling-
Lugol+
Lugol1. Reacción de Fehling: Tomar la muestra que se quiera analizar (normalmente una cantidad de 3 cc.) Añadir 1 cc. de Fehling A y 1 cc. de Fehling B. El líquido del tubo de ensayo adquirirá un fuerte color azul. Calentar el tubo al baño María o directamente en un mechero de Laboratorio. La reacción será positiva si la muestra se vuelve de color rojo-ladrillo. La reacción será negativa si la muestra queda azul, o cambia a un tono azulverdoso. o o
o o o
Fundamento: Se basa en el carácter reductor de los monosacáridos y de la mayoría de los disacáridos (excepto la sacarosa). Si el glúcido que se investiga es reductor, se oxidará dando lugar a la reducción del sulfato de cobre (II), de color azul, a óxido de cobre (I), de color rojo-anaranjado. 2. Reacción del Lugol: Este método se usa para identificar polisacáridos. El almidón en contacto con unas gotas de Reactivo de Lugol (disolución de yodo y yoduro potásico) toma un color azul-violeta característico. Poner en un tubo de ensayo unos 3 cc. del glúcido a investigar. Añadir unas gotas de lugol. Si la disolución del tubo de ensayo se torna de color azul-violeta, la reacción es positiva. o o o
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Fundamento: La coloración producida por el Lugol se debe a que el yodo se introduce entre las espiras de la molécula de almidón. No es por tanto, una verdadera reacción química, sino que se forma un compuesto de inclusión que modifica las propiedades físicas de esta molécula, apareciendo la coloración azul violeta. Basándote en esta característica te voy a proponer un pequeño juego de magia que te va a sorprender:
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Una vez que tengas el tubo de ensayo con el almidón y el lugol, que te habrá dado una coloración violeta, calienta el tubo a la llama y déjalo enfriar. !Sorprendido!. Vuelve a calentar y enfriar cuantas veces quieras.... ?Dónde está el color?.
Poner las muestras de glúcidos en los tubos de ensayo. Pueden prepararse soluciones al 1% aproximadamente. Figura 1. Realizar la Prueba de Fehling como se indica al principio de página. Figura 2. Después de calentar observar los resultados. Figura 3.
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Estos resultados nos indican que los azúcares: glucosa, maltosa y lactosa tienen carácter reductor.
Figura 1
Figura 2
Figura 3
Como se veía en la experiencia 1 la sacarosa daba la reacción de Fehling negativa,(Figura 4)por no presentar grupos hemiacetálicos libres. Ahora bien, en presencia del ácido clorhídrico (HCl)y en caliente, la sacarosa se hidroliza descomponiéndose en los dos monosacáridos que la forman (glucosa y fructosa). Técnica: Tomar una muestra de sacarosa y añadir unas 10 gotas de ácido clorhídrico al 10%. Calentar a la llama del mechero durante un par de minutos. Dejar enfriar y realizar la Prueba de Fehling. Observa el resultado (Figura 5). La reacción positiva nos dice que hemos conseguido romper el enlace O-glucosídico de la sacarosa. ( Se recomienda antes de aplicar la reacción de Fehling, neutralizar con bicarbonato, Fehling sale mejor en un medio que no sea ácido.)
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Figura 5 Figura 4
El polisacárido almidón se colorea de azul-violeta en presencia de yodo, debido no a una reacción química, sino a la fijación del yodo en la superficie de la molécula del almidón, fijación que sólo tiene lugar en frío.
Figura 6 Figura 7
Técnica: • • • •
Colocar en una gradilla muestras de distintos glúcidos. Figura 6 Añadir 5 gotas de Lugol en cada uno de los tubos de ensayo. Observar los resultados. Figura 7. Con este método puede identificarse el almidón.
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OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ __________________________________________________________.
Vo.Bo. del catedrático __________________________
Nombre del alumno ________________________ Fecha
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ACIDOS GRASOS SATURADOS E INSATURADOS PRÁCTICA No. 16
OBJETIVO: El alumno diferenciara a los ácidos saturados de los ácidos insaturados, a partir de sus propiedades físicas.
INTRODUCCION Ácidos saturados es el nombre común de un grupo de ácidos orgánicos entre los que se encuentran los ácidos saturados (hidrogenados) de cadena lineal con un grupo carboxilo simple (COOH), producidos por la hidrólisis de las grasas. Una fuente cada vez más importante de ácidos grasos es el tallol, un subproducto obtenido en la fabricación de la pasta de papel con madera de pino. Los ácidos grasos tienen una gran importancia industrial, ya que se utilizan para fabricar detergentes biodegradables, lubricantes y espesantes para pinturas. El ácido esteárico se emplea para combinar caucho o hule con otras sustancias, como pigmentos u otros materiales que controlen la flexibilidad de los productos derivados del caucho; también se usa en la polimerización de fenileteno (estireno) y butadieno para hacer caucho artificial. Entre los nuevos usos de los ácidos grasos se encuentran la flotación de menas y la fabricación de desinfectantes, secadores de barniz y estabilizadores de calor para las resinas de vinilo. Los ácidos grasos se utilizan también en productos plásticos, como en los recubrimientos de madera y metal.
MATERIAL:
SUSTANCIAS:
10 Tubos de ensayo 1 Gradilla 3 Agitador 1 Frasco oscuro 3 Pipeta graduada de10ml 1 Mechero 2 Vasos de precipitados de 50 ml
Aceite de maíz Aceite de oliva Aceite de cocina Mantequilla Manteca animal Manteca vegetal Reactivo de kauffiman Yodo
DESARROLLO 1.- Toma 5 tubos de ensayo y enuméralos. Coloca en cada uno las siguientes sustancias; manteca vegetal, aceite de maíz, aceite de oliva, aceite de cocina y mantequilla. 2.- Agrega en cada tubo 1ml de disolución diluida de yodo, agita. Observa y anota los resultados. 3.- En otros 5 tubos de ensayo y con las mismas sustancias agrega 1ml de reactivo de Kauffiman.
53 4. En otros cinco tubos de ensayo con las mismas sustancias agrega 1ml de alcohol etílico, agita. Observa y anota los resultados. 5.Haz lo mismo que en el paso anterior, pero ahora agrega 1ml de éter. Agita y anota tus resultados. 6. En un tubo de ensayo coloca 4ml de aceite de cocina, con cuidado acércalo a la flama y caliéntalo, determina su punto de ebullición. Haz lo mismo para la manteca animal.
CUESTIONARIO 1.-¿Qué diferencia existe entre un ácido saturado y uno insaturado? ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ _____________. 2.- Escribe la fórmula de los ácidos (oleico y palmítico). ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ______________. 3.-Investiga por que son importantes los ácidos insaturados en la alimentación humana. ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ______________. 4.-¿ Qué sustancias contiene ácido grasos insaturados? ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ______________. 5.- Explica que sucedió al agregar el yodo y el reactivo de Kauffiman. ¿Qué se demuestra con esta prueba? ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ______________. 6.- Investiga cual es la utilización que se les da a las grasas existentes en la naturaleza(cera de abeja, aceite de resino, etc ) ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ __________________. 7. Que utilidad tiene las grasas en nuestro cuerpo. ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ______________. 8. fundamenta por que se recomienda el uso de aceites en lugar de manteca en la preparación de alimentos.
54 ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ______________. 9. Investiga la composición química de las grasas y de los aceites ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ______________. 10. Explica si hay alguna relación entre el total de grasas y las calorías que se muestran en el empaque de cualquier producto alimenticio. __________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ _______________.
OBSERVACIONES
Y
CONCLUSIONES
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Vo.Bo. del catedrático __________________________
Nombre del alumno ________________________ Fecha
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