PRUEBAS DE CARACTERIZACIÓN DE COMPUESTOS ORGÁNICOS Laboratorio química orgánica Ingeniería ambiental Ingeniería civil Universidad del cauca Un compuesto orgánico es una sustancia química que contiene carbono, formando enlaces carbono-carbono y carbono-hidrógeno. En muchos casos contienen oxígeno, nitrógeno, azufre, fósforo, boro, halógenos y otros elementos menos frecuentes en su estado natural. Estos compuestos se denominan moléculas orgánicas. En la práctica se realizaron procesos de sublimación, solubilidad y punto fusión con el fin de observar los cambios que cada proceso generaba a dichos reactivos, analizando como cada sustancia sufría diferentes alteraciones de su estado natural al aplicarles los procesos mencionados anteriormente.
RESULTADOS 1: PRUEBAS DE SOLUBILIDAD 1.1: SOLUBILIDAD EN AGUA Tabla 1 Ensayo de Solubilidad en agua MUESTRA
OBSERVACION
Tubo 1: hexano
Insoluble
Tubo 2: etanol
Soluble
Tubo 3: acetona
Soluble
Tubo 4: acetato de etilio
Insoluble
1.2: SOLUBILIDAD EN ETER DE PETROLEO Tabla 2 Ensayo de Solubilidad en éter de petróleo MUESTRA
OBSERVACION
Tubo 1: hexano
Soluble
Tubo 2: etanol
Soluble
Tubo 3: acetona
Soluble
Tubo 4: acetato de etilio
Soluble
2: ENSAYO DE SOLUBILIDAD DEL ACIDO BENZOICO CON AUMENTO DE TEMPERATURA OBSERVACIONES: Al agregar el ácido benzoico en el agua destilada no ocurrió ningún cambio, en el momento de calentar el compuesto este empezó a ebullir, lo cual genero solubilidad entre los dos reactivos, después se enfrió a temperatura ambiente, generando cristales.
3: SUBLIMACION DEL ACIDO BENZOICO OBSERVACIONES: Al adicionarle calor al acido benzoico, este paso al estado de sublimación, al estar obstruida la salida del embudo de vidrio el ácido benzoico paso al estado de sublimación inversa generando la formación de cristales en las paredes de embudo.
4: DETERMINACION DEL PUNTO DE FUSION Tabla 3 Datos Obtenidos en la determinación de los puntos de fusión. CAPILAR
MUESTRA
1
Sacarosa
2
Acido benzoico Cloruro de sodio
3
RANGO DE PUNTO DE FUSION FUCION INICI FINAL REPORTADO O 187,9° 190,3° 186°c c c 124,3° c
128,5° c
OBSERVACIONE S
122°c
A temperatura de 231°c se empezó a tornar de color café Incoloro
801 °c
No se fundió
ANALISIS 1: PRUEBAS DE SOLUBILIDAD 1.1 En la primera prueba de solubilidad en agua se rotularon 4 tubos con el nombre de los reactivo utilizados, en la cual el hexano y el acetato de etilio son insolubles porque el agua es un disolvente polar y los reactivos son apolar por lo tanto no cumple la ley de los semejantes, en cambio el alcohol etílico y la acetona presentaron solubilidad, debido
a que una molécula o ion es soluble en agua si puede interactuar con las moléculas de la misma mediante puentes de hidrogeno o interacciones del tipo ion – dipolo.
1.2 En la segunda prueba de solubilidad en éter de petróleo rotulamos 4 tubos con el nombre del reactivo, donde el hexano y el acetato de etilio al ser apolares se solubilizaron en el éter de petróleo debido a que el éter es apolar, lo mismo ocurrió con etanol y la acetona, aunque estos sean polares, debido a que al derivarse de un hidrocarburo tienes una cadena carbonada apolar que hace que esta sea soluble en disolventes apolares.
2: SOLUBILIDAD CON AUMENTO DE TEMPERATURA. Se mezclaron 0.1 g de ácido benzoico más 10ml de agua destilada, lo cual no presento solubilidad, después se calentó lentamente hasta llegar al punto de ebullición, generando la solubilidad de los dos compuestos. Este acido es insoluble es agua fría debido a que la molécula tiene un apreciable carácter hidrocarbonado a pesar de la presencia de una función de ácido carboxílico, polar. Sin embargo, a temperaturas elevadas (agua hirviendo), el ácido es razonablemente soluble. A temperaturas bajas la estructura del agua es demasiado estable y ordenada para ser entorpecida por el ácido benzoico. A temperaturas más elevadas la estructura del agua es térmicamente desordenada.
3: SUBLIMACION DE ACIDO BENZOICO. Se calentaron previamente 50 mg de ácido benzoico al el cual se tapó con el embudo de vidrio que se le obstruyo con algodón el tallo para evitar que saliera el gas producido, provocando la sublimación del ácido, en este caso aparición de cristales.
4: DETERMINACION DEL PUNTO DE FUSION. El punto de fusión de una sustancia es la temperatura a la que esta pasa de estado sólido a estado líquido, a presión de una atmosfera este cambio de estado se produce debido a que el aumento de energía que tiene lugar a elevarse la temperatura hace que las moléculas del solido venzan las fuerzas de atracción intermoleculares que las mantienen unidas, aumentando la movilidad de las mismas, para pasar finalmente al estado líquido. En la practica la sacarosa al sobrepasar esta temperatura (187,9 – 190,3°c), empezó a tomar un tono café oscuro, debido a las reacciones de caramelizacion. El ácido benzoico al fusionarse se tornó incoloro. El cloruro de sodio no se fundió debido a que la temperatura a la que se expuso es menor a la que se requiere para fundir.
CONCLUSIONES 1. Los compuestos utilizados reaccionaron de una manera diferente, a pesar de haber utilizado el mismo solvente, debido a que sus características no son las mismas. 2. Algunos solutos no son solubles en el disolvente a temperatura ambiente, en cambio al aplicarles calor hace que las fuerzas intermoleculares se rompan provocando solubilidad. 3. Al sublimar el ácido benzoico este paso a ser una sustancia más pura, ya que al condensarse sus vapores forman cristales purificados. 4. La sacarosa al sobrepasar su punto de fusión acelera su deshidratación provocando su caramelizarían, ya que esta se oxida.
PREGUNTAS COMPLEMENTARIAS 1. Explique detalladamente la ley de los semejantes. “lo semejante disuelve lo semejante” es decir que entre más parecidas sean las polaridades del soluto y del solvente, el valor de la solubilidad será mayor.
2. ¿QUÉ SIGNIFICA EL TERMINO PROPIEDADES COLIGATIVAS? Son propiedades que dependen solo del número de partículas de soluto en la disolución y no de la naturaleza de las partículas del soluto.
¿CUÁLES SON LAS MÁS IMPORTANTES?
Disminución de la presión de vapor Destilación fraccionada Elevación del punto de ebullición Disminución del punto de congelación Presión atmosférica
3. diseñe un diagrama de procedimientos en el cual se muestre claramente como separaría las siguientes mezclas: Agua – etanol: Para separar una mezcla de alcohol (etanol) y agua se utiliza un proceso llamado destilación fraccional. Esta técnica se apoya en el principio que los compuestos en la mezcla tienen
diferentes puntos de hervor. Debido a que el etanol hierve a una temperatura menor (78,5°C) que el agua, el alcohol se evapora mientras que el agua permanece líquida. Hexano – Cloroformo y Hexano - agua Para separar esta mezcla se utiliza un proceso llamado extracción líquido- líquido ya que tienen diferentes densidades. 4. ¿QUÉ ES UN CRISTAL? Los cristales son materiales cuyos constituyentes, átomos, moléculas o iones, se empaquetan de un modo regular y periódico, formando una estructura microscópica ordenada. Estos constituyentes están unidos entre sí mediante diferentes tipos de fuerzas interatómicas (enlaces químicos), tales como el enlace metálico, el enlace iónico, el covalente, las fuerzas de van der Waals, y otros. ¿CÓMO SE FORMAN LOS CRISTALES? Los cristales se forman debajo de la superficie de la Tierra. La creación ígnea se produce cuando los minerales se cristalizan a partir de fusión de rocas. La creación metamórfica se produce cuando los minerales se forman debido a la presión excesiva y al calor excesivo. Los minerales sedimentarios se forman por la erosión y la sedimentación. El agua, la temperatura, la presión y la buena fortuna, juegan un papel en la creación de cristales. TIPOS DE CRISTALES:
Cristales sólidos
Cristales líquidos
Termotrópticos
Liotrópicos Cristales covalentes
Cristales iónicos
Cristales metálicos
Cristales moleculares
SISTEMAS CRISTALINOS MÁS IMPORTANTES
BIBLIOGRAFÍA
Geissman, T.A 1967, PRINCIPIOS DE QUÍMICA ORGÁNICA, reverte. H. Dupont Durst, George W. Gokel, 1985 QUIMICA ORGANICA EXPERIMENTAL, Reverte. Robert Thornton Morrison, Robert Neylson Boyd (coaut.) 1998 QUIMICA ORGANICA Pearson Educacion http://www.tiposde.org/general/582-tipos-de-cristales/ http://www.astrofisicayfisica.com/2014/12/que-son-los-compuestos-organicos.html
