PRACTICA DE CRISTALIZACION Objetivo Separar una mezcla homogenea solida, de dos distintas sustancias. Antecedentes ¿Como saber como se hace una cristalizacion? Para poder realizar una cristalizacion debemos saber antes que nada, que es lo que hace una cristalizacion. Bueno una cristalizacion su fin es realizar distintos cristales al rededor del agua para que esto conyeve a la filtracion. Hipotesis Con base al punto de ebullicion de la sustancia podemos realizar la cristalizacion. Material
Mechero
Papel filtro
Embudo conico
Soporte universal con aro
Rejilla
Vaso presipitado de 600 ml
Bandeja
Varilla de vidrio
Sal y azucar Procedimiento 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11.
Mezclar la azucar y la sal bien Vasear esta mezcla con agua suficiente para poder disolverla Colocar la rejilla en el aro del soporte universal Prender el mechero y colocarlo debajo de la rejilla Ya disuelta la mezcla colocar el vaso presipitado arriba de la rejilla Dejar que se evapore el agua Ya evaporada la mayoria del agua retirar el mechero Llena la bandeja con agua fria Pasa el vaso presipitado a la bandeja Dejar reposar en el agua fria y preparar para la filtracion Se filtra el agua para poder obtener los cristales Obsevaciones
El agua se evaporo
En donde se encontraba esta comenzaron a salir cristales al rededor Conclusiones
Con esta practica pude notar que la cristalizacion se puede llevar acabo cotidianamente en la casa. Es muy importante saberla realizar , la importancia de la cristalizacion es que se pueden separar solidos disueltos en liquidos. Esta practica es de mucha importancia ya que poco apoco vamos sabiendo que es lo que podemos utilizar para distintos tipos de mezcla
INTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESIME ZACATENCO NOMBRE: MARCO ANTONIO JARAMILLO GOMEZ GRUPO: 1EV6 MATERIA: QUMICA BASICA PROFESOR: MARTINEZ LOPEZ OMAR NO. PRACTICA: 2CRISTALES CRISTALES OBJETIVO EL OBJETICO DE ESTA PRACTICA ES CONOCER LA FORMA DE CRISTALIZACION DE ALGUNOS ELEMENTOS TALES COMO: * CLORURO DE SODIO * PERMANGANATO DE POTASIO * SULFATO DE COBRE * DICROMATO DE POTASIO * YUDURO DE POTASIO * YODO * VIDRIO MARCO TEORICO Un cristal es un sólido homogéneo Un cuerpo sólido, es uno de los cuatro estados de agregación de la materia. Existen varias disciplinas que estudian los sólidos. Los sólidos se caracterizan por tener forma y volumen constantes. Esto se debe a que las partículas que los forman están unidas por unas fuerzas de atracción grandes de modo que ocupan posiciones casi fijas. En el estado sólido las partículas solamente pueden moverse vibrando u oscilando alrededor de posiciones fijas, pero no pueden moverse trasladándose libremente a lo largo del sólido. que presenta una estructura interna ordenada de sus partículas reticulares, sean átomos, iones o moléculas. La palabra proviene del griego crystallos, nombre que dieron los griegos a una variedad del cuarzo, que hoy se llama cristal de roca. La mayoría de los cristales naturales se forman a partir de la cristalización de gases a presión en la pared interior de cavidades rocosas llamadas geodas. La calidad, tamaño, color y forma
de los cristales dependen de la presión y composición de gases en dichas geodas y de la temperatura y otras condiciones del magma donde se formen. En un cristal, los átomos e iones se encuentran organizados de forma simétrica en redes elementales, que se repiten indefinidamente formando una estructura cristalina. Estas partículas pueden ser átomos unidos por enlaces covalentes (diamante y metales) o iones unidos por electrovalencia (cloruro de sodio). En otras palabras, los cristales podrían considerarse moléculas colosales, pues que poseen tales propiedades, a pesar de su tamaño macroscópico. Por tanto, un cristal suele tener la misma forma de la estructura cristalina que la conforma, a menos que haya sido erosionado o mutilado de alguna manera. El término ―cristal‖ (derivado de la palabra griega que significa hielo), se aplica a las formas regulares poliédricas limitadas por caras lisas que toma un compuesto químico (o elemento) bajo la acción de sus fuerzas interatómicas cuando pasa bajo determinadas condiciones de estado líquido (fundido o disolución) o gaseoso al de solido. De modo que De modo que lo que caracteriza un cristal es su forma externa definida, que es una importante manifestación de una estructura interna ordenada definidamente. HAY CIERTAS FIGURAS DE CRISTALIZACION * CUBICO * TETRAGONAL * HEXAGONAL * TRICLINICO * MONOCLINICO * ORTORROMBICO * TRIGONAL * AMORFO DESARROLLO DE LA PRACTICA EN NUESTRA PRACTICA COMENZAMOS POR IDENTIFICAR CADA UNA DE LAS SUBSTANCIA CRISTALIZADAS. ENTRE ELLAS TENEMOS A * CLORURO DE SODIO * PERMANGANATO DE POTASIO * SULFATO DE COBRE * DICROMATO DE POTASIO * YUDURO DE POTASIO * YODO * VIDRIO UNA VEZ YA IDENTIFICADAS AGARRAMOS UNA PISCA DE CRISTALES PARA PODER OBSERVALOS EN EL MICROSCOPIO Y CON FORME A LO QUE OBSERVAMOS EN EL PUDIMOS DECIDIR QUE TIPO DE CRISTAL ERA. CRISTAL | FORMA QUE OBSERVAMOS | CLORURO DE SODIO | CUBICO | PERMANGANATO DE POTASIO | TETRAGONAL |
SULFATO DE COBRE | AMORFO | DICROMATO DE POTASIO | EXAGONAL | YUDURO DE POTASIO | CUBICO | YODO | EXAGONAL | VIDRIO | AMORFO | CRISTAL | FORMA QUE EN VERDAD ES | CLORURO DE SODIO | CUBICO | PERMANGANATO DE POTASIO | CUBICO | SULFATO DE COBRE | TRICICLICO | DICROMATO DE POTASIO | ORTORROMBICO | YODURO DE POTASIO | TRICICLICO | YODO | HEXAGONAL | VIDRIO | AMORFO | CONCLUSIONES EN ESTA PRACTICA PUDIMOS COMPRENDER ALGUNAS FORMAS DE CRISTALIZACION DE CIERTOS COMPUESTOS Y ASI PODER ESTUDIAR A FONDO LA CRISTALIZACION CUBICA. BIBLIOGRAFIA RAIMUN CHANG UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE CIENCIAS BIOLOGÍA
ADRIANA ALANÍS AGUIRRE QUÍMICA ORGÁNICA PRACTICA I CRISTALIZACIÓN,RECRISTALIZACION Y EVAPORACION. ―METODOS DE PURIFICACION‖ INFORMACIÓN PREVIA
▪ Cristalización La cristalización es un proceso por el cual a partir de un gas, un líquido o una disolución los iones, átomos o moléculas establecen enlaces hasta formar una red cristalina, la unidad básica de un cristal. La cristalización se emplea con bastante frecuencia en Química para purificar una sustancia sólida.
Por medio de la cristalización se separa un componente de una solución en estado líquido pasándolo a estado sólido a modo de cristales que precipitan. Este paso u operación es necesaria para cualquier producto químico que se encuentre como polvos o cristales en el mundo comercial, por ejemplo, el azúcar, la sal, etc. Cuando preparamos una disolución concentrada a una temperatura elevada, y seguidamente la enfriamos, se formará una disolución conocida como sobresaturada, siendo las disoluciones que por un momento tienen más soluto disuelto del que sería posible por la disolución en concreto a una temperatura concreta en estado de equilibrio. Después podemos conseguir que se cristalice la disolución a través de un enfriamiento bajo control. Sobretodo cristaliza el compuesto inicial, lo que hace enriquecer las llamadas, aguas madres, con impurezas que se encuentran presente en la mezcla principal al no poder llegar a su límite de solubilidad.
La parte más importante del proceso de cristalización, es el crecimiento de los cristales. Las formas o los diferentes tamaños que adquieran los cristales se deben a distintas condiciones, como por ejemplo el disolvente que se use o la concentración utilizada de los diferentes compuestos. Los cristales crecen formando capas de moléculas entorno a un cristal inicial. ▪ Recristalización
Para la recristalización los productos sólidos que se obtienen en una reacción suelen estar acompañados de impurezas que hay que eliminar para poder disponer del producto deseado en el mayor grado de pureza posible. El método más adecuado para la eliminación de las impureza que contamina un sólido es por cristalizaciones sucesivas bien en un disolvente puro, o bien en una mezcla de disolventes. Al procedimiento se le da el nombre genérico de recristalización.
El sólido que se va a purificar se disuelve en el disolvente caliente, generalmente a ebullición, la mezcla caliente se filtra para eliminar todas las impurezas insolubles, y entonces la solución se deja enfriar para que se produzca la cristalización. En el caso ideal, toda la sustancia deseada debe separarse en forma cristalina y todas las impurezas solubles deben quedar disueltas en las aguas madres. Finalmente, los cristales se separan por filtración y se dejan secar. Si con una cristalización sencilla no se llega a una sustancia pura, el proceso puede repetirse empleando el mismo u otro disolvente.
El punto crucial de en el proceso de cristalización es la elección adecuada del disolvente que debe cumplir las siguientes propiedades:
a) Alto poder de disolución de la sustancia que se va a purificar a elevadas temperaturas. b) Baja capacidad de disolución de las impurezas que contaminan al producto en cualquier rango de temperatura. c) Generar buenos cristales del producto que se va a purificar. d) No debe reaccionar con el soluto. e) No debe ser peligroso (inflamable). f) Debe ser barato. g) Fácil de eliminar.
Un factor muy importante a tener en cuenta es si el disolvente es acuoso u orgánico. En caso de usar disolventes orgánicos es necesario siempre calentar la mezcla con el montaje de reflujo. Si no se hace de esta manera se generan vapores inflamables que pasan a la atmósfera y que en contacto con llamas o focos de calor conducen a un serio riesgo de incendios y explosiones.
• Secado de los cristales Puede seguirse en el margen derecho todo el proceso de la recristalización. Los cristales obtenidos en la última etapa deben quedar libres del disolvente adherido mediante un secado. El Büchner se invierte sobre un papel de filtro de superficie lisa doblado en tres o cuatro capas y los cristales se pasan a éste con ayuda de una espátula limpia. Sobre los cristales se colocan otras hojas de papel de filtro y la mayor parte del disolvente se exprime presionando fuertemente. Entonces se pasan los cristales a un vidrio de reloj limpio o una cápsula plana y se cubren con una hoja de papel de filtro para evitar que caigan partículas de polvo. En estas condiciones se pueden dejar secar al aire a la temperatura ambiente o se pueden introducir en un desecador de vacío sobre un desecante que sea eficaz para eliminar el disolvente usado. ▪ Evaporación Proceso por el cual las moléculas en estado líquido (el agua) se hacen gaseosas espontáneamente ( vapor de agua). Es lo opuesto a la condensación. Generalmente, la evaporación puede verse por la desaparición gradual del líquido cuando se expone a un volumen significativo de gas. las moléculas no tienen bastante energía para escaparse del líquido, porque de lo contrario el líquido se convertiría en vapor rápidamente. Cuando las moléculas chocan, se transfieren la energía de una a otra en grados variantes según el modo en que chocan. Los líquidos que no parecen evaporarse visiblemente a una temperatura dada en un gas
determinado ( el aceite de cocina a temperatura ambiente) poseen moléculas que no tienden a transferirse la energía de una a otra como para darle "la velocidad de escape" (la energía calórica) necesaria para convertirse en vapor. Sin embargo, estos líquidos se evaporan, pero el proceso es mucho más lento y considerablemente menos visible. La evaporación es una parte esencial del ciclo del agua. La energía solar provoca la evaporación del agua de los océanos, lagos, humedad del suelo y otras fuentes de agua. En hidrología, la evaporación y la transpiración (que implica la evaporación dentro del estoma de la planta) reciben el nombre conjunto de evapotranspiración.
▪ Equilibrio evaporativo Si la evaporación ocurre en un recipiente cerrado o en sitios calientes, las moléculas que se escapan se acumularán como vapor encima del líquido. Muchas de las moléculas vuelven al líquido, haciéndose el retorno más frecuente conforme la densidad y la presión del vapor aumentan. Cuando el proceso de fuga y retorno alcanza un equilibrio, se dice que el vapor está "saturado", y ya no se dará ningún cambio adicional en la presión o la densidad del vapor. Para un sistema que consiste en vapor y líquido de una sustancia pura, este estado de equilibrio está directamente relacionado con la presión de vapor de la sustancia, como viene expresado en la relación de Clausius-Clapeyron: [pic] donde P1 y P2 son las presiones de vapor a temperaturas T1 y T2 respectivamente, ΔHvap es la entalpía de la vaporización, y R es la constante universal de los gases. La tasa de evaporación en un sistema abierto está relacionada con la presión de vapor encontrada en un sistema cerrado. Si un líquido se calienta, cuando la presión de vapor alcance la presión ambiental, el líquido hervirá. La capacidad para evaporarse de la molécula de un líquido se debe en gran parte a la cantidad de energía cinética que una partícula individual pueda poseer. Incluso a temperaturas inferiores, las moléculas individuales de un líquido pueden evaporarse potencialmente si tienen más de la cantidad mínima de energía cinética requerida para la vaporización.
Factores que influyen en la tasa de evaporación
* Concentración de la sustancia que se evapora en el aire. Si el aire ya tiene una alta concentración de la sustancia que se evapora, entonces la sustancia se evaporará más despacio.
* Concentración de otras sustancias en el aire. Si el aire ya está saturado con otras sustancias, puede tener una capacidad inferior para la sustancia que se evapora. * Tasa de flujo de aire. Si aire fresco se mueve sobre la sustancia todo el tiempo, la concentración de la sustancia en el aire tendrá menos probabilidad de subir con el tiempo, potenciando así una evaporación más rápida. * Concentración de otras sustancias en el líquido (impurezas). Si el líquido contiene otras sustancias, tendrá una capacidad inferior para la evaporación. * Temperatura de la sustancia. Si la sustancia está más caliente, la evaporación será más rápida. * Fuerzas intermoleculares. Cuanto mayores son las fuerzas que mantienen las moléculas juntas en el líquido, más energía será necesaria para evaporarlas. * Área superficial. Una sustancia que tiene un área superficial más grande se evaporará más rápido, ya que hay más moléculas superficiales que son capaces de escaparse. * Calentamiento. Cuanto más grueso es el recipiente donde se está calentando, más se reduce la evaporación del agua, debido a que se dedica menos calor a los propia evaporación. ▪ Sublimacion
En algunos compuestos la presión de vapor de un sólido puede llegar a ser lo bastante elevada como para evaporar cantidades notables de este compuesto sin alcanzar su punto de fusión(sublimación). Los vapores formados condensan en zonas más frías ofrecidas por ejemplo en forma de un "dedo frío", pasando habitualmente directamente del estado gaseoso al sólido, (sublimación regresiva) separándose, de esta manera, de las posibles impurezas.
OBJETIVO
Utilizar varios metodos comunes para mezclas,y aislar las sustancias que la formen.
MATERIAL
▪ Una capsula de porcelana ▪ Agitador de vidrio ▪ Soporte universal ▪ Anillo de hierro y tela de asbesto ▪ Mechero de Bunsen
▪ Embudo Büchner o Hirsch ▪ Matraz Kitasato con alargadera y manguera de hule ▪ Tres pipetas graduadas de 5ml ▪ Espatula ▪ Papel filtro ▪ 2 Vasos de precipitados de 250 ml ▪ Cristalizador ▪ Probeta de 100 ml ▪ Dos matraces Erlenmeyer de 150ml ▪ Mortero y pistilo ▪ Algodón ▪ Balanza granataria ▪ Piseta ▪ Dos vidrios de reloj de 7 cm de diametro ▪ Lupa
SUSTANCIAS
▪ 20 Aspirinas (contenido 500mg de acido acetil salicilico c/u) ▪ Etanol ▪ Agua desatilada ▪ Hielo
LABORATORIO DE OPERACIONES DE SEPARACIÓN I PRACTICA Nº3 ―CRISTALIZACION‖ PRACTICA N°. 3 ―Cristalización‖ Objetivos: a) Comprenda los conceptos fundamentales de esta operación de separación y sus aplicaciones industriales b) Identifique, seleccione y evalué las variables que le permitieron controlar el proceso de separación de cristalización, a partir de una solución saturada. c) Identifique el tipo de cristal obtenido en forma experimental de acuerdo a las características que presentan los sistemas cristalinos en la bibliografía. d) Analice los resultados obtenidos y se forme un criterio de los mismos.
Hipótesis: Nuestra cantidad de sal escogida se podrá disolver a la temperatura que arrojo la curva de solubilidad en 100g de agua destilada. En la cristalización se obtendrá la misma cantidad de sal que se ocupa al inicio. Introducción: CRISTALIZACION COEFICIENTE DE SOLUBILIDAD El coeficiente de solubilidad es un coeficiente que se asocia a cada elemento o compuesto en relación con otro, depende de la temperatura, de la naturaleza del soluto, de la naturaleza del disolvente y de la presión. La operación de cristalización es aquella por medio de la cual se separa un componente de una solución liquida transfiriéndolo a la fase sólida en forma de cristales que precipitan. Es una operación necesaria para todo producto químico que se presenta comercialmente en forma de polvos o cristales; se emplea en química con bastante frecuencia para purificar una sustancia sólida. CURVA DE SOLUBILIDAD Los resultados se traducen en las llamadas curvas de solubilidad, que son representaciones gráficas de la solubilidad de un soluto en función de la temperatura. TIPOS DE CRISTALIZADORES *Enfriamiento de la solución con evaporación despreciable. *Evaporación del disolvente con poco enfriamiento o sin enfriamiento evaporadorescristalizadores o evaporadores cristalizantes. *combinación de enfriamiento y evaporación en evaporadores adiabáticos-cristalizadores al vacio. Cuestionar Material: Matraz erlermeyer 300ml Agitador magnético Balanza electrónica Parrilla eléctrica con control de temperatura y agitación Termómetro Papel aluminio Embudo Papel filtro whatman Cálculos: Eficiencia: eficiencia=cristales obtenidiosgramos de sal utilizados*100
eficiencia=30g55g*100=54.55% Cuestionario: 1.- ¿La temperatura elegida para el experimento se modifica al adicionar la cantidad de la sal correspondiente a la cantidad de 100g de agua destilada? R=no la de nuestra solución pero si la cantidad de calor que aplicamos a esta ya que debemos subministrarle una temperatura mas alta para que nuestra mezcla se lleve rápido y nuestra solución se mantenga en la temperatura escogida. 2.- ¿La cantidad de sal correspondiente para el experimento se disuelve totalmente en l a cantidad de 100g de agua destilada a la temperatura elegida? R=si ; mientras se le mantenga aplicando calor y movimiento a nuestra solución al retirarlo inmediatamente veremos que se presenta una pequeña cantidad de precipitado debido a que nuestra solución es saturada y debe de mantenerse estrictamente a la temperatura elegida al decrecer su temperatura se veré de inmediato la formación del precipitado. 3.- ¿Por qué, se debe usar agua destilada? R= ya que debemos asegurar que nuestra agua no venga con impurezas la cual en su mayoría son sales de carbonatos al contener este tipo de durezas hace que la temperatura escogida para nuestro experimento difiera de la real ya que las curvas de solubilidad están elaboradas con agua de alta pureza. 4.- ¿el proceso de cristalización se lleva a cabo sólo para soluciones homogéneas? R=Este proceso solo se lleva a cabo en soluciones homogéneas ya que pueden separarse mediante cambios de estado en sustancias puras y las heterogéneas se separan a través de la filtración, la decantación o la separación magnética 5.- ¿cristalización es una operación de separación de transferencia de masa? R=La cristalización es una operación de transferencia de materia en la que se produce la formación de un sólido (cristal o precipitado) a partir de una fase homogénea 6.- ¿cuáles son los métodos utilizados para llevar a cabo la sobresaturación de una solución homogénea? R=Para generar la sobresaturación se pueden utilizar tres métodos distintos. Si la solubilidad del soluto aumenta fuertemente con la temperatura, como ocurre frecuentemente con muchas sales inorgánicas y sustancias orgánicas, una solución saturada se transforma en sobresaturada y simplemente disminuyendo la temperatura por enfriamiento. Si la solubilidad es relativamente independiente de la temperatura como en el caso de sal común, la sobresaturación se puede dar evaporando una parte del disolvente. Si tanto el enfriamiento como la evaporación no resultan adecuados, como en el caso de solubilidad elevada, la sobresaturación se puede generara añadiendo un tercer componente. El tercer componente puede actuar físicamente dando lugar a una mezcla con el disolvente origina. 7. ¿Cuál es el método que utilizo para lograr la sobresaturación de la solución en la experimentación? Por enfriamiento lento 8. ¿El tamaño del cristal obtenido en la experimentación por choque térmico y por enfriamiento lento, es del mismo tamaño? No, si hay un enfriamiento rápido se obtiene pequeños cristales, cuando es lento los
cristales son de mayor tamaño. 9. ¿Cuáles son las variables de control en el proceso de cristalización? Temperatura y agitación, en algunos métodos la presión. 10. ¿El cristal obtenido en la experimentación a qué tipo de sistema cristalino pertenece? Ortorrómbico 10.- ¿El cristal obtenido en la experimentación a que tipo de sistema cristalino pertenece? R=Estructura cristalina ortorrómbica, aragonita Datos experimentales: Coeficiente de solubilidad seleccionado | 55 gramos | Método de sobresaturación seleccionado | Por enfriamiento lento | Temperatura | 35ºC | Cantidad de cristales recuperados: 30gramos. Observaciones: Se observo que al momento de mezclar nuestra sal con el agua tuvimos que aplicar mas calor para alcanzar l a temperatura de saturación en ese punto se observo el fenómeno de solubilidad; al filtrar nuestros cristales hay una gran diferencia de los primeros cristales obtenidos a una temperatura alta y que se llevaron a choque térmico, ya que estos cristales son mas grandes y mas opacos; al llevar el segundo filtrado de los cristales los cuales a temperatura ambiente se colocaron en un baño de hielo, estos mostraron ser mas finos y transparentes. Conclusiones: La cristalización sirve a nivel industrial para purificar una sustancia solida, y la variables que podemos manipular es la temperatura de saturación y ligada a esta viene la cantidad de gramos que usaremos de nuestro compuesto; así como la ultima pero no menos importante es la presión de operación. Para poder llevar acabo este proceso tenemos que seleccionar el equipo de cristalizador adecuado así como el método de cristalización que mas se adecue a nuestras necesidades y características de las sustancias a manejar, así como también hacer una buena selección de nuestro solvente. Para obtener una eficiencia alta de recuperación de cristales debemos de darle mas tiempo a nuestro filtrado escoger un papel de menor tamaño de poro; son varias las medidas o métodos que podemos optar para así recuperar la mayor parte de nuestro producto. Bibliografía: www.sistemadebombeo.com http://www.bvsde.paho.org/vivi/cd/inhem2/reunion/tcasanb2.htm Holland C.D., ―Fundamentos y Modelos de Procesos de Separación‖, Prentice Hall Internacional, Colombia, 1981
Instituto Politécnico Nacional
Escuela Superior de Ingeniería Química e Industrias Extractivas
Practica no. 4 Cristalización
Objetivos Definir el método de cristalización Observar e identificar las dos maneras en que de presenta la naturaleza en que se puede presentar la naturaleza de la materia solida Definir a los solidos cristalinos, red cristalina y celda natural Explica el proceso de la cristalización Utilizar el choque término para observar su aplicación en la cristalización Alcances Reconocimiento de los tipos de los solidos Diferenciar entre los tipos de solidos de cristalinos Denotar cada característica de los solidos cristalinos y redes cristalinas Tomar los valores correctos de las muestras Observar que tipo de cristalización se forma en cada disolvente Metas Definir la cristalización para una operación Características de cada cristalización Comportamiento de la cristalización junto su forma Ocupar el correcto disolvente Seleccionar el disolvente correcto
Cristalización Es el nombre que se le da a un procedimiento de purificación usado en química por el cual se produce la formación de un sólido cristalino, a partir de un gas, un líquido o incluso, a partir de una disolución. En este proceso los iones, moléculas o átomos que forman una red en la cual van formando enlaces hasta llegar a formar cristales, los cuales son bastante usados en la química con la finalidad de purificar una sustancia de naturaleza sólida. Por medio de la cristalización se separa un componente de una solución en estado líquido pasándolo a estado sólido a modo de cristales que precipitan. Este paso u operación es necesaria para cualquier producto químico que se encuentre como polvos o cristales en el mundo comercial, por ejemplo, el azúcar, la sal, etc. Cuando preparamos una disolución concentrada a una temperatura elevada, y seguidamente la enfriamos, se formará una disolución conocida como sobresaturada, siendo las disoluciones que por un momento tienen más soluto disuelto del que sería posible por la disolución en concreto a una temperatura concreta en estado de equilibrio. Después podemos conseguir que se cristalice la disolución a través de un enfriamiento bajo control. Sobretodo cristaliza el compuesto inicial, lo que hace enriquecer las llamadas, aguas madres, con impurezas que se encuentran presente en la mezcla principal al no poder llegar a su límite de solubilidad. Para poder usar esta técnica de purificación debe existir un cambio importante de solubilidad con respecto a la temperatura, cosa que no ocurre siempre. Por ejemplo, el cloruro sódico (la sal marina), posee una solubilidad de alrededor de 35 g/100 para las temperaturas comprendidas entre 0 a 100ºC, lo cual provoca la cristalización por cambio de temperatura sea de poco interés, pero esto no ocurre para todas las sales, como por ejemplo, para el KNO3. Cuando más grande sea la diferencia de solubilidad con respecto a la temperatura, mejores rendimientos se podrán conseguir. A nivel industrial, estos procesos pueden añadir otros procesos de purificación como por ejemplo, el filtrado, la decantación, etc. Después de realizar este procedimiento, el material queda puro por completo. Cuando preparamos una disolución concentrada de cualquier sustancia en un disolvente bueno, y añadimos un disolvente menos adecuado que se pueda mezclar con el primero, el primer disolvente del sólido disuelto empieza a sufrir una precipitación, lo que hace más ricas las aguas madres debido a las impurezas, por ejemplo, se puede separar el ácido benzoico en una disolución, en acetona al añadir agua. De igual manera, si hacemos evaporar el disolvente que hay en una disolución, conseguiremos iniciar la cristalización de los sólidos que se encontraban disueltos cuando se llega a los límites de las respectivas solubilidades. Dicho método ha sido usado desde antiguo para la fabricación de sal, partiendo de la salmuera o también desde el agua de mar. En determinados compuestos, la presión de vapor que tiene un sólido podría llegar a ser lo suficientemente elevado como para poder evaporar cantidades considerables del compuesto en cuestión sin llegar a su punto de fusión, a lo que se le da el nombre de
sublimación. Los vapores que se forman, se condensan en las partes más frías que se ofrecen en forma de lo que se conoce como, ― dedo frío‖ por ejemplo, pasando generalmente del estado gas al sólido, lo que se conoce como sublimación regresiva, lo que hace que se separe de las impurezas posibles que puedan haber. Al seguir este tipo de procedimiento, se pueden conseguir sólidos puros de sustancias que consiguen sublimizar con facilidad como es la cafeína, el azufre, ácido salicílico, etc. Otra forma de cristalización, o de purificación, es a través de la fundición del sólido. El líquido que obtenemos en el proceso, cristaliza en primer lugar el sólido en estado puro, lo que hace que se enriquezca, después cristaliza la fase líquida. Este proceso se conoce como enfriamiento selectivo de un sólido previamente fundido. La parte más importante del proceso de cristalización, es el crecimiento de los cristales. Las formas o los diferentes tamaños que adquieran los cristales se deben a distintas condiciones, como por ejemplo el disolvente que se use o la concentración utilizada de los diferentes compuestos. Los cristales crecen formando capas de moléculas entorno a un cristal inicial.
Costo-Beneficio La cristalización es la forma de mayor importancia al término de los productos solidos ya que con mayor frecuencia se ocupa esta operación principalmente para darle un acabado en presentación, para la venta ya que es de mayor gusto y practico al momento de embalar la muestra cristalizada. Ahorrando empaques, tiempo de empaque y su mejor presentación Usos y aplicaciones Se utiliza para la separación de cualquier solido, ocupando el choque térmico como principio fundamental para crear la cristalización. CUESTIONARIO ¿Qué es cristalización? Es una operación unitaria de aplicación muy amplia, para la purificación de compuestos solidos que requieren una alta pureza ¿Cuales son las características para elegir el disolvente correcto n la cristalización? La muestra no se disuelve en frio pero si en caliente No se debe generar un precipitado en caliente pero si ene frio La muestra debe ser inerte ¿En cuantos estados se presenta la materia solida y cuales son? Se presenta en 2 la amorfa y la cristalina ¿Qué son los cristales? Son cuerpos solidos limitados por superficies planas; están compuestas por un ordenamiento simétrico de átomos; iones y moléculas dispuestos en un modelo tridimensional repetitivo ¿Qué son las redes cristalinas y maleamiento (cristalización)?
Las redes cristalinas se clasifican de acuerdo con las longitudes relativas de los tres ejes de la celda unitaria y las magnitudes de los tres ángulos entre los ejes y el nucleamiento es el mecanismo de cristalización en el que intervienen dos fenómenos, la formación de núcleos cristalinos y el crecimiento de los cristales.
Interpretación de los resultados
C F INERTE SOLUBILIZA ELIMINA MetOH
EtOH
Acetona
Conclusiones
La cristalización es un método para separar mezclas solidas y concentrarlas La cristalización ocupa el principio de choque térmico En cuanto el choque térmico sea más eficiente incrementara la purificación o separación de la mezcla elevando su pureza Un disolvente debe de formar precipitado en frio ya que nos indica que esta saturada la mezcla y nos ayudara a la creación de cristales La eficiencia de nuestra benzoina representa la forma en que trabajo la cristalización con respecto del choque térmico. La cristalización es un buen método para hacer el producto más maleable en el momento del empaque y de su estado mas presentable para el mercado Observaciones La mezcla de benzoina debe de estar sobresaturada ya que al empezar el choque térmico ocupa el principio del nucleamiento, primero forma el núcleo cristalino y después se expande desarrollando el crecimiento del resto La mezcla toma cristalización de inmediato con el choque térmico. La cristalización es mejor apreciada a contra luz Los cristales como aguja son mejor conocidos como cristalinos y los que están juntos en masa amorfos ya que no cuentan con una figura que domine sobre la mezcla Se debe de secar lo cristalizado ya que todavía cuenta con lo acuoso del disolvente pero como el disolvente no reacciona hacia la benzoina se puede esperar que se evapore por si misma o por un calentado. Bibliografía: Cristalización | La Guía de Química http://quimica.laguia2000.com/general/cristalizacion#ixzz2O34xZlFO
Instituto Politécnico Nacional
Escuela Superior de Ingeniería Química e Industrias Extractivas
Departamento de Ingeniería Química Industrial
Academia de Química Orgánica y Polímeros
Química de los Hidrocarburos
Prof. Murillo Villagrana Apolonia Practica no. 5 Sublimación Alumno Canales Torres Christian 2IV90
Objetivos Conocer la diferencia de sublimación sobre sus características Observar la manifestación del punto triple a la práctica Interpretación del diagrama del punto triple Purificar el 1,4-diclorobenceno por sublimación Comprobar la efectividad del método a partir del punto de fusión y cromatografía Alcances Separar la mezcla por su menor presión de vapor Observar la fase de transición de la mezcla Desarrollar la práctica en óptimas condiciones con los resultados esperados Observar como se proporcionan las fuerzas intermoleculares que se tienen en el momento de la purificación Tomar los valores en peso de la cristalización Metas Diferir en la eficacia del método de sublimación Crear la mayor parte de cristales en la superficie a partir de la sublimación Observar como traba las fuerzas de separación de mezclas Observar que el punto de la presión de vapor puede tomar el rumbo de solido a gas para después a partir del choque térmico inducido cristalizar Crear el mayor número de cristales
SUBLIMACION En el latín es donde se encuentra el origen etimológico de la palabra que ahora vamos a analizar. En concreto procede del vocablo sublimatio, que puede traducirse como ―elevación‖, el cual emana a su vez del verbo latino sublimare que se puede dictaminar que es sinónimo de ―enaltecer o elevar‖. Se define como sublimación al acto y consecuencia de sublimar (es decir, pasar de forma
directa del estado sólido al de vapor o engrandecer, resaltar o ensalzar a alguien o algo). Para la química, la sublimación (fenómeno también definido como volatilización) es el procedimiento que se basa en modificar el estado sólido de un material por el de estado gaseoso, sin necesidad de llevarlo hacia el estado líquido. El concepto también permite nombrar al método opuesto (el traspaso directo entre el estado gaseoso y el sólido), aunque es más habitual que se hable de sublimación inversa o cristalización. La sublimación se hace presente en el ciclo del agua, que puede encontrarse en estado sólido (hielo), líquido (los océanos) o gaseoso (vapor). El ciclo hidrológico se desarrolla a partir de la radiación del sol y de la fuerza gravitatoria: el sol hace que el agua de los océanos se transforme en vapor y pase a la atmósfera, hasta que vuelve a sus fases líquidas o sólidas a través de las precipitaciones (lluvia, nieve). El agua también llega al estado gaseoso por la sublimación de su estado sólido. El hielo seco es un ejemplo de sustancia capaz de sublimarse. La purificación del azufre y del yodo también supone un proceso de sublimación. Se conoce como presión de vapor o saturación a la presión en la que, ante una temperatura dada, la fase sólida (o líquida) y la fase de vapor alcanzan un equilibrio o armonía dinámica. De la misma forma hay que hacer mención al hecho de que en el ámbito tecnológico también se hace uso del término que estamos abordando. En concreto, él mismo se emplea para definir a un tipo de impresora que se caracteriza por el hecho de que realiza la transferencia de lo que es la tinta al papel mediante el calor y una cinta de tinta que tiene cuatro colores y que se da en llamar CMYK. En concreto los resultados que se consiguen con esta impresora de sublimación son de muy alta calidad lo que hace que donde se trabaje con ella sea especialmente en el ámbito de la fotografía profesional. En contraposición a este gran beneficio que tiene su utilización se encuentra el que es más elevado el coste de la obtención de copias con ella que con cualquier otro dispositivo similar.
Costo-Beneficio La sublimación es una operación la cual nos beneficia en el ámbito de el punto de presión de vapor ya que las sustancias toman de el estado solido al gaseoso observando que es un método de purificación barato y eficaz, ahorrando reactivos para separación y con un tiempo de realización bastante rápido por lo mismo de su cambio de fase por la temperatura. Usos y aplicaciones En la mayoría de las mezclas que se necesiten purificar y que sean solidas con una presión de vapor menor
Cuando no se quiere aplicar reactivos químicos si no sus propiedades de estado Para materiales que no poseen fuerzas intermoleculares débiles Para operaciones con calor controlado CUESTIONARIO ¿Qué es la sublimación? Es una técnica de impresión de objetos muy sencilla, que permite personalizar desde una sola unidad. ¿Qué es la sublimación inversa o regresiva? Al proceso inverso se le denomina deposición o sublimación regresiva; es decir, el paso directo del estado gaseoso al estado sólido. Un ejemplo clásico de sustancia capaz de sublimarse a presión y temperatura ambiente es el hielo seco ¿En que teoría esta basada la sublimación?, explícala En la teoría del punto triple. De acuerdo al diagrama del punto triple toda sustancia que tenga su presión de vapor menor a la del punto triple empezara a sublimarse pasando directamente a la fase vapor sin volverse liquido en ningún momento, en donde el punto de presión de vapor menor, representa todas las mezclas de solido vapor en equilibrio a T y P referidas a la presión menor del punto triple, siendo la line del segmento de A hasta B la mezcla de dichas fases. ¿Para que fuerzas intermoleculares es mas fácil sublimar y porque? Para los materiales que tengan fuerzas intermoleculares fuertes ya que será mas fácil para estas alcanzar la presión de vapor a la que rodea el sistema. ¿A que condiciones subliman la mayoría de los materiales? Subliman cuando se calientan por debajo de su punto de fusión y a presión reducida Interpretación de los resultados
Conclusiones La sublimación es un método muy efectivo en la purificación de solidos que se deseen procesar La solubilidad tiene mayor efecto en materiales intermoleculares fuertes El punto triple es la representación de la igualdad entre las dos fases, siendo margen para determinar a que temperatura puede sublimar un material. Para este método no se necesita más que el calor suministrado de manera parcial La presión a la que se sublima un solido es menor a la presión del punto triple y alcanza a la del sistema Observaciones Se debe de tener bien cerrado el sistema ya que puede haber pérdida del producto Se noto el cambio de solido a vapor No se debe de suministrar temperaturas altas al sistema ya que alcanza rápidamente el punto de fusión y se convierte a líquido La cristalización fue requerida como una operación mas para conocer cuanto producimos con respecto a lo alimentado (rendimiento) Se debe de tomar en cuenta en toda medición de cristalización tomar el peso de lo que sostiene para después por diferencia tomar el valor de los cristales No se necesito más que agregar calor para la sublimación de nuestro reactivo. Bibliografía= http://definicion.de/sublimacion-2/#ixzz2O45jgNkr LAB QMC 200 Univ. Ricardo Alberto Montalván Morón UNIVERSIDAD AUTONOMA GABRIEL RENE MORENO FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y TECNOLOGIA GUIA DE LABORATORIO DE QUIMICA ORGANICA I QMC – 200 DOCENTE: Ing. José Ernesto Paniagua Saucedo UNIVERSITARIO: Ricardo Alberto Montalván Morón GRUPO: ´´D´´ AUXILIAR: Henry Ticona UNIVERSIDAD AUTONOMA GABRIEL RENE MORENO FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y TECNOLOGIA Página 1
LAB QMC 200 Univ. Ricardo Alberto Montalván Morón INDICE 1. Normas de seguridad en laboratorio……………………………..pag. 3 2. Materiales de uso común en laboratorio………………………..pag. 10 3. Análisis Elemental…………………………………………………….pag. 22 Cualitativo Cuantitativo 4. Métodos de separación Cristalización…………………………………………………. pag. 29 Extracción…………………………………………………….…pag. 34 5. Destilación fraccionada del Petróleo…………………………….pag. 39 6. Propiedades Físicas de los compuestos químicos……………pag. 44 7. Hidrocarburos Saturados : ALCANOS…………………………….pag. 49 Obtención o Síntesis del Metano Obtención o Síntesis del Etano 8. Halogenuros de Alquilo:…………………………………………….pag. 54 Obtención o Síntesis del Cloroformo 9. Hidrocarburos No Saturados:………………………………………pag. 57 10. Alquenos: *Obtención o síntesis del Etano (Etileno) *Polímeros: investigación y exposición Alquinos: Obtención o Síntesis del Etino (Acetileno) Hidrocarburos Aromáticos:…………………………………pag. 62 Benceno: Nitración del benceno UNIVERSIDAD AUTONOMA GABRIEL RENE MORENO FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y TECNOLOGIA Página 2
LAB QMC 200 Univ. Ricardo Alberto Montalván Morón LABORATORIO # 1 NORMAS DE SEGURIDAD EN UN LABORATORIO I. OBJETIVO.El objetivo es instruir al estudiante sobre los principales cuidados y accidentes que pueden ocasionarse en un laboratorio. Conocer las normas que se deben cumplir dentro de un laboratorio. II. FUNDAMENTOS TEORICOS.Cuando se trabaja en un laboratorio existe el peligro potencial de un ACCIDENTE en virtud de las sustancias o reactivos que se utilizan, y la posibilidad de cometer algún error al realizar los experimentos. SUSTANCIA PELIGROSA + ERROR HUMANO = ACCIDENTE Por eso, cuando se trabaja en un laboratorio, se deben conocer y cumplir una serie de reglas y normas que disminuyen y logran evitar accidentes. Como primera regla, para empezar a trabajar: ´´EL LUGAR DE TRABAJO DEBE ESTAR EN ORDEN´´ Es conveniente no olvidar estas reglas y consejos: 1.-INDICACIONES: Siga todas las indicaciones que le han sido dadas. 2.-ESTUDIE CADA EXPERIENCIA ANTES DE CLASE: Esta manera de proceder no solo le ahorrara tiempo sino que evitara errores y accidentes innecesarios. 3.-SEGURIDAD DE SUS COMPAÑEROS: Considere la seguridad de sus compañeros. El laboratorio es un lugar para trabajar con seriedad. 4.COMUNICAR LOS ACCIDENTES: Al profesor o ayudante de laboratorio. 5.-VESTIDO DE SUSTANCIAS: Proceda siempre con precaución cuando transfiera sustancias de sus recipientes. Si algo se derramara, comuníquese al profesor o ayudante de laboratorio, de manera que se puedan aplicarse los procedimientos de limpieza adecuados. 6.CALENTAMIENTO DE TUBOS DE ENSAYO: UNIVERSIDAD AUTONOMA GABRIEL RENE MORENO FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y TECNOLOGIA Página 3
LAB QMC 200 Univ. Ricardo Alberto Montalván Morón En el trabajo de laboratorio que involucra el calentamiento de tubos de ensayo, no debe mirarse el interior del mismo mientras se lo calienta, la boca del tubo debe estar en dirección opuesta del cuerpo o de los compañeros. 7.-CALENTAMIENTO DE LIQUIDOS EN TUBOS DE ENSAYO: Cuando se calienta líquidos en un tubo de ensayo, debe hacerlo de la parte de arriba hacia abajo para evitar que se expulse la sustancia hacia el exterior. 8.-OLOR DE LAS SUSTANCIAS GASEOSAS: Investigue el olor de las sustancias gaseosas moviendo lentamente la mano y aspirando con mucho cuidado. 9.LIQUIDOS VOLATILES: Cuando se trabaja con líquidos volátiles inflamables, hay que tener cuidado que no ahoga llama o fuego cerca. 10.-RECIPIENTES CON GRANDES VOLUMENES DE SUSTANCIAS PELIGROSAS: Cualquier recipiente donde se encuentren grandes volúmenes de sustancias químicas peligrosas como ácidos y álcalis, deben ser manipulados por el profesor o ayudante de laboratorio 11.-PREPARACION DE ACIDOS DILUIDOS: Nunca agregue agua sobre el acido concentrado. Si es necesario, preparar un acido diluido, debe agregarse siempre el acido concentrado, en pequeñas cantidades sobre el agua y agitando constantemente. 12.-SUSTANCIAS CORROSIVAS: Maneje sustancias corrosivas con máximo cuidado. 13.-TRABAJO CON VIDRIO: Cuando se esté doblando el vidrio, espere a que se enfríen poco, antes de cualquier manipulación posterior. 14.-TAPONES Y ANEXOS DE GOMA EN MATERIAL QUEBRADIZO: Nunca fuerce dentro o fuera de los tubos o cualquier otro material de vidrio los tapones o los anexos de goma, por que se pueden quebrar. Para colocar o quitar dichos tapones es necesario utilizar glicerina o vaselina liquida. 15.-ES PELIGROSO: Comer, apoyar sobre el mesón de trabajo alimentos, beber o fumar dentro del laboratorio. 16.-VENTILACION: Conviene trabajar siempre en un lugar bien ventilado. 17.-ACCESO AL LABORATORIO UNIVERSIDAD AUTONOMA GABRIEL RENE MORENO FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y TECNOLOGIA Página 4
LAB QMC 200 Univ. Ricardo Alberto Montalván Morón La puerta de acceso al laboratorio siempre debe abrir hacia afuera, por normas de seguridad. 18.-CUIDADOS CON EL CABELLO: Es necesario amarrarse el cabello largo o usar un gorro de protección para evitar accidentes con la llama del mechero. 19.ARMADO DE EQUIPOS: Usar siempre soportes que se apoyen firmes en el mesón de trabajo. Vigilar continuamente los aparatos con centro de gravedad altos. 20.-PRIMEROS AUXILIOS: Todos los laboratorios deben tener un adecuado equipo para primeros auxilios, conocer los pasos a seguir en cada caso de un accidente y luego llamar a un equipo especializado. 21.-TRABAJO CON VIDRIO: Emplear el material de vidrio adecuado para calentamiento de líquidos o sustancias, para eso es necesario conocer las características de dicho material. Ej. Vidrio común o refractario. 22.-CUIDADO CON LOS RESIDUOS: Cuidar que no queden residuos de álcalis y de ácidos concentrados sobre la mesa de trabajo para evitar quemaduras en la piel. 23.-TRABAJO BAJO LA CAMPANA: Cuando se utilicen sustancias toxicas y volátiles se debe trabajar bajo campana. 24.CUIDADO CON LOS ENVASES DE LOS REACTIVOS: Al terminar el trabajo revisar si los frascos de reactivo esta correctamente tapados. 25.-IDENTIFICACION DE MATERIALES: Es necesario conocer a los materiales por sus nombres y para qué sirve cada uno de ellos 26.-LAVADO DE MATERIAL: Lavar con detergente y bastante agua todo el material utilizado después de cada trabajo y colocar en los estantes correspondientes. 27.CUIDADO CON LAS LLAVES DEL GAS Y DEL AGUA: Al terminar la práctica laboratorial asegurarse que las llaves de gas y de agua queden bien cerradas, para evitar accidentes posteriores. 28.-LUGAR RESTRIGUIDO: No se debe ingresar a los ambientes con letreros de acceso restringido. UNIVERSIDAD AUTONOMA GABRIEL RENE MORENO FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y TECNOLOGIA Página 5
LAB QMC 200 SIMBOLO DE RIESGO Y NOMBRE CORROSIVO Univ. Ricardo Alberto Montalván Morón SIGNIFICADO(DEFINICION Y PRECAUSION) Clasificación: estos productos químicos causan destrucción de tejidos vivos y/o materiales inertes Precausion:no inhalar y evitar el contacto con la piel y ropas EJEMPLOS *Acido clorhídrico *Acido fluorhídrico EXPLOSIVO Clasificación: sustancias y preparaciones que pueden explotar bajo efecto de una llama o que son mas sensibles a los choques o fricciones que el di nitrobenceno Precausion: evitar golpes, sacudidas, fricción, flamas o fuentes de calor. *nitroglicerina IMFLAMABLE Clasificación: sustancias y preparación: *solidas, que pueden inflamarse fácilmente por una breve acción de una fuente de inflamación y que continúan ardiendo o consumiéndose después de haber apartado la fuente de inflamación. Precaucion:evitar contacto con materiales ignitivos(aire,agua) *benceno *etanol *acetona UNIVERSIDAD AUTONOMA GABRIEL RENE MORENO FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y TECNOLOGIA Página 6
LAB QMC 200 COMBURENTE Univ. Ricardo Alberto Montalván Morón Clasificación: sustancias que tiene la capacidad de incendiar otras sustancias, facilitando la combustión e impidiendo el combate del fuego. Precaución: evitar si contacto con materiales combustibles *oxigeno *nitrato potasio *peróxido hidrogeno de de TOXICO Clasificación: sustancias y preparaciones que, por inhalación, ingestión o penetración cutánea, pueden implicar riesgos graves agudos o crónicos para la salud. Precaucion:todo el contacto con el cuerpo humano debe ser evitado *cloruro de bario *monóxido de carbono *metanol IRRITANTE Clasificación: sustancias y preparaciones no corrosivas que, por contacto inmediato, prolongado o repetido con la piel o las mucosas, pueden provocar una reacción inflamatoria. Precaucion:los gases no deben ser inhalados y el contacto con la piel y ojos debe ser evitado *cloruro de calcio *carbonato de sodio UNIVERSIDAD AUTONOMA GABRIEL RENE MORENO FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y TECNOLOGIA Página 7
LAB QMC 200 PELIGROSO PARA EL MEDIO Univ. Ricardo Alberto Montalván Morón Definición: el contacto de esta sustancia con el medio ambiente puede provocar daños al ecosistema a corto o largo plazo. Manipulación: debido a su riesgo potencial, no debe ser liberado en las cañerías, en el solo o medio ambiente *benceno *cianuro de potasio *lindano ACTIVIDADES: Cuestionario: 1.-Indique los cuidados que se deben tener en cuenta cuando se manipulan sustancias peligrosas. R.- Se debe manipular con mucho cuidado y utilizando los medios de protección adecuados como ser: guantes, mascarillas, barbijos, lentes y trabajar bajo campana. 2.- ¿Cómo se procede en casos de desmayos por intoxicación? R.- En estos casos debe inhalar amoniaco o sales para oler o aplicarse paños frio en la cabeza. Una fricción en el pecho y extremidades puede ser suficiente para recuperar el sentido. 3.según lo aprendido ¿Cuáles son los principales cuidados que se deben tener en un laboratorio? R.- Se deben conocer y cumplir una serie de reglas y normas que disminuyen y logran evitar accidentes, cumplir con la regla de ponerse mandil y barbijo, la seguridad de sus compañeros, y comunicar los accidentes que haiga en el laboratorio al auxiliar o docente. 4.- ¿en caso de quemaduras cuales son los primeros auxilios que se les pueden aplicar al afectado? R.- a.) Quemaduras con acido.- Lávese con abundante agua, aplique después una gasa empapada en solución de bicarbonato de sodio. de b.) Quemaduras de álcalis.- Lávese con abundante agua, aplique después una gasa acido bórico. c.) Quemaduras de acido o álcalis en los ojos.- Lávese los ojos inmediatamente con UNIVERSIDAD AUTONOMA GABRIEL RENE MORENO FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y TECNOLOGIA Página 8
LAB QMC 200 Univ. Ricardo Alberto Montalván Morón una gran volumen de agua, y después con acido bórico y en caso por lesiones producidas por álcalis. Complétese el tratamiento en ambos casos agregando una gota de aceite de olivo. d.) Quemaduras con llagas u objetos calientes.- no deben lavarse con agua. Aplique pomadas para quemaduras y luego véndese. 5.-nombre las sustancias químicas más peligrosas y las menos peligrosas R.- Los ácidos concentrados, las bases concentradas, sustancias corrosivas, toxicas y venenosas se deben manipular con mucho cuidado porque son sustancias peligrosas, las menos peligrosas pueden ser: formiato de metilo, cloruro de sodio,... UNIVERSIDAD AUTONOMA GABRIEL RENE MORENO FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y TECNOLOGIA Página 9
LAB QMC 200 Univ. Ricardo Alberto Montalván Morón LABORATORIO # 2 MATERIALES DE USO COMUN EN LABORATORIO I.- OBJETIVO.El objetivo de la siguiente práctica es reconocer por su nombre cada uno de los materiales. Los usos y los cuidados que se deben tener con dichos materiales. II.-FUNDAMENTOS TEORICO.Propiedades del vidrio: -Resistencia química -Mínima dilatación térmica (borosilicato) -Elevada estabilidad al cambio de temperatura Resistencia mecánica, física Propiedades de la porcelana: -Inerte (Silicato sodio potasio) -Alta resistencia térmica Propiedades del plástico: -Resistencia mecánica -Inerte (limitada) Propiedades del metal: -Resistencia física elevada UNIVERSIDAD AUTONOMA GABRIEL RENE MORENO FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y TECNOLOGIA Página 10
LAB QMC 200 Univ. Ricardo Alberto Montalván Morón Materiales de laboratorio de Química Grupo 1. Utensilios de sostén. (UDS) Adaptador para pinza para refrigerante o pinza Holder Este utensilio presenta dos nueces . Una nuez se adapta perfectamente al soporte universal y la otra se adapta a una pinza para refrigerante de ahí se deriva su nombre. Están hechos de una aleación de níquel no ferroso Gradilla Utensilio que sirve para colocar tubos de ensayo.Este utensilio facilita el manejo de los tubos de ensayo. Pinzas para cápsula de porcelana Permiten sujetar cápsulas de porcelana. Pinzas para crisol Permiten sujetar crisoles Pinzas para tubo de ensayo Permiten sujetar tubos de ensayo y si éstos se necesitan calentar, siempre se hace sujetándolos con estas pinzas, esto evita accidentes como quemaduras. Pinzas para vaso de precipitado Estas pinzas se adaptan al soporte universal y permiten sujetar vasos de precipitados. Soporte Universal UNIVERSIDAD AUTONOMA GABRIEL RENE MORENO FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y TECNOLOGIA Página 11
LAB QMC 200 Univ. Ricardo Alberto Montalván Morón Es un utensilio de hierro que permite sostener varios recipientes. Tela de alambre Es una tela de alambre de forma cuadrangular con la parte central recubierta de asbesto, con el objeto de lograr una mejor distribución del calor. Se utiliza para sostener utensilios que se van a someter a un calentamiento y con ayuda de este utensilio el calentamiento se hace uniforme. Tripié Son utensilios de hierro que presentan tres patas y se utilizan para sostener materiales que van a ser sometidos a un calentamiento. Grupo 2. Utensilios de uso específico. (UDUE) Adaptadores tipo caimán Posee 20 cables de varios colores,con 16 alambres de 24 pulgadas de largo con piezas banana caimán y adaptadores para batería. Agitador de vidrio Están hechos de varilla de vidrio y se utilizan para agitar o mover sustancias, es decir, facilitan la homogenización. Aparato de destilación UNIVERSIDAD AUTONOMA GABRIEL RENE MORENO FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y TECNOLOGIA Página 12
LAB QMC 200 Univ. Ricardo Alberto Montalván Morón Consta de tres partes: a) Un matraz redondo de fondo plano con salida de un lado con boca y tapón esmerilado. b) Una alargadera de destilación con boca esmerilada que va conectada del refrigerante al matraz. c) Refrigerante de serpentín con boca esmerilada. Este aparato se utiliza para hacer destilaciones de algunas sustancias. Aparato de extracción SOXHLET Este aparato consta de 3 piezas: a) Un matraz redondo fondo plano con boca esmerilada. b) Una camisa de extracción. Esta se ensambla al matraz. c) Refrigerante de reflujo. Este aparato se utiliza para extracciones sólido-líquido. Baño maría cromado Es un dispositivo circular que permite calentar sustancias en forma indirecta. Es decir permite calentar sustancias que no pueden ser expuestas a fuego directo. Cápsula de porcelana Este utensilio está constituido por porcelana y permite calentar algunas sustancias o carbonizar elementos químicos, es un utensilio que soporta elevadas temperaturas. Al usar la capsula de porcelana se debe tener en cuenta que esta no puede estar vencida, pues de lo contrario, podría llegar a estallar. Crisol de porcelana UNIVERSIDAD AUTONOMA GABRIEL RENE MORENO FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y TECNOLOGIA Página 13
LAB QMC 200 Univ. Ricardo Alberto Montalván Morón Este utensilio permite carbonizar sustancias, se utiliza junto con la mufla con ayuda de este utensilio se hace la determinación de nitrógeno. Cristalizador Este utensilio permite cristalizar sustancias. Cuba hidroneumática Es una caja cromada con saluda lateral.Es un utensilio que tiene 30 cm de largo por 10 cm de altura. Se utiliza para la obtención de gases por desplazamiento de agua. Cucharilla de combustión Es un utensilio que tiene una varilla de 50 cm de largo. Se utiliza para realizar pequeñas combustiones de sustancias, para observar: por ejemplo el tipo de flama. Los desecadores de vidrio tienen paredes gruesas y forma cilíndrica, presentan una tapa esmerilada que se ajusta herméticamente para evitar que penetre la humedad del medio ambiente. En su parte interior tienen una placa o plato con orificios que varía en número y tamaño. Estos platos pueden ser de diferentes materiales como: porcelana, o nucerite (combinación de cerámica y metal). Embudo de Buchner Son embudos de porcelana o vidrio de diferentes diámetros, en su parte interna se coloca un disco con orificios, en él se colocan los medios filtrantes. se utiliza para realizar filtraciones al vacío. UNIVERSIDAD AUTONOMA GABRIEL RENE MORENO FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y TECNOLOGIA Página 14
LAB QMC 200 Univ. Ricardo Alberto Montalván Morón Embudo de polietileno Es un utensilio que presenta un diámetro de 90 mm. Se utiliza para adicionar sustancias a matraces y como medio para filtrar. Esto se logra con ayuda de un medio poroso (filtro). Embudo de seguridad recto Es un utensilio que presenta un diámetro de 6mm. Se utiliza para adicionar sustancias a matraces y como medio para evacuarlas cuando la presiónaumenta. Embudo de separación Es un embudo tiene la forma de un globo, existen en diferentes capacidades como: 250 ml, 500 ml. Se utiliza para separar líquidos inmiscibles. Embudo estriado de tallo corto Es un utensilio que permite filtrar sustancias los hay de: vidrio y de plástico. Embudo estriado de tallo largo Es un utensilio que permite filtrar sustancias. UNIVERSIDAD AUTONOMA GABRIEL RENE MORENO FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y TECNOLOGIA Página 15
LAB QMC 200 Espátula Univ. Ricardo Alberto Montalván Morón Es un utensilio que permite tomar sustancias químicas con ayuda de este utensilio evitamos que los reactivos se contaminen. Matraz de destilación Son matraces de vidrio con una capacidad de 250 ml. Se utilizan junto con los refrigerantes para efectuar destilaciones. Matraz Kitazato Es un matraz de vidrio que presenta un vástago. Están hechos de cristal grueso para que resista los cambios de presión. Se utiliza para efectuar filtraciones al vacío. Mechero de bunsen Es un utensilio metálico que permite calentar sustancias. Este mechero de gas que debe su nombre al químico alemán ROBERT W. BUNSEN. Puede proporciona una llama caliente (de hasta 1500 grados centígrados), constante y sin humo, por lo que se utiliza mucho en los laboratorios. Está formado por un tubo vertical metálico, con una base, cerca de la cual tiene la entrada de gas, el tubo también presenta un orificio para la entrada de aire que se regula mediante un anillo que gira. Al encender el mechero hay que mantener la entrada del aire cerrada; después se va abriendo poco a poco. Para apagar el mechero se cierra el gas. Con ayuda del collarín se regula la entrada de aire. Para lograr calentamientos adecuados hay que regular la flama del mechero a modo tal que ésta se observe bien oxigenada (flama azul). UNIVERSIDAD AUTONOMA GABRIEL RENE MORENO FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y TECNOLOGIA Página 16
LAB QMC 200 Univ. Ricardo Alberto Montalván Morón Mortero de porcelana con pistilo o mano Son utensilios hechos de diferentes materiales como: porcelana, vidrio o ágata, los morteros de vidrio y de porcelana se utilizan para triturar materiales de poca dureza y los de ágata para materiales que tienen mayor dureza. condensador. Termómetro Es un utensilio que permite observar la temperatura que van alcanzando algunas sustancias que se están calentando. Si la temperatura es un factor que afecte a la reacción permite controlar el incremento o decremento de la temperatura. Vasos de precipitados Son utensilios que permiten calentar sustancias hasta obtener precipitados. Vidrio de reloj Es un utensilio que permite contener sustancias corrosivas. Grupo3. Utensilios volumétricos.(UV) Bureta Es un utensilio que permite medir volúmenes, es muy útil cuando se realizan neutralizaciones. Matraz volumétrico Son matraces de vidrio que se utilizan cuando se preparan soluciones valoradas, los hay de diversas medidas como: de 50 ml, 100 ml, 200 ml, 250 ml, 500 ml,1 L. étc. Pipetas UNIVERSIDAD AUTONOMA GABRIEL RENE MORENO FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y TECNOLOGIA Página 17
LAB QMC 200 Univ. Ricardo Alberto Montalván Morón Son utensilios que permiten medir volúmenes. Las hay en dos presentaciones: a) Pipetas graduada: Es un elemento de vidrio que sirve para dar volúmenes exactos, con esta pipeta, se pueden medir distintos volúmenes de líquido, ya que lleva una escala graduada. b) Pipeta volumétrica: Es un elemento de vidrio, que posee un único valor de medida, por lo que sólo puede medir un volumen. Las pipetas graduadas permiten medir volúmenes intermedios, pues están graduadas, mientras que las pipetas volumétricas sólo miden el volumen que viene indicado en ellas. Probeta Es un utensilio que permite medir volúmenes están hechas normalmente de vidrio pero también las hay de plástico. Así mismo las hay de diferentes tamaños (volúmenes). Matraz balón Es un recipiente que permite contener sustancias. Matraz balón de fondo plano UNIVERSIDAD AUTONOMA GABRIEL RENE MORENO FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y TECNOLOGIA Página 18
LAB QMC 200 Univ. Ricardo Alberto Montalván Morón Es un recipiente que se utiliza para contener sustancias es una variación del matraz balón. Matraz Erlenmeyer Es un recipiente que permite contener sustancias o calentarlas. Piseta Es un recipiente que se utiliza para contener agua destilada, este recipiente permite enjuagar electrodos. Tubos de ensayo Estos recipientes sirven para hacer experimentos o ensayos, los hay en varias medidas y aunque generalmente son de vidrio también los hay de plástico. UNIVERSIDAD AUTONOMA GABRIEL RENE MORENO FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y TECNOLOGIA Página 19
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LAB QMC 200 Univ. Ricardo Alberto Montalván Morón LABORATORIO Nº 3 ANALISIS CUALITATIVO ELEMENTAL ORGANICO I.- OBJETIVO. · Conocer algunas pruebas sencillas de laboratorio en las que se base el análisis Cualitativo elemental orgánico. · Identificar a través de reacciones especificas, los elementos más comunes que Constituyen loa compuestos orgánicos. · Adiestrarse en el manejo de pequeñas cantidades de sustancias que requiere este tipo De trabajo analítico. II.- FUNDAMENTOS TEORICOS Los elementos más sencillos que se encuentran en los compuestos orgánicos son: C, H, O, N; S Y halógenos (flúor, cloro, bromo, yodo). La identificación de carbono e hidrogeno logra haciendo reaccionar el compuesto con oxido de Cobre a alta temperatura para formar productos de oxidación característicos. La identificación de nitrógeno, azufre y los halógenos, se basa en la conversión de ellos a sales Solubles en agua y así poder reaccionar con los reactivos específicos. Uno de los métodos para Esta conversión es la fusión alcalina de los compuestos orgánicos en presencia de de sodio Metálico. III.PARTE EXPERIMENTAL Materiales: • • • • • • • • • • • Vaso de precipitado de 50 Pinzas para tubos de ensayo Tubos de ensayo Pipeta graduada de 5 ml Embudo de vidrio Mechero bunsen Vaso de precipitado de 250 ml Espátula Tapón con tubo de desprendimiento Vidrio reloj ml Piceta Varilla de vidrio Reactivos: • • • • • • • • Acido sulfurico concentrado Sodio metalico Acido nítrico concentrado Acetato de plomo Oxido cúprico Etanol Acido clorhídrico concentrado Hidróxido de bario o de calcio UNIVERSIDAD AUTONOMA GABRIEL RENE MORENO FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y TECNOLOGIA Página 22
LAB QMC 200 • Hidróxido de amonio • Tetra cloruro de carbono • Sulfato ferroso • Acido acético • Dióxido de plomo NOTA: Univ. Ricardo Alberto Montalván Morón Para las muestras problema utilizar diversas sustancias que contengan C, H, O, N, S, Cl, Br, I. IV.- DESARROLLO DE LA PRÁCTICA EXPERIENCIA # 1 IDENTIFICACIÓN DE CARBONO E COMPUESTOS SÓLIDOS En tres tapas metálicas de gaseosa colocar una porción pequeña de de azúcar, almidón y goma Picada por separado y calcinarlas con la ayuda de de un mechero. Anotar sus observaciones Para cada una de ellas. ESQUEMA DE LA EXPERIENCIA 1 OBSERVACIÓN: Azucar: color café, aumento el volumen, se hizo liquido, olor agradable y finalmente se enduro Carne: se deshidrata, reducción del volumen y se enduree Goma: humo negro Papel: se hizo ceniza EXPERIENCIA # 2 IDENTIFICACIÓN DE CARBONO EN SUSTANCIAS LIQUIDAS En dos tapas metálicas de gaseosas colocar una cantidad pequeña de querosene y alcohol por Separado, agregar fuego en la tapa con querosene y asomar un tubo de ensayo en la parte Superior y observar. De igual forma encender el alcohol y asomar un vaso de precipitado pequeño invertido, agregar 20 ml de agua de cal en el vaso y tapar con u vidrio reloj. (Nota 1) ESQUEMA DE LA EXPERIENCIA # 2 UNIVERSIDAD AUTONOMA GABRIEL RENE MORENO FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y TECNOLOGIA Página 23
LAB QMC 200 Univ. Ricardo Alberto Montalván Morón OBSERVACIÓN: La gasolina empana de negro las paredes del tubo de ensayo El alcohol se evapora, no tiene color. EXPERIENCIA # 3 IDENTIFICACIÓN DE C Y H EN EL ETANOL En un tubo de ensayo limpio y seco, provisto de tapón con tubo de desprendimiento, coloque de 3 a 5 ml de etanol y 0.4 gramos de oxido de cobre. Acomode el tubo en un soporte universal Con pinzas de forma casi horizontal y en la parte superior del tubo colocar de 1 a 2 g de Sulfato de cobre anhidro, cuidando de que no exista contacto con el etanol. En otro tubo de Ensayo coloque otra solución acuosa de hidróxido de de bario o de calcio. (Nota 1) Caliente el primer tubo y reciba en el segundo el gas que se desprenda, haciéndolo Burbujear dentro de la solución de hidróxido. Si hay presencia de carbono este deberá Representarse en forma de dióxido de carbono que al contacto con el dióxido de bario UNIVERSIDAD AUTONOMA GABRIEL RENE MORENO FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y TECNOLOGIA Página 24
LAB QMC 200 Univ. Ricardo Alberto Montalván Morón Formara un precipitado blanco de carbonato de bario. Si hay presencia de hidrogeno, este Formara pequeñas gota de agua que se condensaran en la parte superior de las paredes del Tubo de ensayo haciendo que este cambie de color al sulfato de cobre anhidro blanco a color Celeste (sulfato de cobre pentahidratado) ESQUEMA DE LA EXPERIENCIA # 3 OBSERVACIÓN: Cal viva: CaO (oxido de calcio) color blanco Cal muerta: Ca (OH)2 (hidróxido de calcio) blanco alcalino Caliza: CO2 + Ca (OH)2 color blanco lechoso EXPERIENCIA # 4 IDENTIFICACIÓN DE AZUFRE, NITRÓGENOS Y HALÓGENOS Método de la fusión alcalina (prueba de Lassaigne) En un tubo de ensayo limpio y seco, coloque 0.4 g de de sodio metálico en trozos pequeños (Nota 2). Con las pinzas lleve el tubo a la llama del mechero y caliéntelo moderadamente hasta que funda el sodio (se forma un glóbulo metálico). En ese momento y fuera de la llama, agregue 0.2 ml de la muestra problema. Caliente el tubo de manera uniforme para que todo el contenido se carbonice y manténgalo en la llama hasta que alcance el rojo vivo, continúe así durante 5 a 10minutos. Retire el tubo de la llama y déjelo enfriar. Agregue luego 6 ml de etanol gota a gota con el fin de disolver el sodio que no reacción. Esta disolución origina desprendimiento de burbujas. Remueva el fondo del tubo con el agitador y si es necesario agregue mas etanol . Al terminar el burbujeo agregue 15 ml, aproximadamente, de agua destilada y vuelva a calentar a fin de sublimizar completamente las sales de sodio formadas. Filtre, por filtración rápida, el contenido del tubo; el equipo del filtrador debe ser transparente, translucido y de pH alcalino. Esquema de la experiencia UNIVERSIDAD AUTONOMA GABRIEL RENE MORENO FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y TECNOLOGIA Página 25
LAB QMC 200 Univ. Ricardo Alberto Montalván Morón Identificación de nitrógeno En un tubo de ensayo coloque 0.2 g de sulfato ferroso y agregue 1 ml del filtrado. Caliente con cuidado y agitando continuamente hasta ebullición durante 1ml del filtrado. Caliente con cuidado y agitando continuamente hasta ebullición durante 1 o 2 minutos, inmediatamente agregue con precaución gotas de acido sulfúrico diluido (1:1) con el fin de disolver los hidróxidos, ferroso y férrico que se hubieran formado por la oxidación con el Oxigeno del aire durante la ebullición. El PH deberá ser acido. Deje reposar el tubo durante 5 o 10 minutos. La aparición de un precipitado o una coloración Azul de Prusia indica la presencia de nitrógeno. Esquema de la experiencia Identificación de azufre En un tubo d ensayo coloque 1 ml de filtrado, acidue con gotas de acido acético diluido (1:1) Agregue gotas de solución de acetato de plomo y caliente. La aparición de un precipitado oscuro Indica la presencia de de azufre en forma de ion sulfuroso. Identificación de halógenos En un tubo de ensayo coloque 1 ml de filtrado, aciduesta ebullición con acido nítrico diluido (1:1) y caliente hasta ebullición para eliminar los sulfuros en forma de acido sulfúrico a los Cianuros como acido cianhídrico (nota 3). Añada entonces gotas de solución de nitrato de Plata hasta la aparición de n precipitada de halogenuros de plata como ser: Cloruro de plata Que un precipitado de color blanco gaseoso que por acción de la luz o del calor toma un color Violeta oscuro, este precipitado es soluble en hidróxido de amonio y vuelve a precipitar si se le Agrega acido nítrico. Bromuro de plata. Que es un precipitado amarillo crema, es parcialmente soluble en hidróxido de amonio. Yoduro de plata. Es un precipitado amarillo insoluble tri hidróxido de amonio. (Determinación conjunta. cloro, bromo, yodo) Si en el filtrado se encuentran los tres aniones, se proceden de la siguiente manera para su Identificación: En un tubo de ensayo coloque 1 ml del filtrado, acidue con gotas de acido sulfúrico diluido, Enfrié y añada 1 ml de tetra cloruro de carbono. Añada lentamente una gota de agua de cloro y Agite (nota 4). Si el yoduro está presente, este se oxida rápidamente por el agua de cloro y pasa a yodo Elemental que se deposita en el tetra cloruro de carbono impartiéndole una coloración violeta Rojizo o purpura. UNIVERSIDAD AUTONOMA GABRIEL RENE MORENO FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y TECNOLOGIA Página 26
LAB QMC 200 Univ. Ricardo Alberto Montalván Morón A medida que se sigue agregando agua de cloro y agitando, el color purpura desaparece, pues El yodo se oxida a yodato y si el bromuro está presente, este así vez se oxida a bromo e Imparte ahora una coloración cae rojizo o ámbar al tetra cloruro de carbón. Finalmente para identificar el cloro: tome un tubo de ensayo 1ml del filtrado alcalino y acidule Con gotas de acido acético, añada 0,3 gramos aproximadamente de dióxido de plomo y caliente A ebullición para eliminar el bromo y el yodo. O Agregue 4ml de agua destilada y filtre el residuo de dióxido de plomo. O En el filtrado se hace la prueba para cloruro con nitrato de plata, en medio nítrico Diluid (gotas) NOTAS: 1. Prepare la solución mezclando 300ml de hidróxido de bario con 8 o 10 ml de agua Destilada. También se puede emplear hidróxido de calcio. 2. Extreme los cuidados al trabajar con sodio… use las gafas de protección, use la pinza Para tubo, evite el contacto del sodio con l piel ya que puede ocasionarle quemadura… No lo ponga en contacto con el agua, por que reacciona violentamente. 3. Verifique la eliminación del sulfuro colocando en la boca del tuvo un papel filtro Humedecido con gotas de solución de acetato de plomo… la eliminación acido completa Cuando el papel filtro no se oscurece por la formación de PbS. (sulfuro de plomo). 4. Agua de CLORO: a) Preparar el agua de cloro mezclando 5ml de solución de 1 – hipoclorito de sodio Comercial y 2ml de acido clorhídrico concentrado… el gas se desprende en forma de Pequeñas burbujas. b) Pasar 0,3gramos de clorato de potasio (KCLl O3), agregar 5ml de agua destilada y 5ml HCl concentrado poco a poco (trabajar bajo campana) V.- CUESTIONARIO. 1. .Cual es el principio en el que se basa el análisis cualitativo elemental orgánico por el Método de fusión alcalina? Los elementos que se encuentran con más frecuencia en los compuestos orgánicos son: carbono, Oxigeno, nitrógeno, azufre, halógenos y fosforo. La identificación d estos elementos puede Realizarse por varios métodos, algunos de los cuales pueden ser cualitativamente. El método más frecuente utilizado en el análisis cualitativo es el de la fusión alcalina, en dicho Método se convierte en los elementos en sales sódicas orgánicas, en presencia de sodio Metálico. El sodio al fundirse es extremadamente reactivo y reacciona oxidando a muchísimos Compuestos orgánicos, pero eso es utilizado apar inicialmente descomponer los compuestos y Proceder al análisis cualitativo. 2. .Cual es el principio en el que se basa la determinación cualitativa de carbono e Hidrogeno en estas pruebas de laboratorio? UNIVERSIDAD AUTONOMA GABRIEL RENE MORENO FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y TECNOLOGIA Página 27
LAB QMC 200 Univ. Ricardo Alberto Montalván Morón La presencia del etanol. 3. .Cual es el principio en el que se basa el análisis conjunto de yodo y bromo en presencia De agua de cloro y tetra cloruro de carbono? Si en el filtrado se encuentran los 3 aniones, se produce: En el tubo de filtrado, acidule con gotas de acido sulfúrico diluido, enfrié y añada tetra cloruro De carbono. Amanda lentamente una gota de agua de cloro y agite. A medida que se sigue agregando agua de cloro y agitando, el color purpura desaparece, pues el Yodo se oxida a yodato y si el bromuro está presente, este a su vez se oxida a bromo e Imparte una coloración café rojizo o ámbar a tetra cloruro de carbono. 4. Cuál es la forma correcta de eliminar desechos de acido sulfurico.acido nítrico y acido Acético ? La forma correcta de eliminar desechos ácidos es primero que nada amortiguar con algún Hidróxido o base suave y después disponerlo en algún lugar autorizado para su destrucción o Confinamiento Todos se neutralizan, con NaOH para el sulfurico y el nítrico o bien NH4OH para el Acético, cuando el pH es neutro (7.0) lo deshechas por el drenaje 5. Como se eliminan desechos de sales inorgánicas ? Como carbonato de bario , cloruro de Bario , ferrocianuro férrico, sulfuro de plomo, halogenuros de plata? "Las practicas de coagulación y floculación son tratamientos previos esenciales para muchos Sistemas de purificación de agua. En el proceso convencional de coagulacion-floculacion-sedimentacion, se añade un coagulante Al agua fuente para crear una atracción entre las partículas en suspensión. La mezcla se agita Lentamente para inducir la agrupación de partículas entre sí para formar ―floculos‖. El agua se Traslada entonces a un depósito tranquilo de sedimentación para sedimentar los sólidos. Los sistemas de flotación de aire disuelto agregan también un coagulante para flocular las Partículas en suspensión; pero en vez de usar la sedimentación, burbujas de aire presurizado Las empujan hacia la superficie del agua desde donde se pueden extraer. Finalmente, el ablandamiento de cal es una tecnología utilizada por lo general para ―ablandar‖ El agua —es decir, eliminar las sales minerales de calcio y magnesio. En este caso, el material Que se decanta no es el sedimento en suspensión sino las sales disueltas." CONCLUSION: Todo compuesto orgánico siempre va a quedar carbonizado. La carne tarda más en carbonizarse por que contiene agua. Todo compuesto inorgánico se carboniza mas rápido por que no contiene agua. UNIVERSIDAD AUTONOMA GABRIEL RENE MORENO FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y TECNOLOGIA Página 28
LAB QMC 200 Univ. Ricardo Alberto Montalván Morón Laboratorio * 4.1 Métodos de separación CRISTALIZACION 1.-Objetivo: Instruir al estudiante lo que es método de purificación a través de la cristalización de Sustancias solidas. 2.-Fundantos teóricos : Métodos generales de cristalización.La cristalización se basa en el hecho de que la mayoría de los sólidos mas solubles en un Disolvente caliente que en frio. El sólido que se va a purificar se disuelve en disolvente Caliente, generalmente a ebullición, la mezcla caliente se filtra para eliminar todas las Impurezas solubles, y luego la solución se deja enfriar para que se produzca la cristalización. En el caso ideal, toda sustancia deseada debe separarse en forma de cristales y todas las Impurezas solubles deben quedar disueltas en el agua madre. Finalmente los cristales se Separan por filtración y se deja secar, sin con una cristalización sencilla no se llega a obtener Un sustancia pura, el proceso se puede repetir empleando l mismo u otro disolvente. La mayoría de los compuestos orgánicos que carecen de hidrogeno capaces de formar Puentes de hidrogeno se disuelven rápidamente en éter, benceno, ligona y otros disolventes No asociados. El proceso de disolución es una simple mezcla molecular. El éter y el benceno son muy parecidos en su acción disolvente. En general, el éter es el mejor Disolvente que el benceno para los compuestos asociados, ambos son mejores disolventes que El éter del petróleo y la ligona. Los disolventes de uso común son : • Agua (punto de ebullición 100*C) • Acetona (punto de ebullición 56.5*C) • Éter etílico (punto de ebullición 35* C) • Etanol (punto de ebullición 78*C) • Benceno (punto de ebullición 80* C) 3.-parte experimental : Materiales • • • • • • • • Vaso precipitado Espátula embudo buchner Malla de amianto Matraz erlenmeyer Matraz kitasato Trampa de agua Papel filtro UNIVERSIDAD AUTONOMA GABRIEL RENE MORENO FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y TECNOLOGIA Página 29
LAB QMC 200 • mechero bunsen • vidrio reloj Reactivos • • • • acido piprico carbon activo acido benzoico agua Univ. Ricardo Alberto Montalván Morón 4.-desarrollo de la practica : experiencia *1 cristalizacion del acido pícrico • agregar 1gr. De acido picrico solido en un vaso precipitado de 100 ml. • Anadir agua hirviendo hasta que se disuelva la muestra. • Con el fin de atrapar impurezas existentes en la disolicion, agregar 0,2 gr. De carbon activo. Agite vigorosamente y ponga a hervir la suspension durante 3-4 min. , luego filtre la suspencion, ya sea por gravedad o por una filtracion al vacio. • El filtrado se divide en dos porciones iguales, las cuales se ponen en vasos de precipitado pequenos de 50 ml. Tapar uno de los vasos con un vidrio reloj y dejar enfriar a temperatura ambiente, el otro, enfriar dentro de un recipiente con hielo. • Al cabo de unos minutos observar las diferencias de los dos vasos y calentar el Siguiente cuadro: CARACTERÍSTICA DE LOS CRISTALES TEMPERATURA DE ENFRIAMIENTO TAMAÑO CANTIDAD FRIO AMBIENTE GRANDES PEQUEÑOS MENOR MAYOR Esquema de la experiencia 1.Experiencia *2 Cristalización por sublimación: • colocar en un vidrio reloj 3 gr de acido benzoico. • Cubrir con papel filtro, colocar sobre el vidrio con papel en un embudo de diámetro Igual o mayor a él y calentar suavemente. • Suspender el calor cuando el papel tome un aspecto aceitoso en el centro del embudo y Dejar enfriar. Después de unos 10 min. Retirar el embudo y observar los cristales de Acido benzoico formados Esquema de la experiencia *2 UNIVERSIDAD AUTONOMA GABRIEL RENE MORENO FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y TECNOLOGIA Página 30
LAB QMC 200 Univ. Ricardo Alberto Montalván Morón Notas: 1. antes de proceder a la filtración, el papel filtro debe ser humedecido con agua tibia Para evitar que se precipite el soluto. 2. Si se caliente mucho el acido benzoico desprende vapores tóxicos, en este caso llevarlo Rápidamente bajo la campana. Cuestionario .1. porque no debe exceder la cantidad de disolvente cuando se disuelve la muestra solida ? El objetivo es disolver el soluto en la misma cantidad de disolvente a temperatura de Ebullición. La disolución de un sólido ha de disolverse en la mínima cantidad de disolvente de ebullición. Así, se adicionara una pequeña cantidad de disolvente al matraz que contiene el sólido a Purificar y se calentara hasta ebullición. Si no se disuelve todo el sólido se añadirá otra Pequeña cantidad de de disolvente y se llevara de nuevo a ebullición y se repetirá el proceso UNIVERSIDAD AUTONOMA GABRIEL RENE MORENO FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y TECNOLOGIA Página 31
LAB QMC 200 Univ. Ricardo Alberto Montalván Morón Cuantas veces sea necesario. No se añade mucho disolvente para que no obtener un sólido impuro. 2. Cuáles son los disolventes más comunes que se pueden utilizar en un proceso de Cristalización? Son los siguientes: • Agua • Etanol • Acetona • Éter etílico • Benceno • acido acético • Acetato de etilo • Éter de petróleo • También se puede usar mezclas de disolventes 3. De que variables depende el grado de separación de las sustancias puras en la Cristalización? Depende del lavado de los cristales para eliminar todo el disolvente que llevan adherido(que Desde luego, contendrá impurezas solubles). Sin succion, se cubrirán los cristales con una Pequeña cantidad de disolvente puro y frio. En ese momento conviene agitar la mezcla cuidadosamente, para no romper el papel filtro, con Una espátula o varilla de vidrio de roma para asegurar que todos los cristales se humedezcan Con el disolvente. Entonces de nuevo se aplica la succión y los cristales se presionan con un Tapón como antes. Este proceso se puede repetir varias veces. 4. Investiga a que se debe las diferencias después de enfriar el filtrado, a temperatura Ambiente y frio. Los tamaños de los granos dependen de la velocidad con que se forman y crecen los núcleos. Tanto la velocidad de formación de los núcleos como la velocidad de s crecimiento dependen En un gran grado de la velocidad de enfriamiento y de la temperatura de sobrefusión. 5. Que es sublimación? La sublimación (del latín sublimare) o volatilización es el proceso que consiste en el cambio de Estado de la materia solida al estado gaseoso sin pasar por el estado liquido. Se puede llamar De la misma forma al proceso inverso; es decir, el paso directo del estado gaseoso al estado Solido, pero es más apropiado referirse a esa transición como sublimación inversa o Cristalización; ocurre en las geoditas. Un ejemplo clásico de sustancia capaz de sublimarse es El hielo seco. 6. Cual es la diferencia entre ADSORCION y ABSORCION ? Adsorcion: es un proceso fisico o quimico por el cual atomos, iones o moleculas son atrapadas o retenidas en la superficie de un material y Absorcion: es un proceso fisico o quimico en el cual atomos, moleculas o iones pasan de una primera fase a otra incorporandose al volumen de la segunda fase. UNIVERSIDAD AUTONOMA GABRIEL RENE MORENO FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y TECNOLOGIA Página 32
LAB QMC 200 Univ. Ricardo Alberto Montalván Morón CONCLUSION: En la experiencia 1 el sólido y el solvente tienen que formar una fase homogenea, es por eso Que se agrega la menor cantidad posible de agua. La formacion de cristales y su crecimiento dependen de la velocidad de enfriamiento. Se debe agregar carbon activo para eliminar impurezas en la disolucion. Es importante la filtracion, ya que sin esta no habria cristalizacion. UNIVERSIDAD AUTONOMA GABRIEL RENE MORENO FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y TECNOLOGIA Página 33
LAB QMC 200 Univ. Ricardo Alberto Montalván Morón Laboratorio Nº 4.2 Métodos de separacion EXTRACCIÓN I.- OBJETIVO: Lograr separar un compuesto de una solucion por medio de un disolvente. Separar una sustancia poco soluble de un producto, utilizando un equipo de extraccion como es el extractor Soxhlet. II.- FUNDAMENTO TEORICO Para el analisis inmediato de una sustancia se encuentran varias técnicas dentro de las cuales tenemos: la purificación de sustancia orgánicas, esta depende de la naturaleza de la mezcla y las propiedades de sus componentes. En general pueden reducirse a dos procesos: · Lo que dependen del uso del disolvente. · Lo que aprovechan la destilación. Los métodos físico, como en los anteriores, permite extraer los constituyentes sin alterar su composición química, este método es aplicable a mezclas homogéneas y heterogéneas. Para este fin se distinguen lo siguientes métodos: Dilución Cristalizacion Destilación Maceración Digestión Infusión Decocción Lixiviación Diálisis Extraccion Entre los equipos mecánicos de separacion tenemos al extractor soxhelt que consta de tres partes: o Un matraz colector de disolvente o Un tubo extractor o Un refrigerante de flujo III PARTE EXPERIMENTAL. MATERIALES: Embudo de decantacion 200ml Pinza doble nuez Tapones Matraz erlenmeyer de 100ml Equipo extractor Soxhelt UNIVERSIDAD AUTONOMA GABRIEL RENE MORENO FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y TECNOLOGIA Página 34
LAB QMC 200 Mangueras Mechero Vaso precipitado de 100ml Malla de amiento Probeta de 50ml Tubo de ensayo Gradillas REACTIVOS Cloroformo Cristal violeta IV.DESARROLLO DE LA PRACTICA Univ. Ricardo Alberto Montalván Morón EXPERIENCIA Nº 1 EXTRACCION MEDIANTE EMBUDO DE DECATACION Disuelva en un matraz elenmeyer una pequena porcion y separe en dos vasos por porciones iguales de 15ml. ( Extracción de un solo paso) Vaciar uno de los vasos en un embudo de decantacion, y agregue 15ml de cloroformo. Agite la solucion y previamente tapando con un tapon hasta que cese la formacion de vapores. A continuacion colocar el embudo en un soporte universal, observara luego de un instante la formacion de dos fases las cuales se deben separar e identificar cual de las partes es agua y cual es el cloroformo con cristal violeta, esta ultima debe ser medida para su posterior comparacion. (nota 1) V = 10 ml ESQUEMA DE LA EXPERIENCIA 1 OBSERVACIONES: En la separación del cristal violeta con el agua,podemos apreciar que no se puede recuperar el total cristal vileta En la recuperación con el embudo de decantación es menos la perdida,ya que se puede recuperar casi el total del cristal violeta. EXPERIENCIA Nº 2 EXTRACCION FRACCIONADA ( 3 PARTES ) UNIVERSIDAD AUTONOMA GABRIEL RENE MORENO FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y TECNOLOGIA Página 35
LAB QMC 200 Univ. Ricardo Alberto Montalván Morón o Tomar la otra porcion de la solucion de cristal violeta y dividir en tres porciones de 5ml, luego repetir tres veces el procedimiento anterior con 5ml de cloroformo e cada una. o Medir las tres porciones de cloroformo con cristal violeta. V1= 5 ml V2= 5 ml V3= 5 ml VT= 15 ml ESQUEMA DE LA EXPERIENCIA Nº 2 EXPERIENCIA Nº 3 EXTRACCION MEDIANTE EL EQUIPO SOXHLET o Agregue al disolvente en el balon colector ( nota 2 ) o Colocar en el dedal del tubo extractor la sustancia a agotar con el indique el auxiliar ( nota 3) o Monte el equipo: balon colector, tubo extractor, tubo refrigerante, en forma vertical. o Ajuste el equipo y encienda el mechero, una vez obtenida la sustancia ( aceite esencial ) recuperar el disolvente para otra extraccion. ( nota 4 ) ESQUEMA DE LA EXPERIENCIA Nº 3 UNIVERSIDAD AUTONOMA GABRIEL RENE MORENO FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y TECNOLOGIA Página 36
LAB QMC 200 Univ. Ricardo Alberto Montalván Morón NOTAS: 1. Esta separacion, identificacion y medicion del cloroformo con cristal violeta debe hacerse en el menor tiempo posible, ya que el cloroformo es volatil y esto causa una mala lecturacion con el pasar del tiempo. 2. Se debe agregar el disolvente en una cantidad mayor a la mitad de la capacidad del balon colector para realizar la extraccion. 3. A la materia que se va a extraer el aceite se debe envolver en un papel filtro de tal forma que las particulas no puedan tapar los conductos del extractor. 4. Por ser el hexano un compuesto altamente inflamable se debe tener cuidado que no exista ningun derrame en ninguna partes del extractor o de la mesa donde se realiza la experiencia. V.CUESTIONARIO 1. .Que metodo resulto ser mas efectivos en la separacion con cristal violeta? Por la extraccion mediante embudo de decantacion porque era mas rapido y no habia perdidas. 2. .Cuantos metodos de separacion existen y cuales son? 1. Destilacion 2. Evaporacion 3. Centrifugacion 4. Levigacion 5. Imantacion 6. Cromatografia de Gases 7. Cromatografia en Pape l UNIVERSIDAD AUTONOMA GABRIEL RENE MORENO FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y TECNOLOGIA Página 37
LAB QMC 200 Univ. Ricardo Alberto Montalván Morón 8. Decantacion 9. Tamizado 10.Filtracion 3. Para la obtencion de aceites esenciales, que metodo utilizaria? Los Aceites Esenciales son productos quimicos que forman las esencias odoriferas de un gran numero de vegetales. El concepto "aceite esencial" se aplica tambien a las sustancias sinteticas obtenidas a partir del alquitran de hulla, y a las sustancias semisinteticas preparadas a partir de los aceites esenciales naturales. Cualquier perfume, al ser inspirado produce un efecto alquimico instantaneo y cada uno de los aromas puede influir de distintas formas en los mundos sutiles. Estos aromas pueden transferirse por medio de perfumes, oleos, sahumerios, inciensos, etc... Los aceites esenciales se extraen de los tejidos mediante diversos procedimientos fisicos y quimicos segun la cantidad y estabilidad del compuesto que se pretenda obtener. 4. .Que otras aplicaciones tiene el cloroformo? El cloroformo es un reactivo quimico util debido a la polarizacion de sus enlaces C−Cl, por lo que es una herramienta apreciada en síntesis orgánica, al proporcionar el grupo CCl2. Ademas debido a que es usualmente estable y miscible con la mayoria de los compuestos organicos lipidicos y saponificables, es comunmente utilizado como solvente. Es tambien utilizado en biología molecular para varios procesos, como la extraccion de ADN de lisados celulares. Asimismo, es usado en el proceso de fijacion de muestras histologicas post mortem. Debido a que interactua con ciertos receptores del sistema nervioso, el cloroformo tiene las caracteristicas de un depresor del SNC y genera de suaves a severas alucinaciones psicodelicas en jovenes y adultos. Ya se utilizaba como anestesico en la practica medica en 1847 CONCLUSION: La extraccion mediante embudo de decantacion es rapida y no hay perdida, mientras que por extarccion fraccionada hay perdida aunque es mas rapida que la anterior.7 en la extraccion mediante el equipo de soxhlet, la sustancia bede estar en un papel filtro bien cerrado, se utilizo el hexano en el proceso. Para de nuevo el hexano se hace el mismo procedimiento varias veces. UNIVERSIDAD AUTONOMA GABRIEL RENE MORENO FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y TECNOLOGIA Página 38
LAB QMC 200 Univ. Ricardo Alberto Montalván Morón Laboratorio * 5 Destilacion del petroleo 1.-Objetivos : • el obejtivo de la siguiente practica es brindar un conocimiento basico de lo que es la destilacion fraccionada del petroleo. • Conocer las caracteristicas, propiedades e importancia que tiene el petroleo. 2.-Fundamento teorico : caracteristicas del petroleo .el petroleo suele ser color verde amarillento marron o negro pero siempre se trata de un compuesto quimico bastante similar, este es una mezcla de hidrocarburos mezclados en pequenas cantidades con azufre, oxigeno, nitrogeno y otros elementos. Destilacion .-la destilacion es un metodo fisico que consiste en separar los componetes de una mezcla basandose en los puntos de ebullicion de dichos componentes. Cuando el liquido que se va a destilar es una mezcla como el caso del petroleo, sus componentes hierven a distintas temperaturas, eso permite separarlos en diferentes fracciones y es lo que se llama destilacion fraccionada. Cada fraccion es una mezcla de hidrocarburos que hierven dentro de un rango de temparatura, que los tecnicos eligen seguan la clase de petroleo a destilar y deacuerdo a los productos que se desean obtener. En las refinerias es un proceso de marcha continua, que se efectua hirviendo el petroleo en las serpentines de un destilador de tubos, y haciendo pasar los vapores a una torre de destilamiento fraccionado de 360* C. el interios de la torre esta dividido por una serie de platos o bandejas de burbujeo , probusto de tubos de forma especial. Las primeras porciones de vapor que llegan a la torre forman liquidos en los platos y las nuevas cantidades de vapor que van ascendiendo deben burbuejar a atreves del liquido, para pasar a un plato superior, los vapores mas volatiles se levantan de esta manera y logran pasar, en tanto que los menos volatiles se condensan y quedan en liquido. Como la torre se va haciendo menos caliente a medida que se avanza hacia arriba, los distintos componestes de los vapores se condensan a distintas temperaturas. 3.-parte experimental : Materiales • • • • • equipo de destilacion tripode malla de amianto tubos de ensayo mechero UNIVERSIDAD AUTONOMA GABRIEL RENE MORENO FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y TECNOLOGIA Página 39
LAB QMC 200 • tapones • gradilla • termometro de 360* C • probeta de 100 ml. • Material poroso Reactivos • petroleo crudo 4.-desarrollo de la experiencia : Univ. Ricardo Alberto Montalván Morón • arme el equipo de destilacion con las pinzas y el soporte universal. • Colocar el balon de destilacion petroleo y matrial poroso para controlar la ebullicion, caliente suavemente el balon controlando la temperatura, recoja los productos destilados en distintos tubos de ensayo a ala temperatura indicada : 60 – 90 *C se destilara eter de petroleo 90 – 150 *C se destilara bencina 150 – 175 *C se destilara nafta 175 - * C se destilara gas oil. Esquema de la experiencia .ensayos : combustión • bajo campana o un lugar oscuro locar 1 ml. De cada fraccion obtenida en tapas de corona, agregue fuego a cada una y compare las diferentes llamas. Esquema : UNIVERSIDAD AUTONOMA GABRIEL RENE MORENO FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y TECNOLOGIA Página 40
LAB QMC 200 Univ. Ricardo Alberto Montalván Morón observacion : la combustion es lenta solubilidad : prepare 4 tubos con 2 ml. De agua y 4 con 2 ml de eter, agregue a cada uno de estos tubos 1ml de cada fraccion obtenida en la experiencia y anote sus observaciones. 5.- cuestionario .1. se dice que el petroleo se obtiene por descomposicion anaerobica . A que se refiere esta? Una de las hipotesis dice que el origen fueron los grandes bosques de arboles prehistoricos, de enormes dimensiones, que al sufrir cataclismos y erupciones volcanicas quedaron enterrados bajo tierra y el origen del carbon se produjo a partir de estos, mientras que el petroleo se obtuvo mayoritariamente a partir de plantas marinas. Se formo petroleo por la descomposicion de estas plantas sin aire (descomposicion anaerobica) el cual es un conjunto de hidrocarburos (carbon e hidrogeno), al cabo de millones de anos se eliminaron los componentes volatiles como el nitrogeno, el oxigeno, el azufre, etc. Estos componentes se encuentran en compuestos organicos nitrogenados complejos, UNIVERSIDAD AUTONOMA GABRIEL RENE MORENO FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y TECNOLOGIA Página 41
LAB QMC 200 Univ. Ricardo Alberto Montalván Morón sulfurados activos y compuestos organicos complejos como parafinas que solamente son producidas por los animales y las plantas. Esto apoya que el petroleo se formo a partir de materia biologica y no de carburos inorganicos y oxidos de carbono o anhidrido carbonico e hidrogeno, como dicen otras teorias. 2. Entre que numero de atomo de carbono se encuentra la gasolina,kerosene ? Las aplicaciones de los alcanos pueden ser determinadas bastante bien de acuerdo al numero de atomos de carbono. Los cuatro primeros alcanos son usados principalmente para propositos de calefaccion y cocina, y en algunos paises para generacion de electricidad. El metano y el etano son los principales componentes del gas natural; pueden ser almacenados como gases bajo presion. Sin embargo, es mas facil transportarlos como liquidos: esto requiere tanto la compresion como el enfriamiento del gas. El propano y el butano pueden ser liquidos a presiones moderadamente bajas y son conocidos como gases licuados del petroleo (GLP). Por ejemplo, el propano se usa en el quemador de gas propano, el butano en los encendedores descartables de cigarrillos. Estos dos alcanos son usados tambien como propelentes en pulverizadores. Desde el pentano hasta el octano, los alcanos son liquidos razonablemente volatiles. Se usan como combustibles en motores de combustion interncalentados en presencia de un catalizador de platino. En la isomerizacion, los alcanos se convierten en sus isomeros de cadena ramificada. En el reformado, los alcanos se convierten en sus formas ciclicas o en hidrocarburos aromaticos, liberando hidrogeno como subproducto. Ambos procesos elevan el indice de octano de la sustancia. 3. Indique que es el indice de octano . El octanaje o indice de octano, tambien se denomina RON (por sus siglas en inglés, Research Octane Number), es una escala que mide la capacidad antidetonante del combustible (como la gasolina) a detonar cuando se comprime dentro del cilindro de un motor. Las dos referencias que definen la escala son el heptano lineal, que es el hidrocarburo que mas detona, al que se asigna un octanaje de 0, y el 2,2,4-trimetilpentano o isoctano, que detona poco, al que se asigna un valor de 100. Su utilidad radica en que la eficacia del motor aumenta con altos indices de compresion, pero solamente mientras el combustible utilizado soporte ese nivel de compresion sin sufrir combustion prematura o detonacion.[1] Algunos combustibles (como el GLP, GNL, etanol y metanol, entre otros) poseen un indice de UNIVERSIDAD AUTONOMA GABRIEL RENE MORENO FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y TECNOLOGIA Página 42
LAB QMC 200 Univ. Ricardo Alberto Montalván Morón octano mayor de 100. Utilizar un combustible con un octanaje superior al que necesita un motor no lo perjudica ni lo beneficia. Si se tiene previsto que un motor vaya a usar combustible de octanaje alto, puede disenarse con una relacion de compresion mas alta y mejorar su rendimiento. 4. Que es el GLP , de donde se lo obtiene y para que se lo utiliza ? GAS LICUADO DE PETROLEO.Que es el GLP?Se obtiene del proceso de refinacion del petroleo y de Plantas Recuperadoras de Gas Natural. Puede ser Butano, Propano o una mezcla de ambos. Es una mezcla de hidrocarburos livianos y que a condiciones normales es gaseosa, pero al comprimirla pasa a estado liquido.Sinonimos:G.L.P. - L.P.G. G.P.L. - Gas licuado - Propano - Butano - Gas envasado..Que uso tiene el GLP?Se utiliza principalmente para la coccion de alimentos y calentamiento de agua. Tambien es utilizado en diferentes tipos de industrias como combustible en hornos, secadoras, calderas y en motores de combustible interno y en turbinas de gas para generacion de energia electrica.Tipos de GLP comerciales:Existen dos tipos comunmente llamados Butano(butano comercial) y Propano (propano comercial). 5. Cual es la diferencia entre el gas natural y el GLP ? El gas licuado de petroleo (GLP) se confunde a menudo con el GNL y viceversa. El GLP (abreviatura de Gas Licuado de Petroleo) contiene principalmente propano (C3H8 ) y butano (C4H10), y se emplea principalmente para uso domestico y comercial (incluyendo su uso como combustible para vehiculos). El GLP permanece en estado liquido mediante su conservacion a gran presion. Esto contrasta con el GNL que se licua a presion atmosferica pero a una muy baja temperatura (aprox. – 162 °C). Las propiedades del GLP tambien son completamente diferentes a las del GNL: el gas natural es mas ligero que el aire asi que se dispersa rapidamente y se diluye en el aire, en contraste con los componentes del GLP que son mas pesados que el aire. El almacenamiento del GLP bajo presion, frente al almacenamiento de GNL a muy baja temperatura, requiere el uso de materiales completamente diferentes (diferentes propiedades materiales, espesor, material aislante) y estandares. CONCLUSION: los diferentes tipos de productos destilados del petroleo, se originan por la destilacion del mismo a diferentes temperaturas de ebullicion. UNIVERSIDAD AUTONOMA GABRIEL RENE MORENO FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y TECNOLOGIA Página 43
LAB QMC 200 LABORATORIO # 6 Univ. Ricardo Alberto Montalván Morón PROPIEDADES DE LOS COMPUESTOS ORGANICOS I.-OBJETIVOS: El objetivo de la presente practica es de conocer las diferentes propiedades de los compuestos organicos. II.-FUNDAMENTOS TEORICOS: Punto de ebullicon.Es la temperatura en el cual una sustancia pura se vaporiza(paso del estado líquido al estado de vapor), a temperatura y presión constantes. El Punto de ebullición es la temperatura a la que la presión de vapor de un líquido se iguala a la presión atmosférica existente sobre dicho líquido. A temperatu ras inferiores al punto de ebullición (p.e.), la evaporación tiene lugar únicamente en la superficie del líquido Punto de fusión.Es la temperatura en la cual una sustancia se funde(paso del estado de agregación sólido al líquido) a temperatura y presión constantes. El punto de fusión de un sólido cristalino se puede definir como la temperatura a la cual un sólido se transforma en líquido a la presión de 1 atmósfera Densidad.Es una propiedad empleada ampliamente para caracterizar las sustancias. Se define como la cantidad de masa en una unidad de volumen de la sustancia: o como símbolo: Como es de propiedad cuantitativa suele ser de mayor utilidad para identificar una sustancia que una propiedad cualitativa, como el color o el olor. Además, la densidad determina si un objeto flota en un cierto liquido. Aunque la unidad básica de la densidad es Kg/m3, es mas común expresar la densidad de unidades de gramos por centímetro cúbico. Solubilidad.La solubilidad es la capacidad que tiene una sustancia para disolverse en otra, la solubilidad de un soluto es la cantidad de este. Algunos líquidos, como el agua y el alcohol, pueden disolverse entre ellos en cualquier proporción. En una disolución de azúcar en agua, puede suceder que, si se le sigue añadiendo más azúcar, se llegue a un punto en el que ya no se disolverá más, pues la disolución está saturada. III.-Parte experimental: Materiales UNIVERSIDAD AUTONOMA GABRIEL RENE MORENO FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y TECNOLOGIA Página 44
LAB QMC 200 • • • • • • picnometro termometro termometro de 200* C mechero vaso precipitado tubos de ensayo Univ. Ricardo Alberto Montalván Morón Reactivos • naftaleno • benceno • tiner • aceite -acetona -diesel -alcohol IV.- Desarrollo de la practica.experiencia # 1 PUNTO DE EBULLICON -Agregar alcohol en un tubbo de ensayo. -Añadir agua en un vaso de precipitado de 100 ml. -introducir el tu tubo de ensayo en el vaso y calentarlo por algunos minutos. -despues de percibirse el olor de alcohol, determinar la temperatura a la cual se esta evaporando la sustancia y suspender el calor. -retirar el tubo de ensayo y dejar enfriar sin producir cambios de temperatura para el material. Esquema de la experiencia 1 UNIVERSIDAD AUTONOMA GABRIEL RENE MORENO FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y TECNOLOGIA Página 45
LAB QMC 200 Experiencia # 2 PUNTO DE FUSION Univ. Ricardo Alberto Montalván Morón -En un tubo de ensayo añadir una cierta cantidad de mantequilla. Para que la sustancia no quede adherida en la parte posterior del tubo, calentar la mantequilla hasta que descienda, continuar el calentamiento hasta que esta este completamente liquida -tomar nota de la temperatura a la cual la sustancia esta liquida (Ti=65°). -en un vaso de precipitado agregar agua y colocar en un tubo de ensayo con la mantequilla liquida, posteriormente añadir hielo al recipiente y dejar enfriar por algunos minutos la sustancia. finalmente, una vez solida la mantequilla tomar nota de la temperatura (Tf=8°) a a cual se solidifica la sustancia. ESQUEMA DE LA EXPERIENCIA # 2 EXPERIENCIA # 3 DENSIDAD -Agregar el agua en una probeta, y utilizando el densímetro leer la densidad del agua -realizar el mimo procedimiento con el aceite. Agregar cierta cantidad de aceite en un probeta y leer la densidad del compuesto mediante el densímetro, haciéndolo girar con cuidado para que este no toque las paredes del recipiente. ESQUEMA DE LA EXPERIENCIA #3 UNIVERSIDAD AUTONOMA GABRIEL RENE MORENO FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y TECNOLOGIA Página 46
LAB QMC 200 Univ. Ricardo Alberto Montalván Morón EXPERIENCIA #4 SOLUBILIDAD -utilizando seis tubos de ensayos, de los cuales dos de ellos tendrán una cierta cantidas de diesel,a los otros dos les agregaremos alcohol, y los últimos deberán contener heptano. -los seis tubos de ensayos los dividiremos en dos grupos. -a los primeros tres tubos del agregaremos agua y determinaremos cuales compuestos son solubles es esta sustancia si el diesel,el alcohol o el hepteno. -a los tres tubos sobrantes les agregaremos acetona y de la misma manera, observaremos y determinaremos cuales son solubles. ESQUEMA DE LA EXPERIENCIA #4 UNIVERSIDAD AUTONOMA GABRIEL RENE MORENO FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y TECNOLOGIA Página 47
LAB QMC 200 Univ. Ricardo Alberto Montalván Morón CONCLUSION: Pudimos determinar las diferentes propiedades fisicas en las sustancias,tales como el Diesel,la gasolina,el agua,pudimos ver también cuales de ellos eran solubles en diferentes liquidos,pudiendo apreciar experimentalmente todos los detalles de la experiencia. UNIVERSIDAD AUTONOMA GABRIEL RENE MORENO FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y TECNOLOGIA Página 48
LAB QMC 200 LABORATORIO Nº 7 Univ. Ricardo Alberto Montalván Morón HIDROCARBUROS SATURADOS : ALCANOS OBTENCION DE METANO Y ETANO I.OBJETIVO: El objetivo de la siguiente practica es desarrollar un procedimiento de sintesis del metano y etano, conocer sus propiedadesfisicas y quimicas, osea sus reactividades. II.- FUNDAMENTO TEORICO: El metano es un gas que fue descubierto en los pantanos por VOLTA en 1778, es el mas sencillo de todos los compuestos organicos, siendo el primer termino de la serie de hidrocarburos saturados llamados parafina o alcanos. El metano constituye el 50 al 97% del gas natural, y se forma en la naturaleza por descomposicion bacteriana anaerobica. En laboratorio existen diferente procedimientos de sintesis del mismo, como ser :la descarboxilacion de acido acetico, la reduccion de un derivado halogenado de metano y la reaccion de algunos carburos metalicos con un acido. Las propiedades quimicas que se observan del metano durante la presente experiencia, son caracteristicas de todos los alcanos. El etano al igual que el metano es un gas y es el segundo elemento de los alcanos, este se lo puede obtener de muchas maneras a nivel industrial. En el laboratorio lo obtendremos a partir de una sal organica empleando el metodo electrolitico de kolbe. III.- PARTE EXPERIMENTAL MATERIALES: Tela deamiento Grdilla Tripode Matraz kitazato Tubo de ensayo Cubeta Pipeta Mechero Tapones Vaso de 1000ml Embudo de separacion Espatula Electrodos FEM REACTIVOS Cloroformo Zinc metalico Etanol Permanganato de potasio 0,3% Agua de bromo UNIVERSIDAD AUTONOMA GABRIEL RENE MORENO FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y TECNOLOGIA Página 49
LAB QMC 200 Sulfato de cobre al 10% Acetato de sodio Fenolstaleina Tetracloruro de carbono IV.- DESARROLLO DE LA PRACTICA EXPERIENCIA Nº 1 Univ. Ricardo Alberto Montalván Morón OBTENCION DEL METANO o En un matraz kitazato pequeno montado sobre un soporte adicione 5 gramos de Zinc en polvo, 10ml de etanol 5 ml de agua. o Agregue la mezcla 10 ml de cloroformo y 1 ml de solucion de sulfato de cobre al 10 %y tapar con un buen tapon de goma. o Encienda el mechero con llama moderada. Para que la reaccion se inicie, se requiere generalmente varios minutos, si comienza muy rapido, se enfria el matraz introduciendolo en el agua fria. o Recoger el gas que desprenden por la manguera sobre agua en tubos de ensayo invertido, tapar los tubos con tapones de goma hasta la realizacion de los ensayos. ESQUEMA DE LA EXPERIENCIA 1 ENSAYOS. - En la boca de uno de los tubos que contiene metano se aplica una llama, observandose el caracter de la reaccion. - En otro tubo agregue ( agitando ) 2 ml de permanganato de potasio (color violeta ) al 0,3 % , observar si pierde o no el color del reactivo. - En otros dos tubos adicione 5 a 7 gotas de solucion de bromo con 1 ml de tetracloruro de de carbono y tapar con tapones de goma, esquemas de los ensayos observacion. Mediante la combustion, si hay presencia de metano la llama tiene color verduzco amarillento. Y al agregar cristal violeta el que tenga mas gas metano tiene color que tiende a cafe. UNIVERSIDAD AUTONOMA GABRIEL RENE MORENO FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y TECNOLOGIA Página 50
LAB QMC 200 Univ. Ricardo Alberto Montalván Morón EXPERIENCIA * 2 Obtencion del ETANO (metodo electrolitico) • agregar agua hasta las . partes de la capacidad de un vaso de precipitado de 1000 ml de capacidad • agregar 15 a 20 g de acetato de sodio en el vaso con agua, agitar dicha solucion con una varilla. • Agregar gotas de fenolftaleina. • Llenar dos tubos de ensayo con agua y sumerja dentro de la solucion de acetato de sodio. • Coloque los electrodos (cable delgado) conectado a la FEM dentro de los tubos invertidos con agua. • Aplique corriente continua a los electrodos. • Observar la formacion de gases lentamente dentro de los tubos. • En uno de los electrodos observara un enrojecimiento producido de la fenolftaleina, el mismo que indica que en ese electrodo se descarboxilan los iones de acetato desprendiendose dioxido de carbono y etano. Esquema de la experiencia 2 ENSAYO bajo campana o un lugar oscuro agregue fuego al tubo de ensayo donde se desprendio etano. CUESTIONARIO 1.- Qué es una reacción de combustión, cuantas clases existen y cuales con las diferencias que existen entre ellas? UNIVERSIDAD AUTONOMA GABRIEL RENE MORENO FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y TECNOLOGIA Página 51
LAB QMC 200 Univ. Ricardo Alberto Montalván Morón La combustión es una reacción química en la cual generalmente se desprende una gran cantidad de calor y luz. En toda combustión existe un elemento que arde y se denomina combustible y el otro produce la combustión (comburente), generalmente oxígeno en forma de O2 gaseoso. Los explosivos tienen oxigeno ligado químicamente por lo que no necesitan el oxígeno del aire para realizar la combustión. Las clases más frecuentes de combustible son los materiales orgánicos que contienen carbono e hidrogeno. En una reacción completa todos los elementos tiene el mayor estado de oxidación. Los productos que se forman son el dióxido de carbono y el agua, el dióxido de azufre y puede aparecer óxidos de nitrógeno, dependiendo de la temperatura de reacción. En la combustión incompleta los productos que se queman pueden no reaccionar con el mayor estado de oxidación, debido a que el comburente y el combustible no están en la proporción adecuada, dando como resultado compuestos como el monóxido de carbono. Además puede generarse cenizas. 2.- Formular la reacción terminada para la combustión completa de un alcano de forma general. CnH2n+2(1.5n+0.5) O2 – (n+1) H2O+nCO2 3.- Formular paso por paso la reacción del metano con cloro (halogenación) en presencia de luz. Iniciación.- Hemolisis de una molécula de cloro para formar dos átomos de cloro, iniciada por radiación ultravioleta. Cada átomo de cloro tiene un electrón desapareado, por lo que actúa como un radical libre. Propagación de la cadena (dos pasos).- Un radical cloro elimina a un átomo de hidrogeno de metano, formando el radical metilo y una molécula de HCL; posteriormente el radical metilo retira un átomo de cloro de una molécula de Cl2, formando cloro metano y liberando un radical cloro, esto conduce al producto deseado, más otro radical cloro. Este radical continuara tomando parte en otra reacción de propagación, causando una reacción en cadena, si hay suficiente cloro, pueden formarse otros productos como CH2Cl2. Terminación de la cadena.- Recombinación de dos radicales libres. Las tres opciones vienen a ser: Cl + Cl Cl2 CH3 + Cl CH3Cl CH3 + CH3 C2H6 La última posibilidad en la etapa de terminación conducirá a una impureza en la mezcla final; notoriamente conduce a una molécula orgánica con una cadena de carbono más larga que la reactante. La reacción neta es: CH4 + Cl2 CH3Cl + HCl En el caso del metano o etano, todos los átomos de hidrogeno son equivalentes y tiene la misma probabilidad de ser reemplazados. Esto conduce a lo que es conocido como distribución estadística de los productos. Para el propano y alcanos superiores, los UNIVERSIDAD AUTONOMA GABRIEL RENE MORENO FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y TECNOLOGIA
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LAB QMC 200 Univ. Ricardo Alberto Montalván Morón átomos de hidrogeno que forman parte de los grupos CH2 (o CH) son reemplazados preferentemente. 4.- Formule la reacción de la obtención del etano y propano por el método electrolítico y con qué otro nombre se conoce a este método de obtención? Elecolysis de Kolbe o Reacción de Kolbe es una reacción orgánica nombrado después Adolf Wilhelm Herman Kolbe. La reacción de Kolbe es formalmente una dimerización decarboxylatibe e ingresos por un radical mecanismo de la reacción. CONCLUSION: la combustion y el calor de la llama,determinan la presencia del metano en los tubos de ensayo. Mientras mas gas metano hay en el tubo, mas intenso es el calor. En el electro negativo, el tubo de ensayo tiene etano. UNIVERSIDAD AUTONOMA GABRIEL RENE MORENO FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y TECNOLOGIA Página 53
LAB QMC 200 Laboratorio * 8 Univ. Ricardo Alberto Montalván Morón Halogenuros de alquilo Sintesis del tricloro netano (CLOROFORMO) 1.-Objetivo: • el objetivo de la siguiente practica es obtener tricloro metano mas conocido con su nombre comun cloroformo a apartir de una acetona y cloruro de calcio. 2.-Fundamento teorico: el cloroformo es un compuesto poli halogenado debido a que presenta mas de un halogeno en su estructura, este compuesto se obtiene principalmente de la reaccion de halo formo, halogenacion del metano, reduccuion del tetracloruro de carbono. Los compuestos poli halogenados son conocidos como buenos disolventes en los aceites y grasas es por eso que el cloroformo, el tetracloruro de carbono y otros compuestos halogenados se lo ocupa para extraer aceite de la semilla y ademas de otras aplicaciones importantes. El cloroformo suele ser tambien un compuesto debido a que este forma fosgeno COCL, que es una gas venenoso y que se obtiene cuando se calienta cloroformo en presencia del aire. 3.- Parte experimental: Materiales • • • • • equipo de destilacion espatula matraz erlenmeyer varilla pipetas picetas Equipos • agitador magnetico Reactivos • cloruro de calcio • acetona • agua 4.- Desarrolo de la practica: • pesar 25 gr de cloruro de calcio en un vidrio reloj • agregar cloruro de calcio en el matraz erlenmeyer, adicione 75 ml de agua fria, agite con el agitador magnetico • adicione 5 ml de acetona, si la reaccion comienza muy violenta enfrie el matraz por fuera con abundante agua. • Adicione gotas de acetona y siga agitando durante unos 10 min. • Separe el cloroformo por destilacion con vapor de agua • separe el destilado con la ayuda de un embudo de decantacion UNIVERSIDAD AUTONOMA GABRIEL RENE MORENO FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y TECNOLOGIA Página 54
LAB QMC 200 Univ. Ricardo Alberto Montalván Morón • por ultimo destile el cloroformo ya separado, el punto de ebullicion del cloroformo es de 61,2* C ESQUEMA DE LA EXPERIENCIA: 5.- Cuestionario: 1.- Realice la halogenación completa de un alcano hasta obtener un halo formo e indique que condiciones necesita para obtener este producto. La reacción del halógeno es la oxidación de las metilcetonas (cetonas común radical metilo unido al carbonilo) usando algún hipohalogenilo, como por ejemplo hipo yodito(IO) se produce una polihalogenación en metilo y después se eliva con hidróxido dando un ácido carboxílico y una halo formo, en este caso yodoformo. 2.- Cuál es la diferencia entre el cloroformo y el formol? FORMOL CLOROFORMO UNIVERSIDAD AUTONOMA GABRIEL RENE MORENO FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y TECNOLOGIA Página 55
LAB QMC 200 Se utiliza para evitar que algo apeste cuando una persona se muere se le afecta para alargar el velatorio es muy fuerte y peligroso muchas personas lo utiliza en la zona, pero no debe ser utilizado durante largos periodos puesto se va al organismo. Si el formol tiene un olor sofocante, lo pone en in pañuelo y lo pones en tu nariz…….Te desmayas. Pero cuidado: es toxico a nivel riñón hígado. En la piel produce dermatitis y quemadura en el cuero cabelludo también irritación en los ojos y fosas nasales y la garganta. Univ. Ricardo Alberto Montalván Morón Es un líquido incoloro, volátil, de olor característico. Durante mucho tiempo fue utilizado como anestésico pero se lo descontinuo a causa de su toxicidad. Actualmente se utiliza como disolvente en la industria química pero, tal como ocurre con todos los componentes orgánicos que poseen átomos de halógenos (principalmente F, Cl) es sus moléculas son de carácter se sustancias contaminantes hace que se intente restringir su consumo. Se forma pequeñas cantidades de cloroformo cuando el cloro se usa para la desinfección del agua al entrar en contacto con esta. Otro nombre para el cloroformo es el de tricloro metano. Es uno de los trihalometano que se forma durante la cloración del agua para desinfectarlas. CONCLUSION: se puede obtener cloroformo a partir del cloruro de calcio y acetona y por equipo de destilacion se obtiene el cloroformo y repitiendo este mismo proceso se puede obtener el cloroformo puro. UNIVERSIDAD AUTONOMA GABRIEL RENE MORENO FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y TECNOLOGIA Página 56
LAB QMC 200 Laboratorio * 9 Univ. Ricardo Alberto Montalván Morón Alquenos y alquinos Obtencion del eteno y etino 1.-Objetivo: • el objetivo de la siguiente practica es obtener bajo ambiente de laboratorio los siguintes compuestos : ETENO (etileno) y ETINO (acetileno). • Analizar sus reactividades y establecer sus propiedades fisicas. 2.- Fundamento teorico : El etileno es un gas incoloro de suave alor agradable, es ligeramente soluble cri agua, y se produce comercialmente mediante craqueo y destilacion fraccionada del petroleo, arde con una flama brillante. El etileno es muy empleado en la industria, se lo considera como el mas importante en materia prima para la produccion de compuestos alifaticos. El eteno ademas, se utiliza como anestesico en cirugias y en gran escala para la maduracion de frutas como limones, manzanas, toronjas, naranjas, platanos, etc. tambien se dice que exhibe propiedades semejantes a las hormonas ya que acelera el crecimiento de varios tuberculos, como las papas. El etino, tambien conocido como acetileno, es el primer miembro de los alquilos, es una gas inflamable, inodoro e incoloro, algo mas ligero que el aire, este gas arde con el aire con una llama caliente y brillante por lo cual es utilizada en la soldadura y para cortas metales, por esta propiedad es el mas importante desde el punto de vista industrial. Este gas se produce por descomposicion de los hidrocarburos. Industrialmente se obtiene por la reaccion del carbonato de calcio(obtenido a su vez por la combinacion del oxido de calcio con coke a elevadas temparaturas) con agua o pirolisis del metano. La presencia del triple enalce aumente la reactividad quimica de un hidrocarburo, en este caso el acetileno forma compuestos de adicion, aunque con mas lentitud que una oleofina. Los hidrogenos del acetileno y de todos los acetilenos verdaderos, son sustituidos por un metal, propiedad quimica que los diferencia de las olefinas y puede emplearse para separarlos y caracterizarlos. 3.- Parte experimental: Materiales • cubeta • tubis de ensayo • tapones UNIVERSIDAD AUTONOMA GABRIEL RENE MORENO FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y TECNOLOGIA Página 57
LAB QMC 200 • • • • • • • • • • mangeras mechero matraz de erlenmeyer termometro embudo de decantacion tripode malla de amianto matraz kitazato pipeta espátula Univ. Ricardo Alberto Montalván Morón Reactivos • • • • • • • • • carburo de calcio benceno agua sodio metalico alcohol etilico acido sulfurico tetracloruro de carbono arena fina hidroxido de sodio 10%permanganato K sol. 3% 4.- Desarrollo de la practica Experiencia N *1 Obtencion del eteno • armar el equipo para la obtencion del eteno (matraz kitazato, mangera, cubeta con agua y tubos de ensayo), agregar en el matraz 10 ml de etanol ,15 ml de acido sulfurico y 2 gr de arena • aplique fuego moderado a la matraz previamente tapado y recoja el gas obtenido en los tubos de ensayo y dentro de la cubeta con agua, tapar esto con los tapones de goma para sus posteriores ensayos. Esquema de experiencia N*1 Experiencia N*2 Obtencion del etino • armar el equipo de obtencion del etino(embudo de separacion fijado en un soporte universal, matraz kitazato con mangera de desprendimiento) UNIVERSIDAD AUTONOMA GABRIEL RENE MORENO FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y TECNOLOGIA Página 58
LAB QMC 200 Univ. Ricardo Alberto Montalván Morón • agregar en el matraz 1 gr de carburo de calcio, el matraz debe estar seco. • Llenar al embudo 50 ml de agua y ajustar el matraz con un tapon de modo que no exista fuga de el gas en el momento de la reaccion. • Abrir la llave del embudo de tal forma que el agua salga gota a gota, la reaccion es espontanea y rapida por lo cual se debe recoger el gas en los tubos de ensayo dentro de la cubeta. • Finalmente hacer burbujear acetileno en un tubo de ensayo con 5 ml de benceno durante 2 a 3 min. Esquema de la experiencia N*2 Ensayos: (Reaccion de combustion) • bajo campana o un lugar oscuro prender fuego a un tubo de cada experiencia. Observar que el eteno arde con el aire dando una llama brillante por otra parte el etino arde facilmente. Segun el tipo de combustion del etino el brillo de la llama puede ser: combustion incompleta:___baja________________ combustion completa:_____fuerte______________ exceso de oxigeno: _______sin brillo_____________ (Reaccion de oxidacion) • a otros dos tubos correspondientes agregar 1 ml de sol. De permanganato de potasio 0.3 %, y observara que el eteno sufre una oxidacion debil en presencia del permanganato de potasio, el acetileno por su parte tambien decolora el permanganato de potasio demostrando asi que ambos son compuestos insaturados. (Formacion de acetiluro de sodio) • a al solucion bencenica de acetileno se le anade un trozo pequeno se sodio y observar la formacion de acetiluro de sodio.. NOTAS 1. Los gases producidos en esta experiencia son potencialmente inflamables por lo que es recomendable tener las ventanas y la puertas abiertas del laboratorio y no trabajar con mecheros, ni fuego alguno en caso de fuga. CUESTIONARIO 1.- Qué producto se obtiene al polimerizar tres moléculas de acetileno en presencia de catalizadores y calor? Realice la ecuación química e indique cual es el catalizador. UNIVERSIDAD AUTONOMA GABRIEL RENE MORENO FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y TECNOLOGIA Página 59
LAB QMC 200 Univ. Ricardo Alberto Montalván Morón Se puede obtener el HOLLIN o humo negro utilizado para fabricar tintas de imprentas. C2H2 + As Cl3 C2H2 + Cl2 Al Cl2 CH (Cl)_Ca S Cl2 2 HCl + 2C (HOLLIN) Como material cable para la síntesis de una gran multitud de compuesto orgánico como el etanol. CH CH+ H2O Hg CH2 CH2 (OH) Hg CH3-CHO ETANAL (INESTABLE ETENOL) Se utiliza como gas en equipos de soldadura debido a las elevadas temperaturas que se produce. C2H2 + O2 2CO + H (3000º C) Da reacciones de polimerización se dimeriza formando vinil acetileno se trimeriza dando benceno se tetrameriza dando octatetraeno. 2.- En cuantas etapas reaccionan los alquinos y cuantas moléculas de reactivo se necesitan por cada triple enlace? Mediante la reacción de polimerización se obtiene el polietileno de alta y baja densidad de esta manera se emplea como producto de partida de otros polímeros con 3 moléculas se obtiene el benceno. Reaccionan en 2 etapas y para cada triple enlace se requiere 2 moléculas del reactivo. 3.- El etileno es el compuesto más utilizado en la industria petroquímica, mencione cinco productos que se obtengan a partir de este y realice sus ecuaciones químicas indicando para cada una de ellas su forma de obtención y las condiciones que se necesitan para obtenerlas: El etileno ocupa el segmento mas importante de la industria petroquímica y es convertido en una gran cantidad de productos finales e intermedios como plásticos, resinas, fibras y elastómeros (todos ellos polímeros) y solventes, recubrimientos, plastificantes y anticongelantes. A continuación haremos una descripción de los compuestos que se obtienen industrialmente a partir del etileno. Polietileno (PE) Es una termoplástico que se caracteriza por ser resistente, flexible y poco denso. Como ejemplos de aplicación se puede nombrar recipientes, tubos flexibles, sogas y películas. UNIVERSIDAD AUTONOMA GABRIEL RENE MORENO FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y TECNOLOGIA Página 60
LAB QMC 200 Univ. Ricardo Alberto Montalván Morón Hay dos clases de polietileno; el de alta densidad (0,941-0,970 grs/ml) que se usa para tuberías y desagües, especialmente para formas corrugadas de gran diámetro. Y el de baja densidad (0,910-0,940 grs/ml) que se utiliza en la fabricación de películas, cables, alambres y recubrimientos de papel. Policloruro de vinilo Se obtiene por adición a partir del cloruro de etileno. Sus principales características son el de ser resistentes, algo elástico y poco desgastable; es por esto que se utiliza en revestimientos de suelos, paredes y tanques, caños y juntas. Poliestireno (PS) Se obtiene a partir de estirenos o fenileteno. Se caracteriza por se transparente y rígido por lo que se lo puede utilizar en inyección, extrusión y piezas termo formadas (envases desechables, interiores de heladera) y también en aislamientos (expandido). Poliacrilonitrilo Se utiliza como monómero el acrilonitrilo o cianoeteno. Es un compuesto fuerte, fácil de teñir y puede hilarse. Estas características lo hacen apto para la fabricación de fibras textiles (orlón, cashmilón, dralón). Politetrafloruroeteno (teflón,fluon) Se fabrica a partir de tetrafluoroeteno. Es un polímero muy inerte, no adhesivo y auto lubricante, además de su gran resistencia a altas temperaturas. Como ejemplos de su aplicación se pueden nombrar juntas, bujes y revestimientos de utensilios de cocina. CONCLUSION: El brillo y color de la llama determinan la presencia del eteno, y lo mismo para el etinonpero con la diferencia que el gas al hacer contacto con la llama arde. UNIVERSIDAD AUTONOMA GABRIEL RENE MORENO FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y TECNOLOGIA Página 61
LAB QMC 200 LABORATORIO N*10 Univ. Ricardo Alberto Montalván Morón SINTESIS DEL NITROBENCENO I.- OBJETIVOS Obtener nitrobenceno a partir de benceno por una reaccion con una mezcla sulfonitrica. Explicar la reaccion de nitracion de benceno II.- FUNDAMENTO TEORICO El acido nitrico concentrado, en presencia de acidd sulfurico concentrado reacciona con el benceno produciendo nitrobenceno en pequenas cantidades de compuestos polinitrados. El estudiante debera notar que el nitrogrno del grupo nitro NO2 se encuentra unido al anillo. MECANISMO: esta reaccion se inicia mediante el ataque electrofilico sobre el anillo aromatico. El reactico eletrofilico, que es el ion nitronio, se forma por la accion del acido sulfurico sobre el acido nitrico. Una vez que se ha formado el ion nitronio puede atacar el anillo aromatico. El nitrogeno se une al anillo mediante un par de electrones que originalmente se encontraba en el orbital deslocalizado del anillo, se elimina el acido sulfurico. El ion carbonio que se forma como intermediario se puede representar como hibrido e resonancia de tres formas contribuyentes principales, se encuentra estabilizado por resonancia. III.-PARTE EXPERIMENTAL MATERIALES Y METODOS • Materiales y equipos • Materiales de vidrio: • 02 matraces Erlenmeyer, pipeta de 10 ml, 02 embudo de decantacion, probeta, 03 vasos de precipitados, termometro, embudo de cuello largo. Materiales auxiliares: • Cubeta, soporte universal UNIVERSIDAD AUTONOMA GABRIEL RENE MORENO FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y TECNOLOGIA Página 62
LAB QMC 200 gafas protectoras. Papel de filtro, papel de tornasol, espatula Reactivos químicos: • Benceno (99.7% pureza, D = 0.8 g/ml) Acido sulfurico (D =1.84 g/ml) Acido nitrico (69.7% pureza, D = 1.41 g/ml) Carbonato de sodio Sulfato de magnesio Hidroxido de sodio y sal comun industrial NITRACION DEL BENCENO: Univ. Ricardo Alberto Montalván Morón La nitracion del benceno no puede efectuarse solo con acido nitrico, se necesita ―activar‖ el nitrico mediante acido sulfurico, mas fuerte que el. Se piensa que en esta reaccion el electrofilo es el ion nitronio, NO2+, que se genera a partir del acido nitrico por protonacion y perdida de agua. MECANISMO: 1) Activacion del acido nitrico por el acido sulfurico (formacion del ion nitronio) Ion nitronio 2) Ataque electrofilico sobre el ion nitronio 3) Abstraccion del proton por parte de la base conjugada del acido sulfurico. La nitracion de anillos aromaticos es una reaccion de particular importancia, debido a que los nitroarenos que se producen pueden reducirse con reactivos como hierro o cloruro estannoso para formar aninoarenos (anilina). Norma de seguridad · Uso del mandil en el laboratorio · No introducir ni ingerir alimentos o bebidas en el laboratorio · Guardar disiplina y silencio durante la clase · No se debe mezclar o calentar las sustancia que no esten indicadas en el procedimiento de la guía de practicas. · NO se debe probar sustancias o reactivos en el laboratorio · El materia, equio, reactivos se debe manipular y transportar como lo indique el ayudante · Al calentar la solucion en un tubo de ensayo, nunca dirigir la boca del tubo hacia algunos UNIVERSIDAD AUTONOMA GABRIEL RENE MORENO FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y TECNOLOGIA Página 63
LAB QMC 200 Univ. Ricardo Alberto Montalván Morón de tus companeros o hacia a unos mismos · No debe regresar las susutancias sobrantes a los frascos que las contenian · No deberan tirar o derramar liquidos en los vertederos · Todo alumno sera responsable del materia, equipo mobiliario de laboratorio. ESQUEMA DE LA EXPERIENCIA: V.-CUESTIONARIO PROPIEDADES DEL NITROBENCENO Punto de ebullicion: 211°C Punto de fusion: 6°C Densidad relativa (agua = 1): 1.2 Solubilidad en agua: 0.2 Presion de vapor, Pa a 20°C: 20 Densidad relativa de vapor (aire = 1): 4.2 Densidad relativa de la mezcla vapor/aire a 20°C (aire = 1): 1.00 Punto de inflamacion: 88°C (c.c.) Temperatura de autoignicion: 480°C Limites de explosividad, % en volumen en el aire: 1.8-40 Coeficiente de reparto octanol/agua como log Pow: 1.86 PROPIEDADES QUIMICAS Aspecto y color: Liquido aceitoso, amarillo palido. Olor: Caracteristico. Presión de vapor: 20 kPa a 20o C Densidad relativa de vapor (aire=1): 4.2 Solubilidad en agua: 0.2 Punto de ebullición: 211o C Punto de fusión: 6o C Peso molecular: 123.1 USO DEL NITROBENCENO El nitrobenceno es un compuesto de partida importante en la sintesis de diversos productos UNIVERSIDAD AUTONOMA GABRIEL RENE MORENO FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y TECNOLOGIA Página 64
LAB QMC 200 Univ. Ricardo Alberto Montalván Morón organicos como la anilina, la benzidina, el trinitrobenceno, el acido nitrobenzolsulfonico, la fucsina, la quinolina o farmacos como el acetoaminofeno. A veces se utiliza tambien como disolvente, como componente de lubricantes o como aditivo en explosivos. Antiguamente se utilizaba tambien con el nombre de "Aceite de mirbana" en formulaciones de perfumes. Hoy estas aplicaciones estan prohibidas debido a la elevada toxicidad y el peligro que supone para el medio ambiente. VI.- CONCLUSIONES el nitrobenceno se obtiene a traves del ion nitronio que se forma por el efecto del acido sulfurico sobre el acido nitrico. El se obtiene a partir de un acido mas una alcohol. • En la solubilidad del nitrobenceno observamos que no hay formacion de fases mezclandola con el alcohol. UNIVERSIDAD AUTONOMA GABRIEL RENE MORENO FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y TECNOLOGIA Página 65
LAB QMC 200 Univ. Ricardo Alberto Montalván Morón TRNSCRITO Y EDITADO POR: RICARDO ALBERTO MONTALVAN MORON SANTA CRUZ 26/05/2011 UNIVERSIDAD AUTONOMA GABRIEL RENE MORENO FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y TECNOLOGIA Página 66
