Manual Laboratorio Quimica Organica

UNIVERSIDAD DEGUADALAJARA. CENTRO UNIVERSITARIO DE LOS LAGOS. MANUAL DE PRÁCTICAS DE QUÍMICA ORGÁNICA. Presentado a: Dra. Virginia F. Marañón Ruiz Elaborado por: Naomi Patricia Gutiérrez Cornejo. Nayeli Isabel Macías Alcaraz. Ricardo Vázquez Murillo. Emmanuel Jaramillo Sánchez. Lucerio David Cortes. 1 Índice de General Practica 1: Manejo y uso del equipo de laboratorio de Química Orgánica………………. 3 Practica 2. “Ácidos y Bases”…………………………………………………………………..46 Practica 3: reacciones acido-base: separación de los componentes de una mezcla mediante extracción líquido-líquido…………………………………………84 Practica 4: Separación de mezclas por cromatografía…………………………………… 106 Practica 5: Recristalizaciones de sólidos en medio acuoso y disolventes orgánicos…………………………………………………………………………………………148 Practica 6: Reflujo, destilación simple y destilación con rectificación: Síntesis de acetato de etilo…………………………………………………………………….164 Practica 7: “Síntesis de éter β-naftilmetílico”…………………………………………………191 Practica 8: “Síntesis de éter β- naftilisopropilico”……………………………………………..204 2 UNIVERSIDAD DE GUADALAJARA. CENTRO UNIVERSITARIO DE LOS LAGOS. . Química orgánica 2017 B PRACTICA 1: Manejo y uso del equipo de laboratorio de Química Orgánica Presentado a: Dra. Virginia F. Marañón Ruiz Elaborado por: Naomi Patricia Gutiérrez Cornejo. Nayeli Isabel Macías Alcaraz. Ricardo Vázquez Murillo. Emmanuel Jaramillo Sánchez. Lucerio David Cortes. 3 Índice  Objetivo general 07  Objetivos particulares 07  Introducción 07  Marco Teórico 07 I. Fusiómetro  Fundamentos 08  Sólidos cristalinos 08  Punto de fusión de sólidos cristalinos 08  Equipo 09 II.Cromatografia  concepto 10  fundamentos 10 1. Luzultravioleta 10 2. Luminiscencia 11 3. Placas 12 3.1Revelado de placas 12 4. Compuesto orgánicos 13 5. Absorbentes y eluyentes 6. Equipos 14 6. Lámpara UV 14 . IIl. Destilación simple  Sustancias y mezclas 16 1. Mezclas homogéneas y heterogéneas 17  Procesos adiabáticos 17 1. Separación de azeótropo 17 2. Azeótropos comunes 17  Fuerzas intermoleculares 18 1. Fuerzas dipolo – dipolo 18 2. Fuerzas ion – dipolo 18 3. Fuerzas de dispersión 19 4. Enlace de Hidrogeno 19  Leyes de los gases 20 1. Ley de Henry 20 4 Tipos de refrigerantes 30 VI. Tipos de tubos refrigerantes y su clasificación 23 IV. Estructura 23 2. Estructura de los empaques 25 V. Filtración a vacío  Conceptos 34  Bomba de vacío 35  Tipos de bombas de vacío 35  . Teorema de Torricelli 39 6. Destilación fraccionada  Concepto 24  Columna de destilación 24 1. Sistema de reflujo  Generadores eléctricos y motores 26  Sistema de circulación para enfriar 26  Anticongelante 26  Sistema de refrigeración 27  El sistema de reflujo 27 1. De canal lateral 38 4. Relación presión – volumen: Ley de Boyle 21 4. Bomba de membrana o de diafragma 36 3. Estructuras de los platos 25 3. Decantación  Función del soporte universal 30  Punto tripie 31  Densidad 31  Solubilidad 31  Disolventes Orgánicos 32  Material para montaje 32 VII. Los hemisferios de Magdeburgo VIII. Ley de Raoult 21  Tubo refrigerante 22 1. Platos teóricos en la destilación 25 2. Datos Anexos 5 . Fundamentos que respaldan este método 38 5. Líquido Refrigerante 28 2. Ley de Dalton 20 3. 2. Rotativas de paletas 35 2. Reflujo 29 3. 4 Algunos revestimientos y aplicaciones especiales requieren otras longitudes de onda como 385 nm y 417 nm. 7 Esquema interno del motor y su refrigeración. 15 Figura núm. 11 Se puede apreciar los materiales para el montaje. 27 Figura núm. el aire aspirado está obligado a seguir un recorrido en espiral y asimismo sometido a reiteradas aceleraciones incrementando así la presión diferencial del fluido transportado a través del soplete . 34 Figura núm. 13 bajo nivel sonoro. 8 Matraz con refrigerante 28 Figura núm. 3. 1 nanómetros espectros de luz. refrigeración por aire. mantenimiento reducido. 2 Electrón excitado libera una capa 11 Figura núm. Cuarzo que rodea la resistencia de tustegno y molibdeno 15 Figura núm. 10 Hay diferentes modelos y su buen manejo es muy importante para no tener resultados erróneos. 12 Se debe de agitar en una parte del laboratorio donde no haya compañeros para evitar algún accidente al expedir los gases. 30 Figura núm. 6 . 6 Esquema de funcionamiento de una columna de destilación de platos con campanas.  Materiales/ Reactivo  Diagrama de flujo  Observaciones  Discusión  Conclusión  Bibliografía Índice de figuras: Figura núm. 9 Tipos de reflujo. 15 Mediante un rodete especial. 29 Figura núm. 10 Figura núm. 25 Figura núm. 36 Figura núm. 5 El equipo de destilación está compuesto por diferentes materiales. 16 Figura núm. 14 Combustión interna por un resorte en la bomba de vacío. 35 Figura núm. construcción particularmente robusta. ausencia de contaminación. 33 Figura núm. ” Isaac Newton (1643-1727) 7 . • Entenderemos las funciones que realizan estos equipos. equipo de reflujo. se tiene que saber ir más a fondo de lo que normalmente se acostumbra a observar. y principalmente para poder poner en cuestión un resultado. debemos conocer los principios y leyes en las que se basa su utilización. Introducción En Química Orgánica es fundamental el conocimiento de los equipos que se utilizaran a lo largo del curso ya que de esto dependerán los resultados y las conclusiones a las que se llegaran. tenemos que ir más allá de solo saber utilizarlos. Los equipos y técnicas mostrados en esta práctica serán los siguientes: fusiómetro. es necesario conocer las bases científicas en las cuales se fundamenta ese resultado. Para lograr la comprensión adecuada del manejo de estos equipos. cromatografía. Así también las leyes y principios que gobiernan estos equipos y técnicas.Objetivo general Conoceremos los equipos básicos necesarios en el laboratorio de Química Orgánica. tenemos que aprender a ser críticos y reflexivos al momento de analizar un resultado. destilación simple y fraccionada. Objetivos particulares • Aprenderemos las leyes en las que se basa el funcionamiento de estos equipos. “Si he visto más lejos es porque estoy sentado sobre los hombros de gigantes. decantación. filtración al vacío. 8 . y puede ser utilizado para la identificación de un producto. Cuando se aumenta la temperatura.I. la temperatura se mantiene constante puesto que todo el calor se emplea en el proceso de fusión. Las moléculas ya no permanecen en posiciones fijas.4 . es -218.0. La transición entre el sólido y el líquido es tan bien definida para muestras pequeñas de una sustancia pura que los puntos de fusión se pueden medir con una incertidumbre de +/. salvo por la acción de fuerzas externas. Sólidos cristalinos Un sólido cristalino es aquél que tiene una estructura periódica y ordenada. aunque las interacciones entre ellas siguen siendo suficientemente grandes para que el líquido pueda cambiar de forma sin cambiar apreciablemente de volumen.1 . Punto de fusión de sólidos cristalinos Los sólidos cristalinos tienen un punto de fusión característico (temperatura a la cual el sólido se funde para convertirse en un líquido). los sólidos se funden y cambian al estado líquido. por ejemplo. si dicho producto ha sido previamente descrito. como consecuencia tienen una forma que no cambia. Durante el proceso de cambio de estado de una substancia pura. adaptándose al recipiente que lo contiene. El oxígeno sólido. Un sólido cristalino se construye a partir de la repetición en el espacio de una estructura elemental paralelepipédica denominada celda unitaria. Por esto el punto de fusión de las sustancias puras es definido y reproducible. Fusiómetro Fundamentos El punto de fusión es la temperatura a la cual un sólido pasa a líquido a la presión atmosférica. pues.Equipo El aparato análogo del punto de fusión es fácil leer el dispositivo. Según la ley de Raoult todo soluto produce un descenso crioscópico. La luz brillante del blanco LED ilumina las muestras. la mezcla puede presentar un amplio intervalo de temperatura en el que así pues cabe indicar que: a) Las sustancias sólidas puras tienen un punto de fusión constante y funden en un intervalo pequeño de temperaturas. o sea una disminución de la temperatura de fusión. La lente que magnifica se puede quitar para la limpieza fácil. Las impurezas actúan de soluto y disminuyen el punto de fusión de la sustancia principal disolvente. Los requisitos esenciales son. placas de vidrio. La meida de calefacción se puede ajustar manualmente y se puede configurar para calentar hasta 20°C por minuto y un máximo de 250°C . un adsorbente. Cromatografía La cromatografía en capa fina se basa en la preparación de una capa. haciéndolo fácil ver con una lente que magnifica. y una cámara en la que se desarrollen las placas cubiertas. uniforme. A continuación se describen cada uno de los requisitos para que este método se lleve a cabo. de un adsorbente mantenido sobre una placa de vidrio u otro soporte. La presencia de impurezas tiene una influencia considerable sobre el punto de fusión. Si existe una cantidad importante de impureza. El aparato análogo del punto de fusión es capaz de la visión. 9 . otro para aplicar la capa de adsorbente. c) La presencia de humedad o de disolvente dará puntos de fusión incorrectos ll. un dispositivo que mantenga las placas durante la extensión. b) La presencia de impurezas disminuye el punto de fusión y hace que la muestra funda en un intervalo grande de temperaturas. • La muestra a analizar se deposita cerca de un extremo de una lámina de plástico o aluminio que previamente ha sido recubierta de una fina capa de adsorbente. A medida que la mezcla de disolventes asciende por capilaridad a través del adsorbente. la lámina se coloca en una cubeta cerrada que contiene uno o varios disolventes mezclados (eluyente o fase móvil). Si. Si dos muestras corren igual en placa podrían ser idénticas. muy utilizada en un laboratorio de Química Orgánica. Figura núm. 1 nanómetros espectros de luz 10 . • Realizar el seguimiento de una reacción. Permite: • Determinar el grado de pureza de un compuesto. La luz ultravioleta La luz ultravioleta ó UV es la parte de radiación electromagnética situada por debajo de la luz visible. • Comparar muestras. lo que es lo mismo. Fundamentos 1. la efectividad de una etapa de purificación. se produce un reparto diferencial de los productos presentes en la muestra entre el disolvente y el adsorbente. por ejemplo. corren distinto entonces no son la misma sustancia. por el contrario. con longitud de onda desde 100 nm a 400 nanómetros. Entonces. Se puede determinar así. Es posible estudiar cómo desaparecen los reactivos y cómo aparecen los productos finales o. Concepto La cromatografía en capa fina (en inglés thin layer chromatography o TLC) es una técnica analítica rápida y sencilla. saber cuándo la reacción ha acabado. En común. excita los electrones de las capas más externas de los átomos que componen el compuesto. produciendo un curado más rápido. UV-B: Es la radiación comprendida entre los 280 y 320 nm. que es todo fenómeno de emisión de luz desde cualquier estado de excitación de una molécula. En la industria se usa para el "curado superficial". Capacidad de almacenar la energía. Esta radiación tiene una alta energía que cae tan pronto incide contra cualquier superficie. Esa es la diferencia entre ambos fenómenos. Tiene una mayor energía que los UVA pero no penetra tan profundamente. La descarga eléctrica al encenderla hace que el mercurio que hay en el interior de estos focos emita 11 . 2 Electrón excitado libera una capa. Luminiscencia La fluorescencia y la fosforescencia son ejemplos de luminiscencia. También se utiliza ampliamente en aplicaciones germicidas eliminando eficazmente virus y bacterias 2. La radiación UVB 'quema'. por ejemplo. UV-C: Es el tramo comprendido entre los 200 y 280 nm. tanto la fosforescencia como la fluorescencia tienen el mismo proceso por el cual emiten luz. Ambos compuestos tienen una estructura molecular que le permite absorber una determinada longitud de onda de luz (en este caso absorbe luz ultravioleta). La fluorescencia absorbe la energía de la luz ultravioleta e. Figura núm. Así funcionan. las lámparas fluorescentes.UV-A: Su emisión va desde los 320 nm hasta 400 nm. haciendo que pasen a orbitales de energía (círculos que rodean al núcleo del átomo) superiores de mayor energía. inmediatamente. Esta radiación es capaz de penetrar nuestra piel o cualquier sustrato y se usa frecuentemente en la industria en procesos de "curado en profundidad". Esta energía absorbida. emite la radiación luminosa. En el caso de la fosforescencia. para los más científicos. siendo capaces de emitir esa radiación luminosa poco a poco durante minutos u horas después de haber cesado la fuente de radiación excitadora inicial. El bromuro de etidio absorbe la radiación UV de la campana y "brilla" por emisión de parte de la energía absorbida. Los ejemplos más conocidos de este efecto son el de las agujas de los relojes que brillan en la oscuridad. sería por ejemplo la detección de bandas de ADN en un gel de agarosa. pero hay una capa de fósforo que absorbe esa luz y la reemite en una longitud de onda que sí podemos ver y que nos ilumina la habitación. Placas Las placas de cromatografía de mayor tamaño que se utilizan normalmente tienen 5 por 20 cm o bien 20 por 20 cm. El indicador absorbe la luz UV y emite luz visible. pareciera que teníamos el cielo en nuestro techo. La mayor parte de las placas de cromatografía llevan un indicador fluorescente que permite la visualización de los compuestos activos a la luz ultravioleta (254 nm). Revelado de las placas. También utilizada esta tecnología para. o esas pegatinas de estrellas y planetas que poníamos en el techo de nuestras habitaciones para cuando. como vemos en la foto. 3. al apagar la luz. mostrar los carteles de "EXIT" o de extintores tras un apagón en un edificio. Estas últimas tienen la ventaja de que se pueden cortar fácilmente para reducirlas de tamaño adecuado. pero son flexibles y requieren un mayor soporte durante el desarrollo. pero almacena la energía. pudiendo encontrarse preparadas en el comercio sobre placas de vidrio o tiras de plástica. La presencia de un compuesto activo en el UV evita que el indicador absorba la luz en la zona en la que se encuentra el producto. y es lo que nos permite ver las bandas. Otro ejemplo. comienza igual. y el resultado es la visualización de una mancha en la placa que indica la presencia de un compuesto. 12 .una luz. luz ultravioleta. 4. absorbiendo la radiación ultravioleta. retardando la posterior emisión. la respuesta del instrumento al analito debe compararse con la respuesta a un estándar. La alúmina anhidra es el más activo de los dos. Esto puede ser obtenido a partir de referencias (las tablas de coeficientes de extinción molar) o. la espectrometría UV/VIS puede usarse para determinar la concentración de una solución. Adsorbentes y eluyentes Los dos adsorbentes más utilizados son el gel de sílice (SiO2) y la alúmina (Al2O3). se utiliza para separar compuestos relativamente apolares. éstos son a menudo demasiado intensos para ser usados en mediciones cuantitativas. Para resultados precisos. ácidos carboxílicos). La presencia de un analito da una respuesta que puede ser proporcional a la concentración. Compuestos orgánicos Los compuestos orgánicos. Es necesario saber con qué rapidez cambia la absorbancia con la concentración. o el etanol para compuestos orgánicos solubles. o cuando disminuye la polaridad de los disolventes. El espectrofotómetro UV/Vis puede utilizarse como detector para la Cromatografía Líquida de Alta Resolución (CLAR). 5. ambas de carácter polar. se utiliza para separar sustancias más polares (alcoholes. por ejemplo. lo que es muy similar al uso de curvas de calibración. Los disolventes para estas determinaciones son a menudo el agua para los compuestos solubles en agua. el pico de altura) para una concentración particular se conoce como factor de respuesta. 13 . con más exactitud. Aunque los complejos de transferencia de carga también dan lugar a colores. El etanol absorbe muy débilmente en la mayoría de longitudes de onda. determinándolo a partir de una curva de calibración. Los disolventes orgánicos pueden tener una significativa absorción de UV. El proceso de adsorción se debe a interacciones intermoleculares de tipo dipolo . por lo que no todos los disolventes son adecuados para su uso en espectrometría UV. aumenta su máximo de absorción y su coeficiente de extinción molar cuando aumenta el pH de 6 a 13. Por tanto. La ley de Beer-Lambert establece que la absorbancia de una solución es directamente proporcional a la concentración de la solución. aminas.dipolo o enlaces de hidrógeno entre el soluto y el adsorbente. también absorben luz en las regiones del espectro electromagnético visible o ultravioleta. La tirosina. La polaridad y el pH del disolvente pueden afectar la absorción del espectro de un compuesto orgánico. 6. La respuesta (por ejemplo. especialmente aquellos con un alto grado de conjugación. El gel de sílice. por el contrario. La exposición sin protección de la piel y ojos a lámparas de mercurio que no tienen un fósforo de conversión es sumamente peligrosa sus efectos se pueden apreciar en la figura 2. En realidad. La lámpara se infla y se sella y se termine añadiendo una tapa de cerámica o metal y terminación eléctrica apropiada.000 horas.El adsorbente debe ser inerte con las sustancias a analizar y no actuar como catalizador en reacciones de descomposición. siendo más populares las últimas. Equipos Lámpara UV La luz ultravioleta se produce por medio de lámparas de vapor de mercurio de alta y baja presión. 14 . pero generalmente se cambian después de que han perdido 25% a 30% de la luz ultravioleta que emitían cuando eran nuevas.. Estas lámparas tienen una duración de 10.7. lo que en términos prácticos y teniendo en cuenta el recambio cuando ha descendido su intensidad a 70-75 %. 2. lo que permite que se transmitan altos niveles de radiación UV. El ensamblaje completo se limpia en horno para retirar cualquier traza de impurezas antes de montarlo en la envoltura de la lámpara de cuarzo. Las lámparas UV selladas capilarmente. Partes que componen una lámpara uv (general) construcción Las lámparas de cuadro uv fabricadas en vidrio de cuarzo de gran calidad. se fabrican manualmente utilizando el vacío dentro de la lámpara para crear la diferencia de presión requerida para formar el cuarzo alrededor de la lámina al calentarla. El sello se forma utilizando una lámina de molibdeno con platino que garantiza una larga vida útil incluso a temperaturas y corrientes de servicio muy altas. significa una vida útil de nueve meses a un año de trabajo sin interrupción. 1. Las lámparas raras veces se queman. con LUV-C se produce descamación muestras que con LUV-A no es evidente el daño de manera superficial. las lámparas ultravioletas son elaboradas por las grandes empresas. El adsorbente interacciona con las sustancias mediante interacción dipolo dipolo o mediante enlace de hidrógeno si lo presentan. Las lámparas UV pueden fabricarse con dos tipos de sello: un sello capilar y sello de pellizco. también conocidas como sello rodado. Sellado. Este método ciclos de producción extremadamente cortos y diseños de lámina doble. 4 Algunos revestimientos y aplicaciones especiales requieren otras longitudes de onda como 385 nm y 417 nm. la cual se va reduciendo gradualmente a lo largo de la vida de la lámpara. 15 . Producción de luz Aquí se muestra la producción de luz de una lámpara UV de arco de mercurio y presión mea típica funcionando a 120 W pir cm. La mayoría de las tintas y revestimientos actuales se curan con una exposición a energía en las regiones 254nm y 365 nm. 3 . Figura núm. Figura núm. Las lámparas de curado uv estándar emiten suficiente UV para curar durante 1000 horas.Podemos observar el cuarzo que rodea la resistencia de tustegno y molibdeno Vida útil de la lámpara de uv La vida útil de una lámpara de curado UV se mide en horas de producción ultra violeta. Las mezclas no poseen composición constante. color. 5 El equipo de destilación está compuesto por diferentes materiales. Una mezcla es una combinación de dos o más sustancias en la que estas conservan sus propiedades distintivas. las muestras de aire obtenidas en distintas ciudades probablemente diferirán en su composición a causa de diferencias de altitud. Figura núm. el amoniaco. olor. al menos. cuando ésta contiene más de una sustancia volátil. contaminación atmosférica. Sustancias y mezclas Una sustancia es una forma de materia que tiene composición definida (constante) y propiedades distintivas. pero el punto de ebullición del líquido más volátil difiere del punto de ebullición de los otros componentes en. 80 ºC. o bien. Algunos ejemplos familiares son el aire. el oro y el oxígeno. III. se muestran en la fig. 16 . etc. las bebidas gaseosas. el azúcar de mesa (sacarosa).III un equipo. Destilación simple La destilación simple se utiliza cuando la mezcla de productos líquidos a destilar contiene únicamente una sustancia volátil. sabor y otras propiedades. Son ejemplos de ellos el agua. Así. Las sustancias difieren entre ellas por su composición y se pueden identificar según su aspecto. la leche y el cemento. Sin embargo. 1. En consecuencia. en la que la composición de la mezcla es uniforme. 17 . Cuando se disuelve una cucharada de azúcar en agua. sería útil destilar el etanol hasta que se hubiera terminado toda el agua. tanto una como las otras se mantienen separadas. Separación de un azeótropo No puede lograrse la separación alguna hasta que se haya agotado un componente. para cualquier sustancia se somete a un proceso diabático. se dice que se ha formado un azeótropo. se obtiene una mezcla homogénea. al mezclar arena con virutas de hierro. mientras que el otro puede obtenerse con frecuencia en estado puro. Cuando se establece un equilibrio entre las fases liquida y vapor de la misma composición. Forma con de azeótropo: ocasionalmente. Puesto que la concentración de agua es pequeña en este azeótropo. En tal caso se habla de una mezcla heterogénea porque su composición no es uniforme. 2. Procesos adiabáticos Los procesos que no se acompañan de calor o de trasferencia de calor se llaman procesos adiabáticos. Mezclas homogéneas y heterogéneas Las mezclas pueden ser homogéneas o heterogéneas.1. una mezcla de dos o más líquidos da un vapor que está en equilibrio con la fase liquida y que tiene la misma composición que el líquido. Azeótropos comunes El etanol y el agua forman un azeótropo que consta el 95% de etanol y el 5% de agua. Los iones y dipolos se atraen entre sí mediante fuerzas electrostáticas conocidas como fuerzas de ion – dipolo. A medida que desciende la temperatura de un gas disminuye la energía cinética promedio de sus moléculas. El enlace de hidrogeno es un tipo de interacción dipolo – dipolo particularmente fuerte. las interacciones de atracción son máximas. las cuales atraen entre si un ion (ya sea un catión o un anión) y una molécula polar. las moléculas polares no están unidas de manera tan rígida como en un sólido. así como de la magnitud del momento dipolar y el tamaño de la molécula. 2. Fuerzas dipolo – dipolo Las fuerzas dipolo – dipolo son las fuerzas de atracción entre moléculas polares. un catión experimenta una interacción más fuerte con los dipolos que un anión 18 . En los líquidos. 1. Dado que solo unos pocos elementos participan en la formación del enlace de hidrogeno. es necesario entender los diferentes tipos de fuerzas intermoleculares. pero tienden a alinearse de tal manera que. las moléculas ya no tienen la energía necesaria para liberarse de la atracción de las moléculas vecinas. a una temperatura suficientemente baja. que no son fuerzas de Van Der Waals. Estas fuerzas son las responsables del comportamiento no ideal de los gases. en los líquidos y los sólidos. Ejercen aún más influencia en las fases condensadas de la materia. A mayor momento dipolar mayor será la fuerza. con una carga de igual magnitud. Fuerzas ion – dipolo La ley de Coulomb también explica las fuerzas ion – dipolo. Fuerzas intermoleculares Las fuerzas intermoleculares son fuerzas de atracción entre moléculas. En consecuencia. este se trata como una categoría aparte. Así. Las cargas en los cationes están más concentradas porque estos iones suelen ser más pequeños que los aniones. es decir. La intensidad de esta interacción depende de la carga y el tamaño del ion. dipolo – dipolo inducido y las fuerzas de dispersión integran lo que los químicos denominan Fuerzas de Van der Waals. entre moléculas que poseen momentos dipolares. en promedio. Las fuerzas dipolo – dipolo. Su origen es electrostático y se pueden entender en función de la Ley de Coulomb. es decir. Para comprender las propiedades de la materia condensada. fuerzas de atracción que se generan a partir de los dipolos temporales inducidos en los átomos o moléculas. Fritz London ofreció una interpretación de los dipolos temporales desde el punto de vista de la mecánica cuántica. en comparación con otras moléculas de los mismos grupos. este tipo particularmente fuerte de atracción intermolecular se denomina enlace de hidrogeno. lo contrario a lo esperado considerando la masa molar. la distribución electrónica del átomo (o molécula) se distorsiona por la fuerza que ejerce el ion o la molécula polar. una mayor masa molar a menudo refleja un átomo más grande. dando lugar a una clase de dipolo.6ª. N o F. Este incremento en el punto de ebullición se debe al aumento en las fuerzas de dispersión de moléculas con más electrones. En 1930. Esta observación debe implicar que existen atracciones intermoleculares ms fuertes. O—H o F—H. los puntos de ebullición de una serie de compuestos similares que contienen elementos del mismo grupo periódico se incrementan con la masa molar. 19 . Enlace de Hidrogeno Normalmente. las fuerzas de dispersión aumentan con el número de electrones. Además. 3. Fuerzas de dispersión ¿Qué fuerzas de atracción se establecen entre las sustancias no polares? Si un ion o una molécula polar se acerca a un átomo (o una molécula no polar). Los compuestos con hidrogeno de los elementos del grupo 4ª siguen esta tendencia. De hecho. La interacción atractiva entre un ion y el dipolo inducido se conoce como interacción ion – dipolo inducido. Se dice que el dipolo del átomo (o molécula no polar) es un dipolo inducido porque la separación de sus cargas positiva y negativa se debe a la proximidad de un ion o una molécula polar. en tanto que la atracción entre una molécula polar y el dipolo inducido se conoce como interacción dipolo – dipolo inducido De ahí las fuerzas de dispersión. el cual es un tipo especial de interacción dipolo – dipolo entre el átomo de hidrogeno de un enlace polar como N—H. London demostró que la magnitud de esta fuerza de atracción es directamente proporcional al grado de polarización del átomo o molécula. y un átomo electronegativo de O.. 4. y 7ª no siguen esta tendencia. es decir. Como las moléculas con mayor masa molar suelen tener más electrones. sin embargo los elementos del grupo 5ª. y es más fácil alterar su distribución electrónica porque el núcleo atrae con menos fuerza a los electrones externos. En cada una de las series el compuesto más ligero tiene el punto de ebullición más alto. Las fuerzas de dispersión aumentan con la masa molar. Leyes de los gases Las primeras leyes de los gases fueron desarrolladas desde finales del siglo XVII, cuando los científicos empezaron a darse cuenta de que en las relaciones entre la presión, el volumen y la temperatura de una muestra de gas, en un sistema cerrado, se podría obtener una fórmula que sería válida para todos los gases. Estos se comportan de forma similar en una amplia variedad de condiciones debido a la buena aproximación que tienen las moléculas que se encuentran más separadas 1. Ley de Henry La ley de Henry fue formulada en 1803 por William Henry. Enuncia que a una temperatura constante, la cantidad de gas disuelta en un líquido es directamente proporcional a la presión parcial que ejerce ese gas sobre el líquido. Matemáticamente se formula de la siguiente manera: Ecuación núm. 1 Ecuación de Henry Donde p es la presión parcial del gas, c es la concentración del gas y K h es la constante de Henry, que depende de la naturaleza del gas. 2. Ley de Dalton La ley de Dalton de las presiones parciales establece que la presión de una mezcla de gases es simplemente la suma de las presiones parciales de los componentes individuales. Ley de Dalton es el siguiente: Ecuación núm. 2 Ecuación de Dalton O más bien Ecuación núm. 3 Ecuación de Dalton despejada 20 Donde PTotal es la presión total de la atmosfera, PGas es la presión de la mezcla de gases en la atmosfera y PH20 es la presión del agua a esa temperatura. 3. Relación presión – volumen: Ley de Boyle En el siglo XVIII, Robert Boyle estudio en forma sistemática y cuantitativa el comportamiento de los gases. En una serie de experimentos, Boyle analizo la relación que existe entre la presión y el volumen de una muestra de un gas. Estableció que a medida que la presión aumenta, el volumen ocupa ocupado por el gas disminuye. Por lo contrario, si la presión aplicada disminuye, el volumen ocupado por el gas aumenta. Esta relación se le conoce como la ley de Boyle, según la cual la presión de una cantidad fija de un gas a temperatura constante es inversamente proporcional al volumen del gas. Podemos escribir una ecuación matemática que muestre la relación entre presión y volumen: Ecuación núm. 4 Ecuación de Boyle Donde k1 es una constante llamada constante de proporcionalidad. Aunque los valores individuales de presión y volumen pueden variar mucho para una muestra dada de un gas, siempre que la temperatura permanezca constante y la cantidad de gas no cambie, P multiplicada por V siempre será igual a la misma constante. Por consiguiente para una muestra de un gas bajo dos conjuntos de condiciones distintas a temperatura constante, tenemos: Ecuación núm. 5 Ecuación de Boyle para un gas con dos condiciones distintas. Donde V1 y V2 son volúmenes sometidos a las presiones P1 y P2, respectivamente. 4. Ley de Raoult La ley de Raoult establece que la relación entre la presión de vapor de cada componente en una solución ideal es dependiente de la presión de vapor de cada componente individual y de la fracción molar de cada componente de la solución. Fue anunciada en 1882 por el químico francés Francois Marie Raoult. La ley establece que: “si un soluto tiene una presión de vapor medible, la presión de vapor de su disolución siempre es menor que la del disolvente puro”. La destilación es una de las aplicaciones de esta ley. 21 En equilibrio liquido – vapor, la relación que se comporta según la idealidad de la ley de Raoult sería la siguiente: Ecuación núm. 6 Ecuación de Raoult. Donde: PT es la presión del sistema en equilibrio, Y1 es la composición en la fase vapor (compuesto 1), X1 es la composición en la fase liquida (compuesto 1) y P 01 es la presión de vapor (compuesto 1). Tubo refrigerante Un tubo refrigerante o condensador es un aparato de laboratorio, construido en vidrio, que se usa para condensar los vapores que se desprenden del matraz de destilación, por medio de un líquido refrigerante que circula por este, usualmente agua. 1. Estructura Consta de dos tubos cilíndricos concéntricos. Por el tubo interior circulan los vapores que serán condensados. Por el tubo exterior circula el líquido de refrigeración. Los extremos del tubo de cristal interior están generalmente provistos de juntas de vidrio esmerilado, para que puedan ajustarse fácilmente con otros artículos de vidrio. El extremo superior se puede dejar abierto a la atmósfera, o ventilados a través de un burbujeador, o un tubo de secado para evitar la entrada de agua u oxígeno. El tubo de vidrio exterior por lo general tiene dos conexiones donde se ajustan mangueras de neopreno o caucho, de entrada y salida del líquido refrigerante generalmente agua del grifo o agua enfriada con una mezcla anticongelante que pasa a través de él. Para una máxima eficiencia, y para mantener un gradiente térmico suave y dirigido correctamente que minimice el riesgo de choque térmico del tubo de vidrio interior, el líquido refrigerante por lo general (aunque no necesariamente, entra a través de la conexión inferior, y sale por la conexión superior. El mantenimiento de un gradiente térmico correcto (es decir, la entrada del refrigerante por el punto más frío) es el factor crítico. Varios condensadores múltiples pueden ser conectados en serie 22 2. Tipos de tubos refrigerantes y su clasificación Se conocen tres clasificaciones de condensadores. Condensador de aire: Quizá sea la clase más simple de condensador. Sólo hay un tubo, y el calor del líquido se difunde a través del cristal, siendo enfriado por el aire exterior. Está relacionado con los modelos utilizados por los alquimistas. El condensador de aire se utiliza generalmente para destilación fraccionada y condensación de alta temperatura, y puede ser rellenado con algunos materiales, tales como cuentas de vidrio, piezas de metal, o anillos de Raschig para aumentar el número efectivo de placas. En un condensador Liebig estándar a menudo se puede sustituir el líquido refrigerante por circulación de aire forzado. Condensador Vigreux: Este es una modificación del condensador de aire. Reciben su nombre por el químico Henri Vigreux. Por lo general se utiliza como una columna de fraccionamiento para destilación fraccionada. A diferencia de las columnas de pared recta, una columna Vigreux tiene interiormente una serie de muescas hacia abajo y que sirven para aumentar de modo importante la superficie de condensación sin aumentar la longitud del condensador. Debido a esa complejidad añadida, las columnas Vigreux también tienden a ser considerablemente más caras que los tradicionales diseños de paredes rectas. Condensadores refrigerados por agua: Estos se clasifican a su vez en… • Condensador Liebig: Es el diseño más sencillo de condensador refrigerado por agua. El interior del tubo es recto, por lo que es más barato de fabricar. Aunque reciben el nombre de un químico alemán, el barón Justus von Liebig, no se le puede atribuir el mérito de haberlo inventado, porque ya se conocía desde algún tiempo antes. Sin embargo, parece que fue quien popularizó el dispositivo. El condensador Liebig es mucho más eficiente que una simple retorta debido a que emplea refrigeración líquida. El agua puede absorber mucho más calor que el mismo volumen de aire, y su circulación constante a través de la camisa de agua exterior mantiene constante la temperatura del condensador. Condensador Graham: También llamado condensador espiral tiene una bobina espiral que recorre toda la longitud del condensador. Existen dos configuraciones posibles para un condensador Graham. En la primera, poco usada, la espiral 23 De esta manera se logra un buen intercambio entre ambas fases permitiendo la efectiva transferencia de la parte gaseosa del líquido que baja a la fase gaseosa que sube. ya que se enfrían. Los vapores discurren a través del tubo externo desde abajo hacia arriba. La fracción más pesada (en estado líquido) baja por gravedad. • Condensador Allhin: O simplemente condensador de reflujo. Esta separación se logra sometiendo el fluido a condiciones de presión y temperatura apropiadas a los largo de la columna. ya que todos los vapores fluyen a través de toda la longitud de la espiral. Esto facilita el intercambio de calor entre los vapores (que lo ceden) y los líquidos (que lo reciben). Es ideal para reflujo a escala de laboratorio. conduce el refrigerante. por lo tanto tienen un contacto prolongado con el líquido refrigeran • Condensador Dimroth: Este es algo parecido al condensador Graham. en consecuencia. La principal diferencia que tiene con la destilación simple es el uso de una columna de fraccionamiento. Los condensadores Dimroth son más eficaces que los condensadores de bobina convencional. Tiene una doble espiral interna para el medio de enfriamiento para que tanto la entrada de refrigerante como la salida estén en la parte superior. IV. En la segunda configuración. consiste en una gran espiral interna tipo dedo frío dispuesta dentro de una cápsula cilíndrica de mayor diámetro. El refrigerante fluye a través del tubo interno. por la utilización de diferentes "platos". Esta configuración maximiza la recogida de condensados. e 24 . Consiste en un largo tubo de cristal con una camisa de agua que circula por el tubo exterior. Esta permite un mayor contacto entre los vapores que ascienden. A menudo se encuentran en evaporadores rotatorios. • Condensador Friedrichs: También conocido como condensador en espiral o serpentín. el aumento de los vapores circulantes se pueden condensar sobre el tubo interno. y la condensación tiene lugar dentro de la espiral. Posee una serie de constricciones y abultamientos en el tubo interior que aumentan la superficie sobre la cual los componentes de vapor se pueden condensar. el tubo exterior contiene el refrigerante. DESTILACION FRACCIONADA Concepto La destilación fraccionada es una variante de la destilación simple que se emplea principalmente cuando es necesario separar líquidos con puntos de ebullición cercanos. junto con el líquido condensado que desciende. de modo de lograr que las fracciones que se buscan separar se encuentren en dos estados diferentes. Columnas de destilación Una columna de destilación es una estructura cerrada en el cual se realiza la separación física de un fluido en dos o más fracciones. mientras que la más liviana (en estado gaseoso) sube y se condensa en las partes superiores. y la condensación se lleva a cabo en el exterior de la espiral. Estructura de empaques Una zona de empaque. La eficacia de la torre se calcula dividiendo los platos reales y los platos teóricos que obtienes a partir de cálculos basados en el equilibrio del sistema por métodos como McCabe-Thiele y Ponnchon-Savarit. tal como lo indican las flechas y pasa de un plato a la región del plato inmediato superior a través de unos ductos ubicados en la parte activa de los mismos donde se realiza el contacto entre el líquido que baja y el gas que sube. Este mecanismo de transferencia se optimiza al maximizar la superfie de contacto entre ambas fases. hacia arriba. Los ductos pueden ser simples orificios o estructuras compuestas por partes rígidas o móviles cuya función es ayudar a impedir el desplazamiento del líquido hacia abajo a través de los ductos. está compuesta por un agregado de pequeños elementos de empaque que pueden ser metálicos. Tal como se aprecia. Estructura de platos Un corte longitudinal de un sector de una torre con estructuras de platos de un solo bajante. facilitando el transporte del gas hacia arriba de modo de forzar e contacto gas – liquido sobre la parte activa del plato. Ambas estructuras pueden encontrarse en una misma columna dependiendo de su desempeño y utilización. es decir. Existen platos con dos o tres bajantes cada uno y otros para funciones especiales 3.igualmente. En la columna de destilación esto se realiza mediante dos tipos de estructuras básicas: Las estructuras de platos o bandejas y las estructuras de empaques. 6 Esquema de funcionamiento de una columna de destilación de platos con campanas. 2. Figura núm. platos teóricos de la destilación Son los platos para que se lleve a cabo de manera eficiente la separación de los compuestos por medio de la destilación. de la parte liquida que pueda arrastrar la fracción gaseosa que sube al líquido. 1. los bajantes de ellos platos van alternándose a un lado y al otro de la torre sucesivamente obligando al líquido a recorrer un largo camino zigzagueante hacia la parte inferior de la torre. cerámicos o plásticos y que se acumulan en una 25 . El gas se desplaza en la dirección contraria. que es una maquita rotatoria que transforma la energía mecánica en corriente eléctrica alterna. etc. SISTEMA DE REFLUJO El reflujo es una técnica de laboratorio experimental. los motores de combustión interna generan temperaturas superiores a 2. térmico. debida a la rotación de cuerpos conductores en un campo magnético. creando un desnivel de electrones. es una maquina compuesta destinada a producir movimiento a expensas de otra fuente de energía.000 °C.región de la torre donde cumplen la función de maximizar el contacto entre el líquido que baja y el gas que sube. Sistema de circulación para enfriar En el funcionamiento a plena carga. hidráulico. Anticongelante 26 . El generador eléctrico mantiene la diferencia de potencial constante. que viene usada para producir el calentamiento de reacciones que tienen lugar a temperaturas más altas que la temperatura ambiente y en las que es mejor mantener un volumen constante en la reacción. que es una máquina que transforma la energía mecánica en energía eléctrica. dependiendo también su intensidad del tipo de material del que esté formado el conductor. Esta acumulación de las pequeñas estructuras en la zona de empaque puede ser ordenada o desordenada dependiendo de la función que deba cumplir V. Los generadores más conocidos son: • El alternador. lo que ocasiona que la corriente eléctrica se mantenga entre los extremos del conductor. en general. El motor puede ser eléctrico. Un generador eléctrico es la parte de la maquina compuesta que convierte la energía mecánica en energía eléctrica. Para proteger la transmisión y los grupos cercanos de las cargas que se producen a consecuencia de este calor extremado se requiere una refrigeración eficiente. Generadores eléctricos y motores Los generadores eléctricos y los motores eléctricos son máquinas que forman parte de otras máquinas más complejas y que convierten la energía mecánica en energía eléctrica. • La dinamo o dínamo. Un motor. por inducción electromagnética. Las zonas empacadas se usan preferentemente en procesos de destilación al vacío donde se requieren bajas diferencias de presión. • La camisa del motor es una cavidad responsable de asegurar que las muy altas temperaturas del escape no dañen los componentes internos del motor. logrando de esta forma que la mezcla resultante se congele a una temperatura más baja. el líquido refrigerante sólo circula por el motor propiamente dicho. • Se conoce por radiador al dispositivo que permite intercambiar calor entre dos medios. • El líquido refrigerante. 27 . Sistema de refrigeración Entre los principales componentes internos del sistema de refrigeración se encuentran: • La bomba: que impulsa el líquido refrigerante a través del sistema. • El termostato: que regula la transición del circuito pequeño al circuito grande. Figura núm. En este contexto. siendo uno de ellos. Dicho líquido atraviesa un complejo sistema formado por un circuito pequeño y otro circuito grande. Cuando se alcanza la temperatura de funcionamiento necesaria se abre al acceso al radiador. y la temperatura del líquido refrigerante desciende gracias al efecto del aire del exterior (circuito de refrigeración grande). Mientras que antes sólo se utilizaba agua para la refrigeración.Los anticongelantes son compuestos que se añaden a los líquidos para reducir su punto de solidificación. • Un ventilador es una máquina de fluido. genera la presión necesaria con la que mantener un flujo continuo de aire provocando el refrescamiento de la máquina. hoy en día se ha generalizado el uso de una mezcla de agua y un líquido refrigerante. el aire ambiente. la refrigeración por líquido ha demostrado su eficacia. 7 Esquema interno del motor y su refrigeración. Sirve para disipar calor del aparato para evitar su sobrecalentamiento. Mientras el motor se calienta. El sistema de reflujo El reflujo es una técnica de laboratorio experimental, que viene usada para producir el calentamiento de reacciones que tienen lugar a temperaturas más altas que la temperatura ambiente y en las que es mejor mantener un volumen constante en la reacción. 1. Proceso El procedimiento de reflujo inicia con el acoplamiento de un matraz que contenga la reacción a tratar, a una de las bocas del tubo refrigerante del reflujo. Según va produciéndose el calentamiento del matraz, la temperatura también aumenta con lo que se produce la evaporización del disolvente. Dichos vapores ascienden poco a poco por el cuello del matraz, hasta llegar al tubo refrigerante, donde tiene lugar la condensación de éstos, debido a la acción que produce el agua fría que se encuentra circulando por el exterior del tubo, para seguidamente, volver de nuevo al matraz. Esto provoca un reflujo continuado de disolvente, el cual se mantiene constante en la reacción, en cuando a su volumen se refiere. Figura núm. 8 Matraz con refrigerante. 28 Líquido Refrigerante Para poder asegurar un buen enfriamiento por parte del refrigerante, el agua que usemos debería entrar por la boca que se sitúa en la parte inferior del tubo refrigerante, y a la vez, salir por la parte superior de éste, siguiendo siempre, un flujo constante y moderado, de manera que en todo momento la camisa del refrigerante se encuentre llena de agua en movimiento. Reflujo El reflujo es útil para evitar que se pierda disolvente a través de la evaporación, y es de gran utilidad saber, que un matraz que contenga una reacción, no puede ser calentado si éste se encuentra cerrado, pues la sobrepresión a la que se sometería, lo haría explotar. Tipos de refrigerantes Son dos, los tipos de refrigerantes más utilizados para los reflujos: los reflujos de bolas (los más utilizados) y los reflujos de serpentín. Figura núm. 9 Tipos de reflujo. 29 VI. Decantación La decantación es un proceso que se ocupa de la separación de un sólido o líquido denso de otro fluido que se caracteriza por ser menos denso y entonces por esta característica ocupará la parte de arriba de la mezcla que forman ambos. Es ampliamente usado para separar mezclas de tipo heterogéneas que están conformadas por una sustancia sólida y una líquida o bien por dos sustancias líquidas densas. Función del soporte universal El Soporte Universal es una herramienta que se utiliza en laboratorio para realizar montajes con los materiales presentes en el laboratorio permitiendo obtener sistemas de medición y preparar diversos experimentos. Está conformado por una base o pie rectangular, el cual permite soportar una varilla cilíndrica que permite sujetar diferentes materiales con ayuda de dobles nueces y pinzas. Figura núm. 10 Hay diferentes modelos y su buen manejo es muy importante para no tener resultados erróneos. Punto triple El punto triple es aquel en el cual coexisten en equilibrio el estado sólido, el estado líquido y el estado gaseoso de una sustancia. Se define con una temperatura y una presión de vapor. Ejemplo: Es la combinación de presión y temperatura en la que los estados de agregación del agua; sólido, líquido y gaseoso (agua líquida, hielo y vapor, respectivamente) pueden coexistir en un equilibrio estable, se produce exactamente a 30 una temperatura de 273,16 K (0,0098 °C) y a una presión parcial de vapor de agua de 611,73 pascales (6,1173 milibares; 0,0060373057 atm). En esas condiciones, es posible cambiar el estado de toda la masa de agua a hielo, agua líquida o vapor arbitrariamente haciendo pequeños cambios en la presión y la temperatura. Se debe tener en cuenta que incluso si la presión total de un sistema está muy por encima de 611,73 pascales (es decir, un sistema con una presión atmosférica normal), si la presión parcial del vapor de agua es 611,73 pascales, entonces el sistema puede encontrarse aún en el punto triple del agua. Estrictamente hablando, las superficies que separan las distintas fases también deben ser perfectamente planas, para evitar los efectos de las tensiones de superficie. Densidad La propiedad que nos permite medir la ligereza o pesadez de una sustancia recibe el nombre de densidad. Cuanto mayor sea la densidad de un cuerpo, más pesado nos parecerá. La densidad es una magnitud escalar referida a la cantidad de masa en un determinado volumen de una sustancia, solido o gas. La densidad se define como el cociente entre la masa de un cuerpo y el volumen que ocupa. Así, como en el Sistema Internacional, la masa se mide en kilogramos (kg) y el volumen en metros cúbicos (m3) la densidad se medirá en kilogramos por metro cúbico (kg/m3). La densidad de un cuerpo está relacionada con su flotabilidad, una sustancia flotará sobre otra si su densidad es menor. Ecuación núm. 7 densidad. Solubilidad Solubilidad es una medida de la capacidad de disolverse de una determinada sustancia (soluto) en un determinado medio (disolvente). Implícitamente se corresponde con la máxima cantidad de soluto que se puede disolver en una cantidad determinada de disolvente, a determinadas condiciones de temperatura, e incluso presión (en caso de un soluto gaseoso). Puede expresarse en unidades de concentración: molaridad, fracción molar, etc. Si en una disolución no se puede disolver más soluto decimos que la disolución está saturada. En algunas condiciones la solubilidad se puede sobrepasar de ese máximo y 31 quedan fijadas y el disolvente se evapora. La solubilidad de una sustancia depende de la naturaleza del disolvente y del soluto. como plastificante. los compuestos con más de un grupo funcional presentan gran polaridad por lo que no son solubles en éter etílico. que se establece en una presión de vapor de 0. 2. El término solubilidad se utiliza tanto para designar al fenómeno cualitativo del proceso de disolución como para expresar cuantitativamente la concentración de las soluciones. tal compuesto no ha de tener más de un grupo polar. 32 . Por el contrario si la disolución admite aún más soluto decimos que se encuentra insaturada. compuestos aromáticos y los derivados halogenados. Entonces para que un compuesto sea soluble en éter etílico ha de tener escasa polaridad. Material para montaje 1. No todas las sustancias se disuelven en un mismo solvente. Embudo de decantación. la sustancia será más o menos soluble. es decir. debido a este carácter. . como conservante o como portador de otras sustancias que. como agente tenso activó. Los compuestos con menor solubilidad son los que presentan menor reactividad. en tanto que el aceite y la gasolina no se disuelven. Al proceso de interacción entre las moléculas del disolvente y las partículas del soluto para formar agregados se le llama solvatación y si el solvente es agua. 4. se disuelve el alcohol y la sal. una vez depositadas. de la tendencia del sistema a alcanzar el valor máximo de entropía. como son: las parafinas.pasan a denominarse como soluciones sobresaturadas. para disolver materias primas. es decir. Tapón. Soporte Universal.01 KPa o más a temperatura ambiente (20ºC). 3. el carácter polar o apolar de la sustancia influye mucho. Por ejemplo. En la solubilidad. productos o materiales residuales. por ejemplo. como agente de limpieza. ya que. 5. Los compuestos orgánicos volátiles o COVs se definen como todo compuesto orgánico (cuya estructura química tenga de base el elemento carbono) con una volatilidad determinada. en el agua. así como de la temperatura y la presión del sistema. Disolventes Orgánicos Los disolventes orgánicos son compuestos orgánicos volátiles que se utilizan solos o en combinación con otros agentes. Erlenmeyer para la recogida de las fases. para modificador la viscosidad. nuez y aro metálico 5. hidratación. Cuando se abre el grifo. Figura núm. El líquido con menor densidad flota en la parte superior. de manera que quede espacio para la agitación de los disolventes. El grifo se cierra. Procedimiento La mezcla. el líquido con la mayor densidad comienza a fluir a través del embudo de decantación hacia el recipiente. justo antes de que el líquido con densidad más baja comience a fluir a través de él. La mezcla de líquidos se coloca en el interior del Embudo de Decantación y un recipiente se pone debajo. La mezcla. Este embudo debería ser de un 30 a un 50% más grande que el volumen total de los disolventes a utilizar en cada momento. 11 Se puede apreciar los materiales para el montaje. Este embudo debería ser de un 30 a un 50% más grande que el volumen total de los disolventes a utilizar en cada momento. agitación y separación de las dos fases inmiscibles implicadas en una operación de extracción líquido-líquido simple se llevan a cabo en un embudo de decantación. El líquido con la densidad más baja que queda en el embudo de decantación y luego se puede drenar en un recipiente diferente para separar los dos líquidos. de manera que quede espacio para la agitación de los disolventes 33 . agitación y separación de las dos fases inmiscibles implicadas en una operación de extracción líquido-líquido simple se llevan a cabo en un embudo de decantación. se denomina también vacío a la condición de una región donde la densidad de partículas es muy baja. o la falta de contenido en el interior de un recipiente. lo que permite clasificar el grado de vacío en correspondencia con intervalos de presiones cada vez menores. Figura núm. como por ejemplo el espacio interestelar. 34 . Esto significa que cuanto más se disminuya la presión. Filtración a vacío Conceptos El vacío es la ausencia total de material en los elementos (materia) en un determinado espacio o lugar. puede ser para usos tecnológicos o científicos. Se aprovecha en diversas industrias. Puede existir naturalmente o ser provocado en forma artificial. mayor vacío se obtendrá. Cada intervalo tiene características propias. De acuerdo con la definición de la Sociedad Estadounidense del Vacío o AVS (1958). Por extensión. o la de una cavidad cerrada donde la presión del aire u otros gases es menor que la atmosférica. la automovilística o la farmacéutica. o en la vida diaria. el término se refiere a cierto espacio lleno con gases a una presión total menor que la presión atmosférica. como la alimentaria. por lo que el grado de vacío se incrementa en relación directa con la disminución de presión del gas residual. VII. 12 Se debe de agitar en una parte del laboratorio donde no haya compañeros para evitar algún accidente al expedir los gases. también impulso a Lavoisier. dependientes del tipo de sólido. comprendido entre 850 y 0. sin tener en cuenta la influencia de las demás. Tipos de bombas de vacío A continuación se presentan los diferentes tipos de bombas de vacío. La filtración es una operación básica que consiste en la separación de sólidos finamente divididos del líquido en que están suspendidos. uso los hemisferios de Magdeburgo. se acumulan sobre la tela como torta porosa. así como sus características. estimulado por el trabajo de Galileo y Evangelista Torricelli. reteniendo los sólidos de la suspensión. 13 bajo nivel sonoro. mantenimiento reducido. El problema general de la separación de partículas sólidas de líquidos se puede resolver usando gran diversidad de métodos. para crear un vacío parcial. refrigeración por aire. 35 . Para ello se utilizan medio filtrante que es permeable al líquido. En realidad la filtración es una operación compleja que puede ser analizada simplemente en función de una variable. de las partículas sólidas las que a su vez.5 mbar. Rotativas de paletas Las principales características de algunas bombas de vacío son: alta velocidad de bombeo en el campo de presión absoluta. En la filtración se establece una diferencia de presión que hace que el fluido fluya a través de poros pequeños que impiden el paso. La bomba de vacío fue inventada en 1650 por Otto von Guericke. se separan mecánica o físicamente usando un medio poroso que retiene las partículas en forma de fase separada que permite el paso del filtrado sin sólidos. ya sea líquido o gas.En la filtración. de la viscosidad de la solución y de otros factores. 1. las partículas suspendidas en un fluido. Bomba de vacío Una bomba de vacío extrae moléculas de gas de un volumen sellado. Figura núm. de la proporción de sólido a líquido en la mezcla. construcción particularmente robusta. ausencia de contaminación. y un lado del diafragma está abierto al aire. terminando el ciclo. el diafragma sube y el líquido guardado previamente adentro es forzado a salir. el segundo tipo de bomba de diafragma trabaja con la dislocación positiva volumétrica. para bombear líquido. Esta acción es similar a la del cilindro de un motor de combustión interna. la presión disminuye y el líquido entra dentro del compartimiento. Las bombas de diafragma se pueden utilizar para hacer corazones artificiales. El tercer tipo de bomba de diafragma tiene uno o más diafragmas sin sellar con el líquido que se bombeará en ambos lados. Hay tres tipos principales de bomba de diafragma: El de primer tipo. Figura núm. y el otro en aire o líquido hidráulico. Cuando la presión del compartimiento aumenta (ya que el volumen disminuye). combina la acción recíproca de un diafragma de teflón o caucho y de válvulas que abren y cierran de acuerdo al movimiento del diafragma. haciendo cambiar el volumen. Finalmente. 14 Combustión interna por un resorte en la bomba de vacío.1. A veces a este tipo de bomba también se llama bomba de membrana. el diafragma se sella con un lado en el líquido que se bombeará. haciendo que el volumen del compartimiento de la bomba aumente y disminuya. el diafragma baja impulsando de nuevo más líquido dentro del compartimiento. El diafragma se dobla. Bomba de membrana o de diafragma Principio de funcionamiento de una bomba de membrana. Los diafragmas se doblan otra vez. 36 . Este método dobla el diafragma con una acción mecánica simple. sino que tiene un funcionamiento electromecánico a través de una impulsión engranada del motor. Cuando el volumen de un compartimiento de cualquier tipo se aumenta el diafragma baja. Una bomba de membrana o de diafragma es una bomba de desplazamiento positivo que. Un par de válvulas previene que la corriente tenga un movimiento contrario. Como se describe anteriormente. pero diferencia en que lo que mueve al diafragma no es ni aceite ni aire. Funcionan tanto en aspiración como en compresión y han sido proyectadas para trabajar en servicio permanente. El nivel sonoro normalmente estará alrededor de los 70 dB y los niveles de vibración son prácticamente inexistentes. obteniéndose así una ausencia prácticamente total de vibraciones. 37 . Los soplantes de canal lateral son generalmente usados en sistemas de: • Transporte neumático • Plantas purificadores de agua • Industria textil Figura núm. Los soplantes de canal lateral están normalmente construidos totalmente en aluminio moldeado a presión. De canal lateral Las máquinas extractoras de canal lateral están conceptuadas según el principio de los canales laterales. y libre de rastros de aceite. el aire aspirado está obligado a seguir un recorrido en espiral y asimismo sometido a reiteradas aceleraciones incrementando así la presión diferencial del fluido transportado a través del soplante. 15 Mediante un rodete especial. ya que ningún tipo de lubricación es necesaria en los soplantes de canal lateral.3. Cabe reiterar que estos equipos pueden ser montados tanto en forma vertical como horizontal. lo cual implica que normalmente no se requiere ningún tipo de anti vibradores o cabina acústica. dando así aún más flexibilidad de diseño al sistema en el cual se lo incorpora. El rodete está montado directamente sobre el eje del motor y todas las partes giratorias están dinámicamente equilibradas. Es importante apreciar que el aire o gas aspirado o comprimido se mantiene limpio. Al existir tal fuerza. es fácil darse cuenta como un líquido sale más rápidamente cuando existe más cantidad de este que cuando un recipiente está casi vacío. una bomba que se ha encendido. ya sea un poco de viento tocando la superficie del líquido. 1. ese flujo tendrá una velocidad proporcional a la presión ejercida por el líquido. Fundamentos que respaldan este método A continuación se presentan algunos teoremas o proyectos previos que respaldan a este método de separación. Otto von Guericke. 8 2. El factor más común es la aplicación de una fuerza externa al arreglo. un insecto. Evangelista Torricelli se dio cuenta de tal situación y experimentó cómo la velocidad de un fluido era cada vez mayor mientras la presión lo era por igual. Por otro lado. imagínese que se perfora un orificio en alguna parte del recipiente y por debajo del nivel del líquido. Matemáticamente se tiene: v = raíz cuadrada ((2 * g) * (h)) Ecuación núm. etc. a esto enunció el siguiente teorema: La velocidad del chorro que sale por un único agujero en un recipiente es directamente proporcional a la raíz cuadrada de dos veces el valor de la aceleración de la gravedad multiplicada por la altura a la que se encuentra el nivel del fluido a partir del agujero. para 38 . se puede ver que el líquido se deforma muy fácilmente y si una parte de este. Teorema de Torricelli Cuando un líquido se encuentra confinado dentro de un recipiente permanecerá estático y sin ningún cambio físico hasta que un factor afecte tales condiciones. Los hemisferios de Magdeburgo Son un par de grandes hemisferios de cobre que se ajustan con un anillo de acoplamiento formando una esfera y que se utilizan para demostrar el poder de la presión atmosférica. creando un vacío. este empezará a fluir como producto del empuje de las moléculas que se encuentran por arriba. Otro factor interesante para que exista el flujo de un líquido es la presión ejercida entre sus moléculas sobre el recipiente que lo contiene. La demostración consistió en intentar separar ambos hemisferios por sendos tiros de caballos cuando los bordes se sellaron con grasa y se extrajo el aire de su interior mediante una máquina neumática o bomba. o todo. cambia de posición continuamente se dice que está fluyendo. Los hemisferios de Magdeburgo fueron diseñados en 1656 por el científico alemán y burgomaestre de Magdeburgo. I0 es la intensidad de la luz incidente a una determinada longitud de onda. Ley de beer-lambert La espectrometría UV-Vis se utiliza con mayor frecuencia en forma cuantitativa para determinar las concentraciones de especies absorbentes en solución. pero no sirve como relación universal para la concentración y absorción de todas las sustancias. a veces se encuentra una relación polinómica de segundo orden entre la absorción y la concentración Se usaron los siguientes equipos en los cuales se emplearon los reactivos/materiales. 9 Donde A es la absorbancia medida. . L la longitud de ruta a través de la muestra. como los tintes orgánicos (Xylenol Naranja o Rojo Neutro. I es la intensidad de transmisión. 39 . Los hemisferios se hicieron populares en las clases de física como ilustración del poder de la presión del aire y todavía se utilizan en Ámbitos educativos. - Ecuación núm. Esta constante es una propiedad fundamental molecular en un solvente dado. En moléculas complejas de gran tamaño. Un par de los hemisferios originales se conservan en el Deutsches Museum de Múnich. a menudo. que consistía en un cilindro y pistón con válvulas de mariposa de un solo sentido. VIII. usando la Ley de Beer-Lambert. a una temperatura y presión particular. por ejemplo). ε es una constante conocida como absortividad molar o coeficiente de extinción. y c la concentración de las especies absorbentes. y tiene como unidades 1/M * cm o. Para cada especie y longitud de onda. U/M * cm La absorbancia y extinción ε a veces son definidas en términos de logaritmo natural en lugar de logaritmo de base 10 La ley de Beer-Lambert es útil para la caracterización de muchos compuestos. El primer vacío artificial había sido producido unos años antes por Evangelista Torricelli y había inspirado a Guericke para diseñar la primera bomba de vacío del mundo. mostrar la bomba de vacío que había inventado y el concepto de la presión atmosférica. Datos Anexos 3. 5. Tubo para Refrigerante. Embudo de Büchner 4. Soporte Universal. 3. Pinzas universales. Matraz 4. Manguera Sistema de Reflujo: 1. Soporte Universal 5. Embudo de decantación 2. Nuez 6. Matraz. Pinza metálica 3. Tapón 3. Mangueras. Adaptador de goma o de caucho 6. Soporte Universal 2. 2. Matraz de Kitasato 5. Materiales / reactivo Filtración a Vacío 1. Destilación Simple: 1. Aro metálico 40 . Mangueras 6. Tubo para Refrigerante 3. 4. Pinzas universales. Aro de metal 5. Decantación: 1. Soporte Universal 2. Erlenmeyer para la recogida de las fases 4. 41 . Diagrama de flujo Para el desarrollo de la siguiente práctica se realizó el siguiente diagrama de flujo.6. Fusiómetro: Este instrumento tiene como función ayudar a determinar la calidad y pureza de una muestra por medio del punto de fusión. La fase estacionaria será un componente polar y el eluyente será por lo general menos polar que la fase estacionaria. Observaciones 1. de forma que los componentes que se desplacen con mayor velocidad serán los menos polares. 2. en fase gaseosa) ya que el utillaje que precisa es más simple. las cantidades de material empleadas suelen ser muy pequeñas. En este caso. La fase móvil es líquida y la fase estacionaria consiste en un sólido. • El termómetro se debe colocar con cuidado y el equipo debe de estar en un área despejada para que no pase ningún accidente. 42 . Cromatografía analítica se emplea para determinar la existencia y posiblemente también la concentración de un analito en una muestra. Se deben realizar algunas acciones para el cuidado y mantenimiento de este equipo como: • Para enfriar el equipo primero se debe mojar una franela y se exprime bien para luego ponerla poco a poco. Entre más corto es el rango de temperatura más pura es la muestra. Medir la proporción de los componentes de la mezcla (finalidad analítica). En el caso de separación óptima. Repetir tres veces para verificar que la muestra sea correcta. Un cromatograma es el resultado gráfico de la cromatografía. en papel. Cromatografía: La cromatografía en capa fina presenta una serie de ventajas frente a otros métodos cromatográficos (en columna. Actualmente existen fusiómetros digitales El punto de fusión se toma la temperatura al inicio la muestra a fundir y hasta que termina de fundir la muestra. los diferentes picos o manchas del cromatograma se corresponden a los componentes de la mezcla separada. Filtración a vacío: Deben tomarse algunos cuidados al usar la filtración al vacío como: • Al momento de filtrar con ayuda de succión o vacío. • Al calentar las mezclas. • La Columna vigraux es empleada para la destilación fraccionada de una mezcla de disolventes con puntos de ebullición cercanos. ya que puede afectar las muestras obtenidas. • Cuando se lleva a cabo el secado al aire libre. 43 . tener cuidado de la contaminación este. 4. y no ocurran accidentes con la expulsión de gases en el proceso de agitación. colocando parafilm. Embudo de decantación: Para el manejo del embudo de decantación: • Es importante preparar las soluciones previamente para que se facilite la elaboración de la práctica. Se deberá de realizar el calentamiento bajo la campana de extracción. • La lámpara será utilizada para ver placas de cromatografía en capa fina. se recomienda tapar con un vidrio de reloj o mantener en una caja Petri. pues la muestra se contaminaría. • Cortar un papel filtro con dimensiones adecuadas al embudo Buchner. ya que al hacer contacto con la plancha o cualquier superficie caliente podría causar un incendio o una explosión. el lavar con el disolvente frío es con el objeto de eliminar restos de aguas madres que hayan quedado adheridas. • El disolvente que se emplea para realizar cualquier reacción es inflamable. • Manejar correctamente el embudo de separación cuando se realice la agitación en el mismo. tener cuidado de no inhalar los vapores desprendidos por la ebullición de estos compuestos ya que la mayoría de estos son altamente tóxicos. 3. por lo que hay que asegurarse de que no haya ninguna fuga. • Para usar la lámpara siempre deberá de ser colocada en su caja. • Tener cuidado al momento de separar del papel filtro los cristales obtenidos en no desmenuzar algunas fibras de éste. 6. 5. • Tener en cuenta que cuando se lleva a cabo las reacciones ácido base para adicionar el reactivo correspondiente según el procedimiento se genera presión de vapor dentro del embudo. • Expulsar la presión que se genera en el proceso de las reacciones ácido-base cuidando que la boca del embudo no apunte a ningún compañero y evitar accidentes. Sistema de reflujo: Para un montaje de una destilación simple se debe tomar en cuenta algunos aspectos como: • Es de suma importancia que el agua que circula por el refrigerante esté fría. Lámpara UV: Deben tomarse algunos cuidados al usar la lámpara UV como: • La lámpara de luz ultravioleta nunca deberá de exponerse en las manos ni a los ojos. Todo esto aquí mencionado en su momento fue llevado a la práctica y efectivamente la información otorgada por los archivos y libros. Discusión En base a la información reportada en diversos artículos científicos.• Siempre usar un arillo para soportar el embudo de decantación. Conclusión En la actualidad el uso de los instrumentos. adelanta a pasos agigantados. • Esperar algunos momentos en lo que se separan los componentes de la mezcla y se lleve a cabo una mejor decantación. donde se pueden llevar a cabo procesos de separación liquido- liquido de sustancias heterogenias e incluso homogéneas utilizando medios acuosos orgánicos para llevar a cabo la separación. y cuáles son las funciones que representan así como la acción específica que ejercer todos y cada uno de ellos. estos no pueden introducirse inmediatamente en el laboratorio sin que el usuario tenga un entendimiento básico y rutinario de ellos. que antes de desenvolverse en el manejo de instrumentos se adquieran las bases teóricas que los sustentan. ya sea para llevar a cabo la medición de algo. es totalmente verídico. 44 . A medida que continúan las investigaciones para un diagnóstico más rápido y un perfilamiento más precoz de los resultados. libros e investigaciones donde se explica de manera teórica-practica como es que funcionan todos y cada uno de los aparatos. como la función que realiza el fusiómetro de poder proporcionar el punto de fusión de algún tipo de muestra. No sin antes mencionar que cada equipo de laboratorio cuenta con una labor específica. unos relativamente sencillos y otros bastantes complejos. Es importante. Metiéndose a la parte química y física explicando todos los procesos de mecanización. Sin embargo. de una u otra manera. otros de los equipos que se utilizan mayormente en el laboratorio de química son el equipo de decantación. facilitan el procesamiento de muestras en el laboratorio. y la automatización. se están perfeccionando más y más instrumentos. además de procesos químicos que se llevan a cabo. edición). (2013). 47-  48. 36. Ed.  Harris Daniel C. Páginas: 7 – 8. Prospecto sobre formación sistema de refrigeración. Editorial Paraninfo. Pág. Ed. Ed. 182. (2006).Química orgánica experimental. Pág. Reverte.  Kurt C (2006). ELIZCOM. Pág. Química.  Pasto Daniel (1981). Pág. (2008). 157. Pág. 112. (Undécima edición).S. (2010). Estructuras orgánicas. S. 8990.A. Ed. 178 – 181. 469 – 474. Barcelona: Sunya 45 . 422. Ed.221– 223.  Experimentos de química orgánica (2004).  Paul E. Págs. Págs. Reverte. Goldsby.  Chang Raymond.  Ruville Egon. MacMillan. (1949). (7ª edición). Person. 114.  Ribas. : Mc Graw Hill. Ed. Biografía del vacío.  Billbrookdeich Hamburgo (1999) • Alemania. Tippens.Bibliografía Libros:  Dupont Durst G (1985). Su historia filosófica y científica desde la Antigüedad a la Edad Moderna (4ª ed. Editorial McGraw-Hill. Conceptos y aplicaciones. Albert. Termodinámica.  Bright Arthur A. Kenneth A. Reverte. Páginas: 20 – 34.  Fernández Pasto (2007). The Electric-Lamp Industry. Análisis química cuantitativo. FÍSICA. Pág. Cultura general. Emmanuel Jaramillo Sánchez. Virginia F. Ricardo Vázquez Murillo. 46 . “Ácidos y Bases” Presentado a: Dra. Marañón Ruiz Elaborado por: Naomi Patricia Gutiérrez Cornejo. CENTRO UNIVERSITARIO DE LOS LAGOS. Nayeli Isabel Macías Alcaraz. Lucerio David Cortes Anton. UNIVERSIDAD DE GUADALAJARA. Practica 2. Marco teórico 49 5. Fuerza de los ácidos 52 7. Introducción 49 4.INDICE 1. Hidrocarburos aromáticos 59 14. Diagrama de flujo 65 16. Conclusión 83 19. Cuestionario 66 17. Teorías 49 6. Reactivos y materiales 60 15. Objetivo Particulares 49 3. Electronegatividad 54 9. Transiciones electrónicas 57 11. Materia y energía 56 10. Discusión 81 18. Fuerzas de las bases 53 8. Objetivo General 49 2. Correlaciones espectrales 59 13. Bibliografía 83 47 . Desplazamiento 59 12. INDICE DE FIGURA. a medida que el tamaño de los elementos aumenta. 69 Figura 10. La electronegatividad aumenta de izquierda a derecha en la tabla periódica. Reacción secundaria en la tira reactiva. La acidez aumenta hacia abajo. Rueda del espectro visible y sus colores complementarios. 50 Figura 2. Longitud de energía que absorbe es alrededor de los 560nm que es la zona entre amarillo y verde lo cual longitud de onda reflejada es roja y rosa. 54 Figura 5. Diferenciales de energía. 50 Figura 3. 69 Figura 9. Bases de Arrhenius. 68 Figura 8. 51 Figura 4. Reacciones que no tienen ninguna relación con los protones según la definición de Lewis. Ácidos de Arrhenius. Figura 1. 55 Figura 6. 81 48 . 56 Figura 7. 70 Figura 11. Cambio de color de la molécula dependiendo de pH. Ejemplos de ácidos que donan protones a las bases. Se suponía que los ácidos más fuertes. Para comprender estas teorías. Las palabras latinas acidus (agrio) y acetum (vinagre) dieron origen a nuestros términos modernos ácido y ácido acético. como la piedra caliza y las cenizas de las plantas (al kalaien árabe). la de Brönsted-Lowry y la de Lewis. realizamos una descripción breve de las tres teorías de ácidos y bases propuestas por: Arrhenius. También. INTRODUCCIÓN Para poder entender esta práctica. reacciones químicas. reacciones en el laboratorio.  Aprender el funcionamiento de equipos utilizados en el laboratorio para identificar sustancias acidas de sustancias básicas. con la finalidad de poder ser capaces de deducir que procesos son los que se llevan a cabo según las teorías de Arrhenius. es necesario entender lo que son las reacciones “ácidos y bases. como el ácido sulfúrico (H2SO4). Enseguida se desarrollaron 3 definiciones de ácidos y bases: la de Arrhenius. indicadores. Arrhenius propuso que un electrolito fuerte en una disolución acuosa existe solo en forma iónica. en procesos industriales. se disociaban en mayor medida que los ácidos más débiles y como el ácido acético (CH3COOH) como se observa en fig. Debemos considerar exactamente lo que significan los términos ácido y base. indicador universal y tiras reactivas. 1 49 . OBJETIVOS PARTICULARES  Aprender las teorías de las reacciones Acido-Base.” Principalmente. 2.1. es por ello que hablaremos de pH.  Entender los procesos que rigen estas teorías. Su teoría desarrollada a finales del siglo XIX. OBJETIVO GENERAL  Se obtendrá un entendimiento general y particular sobre los procesos llevados a cabo en la reacciones ácidos y bases. se requiere conocer algunos conceptos básicos. aprenderemos como funciona un potenciómetro y para qué sirven las sustancias amortiguadoras. definió a los ácidos como sustancias que se disocia en agua para formar iones H3O+. Humphry Davy demostró que el elemento común a todos los ácidos es el hidrógeno. Los compuestos ácidos se clasificaron por primera vez sobre la base de su sabor agrio. Durante mucho tiempo los químicos han clasificado las sustancias como ácidos y bases. biológicos. Antoine Lavoisier pensó que el elemento común a todos los ácidos era el oxígeno ya que oxígeno en griego significa (formador de ácido). 4. Los compuestos alcalinos (bases) eran sustancias que neutralizaban los ácidos. 3. Bronsted-Lowry y Lewis. En 1810. Las propiedades y reacciones de los ácidos y bases son muy importantes para el estudio de la química orgánica. Bronsted- Lowry y Lewis. mientras que un electrolito débil existe parcialmente como iones y como moléculas. MARCO TEÓRICO Los ácidos y bases están presentes de forma habitual en la vida ordinaria. 2 Bases de Arrhenius. Fig. en donde podemos deducir lo siguiente.00 X 10-7 M en una disolución neutra Ecuación.2. . De acuerdo con la definición de Arrhenius. las concentraciones del H3O+ y OH son iguales como puede evidenciarse en la ecuación 1. Kw= [H3O+] [-OH] = 1. de la concentración de H 3O+ y puede ser representado de la siguiente forma como lo muestra la ecuación 1.00 X 10-7 M y [-OH] < 1. Este valor también implica la concentración del –OH. las bases son sustancias que se disocian en agua para formar iones hidróxido. La acidez o basicidad de una solución normalmente se mide en escala logarítmica. 2). expresado por las ecuaciones 1. 50 .00 X 10-7 M y [-OH] > 1. se disociaban de manera más completa que las bases débiles y poco solubles como el Mg (OH)2 (fig. (fig.1. Básico: [H3O+] < 1. [H3O+] = [-OH] = 1. como el NaOH. Fig.3 que se encuentran enseguida: Ácido: [H3O+] > 1. 3). La acidez o basicidad de una solución acuosa se mide por medio de la concentración del H 3O+. – En una disolución neutra. 1 Ácidos de Arrhenius.3.4 pH = -log10 [H3O+] Ecuación. cambiado el signo. El pH se define como el logaritmo (en base 10).1.00 X 10-7 M Ecuación 1.2 y 1.00 X 10-7 M Ecuación 1. ya que estas dos concentraciones están relacionadas por la constante del producto iónico del agua que es representada por la ecuación 1. 1. Se suponía que las bases fuertes.00 X 10-14 M2 (a 25 °C) Ecuación. 1.4. Las disoluciones ácidas y básicas se definen por un exceso de H 3O+ y –OH. 1. Cuando un ácido dona su protón. Muchos compuestos (como el agua) pueden reaccionar como ácido o como base. pero no explica por qué un compuesto como el NH3 neutraliza los ácidos. Un ácido de Brønsted-Lowry es cualquier especie que puede donar un protón. Además de los ácidos y bases de Arrhenius. y una base de Brønsted-Lowry es cualquier especie que puede aceptar un protón. pero que pueden aceptar protones. NH4 +. se vuelve un ácido capaz de devolver dicho protón. Esta teoría hace una contribución importante para entender muchos ácidos y bases. 51 . una disolución ácida tiene un pH menor a 7 y una disolución básica tiene un pH mayor que 7. y los compuestos que se disocian para formar -OH son aceptores de protones. cuando este acepta un protón se transforma en su ácido conjugado. En 1923. (El ion hidróxido acepta un protón para formar H 2O). la definición de Brønsted-Lowry incluye bases que no tienen iones hidróxido. Cuando una base acepta un protón. a pesar de no tener un ion hidróxido en su fórmula molecular. Uno de los principios más importantes de la definición de Brønsted-Lowry es este concepto de ácidos y bases conjugados. se vuelve una base capaz de aceptar nuevamente ese protón. Considere los siguientes ejemplos de ácidos que donan protones a las bases (Fig.el NH3 es la base. Estas definiciones también incluyen a todos los ácidos y bases de Arrhenius debido a que los compuestos que se disocian para formar H3O+ son donadores de protones.3 Ejemplos de ácidos que donan protones a las bases.3) Fig. el NH4+ y el NH3 son un par conjugado ácido-base.Una disolución neutra tiene un pH de 7. Brønsted-Lowry definieron a los ácidos y las bases sobre la base de la transferencia de protones. Por ejemplo. 6. y los ácidos débiles. Debido a este amplio margen de valores. Los ácidos fuertes se ionizan casi completamente en agua y sus constantes de disociación son superiores a 1. dando un valor de Ka mayor. 1. pKa= -log10Ka Ecuación. La tabla 1. Los ácidos más débiles tienen valores más grandes de pKa. Las constantes de disociación de un ácido varían en un intervalo amplio. Muchos compuestos orgánicos son ácidos extremadamente débiles. La mayoría de los ácidos orgánicos son ácidos débiles.5 A la Ka se la conoce con el nombre de constante de disociación del ácido y su valor indica la fuerza relativa del ácido. como la mayoría de los ácidos orgánicos. El pKa de un ácido se define de forma parecida al pH de una disolución: como el logaritmo negativo (base 10) de K a y es representada de la siguiente manera por la ecuación 1.5 Ecuación 1. su Ka es inferior a 10-40. tienen valores de pK a mayores que 4. La reacción general de un ácido (HA) con agua es como se representa de a continuación en la ecuación 1. Cuanto más fuerte es el ácido.6 Los ácidos fuertes generalmente tienen valores de pKa cercanos a 0. por ejemplo. Con valores de Ka menores que 10-4.FUERZA DE LOS ACIDOS La fuerza de un ácido de Brønsted-Lowry se expresa de forma similar a la definición de Arrhenius. las constantes de disociación ácida frecuentemente se expresan en escala logarítmica. teniendo en cuenta su grado de ionización en agua. El metano y el etano tienen un carácter ácido muy débil. Más se disocia. 52 . presenta valores de Ka y pKa para algunos compuestos inorgánicos y orgánicos comunes. y sus bases conjugadas. Por otra parte.9 HCl + H2O H3O+ + Cl- Ácido fuerte Base débil Ecuación 1. 53 . la base conjugada de un ácido fuerte debe ser una base débil.8 y la ecuación 1. él HA no perdería fácilmente su protón.8 CH3 – OH + H2O H3O+ + CH3O- Ácido débil Base fuerte Ecuación 1. su base conjugada es una base fuerte. la ecuación 1. Tabla 1.9 En la reacción de un ácido con una base. Para que un ácido (HA) sea fuerte. por medio de la constante de equilibrio de la reacción de hidrólisis. de lo contrario. Fuerza relativa de algunos ácidos inorgánicos y orgánicos frecuentes. FUERZA DE LAS BASES La fuerza de un ácido se relaciona inversamente con la fuerza de su base conjugada. si un ácido es débil. como se muestra a continuación por las siguientes ecuaciones. su base conjugada (A-) debe ser estable en su forma anionica. Por lo tanto. el equilibrio generalmente favorece al ácido y base débiles. La fuerza de una base se mide de manera muy similar a como se mide la fuerza de un ácido. en lugar de un protón que se transfiere. podemos ver una reacción ácido-base desde el punto de vista de los enlaces que se forman y se rompen. con frecuencia se da en forma logarítmica. La definición de ácidos y bases de Brønsted-Lowry depende de la transferencia de un protón del ácido a la base. una base podría utilizar su par de electrones no enlazados para formar un enlace con algún otro átomo deficiente en electrones. Lewis razonó que este tipo de reacción no necesitaba un protón. La base utiliza un par de electrones no enlazados para formar un enlace con el protón. La electronegatividad aumenta de izquierda a derecha en la tabla periódica. En su lugar. G. En efecto. Como se muestra a continuación en la figura 4. Figura 4. 54 . lo que dará lugar a una base conjugada más estable y a un ácido fuerte. será capaz de adquirir una carga negativa con más facilidad. ELECTRONEGATIVIDAD Cuanto más electronegativo es un elemento. La electronegatividad aumenta de izquierda a derecha en la tabla periódica.La constante de equilibrio (Kb) para esta reacción se conoce como constante de disociación básica de la base A-. N. Como esta constante abarca un amplio rango de valores. A la base de Lewis se le llama nucleófilo (amante de los núcleos) ya que cede electrones a un núcleo que tenga un orbital vacío. Como se muestra en los siguientes ejemplos. a medida que el tamaño de los elementos aumenta. Las definiciones de ácido base. Debido a que un ácido de Lewis acepta un par de electrones.Tamaño La carga negativa de un anión es más estable cuando se distribuye sobre una región del espacio más amplia.de Lewis incluyen reacciones que no tienen ninguna relación con los protones. se le conoce como electrófilo (amante de los electrones). La acidez aumenta hacia abajo. Si se considera una columna de la tabla periódica. La definición de Brönsted-Lowry de ácidos y bases depende de la transferencia de un protón del ácido a la base. La siguiente reacción muestra la transferencia de protón representada por la ecuación 2. en la figura 6: 55 . La base utiliza un par de electrones no enlazantes para formar un enlace con el protón. Una base podría usar un par solitario de electrones para enlazarse a algún otro átomo deficiente en electrones. Las bases de Lewis son especies con electrones no enlazantes que pueden ser cedidos para formar nuevos enlaces. Lewis pensó que esta clase de reacciones no necesitaba obligatoriamente un protón para tener lugar. Figura 5. Los ácidos de Lewis son especies que pueden aceptar esos pares de electrones para formar nuevos enlaces. sin necesidad de que se transfiera un protón. la acidez aumenta hacia abajo. Ecuación 2. a medida que el tamaño de los elementos aumenta. Como se muestra en la figura 5. Puede haber reacciones acido-base desde el punto de vista de los enlaces que se forman y rompen. Figura 6. MATERIA Y ENERGIA La espectroscopia estudia la interacción entre la materia y la energía. como la ordenación molecular. Las moléculas de un sólido pueden distribuirse desordenadamente u ordenarse en forma cristalina. influyen en la forma como la materia interactúa con la energía. están en constante movimiento de traslación. Tanto la estructura. rotación y vibración. cualquiera que sea su disposición. Cada molécula del analito absorbe igual cantidad de la radiación monocromática incidente cuando se encuentra disuelta en un disolvente trasparente a la radiación empleada. como en los gases. Reacciones que no tienen ninguna relación con los protones. o formar aglomerados como en los líquidos y sólidos. Todo movimiento molecular está asociado a la energía. estas pueden estar muy separadas entre sí. 56 . La materia está integrada por moléculas. según la definición de Lewis. liberando energía en tanto exista atracción coulombimétrica por parte del núcleo. Orbitales 𝜋 y 𝜋 *. Las regiones de mayor densidad electrónica correspondiente a los mismos son aquellas colaterales al eje del enlace. Una transición electrónica implica la trasferencia de un electrón que está situado en un nivel rotacional perteneciente a un nivel vibracional de un estado electrónico de baja energía. Este proceso es conocido como emisión. Son orbitales moleculares localizados a lo largo del eje de unión de los átomos. posee la energía necesaria para producir transiciones electrónicas Las bandas de absorción en las regiones Ultravioleta y Visible que presentan los compuestos orgánicos se asocian con transiciones electrónicas en la capa de valencia. hasta un nivel rotacional perteneciente a un nivel vibracional de un estado electrónico de mayor energía. ABSORCIÓN En el estado basal los electrones de la molécula se encuentran en sus niveles de mínima energía. los electrones son llevados a niveles superiores de energía. La energía suministrada por los fotones permite que los electrones puedan vencer un poco de la fuerza que los mantiene unidos al núcleo. Estos orbitales se emplean en la descripción de los enlaces múltiples. Orbitales σ y σ*. Orbitales n. la inestabilidad de la molécula excitada produce el regreso de los electrones a niveles menos energéticos. produciendo el movimiento de los electrones hacia orbitales de anti enlace (𝜋 ∗ 𝑜 σ*) que están a mayores niveles energéticos. La luz proviene de una lámpara la cual es usada para excitar de manera selectiva a los electrones de las moléculas del analito. Los orbitales σ generan una densidad electrónica elevada en la región intranuclear teniendo un carácter fuertemente enlazante. TRANSICIONES ELECTRÓNICAS Son fenómenos transitorios debido a que las partículas implicadas son electrones. presentan un plano nodal perpendicular al eje del enlace en la región internuclear y tienen un acentuado carácter antienlazante. Estos orbitales moleculares tienen un acentuado carácter local y 57 . Por otra parte las transiciones electrónicas que involucran a los electrones de las capas internas son muy energéticas y se presentan en la región de los rayos X del espectro electromagnético. Los electrones involucrados en dichas transiciones corresponden a aquellos más débilmente atraídos por el conjunto de núcleos atómicos que componen la molécula y cuyos estados pueden ser descritos a través de orbitales moleculares que se expresan como combinaciones lineales de orbitales atómicos de la capa de valencia. TRANSICIONES EN LAS REGIONES VISIBLE Y ULTRAVIOLETA La luz visible de 350 a 800 nm. como todos los orbitales antienlazantes. al absorber la energía fotónica. El carácter enlazante o antienlazante de estos orbitales es menos acentuado que el de los orbitales σ. Los orbitales σ *. o la ultravioleta de 220 a 350 nm.EMISIÓN Al desaparecer la radiación electromagnética. Las transiciones electrónicas a orbitales moleculares más externos dan lugar a las denominadas transiciones Rydberg presentes en el Ultravioleta de Vacío. El empleo de disolventes polares que generen o incrementen los puentes de hidrogeno puede ser la causa de estos desplazamientos.describen pares electrónicos libres asociados con heteroátomos (O. Energéticamente tienen carácter no-enlazante. Auxocromos: son grupos que por sí mismos no absorben luz. Como el color azul tiene una longitud de onda más baja que la mayoría de los colores del espectro visible. de reflectancia o de emisión de una molécula hacia una longitud de onda más corta (o una frecuencia más alta). Un cambio de disolvente o de ligandos de coordinación. establece al grado de selectividad que tienen las moléculas para absorber energía radiante. también se conoce como corrimiento hacia el rojo. tomara una cantidad de energía superior. DESPLAZAMIENTOS Batocrómico : Fenómeno que se verifica cuando la longitud de onda de absorción de una sustancia se desplaza hacia longitudes de onda más grandes o de menor energía por efecto del solvente o por sustituyentes. La cubanización de la energía molecular aunada al hecho de que los fotones poseen cantidades específicas de energía. por ejemplo. Dicho efecto puede ocurrir por un cambio en el medio que rodea a la molécula. pero son auxiliares para la absorción de radiación electromagnética. Cuando se irradian las moléculas con varias longitudes de onda. Hipercrómico: Es el incremento de la intensidad de absorción de una banda. Halógenos). Hipsocrómico: Es un cambio de la posición de las bandas espectrales del espectro de absorción. pueden causar un desplazamiento hacia el azul de las bandas características del espectro molecular. lográndose con la absorción de auxocromos. 58 . S. N. Grupos funcionales idénticos en moléculas similares absorben a longitudes de ondas cercanas pero no idénticas. Las separaciones entre los niveles de energía son diferentes para cada electrón. ENERGÍA PARA LAS TRANSICIONES La magnitud de energía necesaria para causar una transición electrónica en una molécula depende de su estructura. Si una molécula absorbe radiación electromagnética para pasar a un nivel energético superior. tomara una cantidad de energía definida por su estructura. GRUPOS ABSORBENTES DE RADIACIÓN ELECTROMAGNÉTICA Cromóforos: son los grupos de la absorción de radiación electromagnética. solo se absorberán los fotones de aquellas longitudes de onda que correspondan a las energías apropiadas para producir las transiciones electrónicas. Hipocrómico: Es la disminución de la intensidad de una banda de absorción. característica común de los halógenos. La barrera de energía entre transiciones similares en moléculas semejantes está en función del contorno del cromóforo que experimenta la excitación. el efecto se conoce también como desplazamiento hacia el azul. en la cual el hidrógeno es reemplazado por otro sustituto. Los hidrocarburos aromáticos y sus derivados son compuestos cuyas moléculas están formadas por una o más estructuras de anillo estables del tipo antes descrito y pueden considerarse derivados del benceno de acuerdo con tres procesos básicos: 1. respecto a su comportamiento. Aunque mucho menos que las transiciones n π *. como el ciclohexano. después de calcular ɣ máx. Sus máximos de absorción. ya sea directamente o mediante cadenas alifáticas u otros radicales intermedios. entre los enlaces 11 simples y los dobles. ya sea un elemento univalente o un grupo. por lo tanto. 2. Fieser desarrollaron un extenso conjunto de correlaciones empíricas e las estructuras moleculares vs. la reacción característica del benceno no es una reacción de adición.CORRELACIONES ESPECTRALES R. hasta el orbital molecular de anti enlace de menor energía que este desocupado. Así. Experimental de algún compuesto carbonilico-αβ. por condensación de los anillos de benceno. HIDROCARBUROS AROMÁTICOS Los hidrocarburos aromáticos son aquellos hidrocarburos que poseen las propiedades especiales asociadas con el núcleo o anillo del benceno. aunque el benceno puede reaccionar para formar productos de adición. Los enlaces que unen estos seis grupos al anillo presentan características intermedias.B Woodward y L. 59 . Se considera que el valor calculado es concordante cuando la diferencia entre el valor experimental y el calculado no sobrepasa ± 5 nm. en el cual hay seis grupos de carbono-hidrógeno unidos a cada uno de los vértices de un hexágono. De absorción de las transiciones π π * desde el orbital molecular de mayor energía que este ocupado. por la unión de dos o más anillos de benceno. por sustitución de los átomos de hidrógeno por radicales de hidrocarburos alifáticos. las π π * varían con la polaridad del disolvente. Así determinaron una serie de reglas para determinar la posición de la ɣ máx. 3. sino de sustitución. F. A. Inflamación Leve Inflamable Inflamable Precaución Inhalación: Altas Inhalación: Trasladar a Contacto con ojos: Se concentraciones la persona al aire libre. HCl:6M. 1M 5. Colorante Azul de Timol Fenolftaleína Etanol absoluto formula C27H30O5S C20H14O4 C2H6O Color Verde-pardo Líquido transparente e Liquido incoloro incoloro. leves. olor Característico Característico. Punto de fusión 221-224 °C 258 – 263 °C -130 °C.3 °C. resequedad y 12 Posibles irritaciones Contacto con los ojos: agrietamiento. visual ácido: pH: 1. Característico y agradable pH Intervalo de transición 8. alcohólico. con agua. Propiedades físicas y químicas de los colorantes. 10000 ppm. Medidas de primeros líquido puede afectar la Contacto con la piel: auxilios piel.pH: 2.0 ml Agua destilada. abundante grandes provocan Ingestión: Nocivo leve.10.0 N. Suficiente Tabla 2.0 ml NaOH: 6M. Suficiente 1 Gradilla.0 ml NH4OH: 1M 5.0 . Tos. Lavar con agua Ingestión: Dosis Enrojecimiento y dolor. Quitarse las caracterizada por Contacto con los ojos: ropas contaminadas. Contacto con la piel: Contacto con la piel: El Dolor de pecho. Punto de ebullición Se descompone ND 78. 0.1M 5.2 (rojo) .0 ml NH4Cl: 1M 5. manteniendo los envenenamiento párpados abiertos. respiración artificial. produciendo Baja probabilidad de Lavar abundantemente dermatitis irritaciones. Indicador universal. 1M.REACTIVOS Y MATERIALES Cantidad Material y equipo Reactivos Cantidad 6 Tubos de ensayo. 60 . presenta irritación solo pueden causar En caso de asfixia en concentraciones irritaciones y del tracto proceder a la mayores a 5000 a respiratorio superior.8 (amarillo). No se agua en un lavadero Contacto con los ojos: han identificado para ojos. Dificultad respiratoria y Ingestión: La ingestión Buscar atención fatiga. No lugar fuera de la Dolor de cabeza. efectos tóxicos sistemáticos. Pedir atención médica. hígado y riñones. dar a beber de 3 respiratorio. a 4 vasos con agua. sistemáticos.7 (verde) . oral de grandes dosis médica. Contacto con los ojos: Contacto con La Piel: Piel: Puede causar Lavar con abundante Irritaciones. Ojos: Puede causar ligera irritación.Depresión del puede causar Inhalación: Trasladar a sistema nervioso disturbios la persona afectada un central. visual: pH 6. Colorante p-Dimetilaminoazo. se han identificado exposición de la mareos. Punto de fusión 111-116 °C 175°C 200-202 °C Punto de ebullición Indeterminado NA No reportado Inflamación No inflamable No inflamable Inflamable Precaución Inhalación: Puede Ingestión: Lavar la Inhalación: Irritaciones causar ligera irritación boca con abundante de nariz y tracto a las membranas agua. lagrimeo.0 (amarillo) . que conducen a la muerte. Rojo de metilo Azul de Bromotimol benceno Fórmula C14H15N3 C15H15N3O2 C27H28Br2 Color Beige Marrón Café-rojizo Olor Débil y característico Inodoro Fragante pH 5-7 4.6 (azul). daños en el cerebro.pH 6. No administrar de etanol provoca eméticos. La ingestión constante Ingestión: Provocar el de grandes cantidades vómito. mucosas. gastrointestinales. náuseas y vómitos. 61 . efectos tóxicos sustancia. Propiedades físicas y químicas de los colorantes.2 y 6. (Continuación). Nocivo . Tabla 2.3 variando de Intervalo de transición rojo a amarillo. ligera irritación. vértigos.pH 7. manejo. otros usos. entre Procesados de óxido en fermentado. pero sí industrialmente mucosas. estopilas secas. Absorbe humedad y dióxido de carbono del aire y es corrosivo de metales y tejidos. Es 13 metales y aire). Propiedades físicas y químicas de los reactivos.5 °C 591 K (318 °C) Información Sus vapores son Cristales El hidróxido de El hidróxido de irritantes a los incoloros o amonio no es sodio es un ojos y blancos. inodoros e amoníaco disolución al 50 desprendiéndos higroscópicos emanados por % por su e calor. Se alimentos. tejidos. Es usado en pozos de fabricación de es uno de los síntesis. desprendiéndos e calor. Producto soldaduras. soluble en agua. de inflamable por sólido blanco e membranas aspecto sí solo. 62 .99713 g/mol Punto de 321 K (48 °C) 520 ºC 24. y obtiene. Reactivo HCl NH₄Cl NH₄OH NaOH Masa molar 36.46 g/mol 1.04 g/mol 39. como: metales. como jabones y otros intermedio como ingrediente productos de químico removedor de directo para limpieza. en el petróleo. Es (absorben recalentamient facilidad de corrosivo de humedad del o del líquido. como Es usado en elaboración de fundente en procesado plásticos. Usos Acidificación de Se usa en la Por supuesto. lo son gases de se utiliza como soluble en agua.53 g/cm³ 35. en químicos tratamiento de con el objetivo los procesos industriales celulosa para de mejorar la de galvanizado más producidos hacer rayón y producción de y estañado de en el mundo.4. en la petróleo. control de pH.7 °C 1663 K ebullición (1390 °C) Punto de fusión 247 K (-26 °C) 338 °C (611 K) -91. zinc. celofán.Tabla 2. Es granular. Por presenta contacto laringe. por ejemplo. también es como agente principalmente glutamato de utilizado en la de terminado por electrólisis sodio. respiración es respiratorio. jarabe de maíz. de cloruro de en alfarería. El gas dificultosa caso de causa dificultad suministre exposición a para respirar. concentraciones y ulceración de Irritar nariz y altas. temperaturas. No induzca corrosivo a los y cuerdas vomito. ingestión de ulceración nasal. carbonato de Otros usos en sodio y al tratar procesos sodio metálico alimenticios con vapor de son como agua a bajas refrigerante. extraer reacción de metales. Es usado para sodio. quemaduras de es laringe y edema vómito y piel. garganta persona polvo o neblina mayores efectos y pulmones. Ingestión: extremadamente en los pulmones acidosis. Precauciones Inhalación: En el Inhalación: Inhalación: Inhalación: La caso de Irritación de la Remover a la inhalación de exposición. Una persona se las salpicaduras exposición Piel: Irritación 63 . expuesta al aire causa irritación y son en el tracto Dolor de fresco. Si la ojos por lo que vocales. se Piel: El nariz. En superior. colorantes hidróxido de alimenticios y calcio y pigmentos. tráquea y garganta. como iniciador para cultivos de queso. agente de limpieza. de superficies. prolongado con Exposiciones grandes dosis la piel puede Contacto con severas causan causa producir ojos: El NaOH espasmo de la nauseas. y reactante. tos Ingestión: oxígeno. los nariz. tratamiento de aguas de desecho. por Limpieza de entre otros. industria textil. si la daño del tracto respiratorio garganta y tos. jugo de causar NaOH sólido. en el dermatitis. sed intensa y diarrea. 64 . jugo de ellos puede piel: Tanto el limón. reducir la visión Efectos disoluciones clara de huevo o. ulceración. Los síntomas que se presentan son: disfagia. cantidades de irritación en la Ojos: Irritación. peligrosas. agua para diluir córnea.prolongada y y encuentra son muy repetida puede enrojecimiento consciente. además. como en jugo de fruta. diluido. su severo de los solución puede cualquier de desintegración. ésta. causar . incluso. forma de vapor o contacto con Ingestión: Causa disoluciones los ojos puede quemaduras concentradas provocar severas en la causa irritación y boca. ojos: Este ácido y dolor. suministre pueden provocar decoloración y grandes desde una gran corrosión dental. El luego nubosidades y. membranas mucosas de la boca. es un irritante contacto con la suministre finalmente. ojos y su causar serios estas: vinagre contacto con Contacto con la daños. vómito. esófago Ingestión: produciendo Produce vómito y corrosión de las colapso. esófago y estómago. naranja u otro quemaduras. serias y córnea. Contacto sobre efectos corrosivo a la con la piel: En crónicos Ojos: El piel. si se traga quemaduras quemaduras de el daño es. náuseas. la Crónicos: No concentradas es batida o aceite pérdida total de hay datos altamente de la aceituna. Contacto con enrojecimiento el producto. Agregar 3ml de cada reactivo en disolución 3. hasta obtener una coloración uniforme. Añadir gotas de acuosa en el tubo correspondiente. 4. Agitar los tubos de ensayo. Se rotularon los tubos de ensayo que íbamos a utilizar y se acomodaron de cuerdo al orden que se indica en la práctica.DIAGRAMA DE FLUJO Para llevar a cabo la práctica se siguió el siguiente diagrama de flujo: INICIO 1. 65 . colorante necesario para un cambio de coloración. 2. Indicador universal o de Bogen es una mezcla de varios indicadores. 200 mg de azul de bromotimol. se adiciona gota a gota (aproximadamente entre 20 y 25 gotas) una disolución 1M de NaOH hasta que la disolución sea de un color amarillo oscuro. los cuales dan origen a diversos colores del espectro dependiendo del pH que se encuentra en la disolución.  ¿Cuáles son los sitios activos en cada molécula según el pH de las soluciones? Zona ácida Zona básica p-Dimetilaminoazobenceno Rojo de metilo 66 . 150 mg de amarillo de metilo. Como referencia nos basamos al indicador universal que se encontraba en el laboratorio al cual haremos una pequeña descripción de su composición que se encuentra a continuación: Para la obtención de este indicador es necesario disolver en 200 ml de etanol 50 mg de fenolftaleína.  ¿Por qué no se emplean la misma cantidad de colorantes para esta mezcla? Debido a los intervalos de pH que tienen cada uno de los diferentes colorantes utilizados para el colorante universal ya que en alguno de ellos se encuentra un intervalo parecido por lo tanto se encontraran en una menor cantidad y los que manejan un intervalo mayor se encontrarán en menor cantidad los intervalos de pH de transición dependen del solvente indicador y de la fuerza de acidez o basicidad del indicador al reaccionar. 100 mg de rojo de metilo.CUESTIONARIO  Investiga las cantidades de los colorantes para formar el indicador universal. Una vez que se obtiene una disolución de color rojo oscuro. 250 mg de azul de timol y 600 mg de dimetilazobenceno. 16 Azul de bromotimol Azul de timol Fenolftaleína 67 . ¿Entonces por qué la materia presenta color? Utilizando la teoría de orbital molecular las moléculas representa un diferencial de energía del orbital más alto lleno (HOMO). La luz que es visible al ser humano es la luz que tiene una longitud de onda de 400 . Si la molécula absorbe una longitud de onda que se encuentra en el parámetro de la luz visible refleja la longitud de onda complementaria que es. por así decirlo. 68 . las hace visibles y se propaga mediante partículas llamadas fotones. luz visible.700 nm aproximadamente en la cual se presentan una diversa gama de colores del arcoíris. el color que presenta la materia. Etanol  ¿Por qué cambia el color del indicador según los diferentes pH? Para explicar por qué cambia el color de una sustancia es necesario plantear una serie de conceptos: La luz es una Forma de energía que ilumina las cosas. luz infrarroja etc. Este diferencial de energía lo interpretamos como la energía necesaria de un estado basal a un estado excitado. Esta longitud de onda complementaria la obtenemos gracias a la imagen de la figura 7. La luz tiene la propiedad que se comporta como onda dependiendo la longitud de esta onda medida en nm presenta diversas características de tipo energético o visible. Entre más dobles enlaces presente la molécula más enlaces 𝜋 reducen el diferencial de energía HOMO –LUMO por ende este diferencia de esencia de energía afecta la luz que absorbe y la luz que refleja la materia. Por ejemplo: si una molécula absorbe una longitud de onda de 620 nm se encuentra en el rango de 580-650 nm lo cual absorbe el color naranja y por ende el color que presenta esta molécula es el azul. La luz presenta diversas longitudes de onda que según estas se pueden clasificar en luz ultravioleta. y el orbital de anti enlace más bajo vacío (LUMO). Pero al presentar rangos de pH de 8 o mayores esta presenta un color rosa. Diferenciales de energía. por lo tanto pasan a resonar para mantearse más estables.  ¿Por qué cambia el color del indicador según los diferentes pH? Este tipo de moléculas presentan zonas ácidas y zonas básicas por lo cual forman parte de reacciones acido. Cambio de color de la molécula dependiendo de pH. Figura 9. al ser protonadas o deprotonadas estas se rehibridizan. esto se puede expresar de la mejor manera gracias a la figura 9 que se encuentra a continuación. por consecuente el diferencial de energía HOMO-LUMO (imagen 8) cambia y esto se ve reflejado en el cambio de color. Rueda del espectro visible y sus colores complementarios. Figura 7. Figura 8.base por ende dependiendo de las concentraciones de los iones H+ habrá más especies que no estén en estado basal. Pero ya que la mayoría de las moléculas son estables. 69 . Ejemplo: la fenolftaleína en estado basal no presenta color por ende la longitud de onda que absorbe no se encuentra dentro de la luz visible.  Con base a los indicadores del papel. entre muchos otros y consideraría a los indicadores que si reaccionan en medios ácidos como lo son el rojo de metilo. sabemos por ende que los colores con una tonalidad roja o naranja en las sustancias significaría que mi sustancia se encuentra en estado acido por lo tanto descartaría a todos aquellos indicadores que reaccionan en medios básicos como lo son la Alizarina. es evidente que la principal especulación que debiéramos hacer seria en base a los colores y a la tonalidad que toma cada preparación ya que debido al color que tomen tanto las soluciones como el papel indicar podemos inferir cual fue el indicar que reacciona en base a la acidez o basicidad de la sustancia. debido a que presentan un intervalo de viraje menor para poder reaccionar. Longitud de energía que absorbe es alrededor de los 560nm que es la zona entre amarillo y verde lo cual longitud de onda reflejada es roja y rosa. el naranja de metilo entre otros. el azul de timol. y comparando el color en las soluciones. el azul de bromo timol. Es necesario mencionar que no todos los indicadores reaccionan al mismo tiempo debido a que cada uno reacciona en base al viraje que presenta cada indicador. de no ser así no sería evidente la 70 . ¿Cuáles podría ser el indicador que reacciona? Para poder darnos una idea en base a cuál podría ser el indicador que reacciona en la preparación de las sustancias. Figura 10. Lo que ocurrió fue que al ser desprotonada para mantenerse los átomos se rehibridizan para dar lugar a más enlaces 𝜋 en la molécula lo que ocasiona que el diferencial de energía HOMO-LUMO disminuyera. Por ende la longitud de energía que absorbe es alrededor de los 560nm que es la zona entre amarillo y verde lo cual longitud de onda reflejada es roja y rosa como se muestra en la figura 10 que se muestra a continuación. y HI tienen ≠ coloración. . 71 . Azul de timol con HCl 6M. la solución donde se agrega el indicador presentará un color que dependerá de la [H+].  Escribe las reacciones acido-base que se llevan a cabo en cada colorante (en ambos medios.17. 1. Azul de timol con HCl 1M Ecuación 2. HI ⇔ H+ + I-  I. tanto acido como básico según el reactivo empleado de las 8 soluciones). 2.  El viraje del indicador se produce cuando la [H+] = K A excepción del fenolftaleína que reacciona con pH menor a 8 porque es incoloro.apreciación de las distintas tonalidades que se presentan en la reacción en base a que los indicadores toman coloraciones ≠ según los pH de las soluciones donde se añaden son ácidos o bases que al disociarse toman viraje de color (≠ del de la combinación normal). 3.19. 72 . Ecuación 2.18.+ H BASE ACIDO BC AC Ecuación 2. P-Dimetilaminoazo-benceno NH4Cl 1M. 4. 5. Azul de timol con HCl 0. Azul de bromotimol con H2O destilada.1M. + + NH4Cl NH3Cl . 20. 6. Fenolftaleína NaOH 1M.+ + H ACIDO BASE BC AC Ecuación 2. 73 . 7. Azul de bromotimol con NH4OH 1M. + H2O H3O + + ACIDO BASE AC BC Ecuación 2. + NH4OH NH3OH.21. Fenolftaleína NaOH 6M.  Explica en cada caso mediante las tres teorías la pregunta 5. Na+ + NaOH H2O + ACIDO BASE AC BC Ecuación 2.23.22. 1.1M C27H30O5S + HCl C27H31O5S+ + Cl - BASE ACIDO AC BC 74 . 1M y 0. 8. Azul de timol con HCl 6M. Ecuación 2. C14H15N3 + NH4Cl C14H16N3+ + NH3Cl – BASE ACIDO BC AC Ecuación 2. teoría definida en base a la trasferencia de protones. H+. C27H30O5S + HCl C27H31O5S+ + Cl - BASE AC AC BC Ecuación 2. También puede ser explicada en base a Lewis el C 27H30O5S actúa como una base debido a que tiene la capacidad de donar su par de electrones y el HCl como acido puesto que es la sustancia que sede protones H+.26. Esta reacción no puede ser explicada por Arrhenius puesto que su teoría solo es capaz de explicar reacciones disueltas en agua produciendo una concentración de iones hidrogeno o protones. Esta reacción no se podría explicar por la teoría de Arrhenius debido a que la base no es ion hidróxido.+ NH4Cl + BASE ACIDO BC AC Ecuación 2. Podría ser definida en base a la teoría de Bronsted-Lowry.25. C27H30O5S + HCl C27H31O5S+ + Cl - BASE ACIDO AC BC Ecuación 2. y el NH4Cl está donando un protón. puesto que tenemos que el C14H15N3 está aceptando un protón. Se puede explicar mediante la teoría de Bronsted-Lowry. P-Dimetilaminoazo-benceno NH4Cl 1M. C14H15N3 + NH4Cl C14H14N3. Ecuación 2 24. ni da como resultado agua. C14H15N3 + NH4Cl C14H16N3+ + NH3Cl - BASE ACIDO AC BC 75 . 28.27. por lo que tenemos que el HCl es un ácido porque esta donando su ion hidróxido y el C27H30O5S como base puesto que está aceptando un protón. 1. en cambio el hidróxido de amonio se convierte en mi aceptor de electrones por lo cual se convierte en mi base de Lewis. Con la teoría de Lewis es posible explicar lo ocurrido en la reacción debido a que la molécula de azul de bromotimol es la que tiene mayor presencia de sitios activos debido a los pares libres de electrones procedentes de los oxígenos que se encuentran enlazados con el azufre por lo tanto al presentar pares de electrones libres.+ H3O+ ACIDO BASE BC AC Ecuación 2.33. 76 . Esta reacción si podría ser explicada en base a Arrhenius puesto que el reactivo esta disuelto en agua y el C27H28Br2O5S está liberando protones H+ y el H2O captura esos protones dando lugar a iones hidronio en la reacción. 2. Azul de bromotimol con H2O destilada. Lewis propone en su teoría que una base sería una especie que puede donar un par de electrones como en este caso lo está haciendo el C14H15N3 y los ácidos los que lo pueden aceptar como en NH4Cl. C27H28Br2O5S + NH4OH C27H29Br2O5S+ + NH3OH - ACIDO BASE AC BC Ecuación 2. convierte a este reactivo en mi acido de Lewis debido a que se convierte en la sustancia donadora de pares libres de electrones.32.+ H3O+ ACIDO BC BC AC Ecuación 2.31. El problema de Arrhenius es que no puede explicar las disoluciones acuosas como en este caso que es imposible explicarlo mediante esta teoría.30. Azul de bromotimol con NH4OH 1M. C27H28Br2O5S + NH4OH C27H29Br2O5S+ + NH3OH - ACIDO BASE AC BC Ecuación 2. C27H28Br2O5S + H2O C27H27Br2O5S. C27H28 Br2O5S + H2O C27H27Br2O5S. Bronsted-Lowry en cambio nos indica que el C27H28Br2O5S actúa como acido porque esta donando un protón y el H2O está aceptando. 3. Ecuación 2.29. nitrito.35. sangre. proteína. 4. bilirrubina. Bronsted-Lowry también puede explicar la reacción llevada a cabo. Esta teoría podría ser explicada según Lewis ya que tenemos que el C 20H14O4 está aceptado sus electrones. así como cada reacción implicada en almohadilla. puesto que también el C27H28Br2O5S es mi sustancia aceptor de protones. mientras que el NaOH está donando electrones. Las reacciones se interpretan mediante la comparación del color producido por el fabricante. Bronsted-Lowry explica esta reacción puesto que el NaOH es una sustancia básica de las más básicas que existen por lo tanto en comparación a la fenolftaleína esta sustancia se convierte en mi base de Bronsted-Lowry lo cual indica que es mi sustancia que aceptara protones debido a los pares libres de electrones proporcionados por el oxígeno y pasa a convertir a la Fenolftaleína a mi sustancia donadora de protones lo cual la convierte en mi acido de Bronsted-Lowry. debido a los pares libres de electrones que se encuentran en la molécula y a los sitios activos presentes en ella por lo tanto el NH 4OH pasa a ser mi sustancia donadora de protones aportando protones H+ para llevar a cabo la reacción. Se produce una reacción química cuando la almohadilla absorbente toma contacto con la orina. cetonas. la combinación de esta sustancia me genera una molécula de agua más C20H13O4-Na+ . leucocitos y densidad. Sobre la escala aparecen diversos colores o las intensidades de color para cada sustancia a evaluar.34. C20H14O4 + NaOH C20H13O4 -Na+ + H2O ACIDO BASE BC AC Ecuación 2. Las tiras reactivas constan de almohadillas impregnadas en sustancias químicas adheridas a una tira plástica. Fenolftaleína NaOH 1M y 6M C20H14O4 + NaOH C20H13O4 -Na+ + H2O ACIDO BASE BC AC Ecuación 2. C27H28Br2O5S + NH4OH C27H29Br2O5S+ + NH3OH - ACIDO BASE AC BC Ecuación 2. Reacciones con tiras reactivas: 77 . urobilinógeno. Las tiras reactivas utilizadas en la actualidad proporcionan un medio simple y rápido para llevar a cabo el análisis químico de la orina importante desde el punto de vista médico. los reactivos cromogénicos de cada almohadilla. glucosa.  Investiga la Tira reactiva de orina. que abarca pH.36. Las lecturas se informan como negativo. Ecuación2. peroxidasa. En el primer paso. el color progresa por varias tonalidades de verde y. y luego al verde intenso. la glucosa oxidasa cataliza una reacción entre la glucosa y el aire ambiental para producir ácido glucónico y peróxido. porque esta contiene más grupos amino para aceptar los iones hidrogeno que otras proteínas. 37. sin embargo a medida que la concentración de la proteína aumenta. 3+ y 4+ o los valores semicuantitativo de 30. 1+. 100. Glucosa La glucosa oxidasa proporciona una prueba específica para la glucosa y la prueba de la reducción del cobre es un examen general para la glucosa y otras sustancias reductoras. a verde azulado. La prueba se basa en la capacidad de las proteínas para alterar la reacción al color sin modificar el pH. 300 o 2000 mg/dL que corresponden a cada cambio de color. 2+. esto se debe a que la proteína (albumina) acepta iones hidrogeno del indicador. Proteínas Ciertos indicadores cambian de cambian de color ante la presencia de proteínas aun cuando el pH del medio permanece constante.38. cromógeno y solución amortiguadora para producir una reacción enzimática secuencial doble. La prueba es más sensible para la albumina. pasando por verdoso-amarillento. por ultimo llega al azul. Ecuación 2. pH Los indicadores rojo de metilo y azul de bromotimol dan una gama de naranjas. en segundo paso la 78 . trazas. verdes. Los colores varían desde ocre. Una reacción positiva está indicada por un cambio de color del amarillo verdoso al verde. Los cuales dan un amplio espectro de colores cubriendo el rango de pH urinario completo. azules al elevarse el pH. Las tiras reactivas emplean el método de la glucosa oxidasa mediante la impregnación del área de prueba con una mezcla de glucosa oxidasa. A pH 3 ambos indicadores aparecen de color amarillo en ausencia de proteína. La tira reactiva se encuentra impregnada con azul de tetrabromofenol tamponado hasta un pH ácido de 3 en forma de tetraclorofenol-tetrabromosulftaleina. 6- diclorobenceno-diazonio-tetrafluoroborato en medio acido para producir un colorante azoico. Ecuación 41. En presencia de hemoglobina o mioglobina libre. En esta reacción. Hemoglobina La hemoglobina para catalizar una reacción entre peróxido de hidrogeno y el cromógeno tetrametilbenzidina para producir un cromógeno oxidado. En presencia de acetona forma un color violeta. 79 . Ecuación 40. Acetona Las pruebas en tira reactiva utilizan la reacción del nitropotasio sódico para medir cetonas.4-dicloroanilina o 2. Ecuación 39. el color uniforme varia del amarillo (negativo) al verde y al verde-azul (positivo fuerte) que aparece sobre la almohadilla. a marrón. pasando por marrón verdoso intermedio. el ácido acetoacético en medio alcalino reacciona con el nitropotasio de sodio para producir un color violeta. con colores que varían desde grados crecientes de tostado o rosado al violeta. Formándose productos coloreados que van desde celeste verdoso.peroxidasa cataliza la reacción entre peróxido y cromógeno para formar un compuesto oxidado coloreado que representa la presencia de la glucosa. Bilirrubina Se basan en una diazoreaccion. que tiene color verde-azul. se combina con la sal de diazonio 2. El nitrito se detecta por la reacción de Greiss. Se considera que cualquier tono de rosa representa una cantidad clínicamente significativa de bacterias. en la que la urobilinógeno reacciona con el p-dimetilamoazobenzaldehído para producir colores que varían del rosa claro al oscuro. Reacción de tira 2 Ecuación 2. 80 .44. 45.42. Leucocitos La reacción con tira reactiva usa la acción de la esterasa leucocitaria para catalizar la hidrolisis de un éster ácido embebido en la almohadilla reactiva para producir un compuesto aromático y ácido. Reacción de tira 1 Ecuación 2. Nitritos La prueba depende de la conversión de nitratos en nitritos por acción bacteriana de la orina. La reacción de esterasa leucocitaria es la que necesita más tiempo de todas las reacciones con tira reactiva. La otra tira incorpora la reacción de acoplamiento diazo que utiliza 4-metoxibenceno-diazonio-tetrafluoroborato para reaccionar con el urobilinógeno y producir colores que varían del blanco al rosa. Urobilinógeno El urobilinógeno se encuentra en la orina en condiciones normales y difiere entre 2 tipos de tiras reactivas: una utiliza la reacción del aldehído de Ehrlich. Esta reacción es más específica que la reacción de Ehrlich. El compuesto aromático se combina con una sal de diazonio presente en la almohadilla para producir un colorante azoico violeta. Ecuación 2. Ecuación2.43. en la que este componente en pH acido reacciona con una amina aromática (ácido sulfanilamida) para formar un compuesto diazonio que reacciona con compuestos tetrahidrobenzoquinolina para producir un colorante azoico de color rosa. el indicador cambia del azul a tonos verdes y al amarillo. Es por eso que en la siguiente tabla presentaremos los valores de viraje así como el color característico estimado que toma cada indicador en referencia al pOH y al pH en el que se encuentra. Figura 11. podemos determinar un parámetro para comprobar si los resultados que obtuvimos en la realización de nuestra práctica de laboratorio coinciden eficazmente con lo que ya se tiene estipulado. Lewis) en relación a este caso. Densidad Basado en el cambio de pKa de un polielectrolito en medio alcalino. apoyado por las tres teorías más importantes (Arrhenius. 81 . que se ioniza y libera iones hidrogeno en proporción al número de iones en la solución. se liberan más iones hidrogeno. por lo que se disminuye el pH. Alguno de los parámetros estimados para cada indicador es la zona de viraje de cada reactivo. Cuanto mayor es la concentración de la orina. Intervalo de viraje de cada indicador. 46. es decir la región en la que la molécula entrara en interacción con otra debido a la basicidad o acides que presente cada una de ellas. DISCUSIÓN En base a la información reportada en libros y en diversos artículos científicos explicando de manera teórico-práctico sobre cómo es que se llevan a cabo reacciones de tipo ácido-base. Ecuación 2. Bronsted-Lowry. Reacción secundaria en la tira reactiva. A medida que la densidad aumenta. Tabla 3. 8 Rojo Amarillo Amarillo de 2. y efectivamente obtuvimos esa tonalidad una vez que realizamos nuestras reacciones lo cual indicaba nuevamente que la reacción estimada en los libros y algunos documento fue verídica. si tomamos como referencia la tabla que se encuentra en la parte superior quiere decir que los indicadores que reaccionaron fueron el azul de timol así como el amarillo y rojo de metilo quienes son los que toman esa coloración en estado ácido debido al margen de viraje que representan cada uno de ellos ya que el HCl es un ácido fuerte que se disocia completamente en medios acuosos por el cual libera el ion H+. En el caso de las soluciones básicas como el NaOH con sus respectivas concentraciones 1M y 6M presentaron una coloración azul al reaccionar con el indicador universal. El resultado fue equivalente a lo reportado en los libros aunque cabe mencionar que una de las propiedades que presenta el agua es de origen anfótero es decir puede interactuar tanto como ácido o como una base dependiendo conque este reaccionando. 1M y 0. Para el caso del agua destilada. para asegurar el resultado.6 Incoloro Fucsia Al a ver realizado nuestras reacciones ácido-base al adicionar HCl con sus respectivas concentraciones al 6M.2 6-3 Rojo Amarillo Azul de 6 7. 82 . de igual forma hicimos la medición de pH con las tiras medidoras y notablemente obtuvimos un pH de 11 para NaHO al 1M y un pH de 13 para el NaOH al 6M lo cual ratifica que ambas sustancias son de carácter básico.4 4 Rojo Amarillo metilo Rojo de metilo 4. Otra forma de ratificar lo anterior fue haciendo las mediciones de pH con tiras de medidoras de pH y efectivamente las tiras marcaron un índice de pH menores o iguales a 1 lo cual quiere decir que hubo una coincidencia de resultados en base a lo que ya se tiene reportado haciendo referencia a las disoluciones acidas. por lo tanto su pH = 7 esto se comprobó cuando se realizó la reacción acido-base en el cual la coloración que tomo la sustancia fue verde y en base a la tonalidad del color de la reacción y a la debida medida del pH con la tira reactiva se concretó que el H2O es de carácter neutro.2 los indicadores que reaccionaran son el azul de bromotimol y la fenolftaleína dando como resultado una tonalidad azul.1M junto con nuestro indicador universal pudimos percatarnos que en la parte superior de la sustancia en nuestros tubos de ensayo apareció una leve capa de color rosa-rojo lo cual nos indicaba que la reacción HCl con el indicador universal sería de aspecto ácido en base al color que tomo la sustancia después de homogenizar la reacción. presenta una disolución neutra. como podemos observar en la tabla 2.2 2.6 Amarillo Azul bromotimol Fenolftaleína 8 9.Colorante pH acido Básico Color acido Color básico Azul de timol 1. por lo cual quiere decir que estos reactivos presentan un pOH mayor a 7 y que el indicador que reaccionara en esta ocasión serán todos aquellos que presentan un intervalo de viraje ubicado en este punto o mayor al mismo. Madrid-España. No obstante estos medidores pueden ser muy útiles al utilizarlos en los laboratorios al querer hacer las sustancias más ácidas.  Petrucci R.o H+ las cuales podemos designar como bases y ácidos dependiendo el ion que liberan respectivamente..  http://www. Pearson. Capítulo 15. México D. Goldsby K. 32  Chang R. 10ma Edición. Madrid-España. Capítulo 9. 1ra Edición. Sin dejar de lado todas las propiedades físicas y químicas que engloban reacciones de este tipo ya que no podemos descartas propiedades como la electronegatividad que juega un papel de suma importancia para llevar a cabo la formación de enlaces entre las moléculas. 83 .sigmaaldrich. 166-167. 297-717. 2004.. Pearson. 11ma Edición. Herring F. BIBLIOGRAFÍA  Wade L. Madura J.. Capítulo 1. 2003. Mc Graw Hill. Mc Graw Hill.. 2013.com/mexico. amarillo en neutras y azules en básicas. 5ta Edición. Química.. 21-29. 706-710.. ambos conceptos anteriormente mencionados son de suma importancia para lograr un entendimiento óptimo de lo que se está realizando de manera más precisa.. En muchos de los casos cuando no se obtienen los reactivos de la manera sólida o pura se intenta saber que tan ácida o básica es la sustancia uno de los métodos más comunes es medir el pH mediante tiras (que vienen con su propia escala en el empaque) o medidores químicos como el colorante universal que cambia de rojo en sustancias ácidas. otro punto fundamental fue la espectrofotometría para saber más sobre lo longitudes de onda y absorción para la obtención de algún tipo de color. la parte esencial de esto sigue siendo las propiedades periódicas quizá no realizamos mucho énfasis acerca de este tema en esta práctica pero no cabe duda de que es la aplicación más utilizada. Capítulo 16.F..  Rouessac F.. Química Orgánica.html. 2011. básicas o neutras. 668-670. Análisis Químico.. Madrid- España. Rouessac A. Estos métodos no son muy exactos con respecto a concentraciones reales y puede crear un error dependiendo quien aprecie las escalas de colores.CONCLUSIÓN Muchas de las sustancias tienden a liberar iones OH. Química General. Cuando las concentraciones de estos iones son muy bajas para facilitar los cálculos se utiliza pH que se obtiene –log[H+] o el pOH que se obtiene –log [OH-]. Bisonnette C. CENTRO UNIVERSITARIO DE LOS LAGOS. *Nayeli Isabel Macías Alcaraz. 84 . UNIVERSIDAD DE GUADALAJARA. *Ricardo Vázquez Murillo. PRACTICA 3: REACCIONES ACIDO-BASE: SEPARACIÓN DE LOS COMPONENTES DE UNA MEZCLA MEDIANTE EXTRACCIÓN LÍQUIDO- LÍQUIDO. *Emmanuel Jaramillo Sánchez. Elaborado por: *Naomi Patricia Gutiérrez Cornejo. *Lucerio David Cortes. Marañón Ruiz. Virginia F. Presentado a: Dra. Química orgánica. Agitación de la mezcla……………………………………………………..………….. Separación de faces………………………………………………………93 Figura 9.x Bibliografía……………………………………………………………………………. Separación de una mezcal ácido neutro……………………………….....91 Figura 7.... Reacciones de aminas con HCl………………………………………….x Discusiones……………………………………………………………... ÍNDICE Objetivo………………………………………………………………………………...x Conclusión……………………………………………………………………………....fase orgánica…………………...92 85 .93 Figura 10.x ÍNDICE DE FIGURAS............88 Figura 2...89 Figura 4. Sal sódica de un ácido insoluble por reacción con HCl ………………90 Figura 6.....92 Figura 8...... TABLAS Y ECUACIONES Figura 1... Coeficiente de reparto…………………………………………………88 Tabla 1. Reacciones de ácidos carboxílicos con disoluciones acuosas de NaOH y NaHC ………………………………………………………………………...89 Figura 3....x Marco Teórico…………………………………………………………………………x Material y reactivos…………………………………………………………………..……………………...........89 Figura 5... Disolventes inmiscibles……………………………………………………90 Tabla 2.x Cuestionario………………………………………………………………………..x Propiedades físicas y químicas de los reactivos………………….. Reacciones acido base…………………………………………………..........x Desarrollo……………………………………………………………….. Reacciones de fenoles con disoluciones acuosas de NaOH y NaHCO3………………………………………………………………………………... Pautas para extracción fase acuosa .....x Introducción……………………………………………………... Aislamiento de un ácido insoluble en agua………………...94 Ecuación 1.... Decantación……………………………………………………………….x Observaciones………………………………………………………………………... de modo que generalmente el compuesto deseado suele extraerse a la fase orgánica dejando muchas de las impurezas en la fase acuosa. Así. La extracción es una te las técnicas más útiles para hacerlo. El procedimiento consiste en agitarlas con un disolvente orgánico inmiscible con el agua y dejar separar ambas capas. sales u otras impurezas. las sales inorgánicas. con lo cual. Casi siempre que se lleva a cabo una reacción de preparación de un compuesto determinado. Suele ser una operación muy habitual en los primeros pasos de un tratamiento de reacción que permite eliminar excesos de reactivos utilizados.  Separación de una mezcla en función de sus solubilidades y propiedades ácido-base.Objetivos. permanecerán en la fase acuosa. mientras que los compuestos orgánicos que no forman puentes de hidrógeno. además de mejorar las condiciones de reacción buscando un elevado rendimiento de formación del producto deseado. 86 . En los laboratorios orgánicos este tipo de técnica se suele llevar a cabo mediante la utilización de una fase acuosa y una fase orgánica. aprovechando las diferencias de solubilidad de los componentes de la mezcla en un disolvente adecuado. La extracción líquido-líquido es una técnica instrumental utilizada con diversos fines.  Aislamiento de los productos Introducción. se encontrarán en la orgánica. prácticamente insolubles en los disolventes orgánicos más comunes. Marco Teórico. así como de algunas impurezas formadas en la reacción. De este modo. de acuerdo con sus solubilidades relativas. Constituye una de las técnicas de separación de compuestos más utilizada en el laboratorio químico. en el laboratorio químico la separación y la purificación del producto deseado son tan importantes como la optimización de su síntesis. La extracción con disolventes es la técnica de separación de un compuesto a partir de una mezcla sólida o líquida. es frecuente utilizar mezclas complejas de diferentes compuestos. se tienen que plantear procesos eficientes de separación que permitan una recuperación máxima del producto a partir de la mezcla de reacción. insolubles en agua. Los distintos solutos presentes se distribuyen entre las fases acuosas y orgánicas. Extracción química. En un laboratorio químico. es necesario separar este producto de la mezcla de reacción donde puede haber subproductos formados en la reacción. se tiene que secar la fase orgánica resultante con un agente desecante. con lo que la fase orgánica que contiene el producto deseado se podrá separar mediante una simple decantación de la fase acuosa conteniendo impurezas.Extracción Líquido-Líquido. debido a la diferencia de densidades entre ellas. se tiene que recuperar el producto extraído a partir de las fases orgánicas reunidas. más o menos denso que el agua. en una cantidad tanto mayor cuanto mayor sea su coeficiente de reparto entre el disolvente orgánico de extracción elegido y el agua. Para ello. 87 . Aunque normalmente la extracción se utiliza para separar el producto deseado selectivamente de una mezcla. la fase acuosa frecuentemente aún contiene cierta cantidad del producto deseado. se producirá una transferencia del producto deseado desde la fase acuosa inicial hacia la fase orgánica. Es frecuente obtener mezclas de reacción en disolución o suspensión acuosa (bien porque la reacción se haya llevado a cabo en medio acuoso o bien porque durante el final de reacción se haya añadido una disolución acuosa sobre la mezcla de reacción inicial). en muchos casos la separación puede ser efectuada por la agitación durante algunos minutos en un embudo de separación. La posición relativa de ambas fases depende de la relación de densidades. Después de agitar la mezcla de las dos fases para aumentar la superficie de contacto entre ellas y permitir un equilibrio más rápido del producto a extraer entre las dos fases. Dado que después de esta extracción. rápidas. con el fin de colocarla transferencia de uno o de más de un soluto hacia el segundo solvente. Unos minutos después de la agitación. que sea inmiscible con el agua y capaz de solubilizar la máxima cantidad de producto a extraer pero no las impurezas que lo acompañan en la mezcla de reacción. Una vez finalizada la operación de extracción. Las separaciones que se pueden hacer son simples. filtrar la suspensión resultante y finalmente eliminar el disolvente orgánico de la disolución seca conteniendo el producto extraído por destilación o evaporación. las dos fases se separan de nuevo. La extracción líquido-líquido es una técnica en que la solución acuosa se coloca en contacto con un segundo solvente orgánico inmiscible con el primer solvente. convenientes. a veces lo que se pretende con la extracción es eliminar impurezas no deseadas de una disolución. En estas situaciones. se suele repetir el proceso de extracción un par de veces más con disolvente orgánico puro. espontáneamente por decantación. limpias. la extracción del producto de reacción deseado a partir de esta mezcla acuosa se puede conseguir añadiendo un disolvente orgánico adecuado. el compuesto se disuelve en ambos alcanzando en el equilibrio una concentración en cada uno de ellos que depende de su solubilidad en dichos disolventes. Ecuación 1. cuando los productos implicados y los disolventes son muy variados. por lo que el procedimiento general implica: a) Extraer un volumen V de una fase acuosa (FA) dos o tres veces con porciones de volumen 1/2 ó 1/3 de V de la fase orgánica (FO). pudiendo actuar como dadores o aceptores de protones. b) Extraer un volumen V de una fase orgánica (FO) dos o tres veces con porciones de volumen 1/2 ó 1/3 de V de la fase acuosa. Sin embargo. A una temperatura dada. pero también interaccionan con ella en reacciones ácido- base. Lamentablemente. R≡ cadena corta). hacer este tipo de estudios para cada extracción implica una gran inversión de tiempo y dinero por lo que no resultan prácticos. R≡ cadena corta). Reacciones ácido-base. En este proceso son solventados por el agua. aminas (R3N. Figura 1. Ar≡ anillo aromático sustituido) son bastante polares para disolverse en agua. Si se conoce el valor de K. la relación de las concentraciones de X en los dos líquidos A y B. y diseñar el procedimiento más adecuado para cada caso. 88 . los estudios en este campo han llegado a la conclusión de que los resultados óptimos se obtienen si una disolución de volumen V se extrae con el mismo volumen del extractor dividido en porciones (normalmente dos o tres). y fenoles (ArOH. pudiendo actuar como dadores o aceptores de protones. Reacciones ácido-base y solubilidad en agua. de forma que al final tendremos un volumen total de fase extractora igual al de la fase extraída. en términos generales. se puede calcular la cantidad de compuesto que se puede obtener en una extracción utilizando un volumen determinado de disolvente extractor.Coeficiente de reparto Cuando un compuesto X se pone en contacto con dos líquidos A y B inmiscibles entre sí. Algunos ácidos carboxílicos (RCOOH. Compuestos básicos como las aminas. Ejemplo HCl (ac). Los fenoles (ArOH. se disuelven fácilmente en agua. 89 . Sin embargo. se pueden transformar en sales por reacción con una base o un ácido acuoso y sus sales. Ácidos carboxílicos (RCOOH). tienen un comportamiento similar frente a un ácido fuerte. Figura 4. para dar sales de amonio solubles. los ácidos carboxílicos (RCOOH). Figura 2. son también ácidos pero en general más débiles que los ácidos carboxílicos por lo que sólo reaccionan con NaOH (ac). como por ejemplo HCl (ac). reaccionan fácilmente con disoluciones acuosas de NaOH y NaHCO3 dando las sales correspondientes solubles en agua. Los ácidos orgánicos más comunes.En cambio. reaccionan fácilmente con disoluciones acuosas de NaOH y NaHCO3. al ser iónicas y más polares. Figura 3. los ácidos carboxílicos. para dar sales de amonio solubles. Los fenoles que sólo reaccionan con NaOH (ac). Ar ≡ cualquier anillo aromático). aminas y fenoles poco polares son poco solubles en agua y muestran difícilmente sus propiedades ácido-base. 90 . Estos cambios de solubilidad por transformación de los compuestos en sus sales y la regeneración posterior del compuesto de partida tienen una gran utilidad en la separación de compuestos por extracción líquido-líquido. precipita del medio acuoso. precipita del medio acuoso. Disolventes inmiscibles. c) Tener bajo punto de ebullición para que se pueda eliminar fácilmente por destilación. pueden desplazarse fácilmente en uno u otro sentido dependiendo de la acidez o basicidad del medio. por tanto.Todas estas reacciones son equilibrios y. b) Disolver mejor que el agua la sustancia a extraer. d) No reaccionar con el compuesto a extraer ni con el resto de la mezcla. e) No ser inflamable ni tóxico (en la medida de lo posible) y para prestaciones similares se elige el más barato. Figura 5. Algunos de los disolventes inmiscibles frecuentemente utilizados son: Tabla 1. Elección del disolvente de extracción. al ser poco soluble. una disolución acuosa de la sal sódica de un ácido insoluble por reacción con HCl regenerará el ácido que. Por ejemplo. Disolución acuosa de la sal sódica de un ácido insoluble por reacción con HCl regenerará el ácido que. El disolvente para la extracción debe cumplir los siguientes requisitos: a) Ser inmiscible con agua. al ser poco soluble. su presión de vapor aumenta y por ello se agita suavemente al principio para observar si el gas generado es abundante o escaso. El embudo se sujeta a un soporte con un aro metálico colocando debajo del mismo un recipiente de recogida para evitar pérdidas si hubiera fugas por la llave (vaso de precipitados sólo para fases acuosas. se invierte el embudo y se abre la llave para dejar salir el gas. 91 . Las fases se introducen con un embudo cónico. con el embudo tapado y sujeto firmemente (con una mano la llave y con otra el tapón) se coloca en posición casi horizontal y se agita suavemente.El proceso de extracción. 2) Agitación de la mezcla: Hay que agitar enérgicamente para un buen contacto entre las fases. Figura 6. El proceso de extracción implica cinco etapas bien definidas: 1) Material e introducción de las fases: La extracción se realiza en un embudo de decantación provisto de un tapón que ajuste perfectamente. Erlenmeyer para fases orgánicas). al agitar un disolvente. Sin embargo. Para evitar sobrepresiones. tras lo cual se cierra y se agita de nuevo repitiendo el proceso varias veces. así se puede lavar el recipiente con disolvente disminuyendo las pérdidas. Es aconsejable introducir primero la fase a extraer. Estas precauciones son especialmente importantes cuando al entrar en contacto las fases tienen lugar una reacción que genere gas. Fases del proceso de extracción. Pasos para la agitación de la mezcla. Cuando queden aprox. La fase superior (menos densa) se saca por la boca del embudo para evitar que se impurifique con los restos de la otra fase que pueden quedar en el vástago del embudo. Separación de fases. 92 . se levanta el embudo del aro y se le imprime un ligero movimiento circular para que las gotas retenidas en las paredes desciendan. Se deja reposar de nuevo y se separa. 3) Separación de las fases y decantación: Al finalizar la agitación. y se deja reposar hasta separación nítida entre las fases. se quita o afloja el tapón para igualar presiones. Figura 7. La fase inferior (más densa) se saca abriendo la llave. El recipiente de recogida será un Erlenmeyer si la fase a recoger es la orgánica. el embudo se coloca de nuevo sobre el aro.1-2 ml en el embudo se cierra la llave. Para repetir el proceso seguir las siguientes pautas: Tabla 2. Figura 8. Decantación. 93 . Separación de una mezcla ácido+neutro. Figura 9. Aislamiento de un ácido insoluble en agua de la fase acuosa. A) Aislamiento del ácido de la fase acuosa Para aislar el ácido se vuelve a protonar la sal. Figura 10. ara estar seguros de que todos los posibles equilibrios se han desplazado. 94 . Ácido insoluble en agua: precipitará y se podrá aislar por filtración a vacío. normalmente añadiendo HCl concentrado hasta pH ≈1. Dependiendo de las características del ácido pueden darse dos situaciones distintas: 1.4) Aislamiento de los compuestos. 2. Ácido soluble en agua: se deberá re-extraer con un disolvente orgánico adecuado. Al final de la extracción de compuestos neutros el pH de la FO debe ser aproximadamente neutro. (A partir de este punto el material debe estar seco) La fase orgánica se introduce en un Erlenmeyer y se eliminan las trazas de agua o salmuera con un agente desecante. Se añade al principio una cantidad moderada. normalmente una sal inorgánica anhidra inerte respecto al disolvente y el/los compuestos.B) Aislamiento del neutro de la fase orgánica. se mide con las últimas gotas de su decantación. 3. aunque las fases son inmiscibles siempre se disuelve una pequeña cantidad de cada una de ellas en la otra. ya que el papel de pH está diseñado para disoluciones acuosas y no se puede utilizar con la FO. 2. Es importante eliminar restos de ácido o base ya que muchos compuestos orgánicos se alteran en contacto con sus trazas. 95 . b) Salmuera (NaCl saturado. El desecante se elimina por filtración con filtro de pliegues a un matraz de fondo redondo. Si la FA es menos densa. se agita y se observa el resultado. Entre los más utilizados destacan el Na 2SO4 y el MgSO4 anhidros. y no debe ser excesiva ya que el desecante retendrá parte de la disolución. d) Base acuosa diluida (normalmente NaOH ó NaHCO3): elimina restos de ácido. c) Ácido acuoso diluido (normalmente HCl): elimina restos de base. Si el desecante queda apelmazado en el fondo será necesario repetir el proceso hasta que la última porción quede suelta. Para eliminar los restos de fase acuosa se lava (extrae) la fase orgánica con: a) Agua: para eliminar restos de sales o productos solubles en agua. Se averigua de forma indirecta midiendo el pH de la FA con papel de pH. sólidos blancos pulverulentos que en contacto con el agua se transforman en sales hidratadas.): elimina restos de sales o productos solubles en agua y disminuye la cantidad de agua en la fase orgánica (efecto salino). El disolvente se elimina por destilación (ver Anexo II) y las trazas restantes se pueden eliminar a vacío directo. La cantidad a añadir depende del volumen de disolución y de la cantidad de agua. Eliminación del disolvente. Lavado de la fase orgánica: En una extracción. se toman unas gotas por la parte superior y si es más densa. Implica varias etapas: 1. Secado de la fase orgánica. 9 mg/L (34. Propiedades físicas y químicas de los reactivos.26 °C Masa molar: 128. Naftaleno Fórmula: C10H8 Punto de fusión: 80. 9 mg/L (50 °C) 2 238.1705 g/mol Punto de inflamabilidad: 356 K (83 °C) Temperatura de autoignición: 798 K (525 °C) S0sólido: 167.Material y reactivos.39 J·mol-1·K-1 Solubilidad en agua 19 mg/L (10 °C) 31. 4 °C) 3 96 . 6 mg/L (25 °C) 43. 1 mg/L (73. 5 °C) 80. Solubilidad en agua: 3'6 g/100 ml a 20 °C en. en caso contrario añadir un agua en la parte superior).. mínimo 5 veces. decir. Anilina Fórmula semidesarrollada: C6H5NH2 Otros nombres: Anilina.. En un embudo de decantación de no olvidar abrir la llave para 250 ml. El proceso se repite de nuevo.28 K (184 °C) Alcalinidad 9.13 pKb Solubilidad en agua 3'6 g/100 ml a 20 °C en agua. ácido clorhídrico al 5% y agitar vigorosamente. es poco más de solución ácida (5 ml). Añadir nuevamente cloruro de Cada vez que haya una metileno y realizar el proceso de extracción deberán de juntar los 97 extracción. por la reacción de neutralización. Fenila.2 pKa Solubilidad en agua 3. Dejar separar ambas fases y decantar (El cloruro de metileno Verificar que la fase acuosa este queda en la parte inferior y el ácida. colectar el disolvente o fase orgánica.4 g⁄l a 293 K (20 °C) 70 g⁄l a 368 K (95 °C) Desarrollo Añadir 30 ml de disolución de Parte 1. Punto de ebullición: 457. Ácido benzoico Fórmula: C7H6O2 Masa molar: 122...4 g⁄l a 293 K (20 °C).27 g/cm³ Punto de fusión: 395 K (122 °C) Solubilidad en agua: 3. Dejar en el embudo la fase acuosa acidificada. 70 g⁄l a 368 K (95 °C) Fórmula semidesarrollada: φCOOH Acidez 4. Aminobenceno. esperar a que se extractos orgánicos en el mismo separen las fases y decantar. colocar 30 ml de la liberar la presión que se forma disolución problema. matraz Erlenmeyer. .12 g/mol Densidad: 1. . concentrando la disolución. Vaciar la Disolución A Lavar la fase acuosa dos veces nuevamente al embudo de con 20 mL de cloruro de decantación y se le añaden una metileno cada vez. apareciendo fase acuosa la denominaremos naftaleno conforme se va como Disolución C. porción de 30 mL de una disolución de NaOH al 5%. se secan sobre cloruro de hidróxido sódico al 10%. Parte 3. La concentra a vacío. fase acuosa. . denomina Disolución A. Los extractos acuosos de ácido Esta disolución básica se extrae con clorhídrico (Disolución B) se hacen dos porciones de 20 mL cada una básicos mediante la adición de de cloruro de metileno. La disolución seca se filtra y se Pesar el naftaleno recuperado. que una vez pequeñas porciones de disolución de unidas. Vaciar la fase acuosa a un matraz A los extractos de cloruro de Erlenmeyer y se le denominará la metileno (o fase orgánica) se le Disolución B. 98 si es necesario. enfriando la calcio anhídro o cloruro de sodio mezcla hasta temperatura ambiente anhidrode metileno cada vez. La fase se seca con 1 g de cloruro cálcico anhidro o 1 g cloruro de Repetir el proceso de separación y sodio anhidro durante 10 minutos recolectar la fase orgánica y la y agitando.. Parte 2. mismo Büchner). Si apareciera añadir un poco más componente ácido de la mezcla de ácido y volver a filtrar sobre el inicial. Parte 4. así como antes de realizar la extracción de 99 los mismos. fusión correspondientes. Pesar el producto obtenido para obteniéndose. Los extractos acuosos básicos Dejar enfriar la mezcla y el producto (Disolución C) se acidificarán por cristalino que aparece se filtra en un adición de pequeñas porciones Büchner a vacío (comprobar sobre de ácido clorhídrico 6N. Se filtran y se concentran a vacío. Pesar el producto obtenido. en este caso. pequeña cantidad de ácido Dejar clorhídrico no produce la aparición de más sustancia cristalina. para determinar rendimiento. . la anilina. Es el filtrado que la adición de una posible que la mezcla se caliente. Sobre los productos recristalizados Tanto el ácido benzoico como la y secos determínense los puntos de amina se recristalizan de agua. el determinar rendimiento. Así se obtiene el ácido benzoico. Parte 5. componente básico de la mezcla. b) Disolver mejor que el agua la sustancia a extraer. 1. ¿Qué tipo de disolventes se emplearon en la práctica y por qué? El disolvente para la extracción debe cumplir los siguientes requisitos: a) Ser inmiscible con agua. c) Tener bajo punto de ebullición para que se pueda eliminar fácilmente por destilación. ¿Qué condiciones se necesitan para realizar la extracción de compuestos por fase heterogénea de líquidos? La extracción líquido-líquido la solución acuosa se coloca en contacto con un segundo solvente orgánico inmiscible con el primer solvente. d) No reaccionar con el compuesto a extraer ni con el resto de la mezcla.Cuestionario. 2. convenientes. limpias. con el fin de colocarla transferencia de uno o de más de un soluto hacia el segundo solvente. rápidas. en muchos casos la separación puede ser efectuada por la agitación durante algunos minutos en un embudo de separación. e) No ser inflamable ni tóxico (en la medida de lo posible) y para prestaciones similares se elige el más barato. Las separaciones que se pueden hacer son simples. 3. ¿Qué otro tipo de disolventes pueden ser empleados? 100 . Por el contrario. mientras que el ácido se deshidrogenará produciendo la sal correspondiente. la metilamina. el ácido cítrico. por ejemplo la glicina que suele ser soluble en agua en la mayoría de intervalos de pH. por ejemplo. ¿Qué factores se deben de tomar en cuenta para realizar las extracciones en medio acuoso? La adición de un ácido a una mezcla de una base orgánica y un ácido resultarán en que el ácido continúa sin carga. ¿Qué ocurre cuando se realizan las extracciones por reacciones ácido-base? Algunos ácidos son bastante polares para disolverse en agua.4. por ejemplo la trifenilamina y la trihexilamina. mientras que la base se hidrogenará para formar una sal. Aminas muy lipofílicas que no se disuelven fácilmente en agua en su forma iónica. la propia ionización de una base fuerte es suprimida por la base añadida. y muchos ácidos inorgánicos como el ácido sulfúrico o el [[ácido fosfórico]]. o la trietanolamina que suelen ser solubles en agua en la mayoría de intervalos de pH. 5. como el ácido carboxílico. su propia ionización puede ser suprimida por el ácido añadido. Si el ácido orgánico. los ácidos grasos. pudiendo actuar como dadores o aceptores de protones. Aminas simples como el amoníaco. la adición de una base a una mezcla de un ácido orgánico y una base resultarán en que la base continuará sin carga. pero también interaccionan con ella en reacciones ácido-base. Ácidos muy lipofílicos que no se disuelven fácilmente en agua en su forma iónica. Ácidos hidrófilos como el ácido acético. Este procedimiento sólo es útil para ácidos y bases que tengan una gran diferencia de solubilidad entre sus formas cargadas y neutras. es suficientemente fuerte. 101 . Pero no funciona por: Zwitterion con grupos funcionales ácidos y básicos en la misma molécula. Una vez más. En este proceso son sulfatados por el agua. La mayor parte de los compuestos orgánicos tienen coeficientes de reparto entre un disolvente y agua mayores de 4. las dos fases líquidas inmiscibles se separarán en el embudo de decantación. conviene saturar la fase acuosa con cloruro sódico. Para un mismo compuesto. Para compuestos solubles en agua donde K sea próximo a 1. el coeficiente de reparto depende de la temperatura del par de disolventes considerados. En ocasiones. Realizando una aproximación. respectivamente. puede considerarse que la concentración del compuesto A en cada disolvente se correlaciona con la solubilidad de dicho compuesto en al disolvente puro. Dicho compuesto se repartirá entre ambos disolventes hasta llegar a una situación de equilibrio. es una constante llamada coeficiente de reparto (K). Finalmente. una extracción doble o triple generalmente extraerá de una disolución acuosa la mayor parte del compuesto orgánico.6. es más efectivo realizar varias extracciones con un volumen menos que una única extracción con todo el disolvente. Donde [A]1 y [A]2 son las concentraciones en el equilibrio del compuesto A en los disolventes 1 y 2. solamente se extraerá una pequeña cantidad del compuesto. Únicamente cuando K es muy grande ( 100) sería suficiente realizar una única extracción. el éxito de una extracción depende de la solubilidad relativa del compuesto a extraer en el par de disolventes elegidos. inmiscible con el primero. Por tanto. ¿En que se fundamenta la separación de compuestos líquidos? En una disolución de un compuesto A en un disolvente 1 se extrae con otro disolvente 2. Por tanto. en el cual el compuesto A es más soluble. Un aspecto muy importante de la técnica de extracción es que. quedando abajo la de mayor densidad La relación de las concentraciones del compuesto A en cada disolvente. para un mismo volumen final de disolvente orgánico. En ese caso hay que recurrir a la técnica de extracción líquido-líquido en continuo. ya que la solubilidad de los compuestos orgánicos en disoluciones acuosas saturadas con electrolitos fuerte es mucho menor que en agua (efecto salino). a una temperatura dada. 102 . Naftaleno (.1g/1)* 100=10% .7.S/N 8. las concentraciones en una reacción favorecen o desfavorecen la formación de productos o que no se realice la reacción y queden reactivos. ¿Cuál fue la finalidad de preparar diferentes concentraciones de ácidos y bases? En base a la teoría de Le Chatelier. del reactivo Acido benzoico se obtuvo un 20. obtuvimos un 10% del reactivo Naftaleno. Ácido benzoico (.2g/1g)*100=20% Anilina. del reactivo Anilina no se pudo medir. Determinar el rendimiento de sus compuestos extraídos por ésta técnica. 103 . Estos resultados nos indican que no logramos obtener un rendimiento favorable.2% y por último. Resultados Como resultados. este resultado es debido a la diferencia entre las densidades del cloruro de metileno y el agua. el cloruro de metileno queda en la parte inferior debido a que posee un mayor peso molecular. durante el desarrolla de la práctica se pudo reforzar el conocimiento de las propiedades ácido-base. La separación de dos fases líquidas depende directamente de la miscibilidad del solvente y el tiempo de formación de ambas fases. Consideramos que esto fue a causa de una mala rotulación en los vasos de precipitado. para después no tener errores durante el procedimiento. Mediante la mezcla y separación de las distintas disoluciones se obtuvieron productos sólidos como la anilina y el ácido benzoico. A pesar de no haber obtenido los resultados esperados. 104 . En la separación del cloruro de metileno y el agua se observa que el cloruro de metileno queda en la parte inferior del embudo de decantación y el agua queda en la parte superior. Durante el procedimiento se tuvieron trazos de agua en nuestro sistema de extracción liquido- liquido por lo que no se obtuvo el rendimiento esperado al principio de la práctica. Conclusión. Nos quedó como lección el darnos cuenta de la importancia de rotular bien. lamentablemente no se logró ubicar la fase acuosa. ni la fase orgánica.Discusiones. Al tener mal algunos datos. Esta solidificación tiene su comienzo por encima del punto máximo de la curva de reacción. com/2015/04/extraccion-liquido-liquido.es/data/cont/docs/410-2014-10-07-GUION-PRACTICAS- QUIMICA%20ORGANICA-SEGUNDO-GRADO_2014-15.Bibliografía  https://ocw.3/62/3/20.3%20- %20Extracci%C3%B3n%20l%C3%ADquido-l%C3%ADquido.es/bitstream/10259.ub.wordpress.pdf  https://www.ubu.us.htm 105 .pdf  https://www.net/extraccion.pdf  https://rodas5.edu/oblq/oblq%20castellano/extraccio_tip.html  https://capitanswingysanlamuerte.uam.zip/pagina_16.unizar.html  http://www.es/file/23a16560-123f-bec5-ec5b- 44a3042a281d/2/laboratotio_quimica_organica_SCORM.es/ocw/ciencias-experimentales/tecnicas-basicas-de-laboratorio- quimico/teoria/Extraccion_teoria.quimicaorganica.pdf  http://riubu.pdf  http://www.es/docencia/qmapcon/QUIMICA_GENERAL/Practica_7_Metodos_de_Sepa racion_I_Extraccion.files.ucm. Practica 4: Separación de mezclas por cromatografía . *Emmanuel Jaramillo Sánchez. *Ricardo Vázquez Murillo. CENTRO UNIVERSITARIO DE LOS LAGOS. Equipo: *Naomi Patricia Gutiérrez Cornejo. Química orgánica. 106 . *Lucerio David Cortes Anton. *Nayeli Isabel Macías Alcaraz. UNIVERSIDAD DE GUADALAJARA. Otras cromatografías 129 4.1. Constante de distribución y separaciones 131 5. Diagrama de flujo 133 7. Cromatografía en capa fina 128 4.1. Introducción 109 4. Cuestionario 139 8. Cromatografía en columna (CC) 127 4. Objetivo general 109 2. Marco teórico 110 4.8.6.4.1.1.2. Materiales/reactivo 132 6.1.3. Proceso de separación de mezclas 114 4.Índice 1. Factores que influyen en la separación de cromatografía en capa fina 130 4.1. Preparación de placas 117 4. Cromatografía 115 4.2. Bibliografía 146 107 . Fase móvil (eluyente) 121 4.5.1.6.1. Fase estacionaria (adsorbente) 118 4. Conclusión 146 10.2.3. Componentes de la muestra 116 4.1. Estados de agregación de la materia 110 4.1. Objetivo Particulares 109 3. Importancia de la muestra en cromatografía 115 4. Discusión 145 9.7.5.4.1. Constantes Rf Y Rx 124 4. sólido muy pesado por su alta densidad. 110 Figura 2 El plomo. Utilizado como peso oficial en la antigüedad. 111 Figura 3 Cromatografía en capa fina 116 Figura 4 Preparación de placas 117 Figura 5 Gel silice 119 Figura 6 Alúmina 120 Figura 7 Triangulo de selectividad 122 Figura 8 TLC del mismo producto 123 Figura 9 Relación de frentes 124 Figura 10 Cromatografia de columna 127 Figura 11 Procedimiento cromatografía papel 130 Figura 12 Montado de cromatografía capa fina 133 Figura 13 Resultados de cromatografía colores de chocolates 133 Figura 14 montado de cromatografía Jamaica 134 Figura 15Cromatografia eluida en etanol 134 Figura 16 Trituración hojas de espinacas 135 Figura 17 Identificación de clorofilas 135 Figura 18 Cromatografía CCF licopenos 135 Figura 19 Cromatografía columna licopenos 137 Figura 20 resultados Cromatografía licopenos 138 Figura 21 Cromatografía licopenos 138 Ecuaciones Ecuación 1 Rf=x/y 123 Ecuación 2 Rf=y/x 126 Ecuación 3 AS/AM 126 108 .Índice Figura 1 Este diagrama muestra los diferentes estados de la materia. 3. Ismailov quien estableció las ventajas de la cromatografía y fue el primero en utilizar este término. 109 . L a cromatografía es una técnica de separación extraordinariamente versátil que presenta distintas variantes. Objetivo general Lograr la identificación por separado de nuestros analitos mediante la técnica cualitativa de la cromatografía de capa fina y columna. que se mueve en una con respecto de la otra manteniendo un contacto íntimo. mientras que si se encuentra las mayor parte en la fase estacionaria. liquida o gas) una móvil y otra estacionaria. Introducción La cromatografía (chromo=color y graphie=escritura. el producto queda retenido y su salida es mucho más lenta. En toda separación cromatográfica hay dos fases (solida. de bajo costo y eficiente. Ismailov y Scraiber Utilizaron láminas de vidrio para colocar capas muy delgadas de alúmina y luego aplicaron extractos vegetales. dando así la primera forma de cromatografía de capa fina. con lo que se produce la separación. La muestra se introduce en la fase móvil y los componentes de la muestra se distribuyen entre la fase estacionaria y la móvil. Objetivos particulares Poder aplicar los concepto como la polaridad de los eluyentes con respecto a nuestros analitos para poder separar dicho producto y así poder identificar cada una de sus partes que contiene nuestra solución. Los componentes de las mezcla a separar invierten un tiempo diferente en recorrer cada una de las fases. 2.. 1. estandarizo los procedimientos equipos y absorbentes dando auge a una técnica simple. Si un componente esta la mayor parte del tiempo en la fase móvil el producto se mueve rápidamente. escribir en colores) fue inventada el 1903 por el botánico ruso Mikhail Tswe tt. 1 Estados de agregación de la materia Para cualquier sustancia o mezcla. condensado termiónico y estrellas de neutrones. En los amorfos o vítreos. las partículas que los constituyen carecen de una estructura ordenada. líquida. como el plasma de quark-gluón. líquido o gaseoso. de acuerdo con la teoría cinético molecular. lo que dicta si un pedazo de materia será sólido. Esto es porque. "bolas". Se cree que también son posibles otros. gaseosa y plasmática. ● Sólido Los objetos en estado sólido se presentan como cuerpos de forma definida. que ubican a las celdillas en formas geométricas. Todos los estados de agregación poseen propiedades y características diferentes. Figura 1 Este diagrama muestra los diferentes estados de la materia. por el contrario. átomos o iones) que la constituyen. y en ellos las fuerzas de atracción son mayores que las de repulsión. 110 . En los sólidos cristalinos.1. en relación con las fuerzas de unión de las partículas (moléculas. consideramos que la materia está formada por partículas. los más conocidos y observables cotidianamente son cuatro. y es el agrupamiento particular de las moléculas de una sustancia. por ejemplo: condensado de Bose-Einstein. pueden obtenerse distintos estados o fases. sus átomos a menudo se entrelazan formando estructuras estrechas definidas. llamados fases sólida. modificando sus condiciones de temperatura o presión. lo que les confiere la capacidad de soportar fuerzas sin deformación aparente. denominados estados de agregación de la materia. su modo de agregación. que en realidad son las moléculas.4. la presencia de espacios intermoleculares pequeños da paso a la intervención de las fuerzas de enlace. También son posibles otros estados que no se producen de forma natural en nuestro entorno. Son calificados generalmente como duros así como resistentes. 3. El plomo. sólido muy pesado por su alta densidad. Figura2. Tienen una forma definida y memoria de forma. Fluidez muy baja o nula. 111 . Utilizado como peso oficial en la antigüedad. presentando fuerzas elásticas restituidas si se deforman fuera de su configuración original. 6. 5. Cohesión elevada. 2. Algunos de ellos se subliman. ● Sólido Las sustancias en estado sólido suelen presentar algunas de las siguientes características: 1. A efectos prácticos son incompresibles. 4. Resistencia a la fragmentación. 4. Son fluidos. 7. Se mueven tan rápidamente que se liberan unas de otras. lo que significa. alcanzando el estado líquido. Ocupan entonces un volumen mucho mayor que en los otros estados porque dejan espacios libres intermedios y están enormemente separadas unas de otras. ni memoria de forma por lo que toman la forma de la superficie o el recipiente que lo contiene. Cohesión menor. aún existe cierta unión entre los átomos del cuerpo. El gas carece de forma y de volumen. En un gas. No tienen forma definida. aunque mucho menos intensa que en los sólidos. Su volumen es variable. Puede presentar difusión. 2. Característica principal: la capacidad de fluir y adaptarse a la forma del recipiente que lo contiene. 2. lo que hace que los gases no tengan volumen y forma definida. Su densidad es mucho menor que la de los líquidos y sólidos. este va perdiendo forma hasta desaparecer la estructura cristalina. no poseen forma definida. 6. El estado gaseoso presenta las siguientes características: 1. 112 . En los gases reales no existe un desorden total y absoluto. y se expandan libremente hasta llenar el recipiente que los contiene. en este caso. En el frío se contrae (exceptuando el agua). Poseen movimiento de energía cinética. porque se comprende que donde tenga espacio libre allí irán sus moléculas errantes y el gas se expandirá hasta llenar por completo cualquier recipiente. disminuir la distancia entre moléculas. las moléculas están en estado de caos y muestran poca respuesta a la gravedad. 3. aunque sí un desorden más o menos grande. En algunos diccionarios el término gas es considerado como sinónimo de vapor. 5. Por eso es tan fácil comprimir un gas. Son poco compresibles. Cohesión casi nula. En este caso. Posee fluidez a través de pequeños orificios. 3. El estado líquido presenta las siguientes características: 1. y las fuerzas gravitatorias y de atracción entre sus moléculas resultan insignificantes. expandidas y con poca fuerza de atracción. ● Gases Se denomina gas al estado de agregación de la materia compuesto principalmente por moléculas no unidas. ● Líquido Si se incrementa la temperatura de un sólido. aunque no hay que confundir sus conceptos: vapor se refiere estrictamente a aquel gas que se puede condensar por presurización a temperatura constante. 113 . mediante la línea de fuerza a la que está conectada la lámpara. expulsan electrones adicionales y mantienen el plasma. En los plasmas calientes. Las colisiones también hacen que los átomos emitan luz y esta forma de luz es más eficiente que las lámparas tradicionales. separados entre sí y libres. más rápido se mueven sus moléculas y átomos. (ley de los gases ideales) y a muy altas temperaturas las colisiones entre estos átomos. el aire a temperatura ambiente). positivo eléctricamente un extremo y negativo. cualquier átomo que pierde un electrón (cuando es alcanzado por una partícula cósmica rápida) se dice que está ionizado. Un ejemplo muy claro es el Sol. Cuanto más caliente está el gas. la ionización se produce por los choques de los átomos entre sí. La línea. Hay que decir que hay 2 tipos de plasma. por eso es un excelente conductor. son suficientemente violentas para liberar los electrones. 2. están a temperatura ambiente. A diferencia de los gases fríos (por ejemplo. En la baja Atmósfera terrestre. De esta forma el plasma es un estado parecido al gas pero compuesto por aniones y cationes (iones con carga negativa y positiva. causa que los iones positivos se aceleren hacia el extremo negativo. es decir que los átomos que lo componen se han separado de algunos de sus electrones. Las partículas aceleradas ganan energía. no queman al tocarlos. Estos mismos átomos ionizados también capturan electrones y en ese proceso se genera luz (por eso el Sol brilla. ● Plasma El plasma es un gas ionizado. Pero a altas temperaturas es muy diferente. Los letreros de neón y las luces urbanas funcionan por un principio similar y también se usaron en electrónicas. Pero como los iones. fríos y calientes: 1. moviéndose muy rápido. los plasmas conducen la electricidad y son fuertemente influidos por los campos magnéticos. En los plasmas fríos. La lámpara fluorescente. los átomos se encuentran a temperatura ambiente y son los electrones los que se aceleran hasta alcanzar una temperatura de 5000 °C. y brillan los plasmas de los laboratorios). y brilla el fuego. que son muchísimo más masivos. Lo que hace es calentar un gas mucho y por los propios choques de los átomos entre sí se ionizan. colisionan con los átomos. respectivamente). aunque se recombinen partículas. En la atmósfera solar. una gran parte de los átomos están permanentemente «ionizados» por estas colisiones y el gas se comporta como un plasma. contiene plasma (su componente principal es vapor de mercurio) que calienta y agita la electricidad. y que los electrones negativos vayan hacia el extremo positivo. o sea. El soluto se recupera posteriormente del líquido mediante destilación y el líquido de absorción se puede reutilizar o desechar. keroseno. a) Destilación: El objetivo de la destilación es separar. 4. y la condensación de un vapor orgánico. del amoniaco contenido en una mezcla amoniaco-aire. constituye la fuerza impulsora de la transferencia de calor.1. que se basan en la transferencia de material desde una fase homogénea a otra. La fuerza impulsora de la transferencia es una diferencia o gradiente de concentración. fuel-oil y aceites lubricantes. Con frecuencia el gas inerte o vapor es prácticamente insoluble en el líquido. el aire líquido en nitrógeno. utilizan diferencias de presión de vapor o de solubilidad. f) Cristalización Mediante la formación de cristales se separa un soluto de una solución líquida dejando generalmente las impurezas en la masa fundida o en las aguas madres. En las operaciones de des humidificación el sentido de la transferencia es desde la fase gaseosa al líquido y se entiende como un caso particular de absorción de gases.2 Proceso de separación de mezclas Métodos de separación por difusión Este grupo de operaciones para la separación de los componentes de mezclas. La mezcla tratada en esta forma se llama refinado y la fase rica en disolvente recibe el nombre de extracto. c) Des humidificación: La fase líquida es una sustancia pura que está constituida por el componente que se separa de la corriente gaseosa. es absorbido mediante un líquido en el que el soluto gaseoso es más o menos soluble. y el componente que queda en el refinado es el diluyente. son ejemplos de des humidificación. oxígeno y argón. o en algunos casos en grupo de componentes. tal como el tetracloruro de carbono. de la misma forma que una diferencia o un gradiente de temperatura. Ejemplos de la destilación son la separación de mezclas como alcohol y agua en sus componentes. 114 . contenido en una corriente de nitrógeno. Un ejemplo típico lo constituye el lavado mediante agua líquida. en la que se trata una mezcla líquida con un disolvente que disuelve preferentemente a uno o más componentes de la mezcla. El material disuelto o soluto se puede recuperar posteriormente por evaporación o cristalización. Este método se utiliza para obtener cristales de alta pureza formados por partículas de tamaño uniforme y aspecto atractivo. e) Extracción de sólidos o lixiviación: El material soluble contenido en una mezcla con un sólido inerte se diluye en un disolvente líquido. b) Absorción de Gases: Un vapor soluble contenido en una mezcla con un gas inerte. que el disolvente y el soluto son la misma sustancia. d) Extracción líquido-líquido: Llamada también extracción con disolvente. El componente que se transmite desde el refinado hacia el extracto es el soluto. y un crudo de petróleo en gasolina. una mezcla líquida de sustancias miscibles y volátiles en sus componentes individuales. mediante vaporización. La separación de vapor de agua del aire por condensación sobre una superficie fría. rígidas o flexibles. pasándolo a través de un medio filtrante. Por ejemplo. se desconoce su tamaño real. El fluido puede ser un líquido o un gas. sobre el que se depositan los sólidos.1 Cromatografía La cromatografía comprende un conjunto de técnicas que tienen como finalidad la separación de mezclas basándose en la diferente capacidad de interacción de cada componente en otra sustancia.Métodos de separación mecánicos La separación mecánica se puede aplicar a mezclas heterogéneas. de forma que los componentes la atraviesan a diferentes velocidades y se separan en el tiempo. Los requisitos esenciales son. 4. las partículas alcanzan el fondo de la cámara. denominado tiempo de retención. porque aunque se conoce el límite superior o inferior del tamaño de las partículas que contiene. la forma o la densidad. La suspensión de alimentación puede llevar una fracción elevada o muy baja 40-5% en volumen de sólidos. 4. b) Filtración La filtración es la separación de partículas sólidas contenidas en un fluido. o “rechazos “. y retiene las de tamaños superiores. Estas fracciones se llaman fracciones de tamaño no especificado. un adsorbente. o “finos “. es útil una cámara de sedimentación por gravedad. sólidos de sólidos y sólidos de líquidos. Las técnicas se basan en diferencias físicas entre las partículas. líquidos de gases. La filtración industrial va desde el simple colado hasta separaciones más complejas. En ausencia de corrientes de aire. las partículas sedimentan en el fondo por gravedad. redondas o alargadas.1. las partículas sólidas pueden ser gruesas o finas. Cuando el tiempo de retención del compuesto deseado difiere del de los otros componentes de la mezcla. Se aplican para separar líquidos de líquidos. de un adsorbente mantenido sobre una placa de vidrio u otro soporte. sólidos de gases. un dispositivo que mantenga las placas durante la extensión. Si el aire permanece en la cámara durante un período de tiempo suficiente. las partículas de polvo pueden retirarse de los gases por una gran variedad de métodos. En el tamizado industrial se vierten los sólidos sobre una superficie perforada o tamiz. otro 115 . uniforme. La fase estacionaria retrasa el paso de los componentes de la muestra. donde en uno de sus extremos entra aire cargado de polvo y por el otro sale el aire clarificado. éste se puede separar mediante la separación cromatográfica.2. a) Tamizado El tamizado es un método de separación de partículas que se basa solamente en la diferencia de tamaño. El aparato es una gran caja. Existen procesos especiales donde se utilizan otros métodos que no se estudiarán aquí. o magnéticas de las sustancias. tales como el tamaño. que deja pasar las partículas pequeñas. separadas o agregados. Estos métodos especiales se basan en las diferencias entre la facilidad de mojado o en las propiedades eléctricas. consiste en pasar una fase móvil (una muestra constituida por una mezcla que contiene el compuesto deseado en el disolvente) a través de una fase estacionaria fija sólida. placas de vidrio. Para partículas sólidas gruesas. mayores de unas 325 micras. de donde se pueden retirar posteriormente. Cada uno de los componentes de la mezcla presenta un tiempo característico de paso por el sistema. pues. Un tamiz puede efectuar solamente una separación en dos fracciones. De forma general. c) Procesos de sedimentación por gravedad Separación se sólidos contenidos en gases y líquidos.13 Importancia de la muestra en cromatografía (ccf) La cromatografía en capa fina se basa en la preparación de una capa. La fase móvil es líquida y la fase estacionaria consiste en un sólido. Dejando una distancia al borde inferior de un centímetro aproximadamente. desarrollo de la cromatografía y revelado del cromatograma. de forma que en la placa solo quedará la muestra a analizar. El proceso de siembra se realiza tocando con la punta del capilar (micro pipeta. Frecuentemente se emplean disoluciones al 1%. y una cámara en la que se desarrollen las placas cubiertas.. Existen una gran variedad de micro pipetas y micro jeringuillas para realizar el proceso de siembra de la muestra a analizar. Es preciso también poder guardar con facilidad las placas preparadas y una estufa para activarlas. 4. Figura 3 Cromatografía ascendente en capa fina: colocación de una muestra (con 3 componentes). de forma que los componentes que se desplacen con mayor velocidad serán los menos polares. El punto de aplicación de la muestra se denomina toque. La fase estacionaria será un componente polar y el eluyente será por lo general menos polar que la fase estacionaria. la mezcla cloroformo: metanol (1:1) es efectiva.) sobre la placa preparada. etc.para aplicar la capa de adsorbente. de manera que al aplicar 2 µl resulta en la carga 20µg de producto sólido. por esto con esta carga puede llegarse a observar un 5% de impurezas. jeringuilla. en un disolvente orgánico no polar que tenga un punto de ebullición lo suficientemente bajo para que se evapore después de la aplicación. Muchos reactivos de revelado llegan a detectar 1. Sin embargo a menudo se necesitan disolventes polares. Una vez colocado el toque se deja secar para evaporar el disolvente. También pueden usarse tubos capilares. 116 . cuando sea posible. µg de material..14 Componentes de la muestra Los productos a examinar se disolverán. El número que aparece como subíndice nos indica la longitud de onda de excitación del indicador utilizado. 35 gramos de adsorbente y 80 ml.Polaridad de los compuestos orgánicos en orden creciente: hidrocarburos < olefinas < flúor < cloro < nitro < aldehído aldehído < ester < alcohol < cetonas < aminas < ácidos < amidas 4.1. plástico o metálicos (ej. a este proceso se le denomina argumentación. Cabe destacar la adición de nitrato de plata (AgNO3).. de agua destilada. y se utiliza para separar componentes insaturados.5 preparación de placas Se usan como soporte del adsorbente láminas de: vidrio. Mezclar el coloide homogéneamente es preferible la agitación de modo mecánico. Los tamaños de la placa para TLC convencional son: 20 cm x 20 cm. 117 . no obstante. En la preparación de las placas también se pueden adicionar indicadores fluorescentes o aglomerantes. Para separaciones analíticas.1-0. 0. Para separaciones. habrán de consultarse las instrucciones del fabricante a continuación en la figura 3 como se debe de colocar el absorbente en las láminas.5. El espesor de la placa es otro factor a tener en cuenta al preparar la placa. La proporción de adsorbente y agua depende del tipo de adsorbente. (b) preparación de placas sobre portas En general para realizar una separación preparativa de un gramo de muestra es necesario una placa de vidrio de 20x20 cm. (a) (b) Figura 4: (a) es la preparación de placas grandes. Dos partes de agua y una de adsorbente pueden tomarse como norma general.2 mm. El adsorbente se disuelve en agua destilada.: Aluminio). Las propiedades de la fase estacionaria pueden alterarse mediante la adición de compuestos tales como disoluciones tamponadas para mantener el pH deseado.2 mm. en general suele ser de: 0. 10 cm x 20 cm y 5 cm x 2 cm Hay placas que contienen un indicador de Fluorescencia: F254 o F366. que afectarían al desarrollo del proceso cromatográfico. Para ello existen en el mercado extensores que se utilizan para crear de forma mecánica placas homogéneas del espesor deseado. bien dejando las placas reposar toda la noche a temperatura ambiente. Hacer oscilar la papilla de un lado a otro. luego se colocan en bandejas metálicas. normalmente. 4. Al realizar la elección del adsorbente se debe tener en cuenta el tamaño de las partículas del adsorbente. Las placas.. Mezclar en un Erlenmeyer el agua y el adsorbente.. para evitar los agrietamientos que se producirían por efecto del cambio de temperatura. En este momento puede activarse el agente adsorbente. Golpear con el dedo la parte inferior del soporte.La placa debe quedar libre de grumos y rugosidades. 2.. bien calentándolas durante 30- 60 minutos a 105-110 ºC (las placas de celulosa no deben calentarse más de 10 minutos a 105 ºC) para expulsar así el aire. La fase estacionaria será un componente polar. aunque también se le puede añadir un adherente (yeso.1. se dejan reposar un corto espacio de tiempo después de cubrirlas. 3. Extender la papilla sobre el soporte de vidrio. Algunos de los adsorbentes más utilizados son: ● Celulosa ● Almidón ● Azucares ● Gel de sílice (silicagel) ● Óxido de aluminio (alúmina) ● Carbón activo (carbón en polvo) ● Kieselguhr 118 . Si no se dispone de un extensor.6 fase estacionaria (adsorbente) La fase estacionaria retrasa el paso de los componentes de la muestra. el proceso a seguir es el siguiente: 1. Agitar enérgicamente.). 4. de forma que los componentes la atraviesan a diferentes velocidades y se separan en el tiempo. 5. cuanto más finamente dividido esté mayor será su adhesión al soporte. Es conveniente dejar secar las placas inicialmente al aire. Generalmente lleva incorporado un agente aglomerante. para proporcionar firmeza al adsorbente. Con lo cual no se deberá utilizar con sustancias que se corrompan con los ácidos.Los tres primeros se utilizan para extraer componentes poli funcionales de plantas y animales. El tamaño del grano suele ser de 10 a 40 micras (µ) y el tamaño de poro varía de 20 a 150Å. yeso (sulfato de cálcico semihidratado). su pH oscila entre 4-5. Silicagel El gel de sílice o ácido silícico es uno de los más utilizados. juntos o por separados (amarillo y/o verde). este factor también se debe tener en cuentas respecto al uso de componentes. Figura 5 Este tipo de gel de sílice se utiliza principalmente en el refinado de productos oleicos. es débilmente ácido. petrolíferos y en los hidrocarburos aromáticos 119 . en diversos tipos de gel de sílice. También han sido incorporados dos indicadores del ultravioleta. Los geles de sílice normales suelen contener impurezas de hierro y/o aluminio. éteres. de forma que se haga apto para separar componentes lipófilos (esteroides. Puede contener aglomerantes y/o indicadores ultravioletas. dándole a ésta un carácter básico. etc. Básicas y neutras.Se trata de un adsorbente polar. de tal forma que retendrá con mayor avidez a los componentes polares. haluros de alquilo. es decir. pero puede ser tratado con hidrocarburos para neutralizar los grupos -OH. Alúmina La alúmina u óxido de aluminio es un adsorbente ligeramente básico debido a que en el proceso de extracción de la alúmina a partir de la bauxita quedan algunas moléculas de hidróxido de aluminio adheridas a la alúmina. aldehídos y cetonas 120 . ceras. vitaminas liposolubles. ácidos grasos. A este proceso se le denomina cromatografía de fase reversa (silabizado). Figura 6 Alúmina fase inversa de embalaje basado en la cromatografía se prepara por polimerización por radicales libres de polímeros enlace cruzado a las partículas de alúmina o uniendo químicamente grupos alquilo en alúmina. La alúmina anhidra es el más activo. Es un adsorbente de carácter polar. por ello se utiliza para separar compuestos relativamente apolares (hidrocarburos. La alúmina puede ser tratada químicamente para conseguir alúminas ácidas. es el que retiene con más fuerza a los compuestos.). No consigue un desarrollo tan alto de la sustancia depositada como el gel de sílice. La elección del eluyente dependerá lógicamente del componente que se va a separar y del material en que la separación se lleva a cabo. de forma que los componentes que se desplacen con mayor velocidad serán los menos polares. ácido acético. acetato de etilo. Éter di etílico. piridina. Es decir. ● No utilizar mezclas de eluyentes (reproducibilidad). La fase móvil es líquida por lo general menos polar que la fase estacionaria. agua. será necesario investigar el comportamiento con pares de eluyentes diferentes. ● Cuando el compuesto de interés absorba fuertemente en la misma λ que uno de los eluyentes.15 y 0. Por ejemplo: ● Si en un determinado par eluyente no se logra una separación y retención entre valores de Rf comprendidos entre 0. Veamos la Figura 8 que muestra el Triángulo de Selectividad 121 . *compuestos cancerígenos. ciclo hexano.35. ● Pureza.17 Fase móvil (eluyente). metanol. cloroformo*. En la elección del eluyente influyen varios factores: ● Precio. ● No utilizar compuestos muy volátiles. Optimizar la Fuerza Eluyente Existen situaciones en que interesa cambiar el sistema de eluyentes manteniendo la misma fuerza eluyente. diclorometano. Principales eluyentes en orden creciente de polaridad: Éter de petróleo. cuando se necesite una selectividad diferente. Hay que estudiar la polaridad del componente y probar con eluyentes cada vez menos polares. ● Evitar que contengan trazas de metales (catalizadores). etanol.4. Este gráfico permite al técnico conseguir un cambio en la selectividad del solvente de un modo mucho más rápido que con una selección aleatoria. La Tabla 1 muestra una serie de eluyentes comúnmente utilizados en purificación y sus características principales: Tabla 1. 122 .Figura 7. Triángulo de Selectividad. Características principales de los eluyentes más usados. seleccionamos el Cloroformo. por lo que habrá que seleccionar un eluyente lo más alejado posible de ése Grupo. por razones de estabilidad.42 = 0. Si. perteneciente al Grupo 8. C = CRUDO. B = Producto A.2 x 0.40 = 0.01) B=%B FB= Fuerza B (Cloruro de Metileno 0.Como ejemplo tomemos las placas siguientes (donde A = Producto A. En la primera placa el eluyente Heptano: Cloruro de metileno en proporción 80:20 tiene la siguiente fuerza eluyente: FT = A x FA+B x FB es decir: FT = 0.2 x 0.01+0.092 Donde FT= Fuerza Total A=% A FA= Fuerza A (Heptano 0.42) Si deseamos modificar la selectividad para mejorar la separación se debe analizar el Triángulo de Selectividad donde se indica que el Cloruro de Metileno (el más polar) pertenece al Grupo 5.8 x 0. TLC del mismo producto con eluyentes de diferente fuerza.42/0. La composición del nuevo eluyente binario (manteniendo el Heptano) con la misma fuerza eluyente será: Nuevo = B x FB/Nuevo por lo tanto Nuevo = 0. por ejemplo alguno del Grupo 2 o Grupo 8. A+B: Mix A+B): Figura 8.21 es decir 8:2 (C7:CHCl3) 123 . A menor Rf la sustancia queda más retenida en la FEA mayor Rf la sustancia no está unida con fuerza a la Fe y es arrastrada por la FM.4. entre 0.8 Constantes Rf Y Rx Para poder medir el desplazamiento alcanzado por cada componente de una mezcla de sustancias se usa el Rf: Figura 9 Es la relación de frentes o cociente entre la distancia recorrida por la sustancia y la distancia recorrida por el solvente.2 y 0.5 un valor medio. pero en la práctica si tengo una mayor distancia de desarrollo.1. El Rf. Se establece como parámetros de Rf aceptable.8 para extractos vegetales. Este movimiento es constante y característico para cada sustancia en un sistema cromatográfico determinado y a una Temperatura determinada. De la definición resulta que el valor de Rf va de 0 a 1. al ser un cociente. nos permite medir el desplazamiento de cada sustancia. En los dos casos anteriores la muestra no establece equilibrios cromatográficos y por lo tanto no se separa. que me darán una mayor separación de las sustancias. favoreciendo también la difusión de la muestra 124 . con un valor independiente del tiempo o las dimensiones de la placa o distancia de desarrollo. El valor nominal del Rf no varía con la distancia de desarrollo. siendo 0. El límite a la distancia de desarrollo está dado por la difusión de las sustancias con el tiempo y al peso de la columna de solvente 1deja de ascender y se estanca. tendré mayor número de platos teóricos y más equilibrios cromatográficos. La polaridad es el mayor efecto que afecta el Kc en una columna cromatográfica. se colocan ambos sobre la misma placa y se desarrolla con varios eluyentes. El máximo valor de RF que se puede alcanzar es de 1.65 y 0. Por el contrario si los RF son iguales los compuestos pueden ser iguales o no serlo También se puede operar de la manera siguiente: Se selecciona un compuesto (X). puede deducirse con toda seguridad que no se trataba del mismo compuesto. Se define como: Ecuación 1. La distancia recorrida por el compuesto se mide generalmente desde el centro de la mancha. que tenga una posición de desarrollo conveniente. Cuando un compuesto es muy polar es porque tiene mayor afinidad por la fase estacionaria polar que aquellos compuestos que son menos polares (atracción polar con polar). 125 . fase móvil. cantidad de muestra). lo que genera un dipolo. fase estacionaria. RX. o TLC. ya que: Ecuación 2. Para que los RF sean reproducibles deben ser fijadas una serie de condiciones (Espesor de la placa.7. Para averiguar si dos compuestos son iguales. La polaridad es la separación de cargas generadas por la diferencia de electronegatividad entre dos átomos. Compuestos no polares tienen gran afinidad por fases estacionarias no polares más que los compuestos polares (atracción no polar con no polar).La constante RF (Ratio of Front) es simplemente una manera de expresar la posición de un compuesto sobre una placa como una fracción decimal. De esta manera se tiene el. todos los demás compuestos sobre la placa se relacionan con éste. lo ideal es un RF entre 0. Una vez desarrollados se calculan los RF y si son distintos. mide la retención de un componente. los cálculos se simplifican si el denominador es 10. La polaridad relativa está en relación con los grupos funcionales. La serie alotrópica a continuación en la tabla 2 se muestra la relación de polaridad de compuestos que se utilizan comúnmente. Tabla 2 la relación que guardan los compuestos que se usan y su punto de ebullición 126 . En el segundo matraz se encuentra una solución de ligando. se eluye la proteína ligada con solución que contiene ligando libre. retener y adsorber específicamente a las proteínas. se necesita un cambio en el pH. el cual se añade a una probeta para que eluya a la proteína de interés. la fase estacionaria es sólida. representan el ligando acoplado con el polímero. Cuando las proteínas no específicas se han lavado a través de la columna. para así. 127 . los negros. debido a que estas condiciones modifican Las características de los sitios activos. esta última se clasifica en ligando específicos (anticuerpos) y generales (como las lecitinas). el ligando y las bolas beige unidas a los puntos negros. detergentes y agentes disocianatos. 4. Los ligando de afinidad son moléculas poliméricas que sirven de soporte porque están unidas covalentemente sobre la columna cromatográfica o matriz inerte que debe de tener una estructura de poro abierta y estabilidad en condiciones de cambio de pH. generalmente por el acoplamiento o alteración de los sitios activos inhibidor-ligando.2 Cromatografía en columna (CC) La cromatografía de afinidad separa las proteínas (analitos) en función de su especificidad de fijación de ligando. columnas cortas y un campo restringido para la separación. para que esto pueda ser posible. En la figura 9 de cromatografía de afinidad: En el primer vaso. para la proteína de interés. Después se introduce una nueva fase móvil que se desactiva. Estos ligando se clasifican según su naturaleza química o su selectividad para la retención de analitos. emplea sistemas de baja presión. La cromatografía de afinidad tiene la ventaja de ser altamente selectiva para la retención de proteínas afines a la columna. se encuentra una mezcla de proteínas que se añaden a la columna. la cual contiene un ligando específico ligado al polímero. La bureta de en medio indica que las proteínas deseadas se lavan a través de la columna Figura 10: Los puntos rojos representan la proteína de interés. la finalidad de este proceso es hacer fluir a la proteína para continuar con la regeneración de la columna cromatográfica. la fuerza iónica o la polaridad. para ello. etanol . neutra o básica) c) Celulosa (Nativa o micro-cristalina) d) Poliamidas Para la selección del adsorbente deber tomar las siguientes consideraciones: a) Polaridad b) Tamaño de partícula c) Diámetro d) Área Superficial e) Homogeneidad fl Pureza 128 . por ejemplo.f-butil-éter . por supuesto.acetato de etilo .dietil- éter . con un mechero. Si no se usa indicador y los componentes no son coloridos. se requerirán otras técnicas de revelado. 't0 x20 y 5x2 cm. que pueden ser placas de vidrio.metanol .n-hexano . En la cromatografía en capa fina (ccf). Adsorbentes más comunes para cromatografía en capa fina. El eluyente ascenderá.isopropanol . por la placa y arrastrará los componentes a lo largo de ésta produciendo "manchas" de los componentes. el grado de elución de las sustancias depende tanto de su polaridad como de la polaridad del eluyente utilizado' El adsorbente se coloca en forma de una capa delgada adherida sobre un soporte rígido.ácido acético Reveladores más comunes para cromatografía en capa fina Las manchas de color son. Hay absorbentes que contienen un indicador de fluorescencia para facilitar la identificación de muestras.cloruro de metileno .acetona ' tolueno . las incoloras pueden revelarse mediante: a) Luz UV: si la sustancia absorbe luz ultravioleta. Después calentar intensamente. aluminio o poliéster. Eluyentes más comunes para cromatografía en capa fina .ciclo hexano . a) Gel de sílice (se utiliza en el 80% de las separaciones) b) Óxido de Aluminio o Alúmina (ácida. Los tamaños de la placa para ccf convencional son: 20 x 20. inmediatamente visibles. el número que aparece como subíndice nos indica Ia longitud de onda de excitación del indicador utilizado" b) La introducción de la placa en vapores de yodo c) El rocío con una solución de agua H2SO a 1 :1 (dentro de un compartimiento especialmente protegido y bajo una campana de extracción de gases).3 Cromatografía capa fina En este caso se utiliza una placa recubierta con fase estacionaria manteniendo un pequeño espesor constante a lo largo de la placa.cloroformo . Hasta carbonizar los compuestos.éter de petróleo . se puede usar una fase estacionaria impregnada con un indicador fluorescente (F25a o F366).4. Cromatografía de exclusión: Se basa en la habilidad de materiales de porosidad controlada para separar los componentes de una mezcla de acuerdo al tamaño y forma de las moléculas. La cromatografía en papel es un tipo de cromatografía de partición en la cual la fase estacionaria es una capa de agua adsorbida en una hoja de papel. Las separaciones obtenidas se determinan casi exclusivamente por interacciones polares. GLC). bastará con variar el pH una vez que la columna este limpia y sólo se encuentre de interés. Cromatografía de afinidad: se fundamenta en la especificidad de algunas macromoléculas biológicas. el grado de organización de la estructura de agua disminuye con un favorable aumento de entropía en el sistema 129 . 4. La cromatografía de gases (GC) y de alta resolución (HPLC) son técnicas de partición ampliamente empleadas. Cromatografía de partición: la fase estacionaria es un líquido soportado en un sólido inerte. Cromatografía de fase reversa: el mecanismo de separación depende de interacciones hidrofóbicas entre las moléculas de soluto en la fase móvil y el ligando hidrofóbico inmovilizado en la fase estacionaria. Cromatografía de adsorción: se basa principalmente en las diferencias en la afinidad relativa de los compuestos por el sólido utilizado como fase estacionaria.4 Otros tipos de cromatografía de columna Cromatografía de intercambio iónico: se basa en la afinidad de los iones en solución por los sitios de polaridad opuesta que se encuentran en la fase estacionaria. La naturaleza actual de las interacciones de unión hidrofóbica asume que la interacción de unión es el resultado de un efecto entrópico favorable. Éstas se unen específicamente a la fase estacionaria y para separar dicha macromolécula. A medida que el soluto se une al ligando hidrofóbico inmovilizado disminuye el área hidrofóbica expuesta hacia el disolvente. siendo la fase estacionaria más polar que la fase móvil. Así. Otra vez. Las condiciones iniciales de unión de la fase móvil usadas en la cromatografía de fase reversa son acuosas lo cual indica un grado alto de estructuras de agua organizadas alrededor de las moléculas de soluto y el ligando inmovilizado. la fase móvil puede ser un líquido (cromatografía de partición líquido-líquido) o un gas (cromatografía de partición gas-líquido. c) Limpieza de las placas. Pueden usarse reveladores corrosivos. A Continuación en la figura 10 se muestra procedimiento básico para el método de la cromatografía.4. Figura 11: se recomienda realizar una prueba de solubilidad de tu anualito con eluyentes que tengan una afinidad a lo que deseas encontrar. b) La cromatografía debe llevarse a cabo en un área sin corrientes de aire. en papel. 130 . La cromatografía en capa fina presenta una serie de ventajas frente a otros métodos cromatográficos (en columna. El método es simple y los resultados son fácilmente reproducibles. éstas deben limpiarse corriendo primero una mezcla de cloroformo y metanol y después dejar secar completamente antes de aplicar la muestra. a) Temperatura: a menor temperatura las sustancias se absorben más en la fase estacionaria. que sobre papel destruirían el cromatograma. lo que hace que sea un método adecuado para fines analíticos. Para el trabajo a pequeña escala. El tiempo que se necesita para conseguir las separaciones es mucho menor y la separación es generalmente mejor.5 Factores que influyen en una separación por cromatografía de capa fina. Muchas placas están contaminadas con grasa o agentes plastificantes o adhesivos. d) Pureza de los disolventes. en fase gaseosa) ya que el utillaje que precisa es más simple. El compuesto activo es retenido por la fase estacionaria. la cromatografía es un sistema dinámico en el que los procesos de * En el extremo opuesto a la cromatografía de exclusión puede situarse la denominada cromatografía de afinidad. y éste más despacio que el C 131 . Posteriormente. Para una muestra que contenga los componentes A. Amóvil <—> Aestacionaria KA= [AS]/ [AM] Ecuación 3. con solutos moviéndose sobre la fase estacionaria y tratando de alcanzar el equilibrio definido por K. y que se introduzca como una banda estrecha sobre una fase estacionaria. AS AM donde [AS] es la concentración de A en la fase estacionaria. B y C. dependiendo de la afinidad de cada uno por la fase estacionaria. mayor será la afinidad del componente en cuestión para la fase estacionaria y menor será la velocidad a la que se mueve a través del sistema. La separación se produce en función de la afinidad química entre los diferentes solutos y el líquido bioactivo. respecto a la fase móvil.6CONSTANTE DE DISTRIBUCION Y SEPARACIONES Los componentes a separar. si bien. En ésta. tales como las existentes entre un antígeno y un anticuerpo. en su desplazamiento a lo largo del sistema cromatográfico se mueven a diferentes velocidades. Separación tienen lugar continuamente. Este modelo es análogo al utilizado en sistemas de extracción simple. la fase estacionaria consiste en una especie bioactiva unida a un soporte sólido. cuanto mayor sea el valor de K. un cambio en el pH o en la composición de la fase móvil origina la liberación de la especie retenida. Cada uno de ellos se distribuye entre las dos fases según un equilibrio caracterizado por una constante denominada constante de distribución o coeficiente de distribución. y [AM] la concentración de A en la fase móvil. Se utilizan interacciones altamente específicas. siendo eluidos los demás. si KA > KB > KC el componente A se desplazará a lo largo del sistema más lentamente que el B.4. Para el componente A. haciendo posible su elución. En cualquier caso. s. negra y azul Mortero Extracto de Jamaica Chocolates confitados de marca extranjera 132 .S petróleo Espátula Acetato de etilo C.: Cantidad Suficiente de 100 ml 2 Matraz Erlenmeyer Hexano o éter de C.5 MATERIAL REACTIVOS Y EQUIPO CANTIDAD MATERIAL REACTIVO CANTIDAD Y EQUIPO S 1 Embudo Acetona Suficiente simple Papel filtro Etanol Suficiente 2 Vaso de Agua Suficiente precipitad o c.S Papel filtro Tinta de pluma roja. 5 cm de papel en la parte alto y tapar con un vidrio (Ver figura 12) superior y ponle un de reloj (No debe de rebasar la línea de palillo con el fin de aplicación de las sostener el papel) muestras y el papel no debe de doblase y tampoco debe de tocar Observa que es lo que las paredes del vaso ocurre y dibuja lo que de precipitado). Y dejar correr el Meter el papel filtro en un disolvente hasta que vaso de precipitado con Antes de meter el llegue 0. de tener unos 0. pero ocurre y dibuja lo que ahora utiliza los obtuviste. poniendo en 1 ml de equidistantes. y cm de largo. 6 CROMATOGRAFÍA EN CAPA FINA DE COLORANTES NATURALES Y ARTIFICIALES. EXPERIMENTO 1: SEPARACIÓN DE COLORANTES ARTIFICIALES. obtuviste. y hacer capa de color. dibujar cuidadosamente la quítele muy una línea a 1 cm del muestra de colorante cuidadosamente la origen y poner sobre la en un punto. Consiga un paquete de Recortar papel filtro de chocolates confitados 5 cm de ancho por 12 Aplicar de marca extranjera.5 cm antes de agua pero el agua debe papel filtro dobla el que acabe el papel. línea 5 puntos así con cada color. chocolates confitados nacionales. agua varias lentejas de chocolate confitado hasta quitarle el color. 133 . Cuidando que no salga una capa blanca. Figura13: Resultados Realizar el mismo Chocolates procedimiento desde el Observa que es lo que paso 1 hasta el 6. Observa que es lo que ocurre y dibuja lo que obtuviste Figura 15: (a) Cromatografía con etanol (b) Cromatografía con diclorometano (b) (a) . 134 . Para la segunda Realizar el mismo cromatografía utiliza procedimiento desde el una mezcla de etanol y paso 1 hasta el 6. la Montado cromatografía aplicación de la muestra de Jamaica hazlo a todo lo ancho del papel y utiliza para la primera cromatografía agua. . Prepara 3 cromatografía con muestras de papel filtro diclorometano (ver con la muestra de figura 14) extracto de Jamaica. pero en la otra ahora utiliza el extracto de Jamaica. Figura 16 Trituración de hojas de espinacas Figura17 filtración de hojas de espinacas Figura 18 identificaciones de clorofila A y xantofilas El la figura de abajo representan cromatogramas de clorofila. 135 . y ese anterior realizar los y etanol en un mortero líquido es el que se mismos pasos. EXPERIMENTO 2: SEPARACIÓN DE CLOROFILA DE ESPINACAS. Poner las hojas de Filtrar el líquido Del experimento espinacas con acetona sobrenadante. usará para aplicar en el cromatograma en papel. correr y moler las hojas. EtOH. MATERIAL REACTIVOS Y EQUIPO CANTIDAD MATERIAL Y EQUIPO REACTIVOS CANTIDAD 5 Placas de ACETONA Suficiente cromatografía 5 Vaso de precipitado de 100 ml ETANOL Suficiente 8 Tubos de ensaye AGUA Suficiente Papel aluminio ACETATO DE Suficiente ETILO 2 Pipetas Pasteur 1 Lámpara de UV-vis 1 Cámara de UV-vis 1 Gradilla para tubos de ensaye 136 . . PRACTICA DEMOSTRATIVA EN UNA PIPETA PASTEUR. la cual al aumentar arrastrados hacia la la fuerza iónica del orgánica. El extracto orgánico o fase orgánica se lo que destruirá cualquier Los analitos de interés secará con Na2SO4 emulsión que se genere junto con otros anhidro o sal común y hacer mas polar esta componentes de igual anhidra. serán NaCl. lo que se obtendrá un tolueno. carotenoides. que al ser un como el licopeno y el residuo fino color disolvente más apolar beta caroteno. Práctica 3c. Se extraerá con 20 mL Lo que queda del Esta fase orgánica se de etanol al 95 % y se jitomate se hace una agrega a un embudo elimina. medio. maceración química de separación y se le con 20 mL de agrega una solución Figura 19 jitomate en diclorometano o salina para extraer etanol cloruro de metileno compuestos que sean como disolvente que al solubles en agua. contendrá los es más selectivo. ser de naturaleza apolar solubiliza los carotenos y licopeno. con pequeña cantidad de apolares del extracto. disueltos en la fase solución saturada de acuosa. anaranjado. con el fin de fase. se procederá eliminar las trazas de existieran algunos a realizar una extracción agua presentes en componentes apolares liquido-liquido con una esta fase. el cual que el diclorometano. El disolvente diclorometano se Este residuo se Por lo que solubilizara evaporará con una disolverá con una los componentes más corriente de aire. ¡NO SECAR COMPLETAMENTE! 137 . CROMATOGRAFÍA EN COLUMNA DE CAROTENOS. por lo que si polaridad. se estructura. absorberán caracterizaran por radiación en la región espectrofotometría visible del espectro UV-vis. espectros en el rango de300-700 nm. carotenoides se eluirá empacará con sílica gel caroteno será el último primero. carotenoides en su caroteno. estacionaria. utilizando una este disolvente (fase con carácter más pipeta pasteur como móvil) hasta la elución levemente polar de del licopeno. que al ser columna. un conjugados que característico. el más apolar de los dos algodón en el fondo y se por lo que el beta. un pedazo de estos dos compuestos. Figura21 cromatografia columna de carotenos y licopenos Figura20 cromatografía CCF de licopenos y carotenos 138 . Tanto el disolvente de carácter presentan estos licopeno como el beta polar. La elución de este Debido al gran número Razón por la cual pigmento se realizará de dobles enlaces exhibiran su color con metanol.Dado que la fase La muestra se introducirá estacionaria es de en la columna previamente humedecida La purificación de estos naturaleza polar. de 60 Mesh como fase en ser eluido. obteniendo sus electromagnético. pigmentos se realizará retiene con mayor con diclorometano y se empezará a adicionar por cromatografía en fuerza el componente columna. 48 naranja 2. ¿Qué significa Rf y para que nos sirve conocer el Rf de una sustancia? Es un factor de retención que viene siendo una medición del desplazamiento alcanzado por cada componente de una mezcla de sustancias 3.4/4. Cromatografía (chromo=color y graphie=escritura. 2. escribir en colores) fue inventada el 1903 por el botánico ruso Mikhail Tswe tt.48 Chocolate nacionales metanol. Calcula el Rf de cada una de las muestras Chocolates extranjeros Metanol. agua 1:1 Rojo 2.28 amarillo 1.9/4. ¿Qué significa cromatografía? La cromatografía comprende un conjunto de técnicas que tienen como finalidad la separación de mezclas basándose en la diferente capacidad de interacción de cada componente en otra sustancia. Ismailov quien estableció las ventajas de la cromatografía y fue el primero en utilizar este término.9 .28 naranja 1.4/4.9 .9 .9 .9 .9 .9 .9 .9/4.38 morado 2.9/4. agua 1:1 Muestra calculo RF Rojo 1.4/4.63 amarillo 2. 7 Cuestionario 1.43 morado 1.0/4.4/4.41 139 . Para el experimento que realizaste: ¿quién es tú adsorbente y quien es tu eluyente? Adsorbente.41 5. Por lo tanto su eluyente es una solución acuosa tamponada conocida como fase móvil lleva la muestra del ciclo de muestras a la columna de cromatografía que contiene un anualito en fase estacionaria. metanol.48 y menor RF rojo y amarillo . agua destilada 1:1 9. ¿Qué significa la polaridad de un disolvente? Al parámetro que mide su polaridad y le confiere propiedades de solubilizarían de diferentes solutos. 140 .63 y menor RF morado . ¿Qué es adsorbente y eluyente? La fase estacionaria (adsorbente) retrasa el paso de los componentes de la muestra. ¿Cual muestra tiene un Rf mayor y cual un Rf menor? Extranjeros Rf mayor morado. 10.28 Nacionales Rf mayor rojo . La fase móvil (eluyente) es líquida por lo general menos polar que la fase estacionaria. La fase estacionaria será un componente polar. ¿Para muestras inorgánicas que tipo eluente se utiliza? ¿Se utilizarán los mismos disolventes para muestras orgánicas? Para muestras inorgánicas se utiliza la cromatografía de intercambio iónico. nucleótidos y aminoácidos se puede utilizar el principio de la cromatografía de intercambio iónico. de forma que los componentes que se desplacen con mayor velocidad serán los menos polares 8. ¿Qué es un cromatograma? Registro de la señal de detección en función del tiempo de elusión o del volumen. a una resina con grupos iónicos de carga opuesta. papel filtro (celulosa virgen mayor composición) Eluyente. 4. En el caso de proteínas. ¿Qué tipo de cromatografía se llevó acabo? Cromatografía en papel 6. depende la adsorción reversible de moléculas de soluto cargadas. de forma que los componentes la atraviesan a diferentes velocidades y se separan en el tiempo. 7. Este anualito es típicamente una resina o matriz de gel que consiste en agarosa o celulosa unidos mediante enlace covalente a grupos funcionales cargados como puede ser una catiónico. Ninhidrina para aminoácidos. 7 15. para así poder localizarlos. 12. Cuantos métodos cromatográficos existen. de tal forma. Investigue que reactivos existen para revelar cromatografía en capa fina. 11. Donde ε es la permisividad eléctrica del dieléctrico que se inserta. El permanganato potásico. ¿Para qué nos sirve la constante dieléctrica? Es una medida de la permisividad estática relativa de un material. ¿Cuál es la diferencia de hacer cromatografía en columna y cromatografía en capa fina? El adsorbente está seco y con un grosor delgado sostenido en una placa de vidrio o aluminio es en cromatografía de capa fina y en el de columna el adsorbente está coloide y se le está vertiendo disolventes para verificar cada uno de los compuestos a analizar 15. Tipos de Cromatografía en columna. que se define como la permisividad absoluta dividida por la constante dieléctrica.4-dinitrofenilhidracina para aldehídos y cetonas. Verde de bromo resol para ácidos carboxílicos. un indicador fluorescente. que al colocar la placa bajo una lámpara ultravioleta y dependiendo del indicador y de la longitud de onda. 13. Paradimetilamino benzaldehído para aminas. Cromatografía en capa fina Cromatografía de intercambio iónico Cromatografía de exclusión Cromatografía de afinidad Cromatografía de adsorción Cromatografía de partición Cromatografía de fase reversa 141 . 14. En los métodos químicos se utilizan reactivos como reveladores que harán colorear la placa y en los físicos consiste en añadir al adsorbente. 2. ¿Si el cromatograma es transparente que se hace para identificarlo? Basándonos en dos de los métodos más comunes que se utilizan en la mayoría de las mezclas de sustancias orgánicas. Qué son los métodos químicos y métodos físicos. insolubles en agua. ¿Qué tipos de reveladores existen para revelar cromatografía en capa fina? Para aldehídos. aminas. relativamente no iónicos y que permiten buena visualización de las bandas durante tiempo prolongado. Además tiene la ventaja de que variando la concentración de polímeros. es químicamente inerte. ¿Cómo funciona una Cromatografía de filtración en gel? O Cromatografía de exclusión.36 mm de longitud. 142 . 16. ácidos carboxílicos. En donde son empleados los geles de poliacrilamida En la electroforesis y absorben agua durante el proceso de polimerización y durante la conservación. geles transparentes con estabilidad mecánica. significa que en 1 pulgada existirán 8 cuadrados de 2. Ninhidrina y aminoácidos. bastará con variar el pH una vez que la columna esté limpia y sólo se encuentre de interés. Electroforesis en geles de poliacrilamida La poliacrilamida es un soporte empleado frecuentemente en electroforesis en gel. pero la tendencia se incrementa con el aumento del porcentaje de acrilamida. en los catálogos de VWR y de Cole Palmer. 17. 20. 19. están los números Mesh (o números Tyler) y sus correspondiente tamaño de partícula en mm o plg. se fundamenta en la especificidad de algunas macromoléculas biológicas. ¿Cómo funciona una Cromatografía de afinidad y de inmunoafinidad? Cromatografía de afinidad. Por ejemplo si un tamiz es Mesh #8. ¿De qué tamaño deben ser el diámetro de las partículas del soporte en cromatografía? De 40/60 mesh a 100/120 mesh Mesh especifica el tamaño de partícula de un tamaño mínimo que será retenido en él. Éstas se unen específicamente a la fase estacionaria y para separar dicha macromolécula. Forma. capaz de ser preparado de forma rápida y reproducible. se puede modificar de manera controlada el tamaño del poro 21. Se basa en la habilidad de materiales de porosidad controlada para separar los componentes de una mezcla de acuerdo al tamaño y forma de las moléculas. de propiedades uniformes. cetonas. además. 22. ¿Cómo funciona una Cromatografía de intercambio iónico? Se basa en la afinidad de los iones en solución por los sitios de polaridad opuesta que se encuentran en la fase estacionaria 18. así obteniendo sus fracciones. Además que ciertos analitos a cierta longitud de onda estos serán revelados. ¿Porque varía la cantidad de fracciones de compuestos obtenidos? Dependiendo de tu mezcla de eluyentes estos producirán en tu analitos una separación de sus compuestos que lo conforma. ¿Porque varía un espectro a otro en los productos obtenidos? Porque los disolventes orgánicos pueden tener una significativa absorción de UV. por lo que no todos los disolventes son adecuados para su uso en espectrometría UV. 24. 23. Dibuje una escala relativa de eluyentes de una fase móvil (donde se tiene una fase estacionaria polar) y la serie alotrópica de grupos funcionales. 26. Para qué sirve la espectroscopia UV-Vis Se utiliza habitualmente en la determinación cuantitativa de soluciones de iones metálicos de transición y compuestos orgánicos muy conjugados. 25. RCO2H > ROH > RNH2 > RR`C=O > RCO2R`> ROR`> C=C > R-X Ácido carboxílico > alcohol > amina> cetona > éster > éter > alquenos > halogenuro de alquilo 143 . ¿Qué ocurre si la fase móvil y la fase estacionaria están en equilibrio (Kc=0) en una mezcla de solutos? No eluye los solutos en la cromatografía y se quedan en su punto de aplicación 28. 29. Basado en la realización de ésta práctica: a. Determine el color de cada pigmento derivados de la espinaca en base en los grupos funcionales. ¿Qué ocurre si la fase móvil tiene un Kc mayor que la fase estacionaria en una mezcla de solutos? Mayor será la velocidad a la que se mueve a través del sistema y menor será la afinidad del componente en cuestión de la fase estacionaria 30. el soluto A migra más rápido que B? Que el soluto a tiene menor retención con respecto al adsorbente por lo tanto el soluto be tiene cierta afinidad con el adsorbente y eluyentes. 144 . ¿Qué ocurre si la fase móvil tiene un Kc menor que la fase estacionaria en una mezcla de solutos? Mayor será la afinidad del componente en cuestión para la fase estacionaria y menor será la velocidad a la que se mueve a través del sistema. ¿Qué ocurre si en una mezcla de solutos A y B. 31. 27. pues son herramientas que ayudan a evaluar las condiciones en las que se está llevando a cabo. feofitina b. luteina. cada soluto tendrá un tiempo de retención distinto y podrán analizarse por separado. 2. clorofila b. Determine el orden de polaridad de los nueve pigmentos: clorofila a. licopeno. feofitina a>feofitina b> xantofilas> carotenos >licopeno 32.5/3=. Más polar Clorofila a>clorofila b. RF de clorofila A. β-carotenos. o si es necesario modificar alguna condición para optimizarlo. xantofilas. se podrá determinar si el cromatograma obtenido es aceptable. a la cromatografía obtenida en la práctica. Clorofíla A y clorofíla b (mezcla) Carotenos (apolar) b. Una vez evaluados los parámetros cromatográficos. Al calcular la resolución se podrá evaluar si la separación entre los tiempos de retención se los solutos es suficiente o excesiva. El cálculo de los platos teóricos nos indicará la eficiencia del sistema. carotenos. Con respecto. Así. Cada soluto tendrá asociado un tiempo de retención distinto que se puede expresar como el factor de capacidad. y la relación de los tiempos de retención o factores de capacidad de los solutos nos indicará si la selectividad del sistema es buena. determine y señale cada uno de los anteriores pigmentos y determine los Rf de cada uno. 145 . Los parámetros cromatográficos son claves para el diseño de un análisis. feofitina a.833 8 Discusión La cromatografía es una técnica de separación que se basa en la diferencia de distribución que existe entre dos componentes de una mezcla en las fases estacionaria y móvil. Robert – Métodos Modernos de Análisis Químico – Editorial Limusa – México.Ed. F.Métodos y técnicas instrumentales modernas. .  SKOOG. 10 Bibliografía  BERMEJO. Análisis Químico . Cuantitativa e Instrumental . 9 Conclusión Por ultimo en la parte del jitomate y zanahoria en la determinación de carotenos y licopenos que son los responsables de la coloración de estos cuerpos vegetativos se aplicaron dos técnicas de cromatografía una de ellas cromatografía de capa fina y la otra cromatografía de columna desafortunadamente en la técnica de columna se esperaba poder observar los diferentes analitos del soluto de dichos cuerpos vegetativos pero por ciertos eluyentes que no fueron tan afines a poder reproducir su separación de analitos provocaron que nuestra cromatografía no salir de la forma esperada y por mal manejo de la silica en gel se cuarteara esta y no poder analizar. En la cromatografía de la Jamaica las antocianinas o los pigmentos que con forman la coloración de la Jamaica no tuvieron una gran afinidad con di cloro metano ni etanol sus corrimientos en la cromatografía de papel fueron pocos . Reverté .Análisis Químico Cuantitativo . .2ª edición .7ª ed . tampoco se pudo determinar por la existencias de otros analitos en la Jamaica ya que no se realizó su adsorción de la cromatografía en silica gel ya sea cromatografía en capa fina para poder ver en lámpara de Uv resultando un poco estudio de su separación de analitos por medio de la técnica de la cromatografía.Química Analítica General. N.9 Conclusión En base a lo documentado y elaborado en la sección de los colorantes de chocolate extranjeros y nacionales se puede observar que aunque tenga cierta pigmentación similar tanto la concentración como la afinidad de los colorantes utilizados en los chocolates nacionales llegan a ser más concentrados provocando en la cromatografía de papel que el resultado sea más notorio y por lo tanto su Rf sea mayor en todos los casos.  HARRIS. 2001.Complex Carbohydrates: their chemistry.McGraw Hill – USA.Addison- Wesley .  PECSOK.Química Analítica . 1981.New York. por otro lado la parte que le correspondía a analizar la cromatografía en capa fina se logró observar la aparición de licopenos y beta carotenos de las muestras problemas y poder así calcular su Rf . Paraninfo 7ma edición.  ROUESSAC . 146 .España. . HOLLER. . D. 1975.Vol 1.Ed.McGraw Hill – México.  SHARON. Biosíntesis and Functions . Madrid 1991. WEST. CROUCH . En la sección de la cromatografía de papel pero en las espinacas para determinar los diferentes pigmentos logramos solo identificar la clorofila en general sin discriminar si fuese la clorofila a o b ya que nuestros eluyentes con los que se utilizaron en la práctica no tuvieron una gran afinidad con estos pigmentos provocando solamente que los compuestos más polares con el etanol realizaran es corrimiento pero sin fraccionarlo en sus derivados teóricos referenciados en la literatura. 2003. 2001. Edición.. 1990  Nochumson S. 2002. Instrumental Methods of Analysis. Methods in enzymology.es/~sait/_sit/html/recursos_masas_y_gases. Sweden. cuantitativa e instrumental. 2.R. SMITH – Chromatografic Methods – 4° edición . 6ta.  Campell MK.J. Analisis Instrumental.discussing.html  http://gc. Pérez U..A. Inc. Editorial Pearson Education. Paraninfo. Crouch S. Drug Monitoring and Toxicology. Sexta edición  Chávez Planes MA.200.US patent 4. vol 182.Journal of Oleo Science. Vol. assignee. FMC Corporation.htm  Química Analítica generla. pps 680700  Willard. Kenneth.  SKOOG.V. BRAITHWAITE. A Rapid Method for Trans. MDA.info/gs/b_theory/index. Pirnay et al.. E. J. Madrid 2001. One dimensional gel electrophoresis. pp. Second edition. Delfín J..1990. Reversed Phase Chromatography. Facultad de Biología Universidad de La Habana. Douglas A. Hydrophobic Interaction  Chromatography. Polyacrylamide cross-linked with a polysaccharide resin as electrophoretic gel medium. EUA. inventors.1995. edición. Wadsworth. HH.Chapman & Hall – UK.info/gs/b_theory/index. 1728.upct. Shirasawa et al. Saunders College Publishing. Clinical Chemistry 52:9. Tomo 2. Anexo III. James J.S. Elsevier Science Publishers B..  Garfin DE. U.  http://gc.5a.discussing. 147 . Sensitive Gas Chromatography – Mass Spectrometry Method for Simultaneous Measurement of MDEA. and HMMA in human urine. MDMA.542. Ed. 1985 Sep 17.Madrid: McGraw-Hill. Oleo Sci. (1994). Biochemistry. Manual de Química Analítica Instrumental II.A. México 2002  Skoog D. 56 (2) 53-  Rubinson. Principios de análisis instrumental. 1994  http://www. 2- 14  Rojo Callejas F.Díaz Brito J. Análisis Instrumental.Fatty Acid Determination Using a Single Capillary GC . 1988.. Academic press.. y Leary. Facultad de Química UNAM. Affinity Chromatography. and metabolites HMA.html  Heftmann. 1992. Holler F. Handbooks of Amersham Pharmacia Biotech: Ion Exchange  Chromatography. Chromatography: Fundamentals and Applications of chromatography and related  differential migration methods. Temas de enzimología. CENTRO UNIVERSITARIO DE LOS LAGOS. *Ricardo Vázquez Murillo. Equipo: *Naomi Patricia Gutiérrez Cornejo. Química orgánica. Practica 5: Recristalizaciones de sólidos en medio acuoso y disolventes orgánicos. *Emmanuel Jaramillo Sánchez. *Lucerio David Cortes Antón . 148 . UNIVERSIDAD DE GUADALAJARA. *Nayeli Isabel Macías Alcaraz. Diagrama de flujo cristalización……………………. Cristalización…………………………………………155 Figura 2. ÍNDICE Objetivo………………………………………………………………. TABLAS Y ECUACIONES Figura 1.……150 Marco Teórico……………………………………………………… 151 Material y reactivos………………………………………………….156 Ecuacion 1.157 Propiedades físicas y químicas de los reactivos…………………158 Desarrollo…………………………………………………………… 159 Observaciones……………………………………………………… 162 Cuestionario………………………………………………………… 162 Discusiones …………………………………………………………163 Conclusión……………………………………………………………163 Bibliografía………………………………………………………… 163 ÍNDICE DE FIGURAS. Disolventes mas frecuentes usados para cristalización……156 149 . Relación de von Weimarn ………………………153 Tabla 1.150 Introducción……………………………………………………. Cuando las moléculas del solvente se mueven con mayor rapidez. las moléculas de soluto penetran con más facilidad. Los compuestos orgánicos obtenidos en una reacción y también por aislamiento de una fuente natural. La disolución de sólidos similares puede vaporarse hasta que empieza la cristalización. es posible controlar o modificar la naturaleza de los cristales obtenidos. existen otros factores como la temperatura también influyen en la solubilidad de una sustancia.Objetivos.  Conocer los fundamentos y procedimientos básicos de la técnica de recristalización. La sobresaturación se puede alcanzar por: evaporación del disolvente de la solución. por el enfriamiento de la solución por la adición de otros solutos. 150 . iones o moléculas. ésta técnica hace uso de las características particulares tanto de los disolventes como de las sustancias a separar. La cristalización es un proceso típico de laboratorio en el que un sólido cristalino en solución se separa de una mezcla a través de cambios en su solubilidad la disminución en este parámetro conlleva a la producción de soluciones saturadas y sobresaturadas que resultan en la formación de cristales a partir de la solución.  Determine las condiciones necesarias para llevar a cabo la recristalización de un compuesto desconocido. teniendo en cuenta que además de la naturaleza del soluto y la naturaleza del solvente. Los cristales serán más ricos en un sólido que en otro. Una variante a la cristalización simple es el proceso fraccionado que también es muy útil. Puesto que las impurezas se encuentran cristalizadas junto con la sustancia deseada. Cristalizaciones repetidas (recristalización) conducen a la preparación de cristales más puros del componente menos soluble y a una disolución que contiene solamente disolvente con el componente más soluble. Un cristal es un sólido homogéneo que presenta una estructura interna ordenada de sus partículas reticulares. Para conseguir un producto más eficaz. Introducción. El proceso de cristalización depende del grado de sobresaturación que se logre en la solución. esto es. de mayor pureza. existen métodos como la recristalización. o por el cambio de los disolventes. formación de núcleos y el crecimiento de cristales o partículas amorfas. no se encuentran libres de impurezas. Dependiendo de las condiciones de la cristalización. sean átomos. Una sustancia pura consta exclusivamente de moléculas de la misma clase. Para hacer posible la caracterización exacta de una sustancia y la determinación de su composición estereometrica el producto principal debe separarse de otras sustancias en general amorfas resinosas y de colores obscuros que le acompañan en la mezcla más o menos compleja obtenida al terminar la reacción y procede después de su aislamiento en estado de pureza. Grado Químicamente Puro o Purificado (QP) 151 . Reactivos puros Los reactivos químicos para su uso en el laboratorio se clasifican en reactivos puros (Libres de impurezas) o ultrapuros. La mejora de los rendimientos de reacción es uno de los problemas centrales de la química orgánica. Criterios de pureza. Por el contrario si se trata de una sustancia distinta a y b su punto de fusión mixto es más bajo como consecuencia de sus impurificaciones recíprocas. Los reactivos técnicos en general se usan en procesos industriales. A diferencia de las reacciones iónicas inorgánicas los procesos químicos orgánicos sólo excepcionalmente transcurren de forma cuantitativa como consecuencia de las distintas posibilidades de reacción y de los tiempos de reacción más largos van casi siempre acompañados especialmente en caliente de reacciones secundarias lo que conduce a una disminución del rendimiento en el producto principal. Son aquellos utilizados en industrias Reactivos grado técnico Tienen ciertas impurezas dentro de los límites permisibles para no afectar los resultados analíticos o de reacción. Las sustancias puras se caracterizan por poseer puntos de fusión y de ebullición constantes netos. siempre y cuando no se descompongan brevemente y formen cristales líquidos. en el más bajo se forma un líquido turbio. Los últimos poseen dos puntos de ebullición. Reactivos Grado Industrial. y clarifica de repente en el más alto punto de clarificación. La meta del trabajo orgánico preparativo y de la investigación científica está dirigida a aislar sustancias químicamente puras que generalmente son cristalinas líquidas o raramente gaseosas.Marco Teórico. Para comprobar el grado de pureza de una sustancia orgánica cristalina se determina en primer lugar un punto de fusión que es una importante constante no sólo para nuevos compuestos cristalinos sino que sirve también para la identificación de sustancias ya conocidas. Dos compuestos orgánicos que muestran el mismo punto de fusión y el mismo punto de fusión mixto se consideran idénticos. Grados de pureza. y siempre que sea posible son las que se deben utilizar en el trabajo analítico. Algunos proveedores señalan en sus productos los límites máximos de impurezas permitidas según las especificaciones de la ACS. hasta en laboratorios que contengan sistemas de análisis de altísima productividad. Estas normatividades son universalmente aceptadas. cromatografía y microscopía. Cristalización. Este método de separación se basa en la diferente solubilidad de los compuestos orgánicos sólidos en los distintos disolventes si las sustancias que acompañan al producto principal son más fácilmente solubles en El disolvente Elegido su aislamiento no ofrece ninguna dificultad especial ya que cristaliza de la disolución saturada en caliente mientras que las impurezas permanecen disueltas en la solución enfriada. A menudo se puede producir la cristalización de disoluciones sobresaturadas del compuesto orgánico 152 . Grado Reactivo Analítico (RA / PA) Las sustancias grado reactivo deben ajustarse a los estándares mínimos establecidos por el Comité de Sustancias Reactivas de la Sociedad Química Americana o los establecidos por el Centro Nacional de Metrología (CENAM). Grado Farmaceutico y Alimenticio (USP) (United States Pharmacopea) o BP (British Pharmacopeia) Las instituciones encargadas de la vigilancia de la salud en todos los países han establecido normas estrictas para la utilización de materias primas para la producción y envasado de alimentos y medicamentos.Son grados que se utilizan para denominar a los productos de una pureza inferior a los de grado reactivo. Como consecuencia de la distinta velocidad de cristalización se produce frecuentemente una casi completa separación de las sustancias relativamente puras al cabo de algunas horas o días. La farmacopea más difundida es la Americana (USP) y las sustancias que se ajustan a ésta son aceptadas y reconocidas oficialmente. Tienen un grado de confiabilidad tal que se les puede dar un uso. son aptos para su uso en Cromatografía Líquida de Alto Desempeño. desde didáctico para estudiantes. Los productos que se encuentran clasificados como HPLC. Grado HPLC (High Purity Liquid Chromatoghaphy) HPLC es el máximo grado de pureza. Reactivos analíticos ACS Reactivos grado analítico para espectroscopia. es decir. se deben unir un número mínimo de partículas para producir núcleos microscópicos de la fase sólida. Para que ésta ocurra. y habrá más peligro de que se adsorban impurezas. acetona acetona. piridina con agua. La evaporación de las aguas madres suelen aumentar el rendimiento en el producto principal y también permite el aislamiento de productos secundarios.esperado por adición de cristales de inoculación. El proceso de cristalización implica equilibrios heterogéneos. éter. Un aumento en la rapidez de crecimiento aumenta los riesgos de imperfección en el cristal y de atrapar impurezas. dioxano. Este proceso de separación falla cuando el producto forman cristales mixtos con las sustancias que la acompañan. De nuevo. el núcleo inicial crecerá por la deposición de otras partículas de precipitado para formar un cristal de cierta forma geométrica. cloroformo o tolueno con éter de petróleo. nitrobenceno. Ésta es una condición metaestable. que la fase de solución contiene más cantidad del soluto disuelta que en el equilibrio. Pura división cuidadosa de éter o éter de petróleo se puede separar de sus disoluciones alcohólicas. También se utiliza éter de petróleo. Cuanto mayor sea el grado de sobresaturación. dioxano. disulfuro de carbono. ácido acético con agua. alcohol o éter. La formación de un mayor número de núcleos por unidad de tiempo producirá finalmente más cristales totales de un tamaño más pequeño. clorobenceno. dimetilformamida. más rápida será la rapidez de crecimiento de cristales. No es raro conseguir las sustancias puras Después de varias recristalizacion es en distintos disolventes a los que se la niña de a veces carbón activo como absorbente en las impurezas. Von Weimarn descubrió que el tamaño de partícula de los precipitados es inversamente proporcional a la sobresaturación relativa de la solución durante el proceso de precipitación: 153 . tetrahidrofurano y dimetilsulfoxido entre otros. Esto se inicia con la nucleación. La elección del disolvente adecuado es a menudo de importancia decisiva los más frecuentes utilizados son agua alcohol acetona éter tolueno cloroformo ácido acético glacial y acetato de etilo. piridina. Primero ocurre la sobresaturación. La superficie total de los cristales será mayor. y por tanto no es instantáneo. y la fuerza directriz hará que el sistema se aproxime al equilibrio (saturación). Después de la nucleación. Otro medio valioso de cristalización lo constituye la combinación de distintos disolventes por ejemplo alcohol. cetona. mayor será la rapidez de nucleación. cuanto mayor sea la sobresaturación. Los compuestos orgánicos de naturaleza Salina se disuelven Generalmente vienen agua y alcoholes. La condición de equilibrio está descrita por el producto de solubilidad. que. Ecuación 1 Donde Q es la concentración de los reactivos mezclados antes de que ocurra la precipitación y representa el grado de sobresaturación. las partículas individuales se aglomeran para compartir efectivamente una capa común de contraiones (véase más adelante). Este proceso se llama digestión. Las impurezas coprecipitadas. se pueden eliminar lavando el precipitado después de filtrar. el cual estará humedecido con el licor madre. está en un estado de equilibrio metaestable. Cuando se permite que un precipitado esté en presencia del licor madre (la solución de la cual se precipitó). las imperfecciones de los cristales tienden a desaparecer. Es decir Alta sobresaturación relativa → muchos pequeños cristales (elevada área superficial) Baja sobresaturación relativa → pocos cristales más grandes (baja área superficial) La mayor parte de estas operaciones también pueden disminuir el grado de contaminación. Se sabe que los cristales muy pequeños con gran área superficial específica tienen una energía superficial más alta y una solubilidad aparente más elevada que los cristales grandes. Cristalización de compuestos orgánicos. Los cristales más grandes tienen un área superficial específica más pequeña (es decir. El proceso puede estar basado en el equilibrio o puede estar cinéticamente controlado. Esto disminuye notablemente el área superficial. en especial las que están en la superficie. y S es la solubilidad del precipitado en el equilibrio. o también maduración de Ostwald. Esto aumenta tanto la filtrabilidad del precipitado como su pureza. los cristales grandes crecen a expensas de los pequeños. aunque en algunos casos se hace a la temperatura del laboratorio. y es una consecuencia de los equilibrios heterogéneos. y las impurezas adsorbidas o atrapadas. A esto también se le llama la relación de von Weimarn. Los precipitados tienden a arrastrar de la solución otros constituyentes que son normalmente solubles. haciendo que el precipitado se contamine. una menor área superficial relativa a la masa). Un compuesto orgánico cristalino está constituido por un empaquetamiento tridimensional de moléculas unidas principalmente por fuerzas de Van der Waals. y por tanto tienen menos riesgo de adsorber impurezas. a entrar en solución. y la menor rapidez de precipitación disminuye el riesgo de que queden atrapadas. Las pequeñas partículas tienden a disolverse y volver a precipitar en las superficies de los cristales grandes. lo que favorece la nucleación rápida para formar un gran número de partículas pequeñas. Asimismo. Además. que originan atracciones 154 . La concentración de impurezas se mantiene más baja y su solubilidad aumenta. Cuando una solución está sobresaturada. no representa la condición de equilibrio. La digestión por lo regular se lleva a cabo a temperaturas elevadas para acelerar el proceso. que también se remueve mediante el lavado. Hay diversas maneras de precipitar un material extraño. y las partículas aglomeradas finalmente se cementan entre sí formando puentes de conexión. Este proceso se llama coprecipitación. Éste es un fenómeno de rapidez inicial. Los cristales obtenidos se recogen por filtración. y finalmente se secan. que empieza a formar pequeños núcleos de cristalización en las paredes del recipiente o en la superficie del líquido. se lavan varias veces con el mismo disolvente frío para eliminar las impurezas adheridas a la superficie. Figura 1 El primer paso en una cristalización implica disolver el sólido a purificar en la mínima cantidad del disolvente apropiado en caliente. tiende a excluir la presencia de impurezas. Sin embargo. ya que conduce a cristales muy puros. ya que en el crecimiento de l cristal. Al enfriar. otras moléculas llegan a la superficie y se unen dando lugar al retículo cristalino. La cristalización es el método más adecuado para purificar compuestos sólidos. Si el enfriamiento de la disolución se realiza muy rápidamente se puede producir la formación de un sólido amorfo. Se basa en el hecho de que los sólidos orgánicos son más solubles en un disolvente caliente que en frío. con lo que se obtiene una disolución saturada. forma y tamaño. las impurezas solubles permanecen en disolución ya que no están lo suficientemente concentradas como para saturar la disolución y cristalizar. en lugar de un sólido cristalino. separándose así de las aguas madres. el empaquetamiento regular de moléculas de un mismo tipo. 155 . La cristalización idónea es aquella que tiene lugar lentamente. siempre que contengan una cantidad moderada de impurezas. que puede incluir impurezas. Una vez que estos núcleos se han formado. el proceso puede repetirse empleando el mismo u otro disolvente.intermoleculares débiles. La cristalización es un proceso de purificación bastante selectivo. la disolución se sobresatura con respecto al sólido. Si después de cristalizar no se obtiene el sólido con la pureza deseada. Si no se dispone de ese dato. Figura 2 Elección del disolvente. El éxito de la cristalización está condicionado a la elección del disolvente apropiado. Tabla 1 156 . generalmente se especifica qué disolvente es el adecuado para cristalizar. En los procedimientos descritos para la preparación de un producto. la elección del disolvente es el primer problema que se plantea. es indicativo deque el sólido no está puro. las fluctuaciones moderadas en torno a la presión atmosférica tienen un efecto muy poco pronunciado sobre el punto de fusión. igual que el punto de ebullición. Material y reactivos. 157 . Además. por lo que una disminución en el valor determinado experimentalmente con respecto al valor teórico. un compuesto puro funde en un intervalo de 1-2 ºC. Su determinación se realiza con los siguientes fines: a) Caracterización de sólidos.Punto de fusión. El punto de fusión. mientras que este intervalo aumente al existir impurezas. por lo que no se consideran desde el punto de vista práctico. a la presión atmosférica. Sin embargo. El punto de fusión de un compuesto desciende notablemente con la presencia de impurezas. El punto de fusión de un sólido cristalino es la temperatura del cambio de estado de sólido a líquido. b) Determinación cualitativa del grado de pureza de un sólido. es función de la presión externa. Por ello el punto de fusión constituye una constante física característica de los sólidos cristalinos puros que puede permitir su caracterización. al contrario de lo que ocurre con el punto de ebullición. 12 g/mol Densidad: 1. Acetamidobenceno. Índice de refracción (nD) 1. Ácido benzoico Fórmula: C7H6O2 Masa molar: 122.074 mPa·s a 20 °C.17 g/mol Otros nombres: N-feniletanamida.9 K (-114 °C) Punto de ebullición 351.4 g⁄l a 293 K (20 °C).3 °C Fórmula: C8H9NO Masa molar: 135. Acetilaminobenceno. Acetanil Temperatura de autoignición: 803 K (530 °C) Soluble en: Agua. Éter etílico Naftaleno Fórmula: C10H8 Punto de fusión: 80.6 K (78 °C) Temperatura crítica 514 K (241 °C) Presión crítica 63 atm Estructura cristalina sistema cristalino monoclínico Viscosidad 1.Propiedades físicas y químicas de los reactivos.27 g/cm³ Punto de fusión: 395 K (122 °C) Solubilidad en agua: 3. 0.3611 Acidez 15. Benceno.9 pKa Solubilidad en agua Miscible 158 .1705 g/mol Punto de inflamabilidad: 356 K (83 °C) Temperatura de autoignición: 798 K (525 °C) S0sólido: 167. Etanol. 70 g⁄l a 368 K (95 °C) Fórmula semidesarrollada: φCOOH Acetanilida Punto de fusión: 114.789 g/cm3 Masa molar 46.07 g/mol Punto de fusión 158. Acetona.26 °C Masa molar: 128.39 J·mol-1·K-1 Etanol Apariencia Incoloro Densidad 789 kg/m3. temperatura ambiente hasta la formación de cristales posteriormente enfriar en baño de hielo Para lavar los cristales hacerlo Pon el papel filtro con los cristales con agua destilada fria (5ºC). 159 . filtrar los cristales por succión con . cristales una vez seco.Recristianización de ácido benzoico en agua. antes y después del proceso de Pesa el papel seco con los recristalización. precipitado. en una caja Petri Determinar los puntos de fusión Deja evaporar el agua del papel. Diagrama de flujo A. Quitar el Erlenmeyer de la fuente un sistema Buhner a temperatura de calor dejar enfriar a ambiente. Calentar la mezcla hasta transferirlo a un vaso de ebullición. Pesar 1 g de ácido benzoico.. Si se obtiene una solución Se observa la aparición de un coloreada añadir una pequeña aceite en la solución que termina porción de carbón activo de disolverse con la adición de (aproximadamente 0.3 g).. dejar secar el papel con el sólido Filtrar con sistema Bushner. transferirla a un Erlenmeyer. diversas porciones de agua caliente. para en una caja Petri por último pesar lavar los cristales hacerlo con el papel con los cristales secos. suavemente.. agua destilada fría (5ºC) Determinar los puntos de fusión antes y después de la 160 recristalización. Si no se agrega el carbón En caso de emplear carbón activado dejar enfriar la solución a activado filtrar la solución en temperatura ambiente y caliente con un filtro de pliegues y posteriormente enfriar en baño de un embudo cónico.Recristalización de acetanilida en agua Añadir 20 ml de agua y calentar Pesar 1g de acetanilida. . B. hielo. observar la formación de cristales. de fondo redondo de 50 ml Acoplar un refrigerante de reflujo y Añadir 12 ml de etanol y una barra calentar la mezcla hasta ebullición magnética de teflon o un trozo de plato poroso (puede ser un pedazo de vidrio o de fibra).Recristalización de naftaleno con etanol (cristalización con un disolvente inflamable). Determinar los puntos de fusión Filtrar en un sistema Büchner. añadir con la ambiente y observar el ayuda de una pipeta Pasteur más crecimiento de cristales. . 161 . Transferir el sólido a un matraz Pesar 2. etanol caliente en porciones de 1 ml hasta la completa disolución del sólido. C. antes y después del proceso de dejar secar el papel y los cristales recristalización. Quitar del sistema de reflujo y del Dejar enfriar a temperatura calentamiento.5 g de naftaleno. en una caja Petri y pesar el sólido obtenido.. La velocidad de calentamiento se ajusta manualmente. En el fusiómetro solo pudimos observar realmente un punto de fusión específico para el naftaleno ya que tanto para ell acido benzoico como la acetanilida el rango del termómetro utilizado no era suficiente para poder medir su punto de fusión especifico de estos dos compuestos. 1. ¿Para qué sirve determinar el punto de fusión de una sustancia? Para comprobar el grado de pureza de una sustancia orgánica cristalina se determina en primer lugar un punto de fusión que es una importante constante no sólo para nuevos compuestos cristalinos sino que sirve también para la identificación de sustancias ya conocidas. Se pueden conseguir lecturas precisas de hasta 1 °c de temperatura de fundido utilizando una velocidad de calentamiento menor de entre 1 °c y 10 °c por minuto. 162 . se colocan en el termobloque. Cuestionario. en un tubo capilar de extremo sellado. Dos compuestos orgánicos que muestran el mismo punto de fusión y el mismo punto de fusión mixto se consideran idénticos. 3. con termometro libre de mercurio La muestra. La muestra se iluminan mediante un led blanco brillante y pueden verse a través de una lente de aumento. ¿Qué es el punto de fusión de un compuesto? El punto de fusión de un sólido cristalino es la temperatura del cambio de estado de sólido a líquido. 2. ¿Cómo se determina el punto de fusión en un compuesto? Fusiometro analogo. a la presión atmosférica.Observaciones. Por el contrario si se trata de una sustancia distinta a y b su punto de fusión mixto es más bajo como consecuencia de sus impurificaciones recíprocas. el instrumento calentará rápidamente a una velocidad de 20 °c por minuto hasta la temperatura de fundido y hasta una temperatura máxima de 250 °c. 89.edu. Durante la práctica pudimos obtener los cristales correspondientes a cada compuesto esperando poder purificarlos por medio de recristalización.0800 60. desafortunadamente solo pudimos corroborar esto con el naftaleno ya que se encontraba en el rango de temperatura del termómetro que utilizamos en el fusiómetro y nos dimos cuenta de que su temperatura de fusión se acercaba bastante a la de del naftaleno puro.pdf 163 . Bibliografía QUIMICA ANALITICA Del Autor GARY D.pdf?sequence=2 http://asignatura. 69. Manual de Quimica Organica Hans Beyer. esto se puede deber a una mala filtración y posteriormente a una perdida en el lavado. En cuanto al rendimiento se podría decir que solo con el naftaleno obtuvimos un rendimiento considerable a comparación de la acetanilida y el ácido benzoico.25% Conclusión.8 g. 0. Compuesto Peso Peso obtenido Rendimiento Acetanilida 1.unr.6975 g.Resultados y discusiones.81 % Naftaleno 2. 2.5 g.00 g. 1.es/aaef/Cristalizacion%20. Wolfgang Walter Versión española 19 Edición http://rephip.776 g.us.ar/bitstream/handle/2133/4381/8502- 15%20LABORATORIO%20DE%20QUIMICA%20ORGANICA. CHRISTIAN Por La Editorial MCGRAW-HILL INTERAMERICANA 6 Edición. por lo que pusimos comprobar que la recristalización es un método efectivo para quitar en gran medida las impurezas que pueda tener una muestra.75 % Acido Benzoico 1. UNIVERSIDAD DE GUADALAJARA. *Emmanuel Jaramillo Sánchez. *Lucerio David Cortes Anton. destilación simple y destilación con rectificación: Síntesis de acetato de etilo Equipo: *Naomi Patricia Gutiérrez Cornejo. *Nayeli Isabel Macías Alcaraz. Química orgánica. Practica 6: Reflujo. CENTRO UNIVERSITARIO DE LOS LAGOS. *Ricardo Vázquez Murillo. 164 . 171 Figura 5.178 Discusiones ……………………………………………………………. . ÍNDICE Objetivo……………………………………………………………….187 165 ..169 Figura 3.167 Material y reactivos…………………………………………………. Mecanismo de reacción esterificación de Fischer…….. Equipo de reflujo…………………………………………167 Figura 2.190 Bibliografía………………………………………………………………. .166 Introducción…………………………………………………….166 Marco Teórico………………………………………………………. Equipo de destilación simple y sus partes……………... Productos de la destilación fraccionada……………….172 Propiedades físicas y químicas de los reactivos………………. Esquema de una columna de platos……………………170 Figura 4.173 Desarrollo………………………………………………………………177 Observaciones…………………………………………………………178 Cuestionario…………………………………………………………….190 ÍNDICE DE FIGURAS Figura 1..…….190 Conclusión………………………………………………………………. alcoholes y éteres y poco soluble en agua. Introducción El etanoato de etilo según la IUPAC. sino su cloruro. el etanoato de etilo se puede preparar en presencia de etanoato de plata y yoduro de etilo. esterificación directa mediante ácido acético y etanol en presencia de un catalizador. consiste en hacer reaccionar las sales de plata de los ácidos con halogenuro de alquilo. una reacción que es catalizada por la presencia de ácidos. también llamado acetato de etilo. 166 . y de otras formas es un éster de fórmula CH3-COO-CH2-CH3. Se emplea en arte como disolvente universal. característico de los ésteres. CH3CH2OH + CH3COOH ⇌ CH3COOCH2CH3 + H2O Otro método de preparar ésteres es emplear no el ácido en sí. Es miscible con hidrocarburos. El acetato de etilo es un líquido incoloro. aunque no económicamente viable. el etanoato de etilo se puede obtener por la acción del alcohol sobre el cloruro del ácido etanoico. Otro método de obtención. cetonas. Reacciona con el agua para formar ácido acético y etanol. Es insoluble en agua y se disuelve con facilidad en disolventes orgánicos. no residual.Objetivo El objetivo de esta práctica es el aprendizaje de una serie de técnicas básicas en un laboratorio de química orgánica como son:  El empleo del reflujo como técnica general para realizar una reacción en caliente a la temperatura de ebullición de un determinado disolvente  La destilación simple como procedimiento para la purificación de sustancias liquidas  Uso de la destilación con rectificación para la purificación de mezclas de sustancias liquidas con puntos de ebullición próximos Para llevar a cabo este objetivo se ha elegido la síntesis de un éster sencillo como el acetato de etilo. La principal forma de sintetizar acetato de etilo es mediante la esterificación de Fischer. 167 . Figura 1. en las cuales. hasta llegar al tubo refrigerante.Marco Teórico Técnica del reflujo El reflujo es una técnica de laboratorio experimental. y por lo tanto. u otras. Equipo de reflujo El montaje del reflujo en un laboratorio nos permite la realización de procesos químicos usando una temperatura bastante superior a la temperatura ambiente. por ejemplo. a una de las bocas del tubo refrigerante del reflujo. donde tiene lugar la condensación de éstos. El procedimiento de reflujo inicia con el acoplamiento de un matraz que contenga la reacción a tratar. el cual se mantiene constante en la reacción. en cuando a su volumen se refiere. Para este proceso se utiliza un equipo de reflujo como se muestra en la figura 1. para seguidamente. debido a la acción que produce el agua fría que se encuentra circulando por el exterior del tubo. a través de este mecanismo se puede evitar perder disolvente en el transcurso del proceso. la temperatura también aumenta con lo que se produce la evaporización del disolvente. sin que se libere éste a la atmósfera. como es el caso. Según va produciéndose el calentamiento del matraz. que viene usada para producir el calentamiento de reacciones que tienen lugar a temperaturas más altas que la temperatura ambiente y en las que es mejor mantener un volumen constante en la reacción. Esto provoca un reflujo continuado de disolvente. volver de nuevo al matraz. Dichos vapores ascienden poco a poco por el cuello del matraz. de las reacciones de recristalización. Sin embargo. lo haría explotar. Cuando esto es necesario. pentano.Si consideramos solamente el proceso continuo de evaporación que tiene lugar. Para poder asegurar un buen enfriamiento por parte del refrigerante. y a la vez. el agua que usemos debería entrar por la boca que se sitúa en la parte inferior del tubo refrigerante. diclorometano. de manera que en todo momento la camisa del refrigerante se encuentre llena de agua en movimiento. un condensador refrigerado por agua normalmente. se añade a la boca superior del tubo refrigerante. El condensador simplemente es un tubo con agua fría que rodea el tubo por el que baja el vapor. es necesario asegurarse de que el tubo utilizado permita que el aire pase para que así no tengan lugar las sobrepresiones. siendo dicha temperatura algo superior en la mezcla que en el disolvente. que un matraz que contenga una reacción. un flujo constante y moderado. Son dos. La técnica de reflujo es utilizada en la mayoría de las reacciones químicas realizadas en un laboratorio que precisan un calentamiento. los disolventes que tienen un punto de ebullición muy bajos (ejemplo: éter dietílico. y un recipiente de recogida del destilado. lo que evitará. En la figura 2 se observa un equipo de destilación simple y sus partes. Frecuentemente. precisan llegar a la temperatura normal en la cual el disolvente en cuestión entra en ebullición. Destilación simple. podemos decir que se trata de un reflujo. El proceso de destilación simple que funciona mejor para líquidos con muy diferentes puntos de ebullición. lo que quiere decir. salir por la parte superior de éste. siguiendo siempre. El aparato para una destilación simple es un sistema cerrado. gracias a su carácter higroscópico. La Destilación simple es el proceso de ebullición y condensación de una mezcla en solución líquida para separar sustancias normalmente miscibles y con temperaturas muy diferentes de ebullición. y es de gran utilidad saber. etc. Esta agua fría enfría el vapor y hace que se condense. pues la sobrepresión a la que se sometería. es bueno usar refrigerantes tipo serpentín pues dan un buen enfriamiento. la entrada del agua al reactor desde la atmósfera. no puede ser calentado si éste se encuentra cerrado. y se compone de una fuente de calor o mechero. y la posterior condensación del disolvente en el tubo de refrigeración que se coloca en el dispositivo del experimento. que reciben también el nombre de refrigerantes de Graham. El agua fría entra por la parte de abajo 168 . las reacciones necesitan una atmósfera de tipo seca. los tipos de refrigerantes más utilizados para los reflujos: los reflujos de bolas (los más utilizados) y los reflujos de serpentín. La mezcla se calienta y el líquido con el punto de ebullición más bajo se vaporiza y se condensa en el tubo refrigerante o condensador goteando en el recipiente final. un tubo acodado con cloruro cálcico. lo que significa que nada está abierto al aire. una olla o matraz que contiene el líquido a destilar. El reflujo es útil para evitar que se pierda disolvente a través de la evaporación.). En casos como éste. La salida recoge el agua con el calor cedido por el vapor del líquido que destilamos. 2ª Etapa: El vapor pasa desde el matraz y hacia abajo por el condensador. En esencia.siempre para que el condensador siempre tenga agua. debido a la facilidad con que se consigue el enriquecimiento progresivo del vapor y del líquido en los componentes respectivos. como se aprecia en la Figura 3. Figura 2. 169 . y del cual se extrae la corriente de residuo. La ebullición de la mezcla en el calderín da lugar a una corriente de vapor ascendente. Proceso de Destilación La destilación simple consiste en 2 etapas y ambas son cambios de estado físico: 1ª Etapa: La mezcla de líquido o solución se lleva a ebullición para vaporizar el componente más volátil en la mezcla (+ volátil = menor punto de ebullición). donde es enfriado por agua fría y se condensa (gas ==> líquido ) de nuevo a un líquido (el destilado) que se recoge en el matraz colectora o recipiente colector. Equipo de destilación simple y sus partes Destilación con rectificación La rectificación es una destilación con enriquecimiento de vapor y es el tipo más empleado en la práctica para separar líquidos volátiles en la industria. el dispositivo de rectificación consta de:  Calderín: donde se aporta el calor necesario para la ebullición de la mezcla.  Condensador: situado en cabeza de la columna. Para conseguir un adecuado contacto entre el líquido y el vapor se pueden utilizar diferentes procedimientos. Esquema de una columna de platos El fundamento de la rectificación es el contacto sucesivo del vapor ascendente. con el líquido descendente cuya concentración no está en equilibrio con el vapor. A lo largo de la columna hay una variación continua de la concentración de la mezcla. condensa todo el vapor que ha ascendido por la columna y suministra así una corriente líquida que se puede devolver íntegra mente a la columna (reflujo). El vapor se concentra en el componente más volátil a medida que asciende y el líquido se concentra en el menos volátil al descender. 170 . o separar parcialmente como corriente de destilado. si bien el más usado es el de la columna de platos o pisos. de forma que para alcanzarlo parte de los componentes menos volátiles del vapor han de condensar sobre el líquido y a cambio. evaporarse parte de los componentes más volátiles del líquido que pasaran a la corriente de vapor. como el que se va a emplear en la práctica.  Columna: donde se ponen en contacto la fase vapor generada en el calderín con el reflujo procedente del condensador. Figura 3. Síntesis de acetato de etilo. o también eliminando agua. La esterificación de Fischer es un proceso de formación de ésteres empleando un ácido orgánico y un alcohol. normalmente el más económico. no podemos emplear alcoholes terciarios ni fenoles. que pierde una molécula de agua y se forma el éster. después es atacado por un oxígeno del alcohol. 171 . Mecanismo de reacción esterificación de Fischer. El ácido acético es un ácido orgánico presente en el vinagre. Como se muestra en la figura 4. Mientras que para la reacción vale cualquier ácido carboxílico. lo cual se suele solucionar añadiendo en exceso uno de los reactivos. Nosotros añadiremos alcohol etílico en exceso y también añadiremos Sulfato Magnésico Anhidro para eliminar agua. los alcoholes deben ser primarios o secundarios. Como reacción general empleamos la expresión: Que en nuestro caso concreto se escribe como: Este procedimiento presenta la desventaja de que el equilibrio químico suele ser desfavorable. lo cual le convierte en un ácido débil. El mecanismo de la reacción es el siguiente: Uno de los protones (H+) del ácido pasa al oxígeno del ácido carboxílico. para lo cual se necesita un catalizador ácido. con lo que se forma un complejo activado. Un protón sale del catión hidronio a otra molécula de alcohol. En disolución acuosa se ioniza (pKa=4.8). ya que dan un rendimiento muy bajo. Figura 4. Se protoniza un grupo hidroxilo y se forma un nuevo ion oxonio. es decir. También podemos hacer reaccionar etanoato de plata con yoduro de etilo. El etanoato de etilo es un líquido incoloro miscible en hidrocarburos. podemos obtenerlo añadiendo al etanol el cloruro del ácido etanoico. Material Montajes y equipos Matraz de 250 ml Reflujo Refrigerante de reflujo Destilación simple Mangueras Destilación con rectificación Refrigerante recto Extracción liquido-liquido Parrilla de calentamiento y agitación Cromatografía en capa fina Cabeza de destilación Termómetro Cola de destilación Refrigerante recto Erlenmeyer Embudo de decantación Balita magnética con teflón Reactivos Reactivos Cantidad Ácido acético 40 ml Ácido Sulfúrico 5 ml Etanol 45 ml 172 . alcoholes y éteres. pero no en agua. Material y reactivos.El etanol es un alcohol orgánico incoloro e inflamable. Entre sus propiedades destaca ser un buen disolvente. Además del método de esterificación de Fischer. cetonas. desinfectante y anticongelante. Está presente en todas las bebidas alcohólicas y cabe destacar que forma una mezcla azeotrópica con el agua cuando su concentración es del 95%. Propiedades físicas y químicas de los reactivos Ácido acético Formula estructural: 173 . Ácido sulfúrico Formula estructural: 174 . Etanol Formula estructural: 175 . 176 . un Erlenmeyer seco y se le añade se separa la sal hidratada por cloruro de sodio anhidro para decantación y el liquido obtenido eliminar el agua que pudiera se purifica mediante una contener. 177 . agitando ácido acético glacial y 45 ml de continuamente y se adapta al etanol del 96% matraz un refrigerante de reflujo Una vez finalizado el reflujo se Una vez efectuado el montaje se deja enfriar el contenido del procede a calentar a reflujo la matraz. destilación con rectificación. Diagrama de flujo En un matraz de boca esmerilada Se añaden 5 ml de ácido de 250 ml se colocan 40 ml de sulfúrico. se procede a hacer la reacción durante 1 hr. destilación simple para separar el acetato de etilo Se mantiene la destilación hasta El destilado obtenido se introduce que no destila más líquido. gota a gota. desechando la capa acuosa. La capa orgánica se transfiere a Una vez seco el acetato de etilo. Nuevamente se decanta en dos capas. en un embudo de decantación y quedando en el matraz el ácido se agita con una disolución y se sulfúrico y el acético que no ha agita con una disolución de reaccionado carbonato sódico al 10% Se separa la capa orgánica y se El acetato de etilo se continúa le añaden 25 ml de agua lavando hasta no observar destilada para dejarlo a pH reacción acida neutro. Observaciones En la última parte de la práctica. pero antes vamos a calcular el reactivo limitante para saber con qué reactivo realizamos la estequiometría. Según la reacción: Se logro recuperar 70 ml de acetato de etilo y se obtuvo el siguiente rendimiento: 70 𝑚𝑙 𝑥 100 = 82.35% 𝑟𝑒𝑛𝑑𝑖𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 85 𝑚𝑙 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 Esto se logró con una temperatura de 150oC en el reflujo Cuestionario 1-Investigar las propiedades químicas y físicas de los productos obtenidos -Acetato de etilo 178 . tenemos que saber el volumen de producto obtenido. para calcular el rendimiento. -Agua 2.Escribe el mecanismo de la reacción para la formación del acetato de etilo 3. para la obtención de acetato de etilo 179 .Escribe las reacciones que se llevan a cabo de principio a fin. es capaz de establecer puentes de hidrógeno: con sus moléculas compañeras o con otras moléculas neutras. el grupo –OH da a los alcoholes sus propiedades físicas características. 180 . De estas dos unidades estructurales. similar al agua. y el alquilo es el que las modifica. -Alcoholes Propiedades físicas Las propiedades físicas de un alcohol se basan principalmente en su estructura.4. El grupo – OH es muy polar y. y un grupo hidroxilo que es hidrófilo (con afinidad por el agua). Contiene un grupo hidrofóbico (sin afinidad por el agua) del tipo de un alcano. ácidos carboxílicos y esteres. dependiendo de su tamaño y forma. El alcohol está compuesto por un alcano y agua. Investigar cuales son las propiedades físicas y químicas de los alcoholes. lo que es más importante. son más densos. Densidad: La densidad de los alcoholes aumenta con el número de carbonos y sus ramificaciones. etanol. esto gracias al efecto inductivo. Existen alcoholes con múltiples moléculas de OH (polihidroxilados) que poseen mayor superficie para formar puentes de hidrógeno.3 0. 1-propanol.789 1-pentanol -78.5 82.804 2-propanol -86 82. En el cuadro 1.3 0. Existen alcoholes de cuatro átomos de carbono que son solubles en agua. 2-propanol y 2 metil-2-propanol.5 64.817 Cuadro 1. Los grupos OH presentes en un alcohol hacen que su punto de ebullición sea más alto que el de los hidrocarburos de su mismo peso molecular. (Constantes Físicas de algunos alcoholes) Propiedades Químicas: Los alcoholes pueden comportarse como ácidos o bases. 181 . denominados polioles. Gracias a este efecto se establece un dipolo. A partir de 4 carbonos en la cadena de un alcohol. que no es más que el efecto que ejerce la molécula de –OH como sustituyente sobre los carbonos adyacentes.5 0. porque el grupo hidroxilo (–OH).5 138 0. se muestran las onstantes físicas de algunos alcoholes Nombre Punto de fusiónºC Punto de ebullición ºC Densidad Metanol -97.789 1-butanol -90 117 0. lo que permiten que sean bastante solubles en agua.Solubilidad: Puentes de hidrógeno: La formación de puentes de hidrógeno permite la asociación entre las moléculas de alcohol.802 2-metil-2-propanol 25. constituye una parte relativamente pequeña en comparación con la porción hidrocarburo. El punto de fusión aumenta a medida que aumenta la cantidad de carbonos.8 0. Se trata de moléculas simétricas. su solubilidad disminuye rápidamente en agua. debido a la disposición espacial de la molécula.8 0.810 2-butanol -114 99. Punto de Ebullición: Los puntos de ebullición de los alcoholes también son influenciados por la polaridad del compuesto y la cantidad de puentes de hidrógeno. Es así como los alcoholes alifáticos son menos densos que el agua mientras que los alcoholes aromáticos y los alcoholes con múltiples moléculas de –OH.793 1-propanol -126 97. Esto explica la solubilidad del metanol. Los puentes de hidrógeno se forman cuando los oxígenos unidos al hidrógeno en los alcoholes forman uniones entre sus moléculas y las del agua.5 0.806 2-metil-1-propanol -108 107. A partir del hexanol son solubles solamente en solventes orgánicos. polar. En los alcoholes el punto de ebullición aumenta con la cantidad de átomos de carbono y disminuye con el aumento de las ramificaciones. secundarios y terciarios que presentan dos o más moléculas de carbono. 182 . La reacción ocurre en presencia de ácido sulfúrico (H2SO4) en presencia de calor. donde el alcohol pierde su grupo –OH para dar origen a un alqueno. Clasificación de los alcoholes Debido a que en el metanol y en los alcoholes primarios el hidrógeno está menos firmemente unido al oxígeno. los alcoholes pueden ser obtenidos a partir de hidratación o hidroboración – oxidación de alquenos. el cual presenta un sólo carbono. Obtención de alcoholes: al igual que a partir de los alcoholes se pueden obtener otros compuestos. la salida de los protones de la molécula es más fácil por lo que la acidez será mayor en el metanol y el alcohol primario. Deshidratación: la deshidratación de los alcoholes se considera una reacción de eliminación. según su estructura pueden clasificarse como metanol.La estructura del alcohol está relacionada con su acidez. La hidroboración: (adición de borano R3B) de alqueno en presencia de peróxido de hidrógeno (H2O2) en medio alcalino da origen a un alcohol. El calentamiento de un alcohol en presencia de ácido sulfúrico a temperaturas inferiores a las necesarias para obtener alquenos producirá otros compuestos como éteres y ésteres. Los alcoholes. para formar el alcohol protonado o ión alquil hidronio. alcoholes primarios. Como se muestra en el cuadro 2 Alcohol 2-metil-2-propanol Terciario Alcohol 2-butanol Secundario Alcohol 1-butanol Primario Metanol Cuadro 2. Para la obtención de alcoholes por hidratación de alquenos se utiliza el ácido sulfúrico y el calor. Aquí se pone de manifiesto el carácter básico de los alcoholes. La deshidratación es posible ya que el alcohol acepta un protón del ácido. o mediante hidrólisis de halogenuros de alquilo. butírico y valérico de 3. Para la producción de alcoholes superiores en la industria la fermentación permite la producción de alcoholes isoamílico. Es así como la industria utiliza los procesos metabólicos de ciertas bacterias para producir alcoholes. -Ácidos carboxílicos Propiedades físicas Solubilidad: El grupo carboxilo –COOH confiere carácter polar a los ácidos y permite la formación de puentes de hidrógeno entre la molécula de ácido carboxílico y la molécula de agua. formando un dímero cíclico. isobutílico y n-propílico a partir de aminoácidos. siendo más elevado el de los ácidos fórmico y acético. Esto hace que los primeros cuatro ácidos monocarboxílicos alifáticos sean líquidos completamente solubles en agua. A partir del ácido dodecanóico o ácido láurico los ácidos carboxílicos son sólidos blandos insolubles en agua.La hidrólisis: de halogenuros de alquilo se produce en presencia de agua y hidróxidos fuertes que reaccionan para formar alcoholes. La solubilidad disminuye a medida que aumenta el número de átomos de carbono. Los ácidos carboxílicos hierven a temperaturas aún más altas que los alcoholes. En la industria la producción de alcoholes se realiza a través de diversas reacciones como las ya mencionadas. etc. 4 y 5 183 . Punto de ebullición: Los ácidos carboxílicos presentan puntos de ebullición elevados debido a la presencia de doble puente de hidrógeno. tales como éter. alcohol. valeriánico y caproico. Estos puntos de ebullición tan elevados se deben a que un par de moléculas del ácido carboxílico se mantienen unidas no por un puente de hidrógeno sino por dos. Los ácidos carboxílicos son solubles en solventes menos polares. Los olores de los ácidos alifáticos inferiores progresan desde los fuertes e irritantes del fórmico y del acético hasta los abiertamente desagradables del butírico. se busca que éstas sean rentables para proporcionar la máxima cantidad de producto al menor costo. Entre las técnicas utilizadas por la industria para la producción de alcoholes se encuentra la fermentación donde la producción de ácido butírico a partir de compuestos azucarados por acción de bacterias como el Clostridium butycum dan origen al butanol e isopropanol. sin embargo. benceno. Punto de fusión: El punto de fusión varía según el número de carbonos. al compararlos con los ácidos propiónico. La presencia de dos átomos de oxígeno en el grupo carboxilo hace posible que dos moléculas de ácido se unan entre sí por puente de hidrógeno doble. los ácidos superiores tienen muy poco olor debido a sus bajas volatilidades. Los ácidos monocarboxílicos aromáticos son sólidos cristalinos con puntos de fusión altos respecto a los ácidos alifáticos. Síntesis y empleo de cloruros de ácido. Los ácidos con mayor cantidad de carbonos presentan poco olor. Los ácidos fórmico y acético (1. El cloruro de oxalilo es muy fácil de emplear porque hierve a 62ºC y se evapora de la mezcla de reacción. Las sales de los ácidos carboxílicos son sólidos cristalinos no volátiles constituidos por iones positivos y negativos y sus propiedades son las que corresponden a tales estructuras. Esto se debe a que el aumento del número de átomos de carbono interfiere en la asociación entre las moléculas. Esta función consta de un grupo carbonilo (C=O) y de un hidroxilo (-OH). y agua.carbonos. refleja la rapidez del calentamiento que la identidad del compuesto. Los mejores reactivos para convertir los ácidos carboxílicos en cloruros de ácido son el cloruro de tionilo (SOCl2) y el cloruro de oxalilo (COCl)2. 184 . Formación de hidrólisis de nitrilos. al reaccionar con un alcohol con catálisis ácida. puesto que. lo que sucede generalmente entre los 300−400°C. Raras veces es útil un punto de descomposición para la identificación de una substancia. porque forman subproductos gaseosos que no contaminan al producto. La temperatura requerida es tan alta que. Las fuerzas electrostáticas considerables que mantienen los iones en el retículo cristalino sólo pueden superarse por un calentamiento a temperatura elevada o por medio de un solvente muy polar. Los ácidos carboxílicos se convierten directamente en ésteres mediante la esterificación de Fischer. La combinación de un ion carboxilato y un catión constituyen la sal de un ácido carboxílico. Donde el -OH es el que sufre casi todas las reacciones: pérdida de protón (H+) o reemplazo del grupo –OH por otro grupo. Los productos son el ion carboxilato. antes de lograrla. el catión que queda de la base. valeriano y capróico (4. se rompen enlaces carbono−carbono y se descompone la molécula. respectivamente. 2 carbonos) son líquidos de olores irritantes. Después de 6 carbonos el punto de fusión se eleva de manera irregular. Una base fuerte puede desprotonar completamente en un ácido carboxílico. generalmente. Propiedades químicas El comportamiento químico de los ácidos carboxílicos está determinado por el grupo carboxilo - COOH. Los ácidos butíricos. 5 y 6 carbonos) presentan olores desagradables. pero no pueden participar como dadores en este tipo de enlaces. Muchos ésteres tienen un aroma característico. Reducción de los ácidos carboxílicos. Pero las ilimitaciones de sus enlaces de hidrógeno los hace más hidrofóbicos que los alcoholes o ácidos de los que derivan. Esterificación de Fischer. Un método general para preparar cetonas es la reacción de un ácido carboxílico con 2 equivalentes de un reactivo de organolitio. lo que hace que se utilicen ampliamente como sabores y fragancias artificiales. Los ésteres pueden participar en los enlaces de hidrógeno como aceptadores. Por ejemplo:  Acetato de 2 Etil Hexilo: olor a dulzón suave  butanoato de metilo: olor a Piña 185 . pero no se puede aislar porque se reduce con mayor facilidad que el ácido original. a diferencia de los alcoholes de los que derivan.Condensación de los ácidos con los alcoholes. El aldehído es un intermediario en esta reacción. Esta falta de capacidad de actuar como dador de enlace de hidrógeno ocasiona el que no pueda formar enlaces de hidrógeno entre moléculas de ésteres. Esteres Propiedades físicas Los ésteres dan sabor y olor a muchas frutas y son los constituyentes mayoritarios de las ceras animales y vegetales. lo que los hace más volátiles que un ácido o alcohol de similar peso molecular. El hidruro de litio y aluminio (LiAlH4) reduce los ácidos carboxílicos para formar alcoholes primarios. Esta capacidad de participar en los enlaces de hidrógeno les convierte en más hidrosolubles que los hidrocarburos de los que derivan. empleándose como disolvente. Los ésteres también participan en la hidrólisis esterárica: la ruptura de un éster por agua. se descomponen en un alcohol y un ácido carboxílico. Con mayor punto de ebullición tenemos acetites lubricantes y vaselina. Queroseno tiene puntos de ebullición entre 200 . la cadena se rompe siempre en un enlace sencillo. ya sea entre el oxígeno y el alcohol o R.380ºC. La fracción de menor punto de ebullición (0 -20ºC).  salicilato de metilo (aceite de siempreverde o menta): olor de las pomadas Germolene™ y Ralgex™ (Reino Unido)  octanoato de heptilo: olor a frambuesa  etanoato de isopentilo: olor a plátano  pentanoato de pentilo: olor a manzana  butanoato de pentilo: olor a pera o a albaricoque  etanoato de octilo: olor a naranja. llamada así por su analogía con la formación de jabones. Los productos sólidos que resultan del fraccionamiento son: parafina sólida y asfalto. Los ésteres también pueden ser descompuestos por ácidos o bases fuertes. 280 .300ºC se emplea como disolvente y combustible. basándose en sus diferentes volatilidades. olefinas. empleándose generalmente el éster etílico tratado con una mezcla de sodio y alcohol. o una sal de un ácido carboxílico: Propiedades químicas: En las reacciones de los ésteres. Investigar la destilación fraccionada del petróleo El petróleo está formado por una mezcla de hidrocarburos. etano. 186 . los cuales se pueden separar mediante destilación fraccionada. propano. combustible diésel y calefacción. eliminando así el alcohol o uno de sus derivados. Como resultado. Tienen un punto de fusión de unos 50 -60ºC. ya sea entre el oxígeno y el grupo R-CO-. llamada gas ligero está formada por: metano. destila entre 35 y 60ºC. butano. Esta fraccion se emplea como combustible principalmente. El fraccionamiento comienza con el calentamiento del crudo en un horno tubular a 300ºC. Los distintos compuestos que se obtienen de la destilación se muestran en la figura 5. 5. Éter de petróleo. Las gasolina y nafta tienen puntos de ebullición entre 60 y 150ºC y se emplean para combustible de vehículos. antes de entrar en la columna de destilación. es la reacción inversa a la esterificación: Los ésteres se hidrogenan más fácilmente que los ácidos. y se condensan entre sí en presencia de sodio y con las cetonas. Gasóleo. La saponificación de los ésteres. Se emplea una columna de platos para separar las diferentes fracciones. por la utilización de diferentes "platos" (placas). Una de las fuentes más importantes de materias primas es el petróleo. procesado en grandes cantidades en las refinerías. Ese intercambio produce un intercambio de masa. donde los líquidos con menor punto de ebullición se convierten en vapor. y con un amplio intercambio calorífico y másico entre vapores y líquidos. y los vapores de sustancias con mayor punto de ebullición pasan al estado líquido. Productos de la destilación fraccionada 6 ¿Como la funciona la destilación fraccionada? La destilación fraccionada es un proceso físico utilizado en química para separar mezclas (generalmente homogéneas) de líquidos mediante el calor. Figura 5. La destilación fraccionada sirve para separar una mezcla homogénea compuesta por 2 líquidos con un punto de ebullición próximo. Ésta permite un mayor contacto entre los vapores que ascienden con el líquido condensado que desciende. 187 . Ello facilita el intercambio de calor entre los vapores (que ceden) y los líquidos (que reciben). La principal diferencia que tiene con la destilación simple es el uso de una columna de fraccionamiento. Se emplea cuando es necesario separar soluciones de sustancias con puntos de ebullición distintos pero cercanos. En la práctica se emplea una columna fraccionada. y parte de las otras sustancias se evaporarán también. pueden ser necesarias cinco placas para hacer el trabajo de cuatro placas teóricas. al alcanzar el condensador ésta se condensará primero casi totalmente. en la que las placas están dispuestas horizontalmente. en la que el líquido fluye hacia abajo sobre una pila de anillos de barro o trocitos de tuberías de vidrio. mediante este procedimiento es posible separar de los componentes de una mezcla homogénea (destilación isotérmica). luego cae a la placa de abajo y allí fluye de derecha a izquierda. separadas unos centímetros. Sin embargo. La eficiencia de una columna de fraccionamiento se expresa en término de su número de platos teóricos. la composición de este nuevo vapor no es la misma que en el vapor inicial (véase la Ley de Raoult): es más concentrada en el componente más volátil. De tal manera que el vapor a medida que asciende por la columna es cada vez más rico en el componente más volátil. Este líquido se calienta luego gradualmente por los otros vapores ascendentes hasta vaporizarse de nuevo. y en general las fabrican de diferente longitud. La interacción entre el líquido y el vapor puede ser incompleta debido a que se puede producir espuma y arrastre de forma que parte del líquido sea transportado por el vapor a la placa superior. Las placas están escalonadas de forma que el líquido fluye de izquierda a derecha en una placa. Un equivalente barato de la torre de burbujeo es la llamada columna apilada. es necesario recurrir a destilaciones repetidas. suministrando además la forma de saber la cantidad de platos teóricos de cada una de ellas.Se coloca la mezcla en un matraz de vidrio. Que es un plato teórico Si la diferencia que hay entre los puntos de ebullición es demasiado pequeña para que una destilación simple resulte eficiente. 188 . este es el número de sucesivos estados de equilibrio que original al final en los vapores un producto de determinada pureza. donde burbujean a través del líquido. 7. 8. La primera sustancia se enfría y se condensa de nuevo en el frasco. y los vapores ascendentes suben por unas cápsulas de burbujeo a cada placa. la sustancia de menor punto de ebullición se evaporará primero. Al calentarse. Tipos de columnas fraccionadas Los fabricantes de material de laboratorio suministran diferentes tipos de aditamentos diseñados específicamente para usarse como columnas de fraccionamiento. Estudie la destilación isotérmica a través de los gráficos que aparecen en texto. el vapor se hará más rico en el componente más volátil (mayor p vapor) y el líquido residual se enriquecerá en el componente menos volátil (menor p vapor). La columna fraccionadora que se usa con más frecuencia es la llamada torre de burbujeo. que realizan cuatro destilaciones. En este paso. Al someter una mezcla a cambios de presión. a través de la cual la fase de vapor y la fase condensada fluyen en direcciones opuestas. Por ello. Debido a las sucesivas condensaciones y evaporaciones que sufre la sustancia más volátil. esta ebulle y se obtiene un vapor más rico en el componente más volátil (B) [X’B = 0. conforme varía la composición del líquido en ebullición. 189 . sin embargo.. 9 ¿Por qué se puede evaporar un disolvente a menor temperatura de ebullición a presión reducida? Al aumentar la temperatura la presión de vapor aumenta. Este fenómeno recibe el nombre de ebullición.En la práctica las destilaciones se efectúan a p. al alcanzar la temp de 90oC. sino que todas las moléculas de éste tienen energía cinética suficiente para pasar al estado gaseoso. se llegará a obtener el benceno puro.. Cuando la presión del gas en equilibrio con el líquido se iguala a la presión externa. Cuando las mezclas de líquidos volátiles presentan desviaciones que determinan una variación de la presión o de la temperatura como es el caso analizado anteriormente. producto de igualarse la presión total y esta. la que se encuentra en estado líquido. Si el producto P’ se condensa el líquido tendrá su misma composición (p”) y ebullirá a 85oC produciendo un vapor p”’ más rico aún en el componente más volátil. por supuesto. En este caso es necesario señalar. si se vuelve a condensar este vapor. La temperatura de la mezcla se eleva hasta que ebulle a la presión aplicada. Sea la mezcla A a 70oC. Consideremos el sistema benceno (B)-tolueno(T) en que la temperatura de ebullición varía gradualmente. El líquido. etc.42]. cte. la evaporación ya no tiene lugar sólo en la superficie del líquido. XB = 0.65. variando la temperatura. que si la diferencia entre las temperatura de ebullición de los componentes es menor que 20 K el proceso de fraccionamiento requiere de columnas muy eficientes. puede lograrse una separación prácticamente completa de los componentes por destilación fraccionada. se enriquece relativamente en el componente menos volátil. Si se calienta. html https://es. ácido acético y ácido sulfúrico.puj.areaciencias.wikipedia. el ácido sulfúrico y el alcohol están presentes. Se observa que el destilado está formado principalmente por acetato de etilo acompañado de impurezas tales como agua. Esto explica también el comportamiento que ocurre en el momento de la separación y es este el fenómeno del que nos basamos para poder separar la capa orgánica de la acuosa.org/wiki/Etanoato_de_etilo https://quimica.laguia2000. a partir de un alcohol y un ácido acético se pudo percibir un olor característico. El arreglo de las capas de esa forma se debe a las diferentes densidades de compuestos involucrados.edu. Conclusión La formación de dos fases en el proceso es lógico pues la reacción de esterificación implica la formación de agua.org/wiki/Destilaci%C3%B3n_fraccionada http://asignatura.es/aaef/Destilacion%20. una inferior donde el ácido acético.pdf 190 .ens. Se sintetizo el acetato de etilo.Discusiones Se analizaron los resultados obtenidos y observamos que el rendimiento obtenido no fue al 100% debido a errores en la práctica que ocasionaron una posible perdida por volatilización esta debida a que no se enfrió suficientemente el matraz y su contenido.us.co/doc-quimica/fds-labqca-dianahermith/Etanol.laguia2000. La reacción de esterificación de Fischer implica un equilibrio por lo que el rendimiento resulto menor al 100%.blogspot.html http://iio.html http://tuayudaenellaboratorio.com/quimica-organica/reflujo http://www. Realizando esta práctica se aprendió a utilizar un aparato de destilación.wikipedia.com/quimica/destilacion-simple.pdf http://portales.uabc.com/quimica/destilacion-simple.pdf https://es. que no es compatible con el acetato por lo que entonces se forman dichas fases.mx/hojas-seguridad/acido_sulfurico.areaciencias.com/quimica-organica/reflujo http://www. alcohol.mx/2013/04/preparacion-de-acetato-de-etilo. éter. así como aprender a manejarlos correctamente y la función que tienen en el laboratorio Bibliografía https://quimica. Lucerio David Cortes Anton. CENTRO UNIVERSITARIO DE LOS LAGOS. Virginia F. Emmanuel Jaramillo Sánchez. Química Orgánica 2017 B Practica 7: “Síntesis de éter β-naftilmetílico” Presentado a: Dra. Ricardo Vázquez Murillo. Marañón Ruiz Elaborado por: Naomi Patricia Gutiérrez Cornejo. 191 . UNIVERSIDAD DE GUADALAJARA. Nayeli Isabel Macías Alcaraz. 203 Bibliografía………………………………………………………………. 5 Reacciones para la obtención de β-naftilmetilico 201 192 . TABLAS Y ECUACIONES Fig. 4 Mecanismo de reacción de formación de β-naftilmetilico 200 Fig. 2 Síntesis de éter naftilmetilico 197 Fig.203 ÍNDICE DE FIGURAS.…… 193 Marco Teórico……………………………………………………… 193 Material y reactivos…………………………………………………. 1 Reacción de 1-bromo-1-metilciclohexano con metanol 195 Fig. 3 y Fig.Índice: Objetivo……………………………………………………………….193 Introducción…………………………………………………….203 Conclusión……………………………………………………………….197 Propiedades físicas y químicas de los reactivos…………………198 Desarrollo…………………………………………………………… 199 Cuestionario………………………………………………………… 200 Discusiones……………………………………………………………. 193 . comprendiendo el mecanismo de reacción de los reactivos para la síntesis. Hacemos uso de un marco teórico el cual nos ayuda a comprender lo que son los éteres al igual que sus propiedades. Y para finalizar redactamos nuestra conclusión en la cual mencionamos los conocimientos adquiridos dentro del proceso de investigación y elaboración del proceso de experimentación. al igual que el material necesario para la realización del experimento. Debido a que son estables con muchos tipos de reactivos. por lo general de usan como disolventes para reacciones orgánicas. En primer lugar hacemos mención de las propiedades físicas y químicas de nuestros reactivos a utilizar. Están relacionados con el agua.Objetivo Realizar la síntesis de éter β-naftilmetilico. Describimos nuestras observaciones. donde R y R´ pueden ser grupos alquilo o grupos arilo (anillo de benceno). con grupos alquilo que sustituyen a los átomos de hidrógeno. Introducción En el presente documento de práctica de laboratorio reportamos el trabajo realizado sobre la síntesis del éter β-naftilmetilico mediante la utilización de la técnica de reflujo. incluyendo imágenes de los resultados obtenidos al finalizar nuestra práctica. Los éteres (que no son epóxidos) son relativamente no reactivos y no se usan como intermediarios sintéticos. Se añadió un diagrama de flujo con el objetivo de explicar el proceso con el cual se llevó a cabo la síntesis del éter β-naftilmetilico de una manera compacta para la fácil identificación de los pasos a seguir durante el proceso de experimentación. Marco teórico ÉTERES Los éteres son compuestos de fórmula R-O-R´. con frecuencia llamado éter etílico. El éter comercial más importante es el éter dietílico. y se emplea como un fluido volátil iniciador de la combustión en los motores de diesel y gasolina. Los dos grupos alquilo son iguales en un éter simétrico y diferentes en un éter no simétrico. es un buen disolvente para reacciones y extracciones. la forma en que actúan como disolventes e información de cómo es que se lleva a cabo la síntesis del éter β- naftilmetilico. Aunque los éteres puros no tienen grupos hidroxilo para unirse por enlaces por puente de hidrógeno. pero estas atracciones parecen tener muy poco efecto sobre sus puntos de ebullición. Disuelven una gran variedad de sustancias polares y no polares. El momento dipolar de un éter es la suma vectorial de los dos enlaces polares C-O. siguen siendo compuestos muy polares. PUNTOS DE EBULLICIÓN DE LOS ÉTERES. En un éter común el volumen de los grupo alquilo agranda el ángulo de enlace. con un átomo de oxígeno con una hibridación sp3 que forma un ángulo de enlace casi tetraédrico. El aceptor es la molécula cuyo par de electrones no enlazado forma un enlace parcial débil con el átomo de hidrógeno provisto por el donador. Como resultado los éteres son mucho más volátiles que los alcoholes que poseen masas moleculares similares. Sin embargo no solvatan a los aniones tan bien como los alcoholes. Un éter con el THF provee un disolvente muy polar sin la reactividad del grupo hidroxilo. ÉTERES COMO DISOLVENTES POLARES Los éteres son muy adecuados como disolventes para muchas reacciones orgánicas. Se puede ver detalladamente en la figura 1. 194 . Los éteres tienen momentos dipolares grandes que resultan en atracciones dipolo-dipolo. Los pares de electrones no enlazados de un éter solvatan de manera efectiva a los cationes. Aunque los éteres carecen del grupo hidroxilo polar de los alcoholes. y sus puntos de ebullición relativamente bajos simplifican su evaporación de los productos de reacción. Las sustancias no polares tienden a ser más solubles en éteres que los alcoholes debido a que los éteres no permiten una red de enlazamiento por puente de hidrógeno para que sea rota por el soluto no polar. Una molécula de éter tiene el par de electrones no enlazado para formar un enlace por puente de hidrógeno con un alcohol (u otro donador de enlace por puente de hidrógeno) pero no puede formar un enlace por puente de hidrógeno con otra molécula de éter. pueden enlazarse con los hidrógenos de otros compuestos que tienen grupos O-H o N-H. ENLACE POR PUENTE DE HIDRÓGENO Los éteres puros no pueden no pueden unirse por enlaces por puente de hidrógeno debido a que no tienen un grupo O-H.ESTRUCTURA Y POLARIDAD DE LOS ÉTERES Los éteres tienen una estructura angular. Las sustancias polares tienden a ser casi tan solubles en los éteres como en los alcoholes debido a que los éteres tienen momentos dipolares grandes al igual que la habilidad para actuar como aceptores de enlaces por puentes de hidrógeno. con una contribución de los pares de electrones no enlazados. tienden a ser más solubles en éter que las sustancias con aniones más pequeños y duros como los fluoruros. como los yoduros. acetatos y otros aniones orgánicos. Las sustancias con aniones grandes y difusos. Reacción del 1-bromo-1metilciclohexano con metanol produce el 1-metil-1metoxiciclohexeno. Los éteres son no hidroxílicos (sin grupo hidroxilo) y por lo regular no son reactivos hacia las bases fuertes. Figura 1. Por esta razón. 195 . los éteres se usan con frecuencia como disolventes para varias bases polares fuertes (como el reactivo de Grignard) que requieren disolventes polares. 3 y 4. Pérdida del grupo saliente Ecuación 2 Etapa 2. Los haloalcanos primarios no forman carbocationes estables y este método no es viable debiendo emplearse la síntesis de Williamson como puede verse en la ecuación 1. Ecuación 1 Mecanismo de la reacción Los haloalcanos secundarios y terciarios se ionizan para formar un carbocatión que es atacado en una etapa posterior por el alcohol. Desprotonación 196 . Ataque nucleófilo del metanol Ecuación 3 Etapa 3. Como se podrá apreciar en las ecuaciones 2. Etapa 1.SÍNTESIS DE ÉTERES: SN1: REACCIÓN ENTRE HALOALCANOS Y ALCOHOLES El mecanismo SN1 también nos permite preparar éteres por reacción de haloalcanos secundarios o terciarios con alcoholes. dando lugar al éter. por lo tanto el ataque del nucleofilo (naftol) al carbono electrofilico provocaría la salida de un grupo saliente ineficaz (OH. El sustrato orgánico es un alcohol. Como se puede apreciar en la ecuación.base ligeramente fuerte). Ecuación 4 SINTESIS DEL ÉTER NAFTILMETÍLICO ORGÁNICO Se trata de una reacción de sustitución nucleofilica bimolecular a un carbono saturado. Por tal motivo se agrega medio ácido para que el hidroxilo se protone y ahora el que funcione como buen grupo saliente sea el agua. Materiales y reactivos Figura 2. Síntesis del Éter Naftimetilico. Tabla 8. Materiales y reactivos Matraz de boca esmerilada de 250 ml Reflujo Refrigerante de Reflujo Filtración por succión Buchner Cuba para cromatografía Erlenmeyer Kitasatos Mangueras Parrilla de Calentamiento Plaquitas de cromatografía en capa fina 197 . boca y garganta. Irritaciones náuseas. Contacto con ojos: Tanto los Contacto con los quemaduras severas de vapores como el líquido son ojos: Irritaciones. tiene un efecto específico Ingestión: Nocivo dificultad para comer. náuseas. Ingestión: El convulsiones. soluciones frecuentemente por etanol posibilidad de muy concentradas adulterado y sus efectos muerte. Ojos: Es corrosivo y envenenamiento por este colapso puede causar severa medio se lleva a cabo circulatorio y irritación. visión. dificultad una concentración mayor de tracto respiratorio. muy peligrosos. respiratoria. críticos: a la muerte. 280° C (95%) -97. opacidad ingerida. garganta.NAFTOL ÁCIDO SULFÚRICO ETANOL PUNTO DE 285 – 286° C 274° C (98%). sed.Tabla 9 Propiedades físicas y químicas de los reactivos. severas. 198 . profundas y típicos (mencionados arriba) dolor abdominal y dolorosas. Altas cabeza. estómago y esófago. Si son de los vapores de metanol diarrea. Ingestión: Corrosivo. vapor pueden producir mucosas. Piel: Quemaduras dermatitis y los efectos vómitos.8° C Inhalación: . El contacto directo produce Dolor de cabeza. ceguera. el etanol perforación del globo afecta el metabolismo del ocular. pues. producen lesiones dependen de la cantidad irreversibles. vómito e piel: Posibles concentraciones del irritación de membranas irritaciones. náusea. Contacto con la piel: gastrointestinales. En casos extensas pueden llevar que se absorben por la piel. Concentraciones Enrojecimiento. espasmos y causar problemas en la absorbido por la hasta la muerte. edema sistema nervioso central y Nocivo si es pulmonar. tos y 200 ppm produce dolor de Contacto con la sofocación. sobre el nervio óptico y la leve. pues se ha Enrojecimiento y perforación del observado que el metanol dolor. Inhalación: La exposición a PRECAUSIONES Irritaciones en el quemaduras. Inhalación: Irritación. ulceración de nariz y muy altas pueden dañar el comezón y dolor. piel. como se total de la córnea y mencionó arriba. Reactivo β . -64° C EBULLICIÓN (65%) 67. con sangre y diarrea. Puede causar metanol. vómito retina.4 ° C Punto de fusión 121-123°C 3° C (100%). 7gr. de B-naftol. 25 ml de metanol. Mantener el matraz a reflujo por aprox. 199 . Producto obtenido. se mide el pH de la mezcla obtenida que debe de ser acida. Finalizando el reflujo. con buen rendimiento.Diagrama de flujo: Se colocan 5 gr. 3 horas a una temperatura de 90ºC. de H₂SO₄. 8° C  Punto de ebullición: agua.  Venenoso amarillos. obteniendo una muestra sólida.  Corrosivo.  Peligro. luminosa. Escribe el mecanismo de reacción para la formación del β – naftilmetílico. Investigar las propiedades químicas y físicas de las materias primas usadas y productos obtenidos. β – NAFTOL: ÁCIDO SULFÚRICO: METANOL:  Sólido.  Arde con flama no  Olor fenólico leve.  Punto de fusión: - 121 – 123 ° C  Reacciona con el 97. debido que la reacción procedió inmediatamente al cambio de temperatura de la muestra después de haber terminado el reflujo. pero debido a la modificación de la receta el aumento en ácido sulfúrico y B-naftol nuestro rendimiento fue bueno y la reacción estuvo en menor tiempo. 3.  Punto de fusión:  Higroscópico. Figura 3 Figura 4 200 . -64° C (65%) 2.  Líquido aceitoso  Líquido incoloro  Cristales blancos a incoloro. Debido a la rapidez de la solidificación solo se prosiguió a realizar una filtración a vacío. Escribe tus observaciones Nuestro rendimiento pudo verse afectado por un exceso adición de NaOH.CUESTIONARIO 1. 280° C (95%)  Punto de ebullición: 274° C (98%).  Punto de ebullición: 285 – 286° C  Punto de fusión: 3° 67.4 ° C C (100%). Por ello. para la obtención de éter β – naftilmetílico. LiAIH4) antes de la destilación. se utilizan mucho como disolventes inertes en reacciones orgánicas. 201 . Esto se evita guardando el éter con hilo de sodio o añadiendo una pequeña cantidad de un reductor (SO4Fe. Propiedades Químicas Los éteres tienen muy poca reactividad química. Desde el punto de vista química. En contacto con el aire sufren una lenta oxidación en la que se forman peróxidos muy inestables y poco volátiles. se presentan como líquidos volátiles ligeros e inflamables. son compuestos inertes y estables. Escribir las reacciones que se llevan a cabo de principio a fin. Figura 5 5. los ácidos no los atacan fácilmente. Este relacionados de manera estrecha con los alcoholes. Investiga cuales son las propiedades físicas y químicas de los ésteres.4. pues se concentran en el residuo y pueden dar lugar a explosiones. debido a la dificultad que presenta la ruptura del enlace C—O. El compuesto más típico y el mas de este grupo es el éter o etílico. La mayoría de los éteres son solubles en alcoholes y otros disolventes orgánicos. por lo general denominado éter. Estos constituyen un peligro cuando se destila un éter. y se obtienen directamente de ellos. Propiedades Físicas Estructuralmente los éteres pueden considerarse derivados del agua o alcoholes, en los que se han reemplazado uno o dos hidrógenos, respectivamente, por restos carbonados. La estructura angular de los éteres se explica bien asumiendo una hibridación sp3 en el oxígeno, que posee dos pares de electrones no compartidos. No puede establecer enlaces de hidrógeno consigo mismo y sus puntos de ebullición y fusión son muchos más bajos que los alcoholes referibles. Un caso muy especial lo constituyen los epóxidos, que son éteres cíclicos de tres miembros. El anillo contiene mucha tensión, aunque algo menos que en el ciclopropano. Pero la presencia del oxígeno, que polariza los enlaces, y la existencia de la tensión, hacen que los epóxidos, al contrario que los éteres normales, sean muy reactivos y extremadamente útiles en síntesis. Debido a que el ángulo del enlace C-O-C no es de 180º, los momentos dipolares de los dos enlaces C-O no se anulan; en consecuencia, los éteres presentan un pequeño momento dipolar neto (por ejemplo, 1.18 D para el dietil éter). Esta polaridad débil no afecta apreciablemente a los puntos de ebullición de los éteres, que son similares a los de los alcanos de pesos moleculares comparables y mucho más bajos que los de los alcoholes isómeros. Comparemos, por ejemplo, los puntos de ebullición del n-heptano (98ºC), el metil n-pentil éter (100ºC) y el alcohol hexílico (157ºC). Los puentes de hidrógeno que mantienen firmemente unidas las moléculas de alcoholes, no son posibles para los éteres, pues éstos sólo tienen hidrógeno unido a carbono. Por otra parte, los éteres presentan una solubilidad en agua comparable a la de los alcoholes: tanto el dietil éter como el alcohol n-butílico, por ejemplos, tienen una solubilidad de unos 8 g por 100g de agua. La solubilidad de los alcoholes inferiores se debe a los puentes de hidrógeno entre moléculas de agua y de alcohol; es probable que la solubilidad de los éteres en agua se deba a la misma causa. 6. ¿Cuál es la función de la CCF? La función de la cromatografía de capa fina en la síntesis del β-naftilmetilico se basa en lograr la identificación de la separación de los compuestos que se utilizaron con reactivos para conocer si la síntesis se estaba llevando adecuadamente. La técnica de cromatografía de capa fina se aplica para desarrollar las condiciones de separaciones en cromatografía de líquidos de alta resolución. Por variación y preparación adecuada de la capa de adsorción se consigue el análisis de mezclas de sustancias tanto hidrófilas como lipófilas. La mayor ventaja de este método es, junto a su gran capacidad de separación, la rapidez del proceso que, en general, requiere de 10 a 30 minutos. El método de capa fina se puede aplicar tanto en la identificación cualitativa de compuestos como en el análisis cuantitativo. Se obtiene un cálculo semicuantitativo de la cantidad de componente presente al comparar el área de 202 la mancha con la del patrón. Mediante este procedimiento se puede interpretar si se ha logrado o no la separación de los compuestos con los que se trabajaron. Discusión Los éteres son compuestos de fórmula general R-O-R, Ar-O-R ó Ar-O-Ar. Los éteres que contienen dos grupos alquilo o arilo idénticos reciben el nombre de éteres simétricos y los que presentan dos grupos distintos (alquilo y/o arilo) se conocen como éteres no simétricos. Los éteres aromáticos son sustancias de olores agradables, muchos de ellos se encuentran en la Naturaleza formando parte de los llamados aceites esenciales por ejemplo el vainillina, el safrol, eugenol, etc. , siendo empleados por lo anterior en la fabricación de esencias artificiales. Los éteres pueden obtenerse por deshidratación de alcoholes , por la acción de un halogenuro de alquilo sobre un alcoxido metálico (síntesis de Williamson). Los éteres metilicos y etilicos se pueden sintetizar por reacción de alcoxidos alcalinos o fenoles con sulfato de metilo o sulfato de etilo. El primer método sólo es útil para obtener éteres simples teniendo el inconveniente de que los alcoholes con más de 4 átomos de carbono se deshidrata a temperaturas elevadas favoreciendo la formación de productos secundarios y principalmente la oxidación del alcohol. El segundo método da buenos rendimientos y se puede emplear para preparar éteres mixtos. El grupo alcoxi desplaza y sustituye al halogeno, pudiendo por su mecanismo a ser SN1 o SN2. Conclusión Se trata de una reacción de sustitución nucleofilica biomolecular a un carbono saturado. El sustrato orgánico es un alcohol, por lo tanto el ataque del nucleofilo (naftol) al carbono electrofilico provocaría la salida de un grupo saliente ineficaz (OH- base ligeramente fuerte). Por tal motivo se agrega medio ácido para que el hidroxilo se protone y ahora el que funcione como buen grupo saliente sea el agua.entonces para Obtener un éter mixto (no simétrico) , va ser por medio de la reacción entre el β-naftol y la mezcla de etanol y ácido sulfúrico para dar como producto la β- nerolina. BIBLIOGRAFÍA 1. Wade, Química Orgánica, Prentice Hall Hispanoamericana, México, 1998, pp 600-612. 2. Primo Eduardo Y., Química Orgánica Básica y aplicada de la molécula y a la industria, Universidad Politécnica de Valencia, España, 2000, Reverté, pp 889-895. 3. Morrison Boyd, Química orgánica, Pearson Educación, México, 1998, pp 686-689. 203 UNIVERSIDAD DE GUADALAJARA. CENTRO UNIVERSITARIO DE LOS LAGOS. Química Orgánica 2017 B Practica 8: “Síntesis de éter β- naftilisopropilico” Presentado a: Dra. Virginia F. Marañón Ruiz Elaborado por: Naomi Patricia Gutiérrez Cornejo. Nayeli Isabel Macías Alcaraz. Ricardo Vázquez Murillo. Emmanuel Jaramillo Sánchez. Lucerio David Cortes Anton . 204 ÍNDICE: Objetivo ................................................................................. 206 Introducción ........................................................................... 207 Marco Teórico ......................................................................... 208 Beta naftol…………………………………………………………208 Posiciones orto, meta y para en el benceno……………….208 Deshidratación de alcoholes …………………………………208 Material y reactivos… ............................................................ 211 Diagrama de flujo….................................................................. 213 Discusiones… .......................................................................... 215 Conclusión.................................................................................. 215 Bibliografía ................................................................................. 215 ÍNDICE DE FIGURAS, TABLAS Y ECUACIONES Figura1 : 2-Naftol, o β-naftol, es un sólido cristalino incoloro de fórmula C10H7OH, es un isómero de 1-naftol, que difieren según la ubicación el hidroxilo de naftaleno 207 Figura 2: Posiciones de activadores y desactivadores 208 Figura 3 ruta catalizada por acido; consiste en la protonación del grupo –OH 209 Figura4 La molécula de agua se separa dejando la carga positiva en el carbono que estaba unido el oxígeno. 209 Figura 5estabiizacion mediante la pérdida de un protón de un carbono 210 Figura 6 finalización de eliminación al formase alquenos 210 Tabla 1 Propiedades físicas y químicas de los reactivos. 211 205 Se añadió un diagrama de flujo con el objetivo de explicar el proceso con el cual se llevó a cabo la síntesis del éter β-naftilisopropilico de una manera compacta para la fácil identificación de los pasos a seguir durante el proceso de experimentación. 206 . la forma en que actúan como disolventes e información de cómo es que se lleva a cabo la síntesis del éter β- naftilisopropilico. Introducción En el presente documento de práctica de laboratorio reportamos el trabajo realizado sobre la síntesis del éter β-naftilisopropilico mediante la utilización de la técnica de reflujo. Hacemos uso de un marco teórico el cual nos ayuda a comprender lo que son los éteres al igual que sus propiedades.Objetivo Realizar la síntesis de éter β-naftilisopropilico. En primer lugar hacemos mención de las propiedades físicas y químicas de nuestros reactivos a utilizar. comprendiendo el mecanismo de reacción de los reactivos para la síntesis. Y para finalizar redactamos nuestra conclusión en la cual mencionamos los conocimientos adquiridos dentro del proceso de investigación y elaboración del proceso de experimentación. incluyendo imágenes de los resultados obtenidos al finalizar nuestra práctica. Describimos nuestras observaciones. al igual que el material necesario para la realización del experimento.  Funciona como intermediario para drogas. Se utiliza ácido sulfúrico fumante. es un sólido cristalino incoloro de fórmula C10H7OH. Ambos isómeros son solubles en alcohol. es un isómero de 1-naftol. es separado de la solución. Se trata de una reacción fácilmente reversible. se agrega la sal gradualmente a un 50 % de NaOH líquido. es un isómero de 1-naftol. La mezcla es tratada con exceso de agua. hay un aislamiento del ácido -naftalensulfónico como sal de sodio. y desecado a 100 °C. en los compuestos 2-metoxinaftalina y 2-etoxinaftalina. que difieren según la ubicación el hidroxilo de naftaleno.  Solventes coloreados.  También sirve como antioxidante en la elaboración de cauchos. o β-naftol. o β-naftol. Luego. colorantes ácidos. lavado con agua caliente. plástico y lubricantes expresado como N-fenil-2-naftilamina. y se calienta a 300 °C y la mezcla es calentada a más de 320 °C en un reactor. Se ve favorecida con ácido concentrado. Figura1 : 2-Naftol. debido a que 2-naftol es muy utilizada en la industria de perfumes. Se pueden utilizar en la producción de tinta s en la síntesis orgánica. Se denota en el compuesto -hidroxietiléter. El electrófilo es el SO3. con el grupo hidroxilo más reactivo que en los fenoles. una mezcla de 7 % de SO3 en H2SO4. producido por la reacción detiofosgenoy N-metil-m-toludina.  Industria farmacéutica: el mayor producto es eltolnaftatoantifúngico. Es muy importante para la vida cotidiana del hombre. que difieren según la ubicación el hidroxilo de naftaleno 207 .  Es usado como sedante para algunos animales. colorantes metalizados y en pigmentos. y es neutralizada hasta un pH8 con H2SO4 diluido (a 100 °C).  Con este se pueden fertilizar las frutas mediante la obtención del ácido 2- naftoxiacetico.Los naftoles son los homólogos del naftaleno de fenol. El producto se obtiene como un aceite.Marco teórico Beta naftol  2-Naftol. éter y cloroformo. agitando el sistema. es un sólido cristalino incoloro de fórmula C10H7OH. destilado al vacío. después es fundido y triturado para obtener el producto final para embalar. Posiciones orto, meta y para en el benceno Cuando el benceno tiene un sustituyente aparecen tres posiciones diferenciadas, orto, meta y para. En este punto nos interesa saber en cuál de esas posiciones entraría un segundo grupo al realizar cualquiera de las reacciones estudiadas en los apartados anteriores. Como se muestra en la figura 2 Figura 2: Posiciones de activadores y desactivadores Clasificación de sustituyentes Los sustituyentes se pueden clasificar en cuatro grupos:  Activantes débiles (orto para dirigentes): activan el anillo por efecto inductivo, son los grupos alquilo y fenilo (-CH3, -Ph)  Activantes fuertes (orto para dirigentes): activan el anillo por efecto resonante, son grupos con pares solitarios en el átomo que se une al anillo (-OH, -OCH3, -NH2)  Desactivantes débiles (orto para dirigentes): desactivan por efecto inductivo, son los halógenos (-F, -Cl, -Br, -I)  Desactivantes fuertes (meta dirigentes): desactivan por efecto resonante, son grupos con enlaces múltiples sobre el átomo que se une al anillo (-CHO, -CO2H, SO3H, -NO2) 208 Deshidratación de alcoholes Uno de lo métodos más comunes para la preparación de alquenos, tanto en la industria como en el laboratorio, es la deshidratación de alcoholes. En esta reacción se eliminan -OH y -H (como H2O y como H+ respectivamente) de dos átomos de carbono adyacentes al tratar al alcohol con un agente deshidratante como ácidos sulfúrico o fosfórico concentrados o, alternativamente, por destilación sobre alúmina o sílica gel. El mecanismo para las dos alternativas es diferente. En el mecanismo más probable para la ruta catalizada por ácido, el primer paso consiste en la protonación del grupo -OH, ya que el oxígeno es un nucleófilo por sus dos pares de electrones no compartidos y, por lo tanto, reacciona con el protón disociado del ácido (α). Figura 3 ruta catalizada por acido; consiste en la protonación del grupo –OH Al protonarse el oxígeno, se opera un cambio drástico en la fuerza de la ligadura C- O la cual se debilita por el carácter trivalente y la carga positiva que desestabizan al oxígeno. Como se ve en la figura 4. Figura4 La molécula de agua se separa dejando la carga positiva en el carbono que estaba unido el oxígeno. 209 Esta especie con carga positiva es un ión carbonio o carbocatión, que es inestable y que tiende a estabilizarse perdiendo un protón del carbono adyacente (β), formándose así una doble ligadura carbono-carbono: Figura 5 Estabilización mediante la pérdida de un protón de un carbono Debe notarse que todos los pasos de la reacción son reversibles, de modo que el alqueno puede ser rehidratado al alcohol. Para lograr que la eliminación se complete, al irse formando el alqueno (poco polar y por lo tanto con punto de ebullición más bajo que el alcohol, que forma puentes de H) puede ser destilado fuera de la mezcla de reacción. Esto desplaza el equilibrio hacia la derecha, incrementando el rendimiento del alqueno. En los casos en que el grupo -OH tenga varios carbonos β con hidrógeno, la eliminación puede ocurrir en diferentes direcciones dando lugar a una mezcla de alquenos en diferentes proporciones dependiendo de su estabilidad. En el siguiente ejemplo el alcohol terciario tiene 3 carbonos β con hidrógenos no equivalentes (a, b y c) por lo que da lugar a tres alquenos diferentes: Figura 6. La eliminación se completa, al irse formando el alqueno (poco polar y por lo tanto con punto de ebullición más bajo que el alcohol, que forma puentes de H) puede ser destilado fuera de la mezcla de reacción 210 Debido a que el carbocatión más estable (bencílico>3o>2o>1o) se formará más fácilmente, los alcoholes bencílicos se deshidratan más fácilmente que los terciarios, los terciarios se deshidratan más fácilmente que los secundarios y éstos más fácilmente que los primarios. También, debido a las diferentes estabilidades de los carbonaciones, en algunos alcoholes primarios o secundarios, una vez que se forma el carbocatión correspondiente, ocurren rearreglos a un carbocatión más estable. Estos rearreglos ocurren por migración de un grupo R- o H- del carbono β al carbono α, antes de que ocurra la eliminación del H+. Materiales y reactivos Matraz de boca esmerilada de 250 ml Reflujo Refrigerante de Reflujo Filtración por succión Buchner Cuba para cromatografía Erlenmeyer Kitasatos Mangueras Parrilla de Calentamiento Plaquitas de cromatografía en capa fina 211 el etanol perforación del globo afecta el metabolismo del ocular. Puede causar metanol. como se total de la córnea y mencionó arriba. soluciones frecuentemente por etanol posibilidad de muy concentradas adulterado y sus efectos muerte.NAFTOL ÁCIDO SULFÚRICO Alcohol isopropilico PUNTO DE 285 – 286° C 274° C (98%). Si son de los vapores de metanol diarrea. sobre el nervio óptico y la leve. Ingestión: Corrosivo. dificultad una concentración mayor de tracto respiratorio. Ojos: Es corrosivo y envenenamiento por este colapso puede causar severa medio se lleva a cabo circulatorio y irritación. náuseas. Altas cabeza. espasmos y causar problemas en la absorbido por la hasta la muerte. garganta. Inhalación: Irritación. En casos extensas pueden llevar que se absorben por la piel. pues. tiene un efecto específico Ingestión: Nocivo dificultad para comer. Contacto con la piel: gastrointestinales. con sangre y diarrea. Concentraciones Enrojecimiento. vómito retina. 212 . opacidad ingerida. vapor pueden producir mucosas. ulceración de nariz y muy altas pueden dañar el comezón y dolor. ceguera. profundas y típicos (mencionados arriba) dolor abdominal y dolorosas. vómito e piel: Posibles concentraciones del irritación de membranas irritaciones. piel. críticos: a la muerte. Ingestión: El convulsiones. náusea. severas. Inhalación: La exposición a PRECAUSIONES Irritaciones en el quemaduras. tos y 200 ppm produce dolor de Contacto con la sofocación.6 °C Punto de fusión 121-123°C 3° C (100%). edema sistema nervioso central y Nocivo si es pulmonar. El contacto directo produce Dolor de cabeza. muy peligrosos. Contacto con ojos: Tanto los Contacto con los quemaduras severas de vapores como el líquido son ojos: Irritaciones. -64° C EBULLICIÓN (65%) 82. 280° C (95%) -89 °C Inhalación: . Irritaciones náuseas. Reactivo β . producen lesiones dependen de la cantidad irreversibles. estómago y esófago. visión. sed. respiratoria. pues se ha Enrojecimiento y perforación del observado que el metanol dolor. boca y garganta. Tabla 1 Propiedades físicas y químicas de los reactivos. Piel: Quemaduras dermatitis y los efectos vómitos. irritante y combustible.1 g. No es inflamable ni Nocivo. INFLAMABILIDAD combustible leves. temperatura de 90ºC. Mantener el matraz a reflujo . diluido y al contacto con venenoso. 1 min a una isopropilico. pero Líquido inflamable. el cual es altamente inflamable y explosivo. . Diagrama de flujo: Se colocan . metales produce hidrógeno. de B-naftol. 213 .5 ml de por aprox.14ml de H₂SO₄. Resultados: Bajo las condiciones que fue sometida esta práctica se obtuvieron Figura 7: Cromatografía CCF Figura 8: posibles mecanismos que ocurrieron en la síntesis 214 . Discusión El método más barato para la síntesis de éteres simples es la deshidratación biomolecular catalizada por ácidos. Vol. “The Aldrich Library of Infrared Spectra”. 183. Formulaciones y Usos. comotert-butóxido de potasio. “Chemical Technology Encyclopedia”. E. 1970. • Pouchert. con respecto al rendimiento que se buscó en la práctica no fue el fin a determinar por lo tanto esta práctica cumplió la parte cualitativa y demostrativa que se esperaba observar mediante el proceso. Conclusión En esta práctica el objetivo se logró el poder elaborar un producto a partir de la teoría. ed. Bryan G. Materias Primas y Fabricación.  Wittcoff. & Samuel D. pp. Otra situación en la que Williamson no rinde éteres. y Reuben. 2. •  Kilner. •  Wittcoff. pp. Bibliografía  Austin.. MacDonald and 215 . 1985. La escasa reactividad de los éteres se puede aprovechar para utilizarlos como grupos protectores. Debido a su gran tamaño el tert-butóxido elimina incluso con sustratos primarios.. •  Ullmans. 1987. McGraw-Hill/ Interamericana de México. Vol. M. Son muy estables en medios básicos y nucleófilos. George T. Charles J. La desprotección ser realiza en medio ácido acuoso. 269-278. Este intermedio resulta atacado por otra molécula de alcohol mediante un mecanismo SN2. III. “Applied Organic Chemistry”. formando alquenos en lugar de éteres. El mecanismo de este proceso se inicia con la protonación del alcohol. es en el caso de emplear alcóxidos impedidos. "Productos Químicos Orgánicos Industriales". Como se ve en el mecanismo no hay consume neto de ácido y los productos de la reacción son el éter y agua. A 1. Bryan G. pp. Harold A. pp. lo que permite proteger alcoholes.. 1988. falto la parte de conocimiento empírico para determinar que al min de haber puesto la mezcla en el sistema de reflujo ya se había obtenido el producto esperado dentro del mecanismo que se planteó.. Aldrich Chemical Company. Tecnología. LIMUSA. a causa de ello se dejó la solución más tiempo en el sistema de reflujo y de ser un mecanismo de sustitución se convirtió a productos de eliminación que se lograron verificar por el método de cromatografía de capa fina . Harold A. Vol. 781-3. vol. aldehídos y cetonas transformándolos en éteres. "Manual de Procesos Químicos en la Industria".. 115-20.. 341-2 y 348. LIMUSA. 1. "Productos Químicos Orgánicos Industriales". y Reuben. La importante basicidad de los alcóxidos produce reacciones de eliminación con sustratos secundarios y terciarios. 1a. M. 1960. Pacific Grove. M. Connelly. pp. London. 216 .World Cases in Green Chemistry. Real. 2000. Washington. Hutchison. E. • Doxsee. DC: American Chemical Society. 135-141. 2004. • Cann.. Evans Ltd. C. CA: Brooks/Cole. 99 y 397. K. y M. Tools and Laboratory Experiments. Green Organic Chemistry: Strategies. y J.