PROPEDÉUTICA

a) Normas de seguridad en el laboratorio y prevención de accidentes, botiquín de primeros auxilios.

Proteger los ojos siempre que se trabaje o se esté en el laboratorio, preferentemente con lentes de seguridad. Los lentes de contacto son recomendados ya que en caso de salpicaduras con álcalis o ácidos son difíciles de lavar rápidamente, en el caso de los lentes de contacto de tipo duro las explosiones son muy peligrosas ya que lesionan directamente la cornea.

No trabajar solo en el laboratorio, siempre hacerlo cuando haya otra persona presente o bien este a una distancia a la que se le puede llamar en caso de emergencia.

Se debe plantear el trabajo antes de iniciarlo. Es necesario asegurarse que los equipos que se van a usar estén armados y funcionen correctamente, también conocer las características y propiedades de los reactivos que van a usarse.

Trabajar siempre con batas y gafas de seguridad.

No oler directamente las sustancias, cuando se quiera y se pueda oler, atraer los vapores indirectamente hacia la nariz, haciendo una cuenca con la mano.

El laboratorio debe estar bien ventilado.

No probar las sustancias utilizadas en el laboratorio, está estrictamente prohibido comer o beber alimentos en el laboratorio.

Evitar el contacto de los productos químicos con la piel, los materiales sólidos se manipulan con espátula, cuando se sufra una salpicadura de una sustancia tóxica o corrosiva lavar la zona afectada con mucha agua y jabón. Para el caso de quemaduras evitar que la lesión entre en contacto con sustancias tóxicas o corrosivas. Nunca usar disolventes orgánicos como acetona o alcohol para lavar lesiones.

No calentar sistemas cerrados, se les debe tener abiertos a la atmósfera o bien conectados al sistema de vacío.

Al instalar una varilla, tubo o termómetro en un tapón de corcho o hule primero hacer el orificio adecuado, lubricar con glicerina o agua jabonosa.

Localizar posición de extintores, puertas de emergencia, botiquín de emergencia y lavamanos.

Evitar el uso de flama abierta cuando se tengan sustancias inflamables en el laboratorio.

Cuando se manipulan líquidos inflamables, no calentarlos en un recipiente abierto, el calentamiento se hará por medios indirectos ya sea utilizando una parrilla con resistencia cubierta, una canasta de calentamiento, o en baño maría.

Cuando se desea concentrar un líquido inflamable, hacerlo siempre en la campana usando calentamiento indirecto o rota vapor.

No se debe pipetear con la boca ya que causa intoxicaciones por ingestión o aspiración incidental. Debe usarse una perilla, jeringa o propipeta.

Trabajar con ropa entallada y abotonada.

No usar material de vidrio roto con grietas o rajaduras.

Mantener mesas y escritorios siempre limpios.

Colocar residuos en lugares destinados para ello.

Etiquetar todos los recipientes, aunque en ellos se coloquen reactivos de forma temporal.

Limpiar inmediatamente cualquier derrame de reactivo.

Mantener sin obstáculos las zonas de circulación y de acceso a todos los equipos.

Antes de retirarse del laboratorio, interrumpir o cerrar las llaves de paso de agua, gas y vapor.

No dejar equipos operando.

Botiquín de primeros auxilios

Antisépticos: (limpieza y desinfección) Isodine (yodo)

Alcohol Jabón antibacterial.

Material de curación:

Algodón Gasas de 10x10cm Guantes desechables. Apósitos.Cinta adhesiva.

Microporo.VendasHisopos (aplicadores)Abatelenguas.

Instrumental:

Tijeras PinzasLámpara sorda.Termómetro

BaumanómetroEstetoscopio Lancetas

b) Primeros auxilios en caso de quemaduras con compuestos orgánicos e inorgánicos por ingestión en la piel y en los ojos. Asimismo, con fuego (mechero, parrilla etc.)

Corrosiones de piel por ácido:Cortar rápidamente la ropa mojada por el ácido.Enjuagar con abundante agua la zona afectada.Neutralizar la acidez de la piel con bicarbonato de sodio por 2 min, quitar el exceso de pasta, secar y cubrir con linimento óleo- calcáreo o similar.

Corrosiones en ojos por ácidos y halógenos:Inmediatamente después del accidente irrigar los ojos con grandes cantidades de agua templada con el lavaojos, si es necesario estirando los párpados para que el agua penetre debajo de los mismos.Continuar la irrigación durante 20 minutos, después lavar los ojos con disolución de bicarbonato de sodio 1% con ayuda del lavaojos, renovando la solución 2 o 3 veces. Finalmente verter en los ojos una gota de aceite de oliva virgen.

Ingestión de productos químicos:

Solicitar urgente atención medica. Detectar el agente nocivo indicado por el afectado, si se encuentre inconsciente, ponerlo en posición inclinada con la cabeza de lado y sacarle la lengua hacia adelante. No darle a ingerir nada por la boca ni inducirlo al vómito.

Si es un ácido corrosivo. No provocar nunca el vómito, no ingerir carbonato o bicarbonato de sodio. Administrar leche de magnesia en grandes cantidades o claras batidas con agua.

Si es alcohol metílico. Administrar 2 ó 4 vasos de agua, inmediatamente provocar el vómito introduciendo los dedos, a cada episodio de vómito tomar abundantes tragos de agua salada templada (una cucharada sopera de la sal por cada vaso de agua). Se le dará esta solución hasta que los vómitos sean claros, posteriormente administrar un vaso lleno de agua que contenga dos cucharadas soperas de bicarbonato de sodio.Si es formol, administrar un vaso lleno de agua que contenga una cucharada sopera de acetato de amonio, provocar el vómito con grandes cantidades de agua tibia con sal. Repetir 3 veces, dar leche o huevos crudos.

Inhalación de productos químicos Llevar al afectado al aire fresco inmediatamente.Al primer síntoma de dificultad para respirar, iniciar la respiración artificial de boca, tratar de identificar el humo o vapor causante de la dificultad respiratoria.

c) Lavado y secado de material de vidrio, disoluciones limpiadoras, que son, como se preparan y una secuencia para su uso, cómo se eliminan manchas especificas como de MnO2, I2, Fe2O3, grasa, carbón, etc.

El material de vidrio se debe manipular con cuidado y no someterlo a presiones externas, ya que es frágil y costoso.Tan pronto se termine de utilizar, enjuagar abundantemente con agua o con disolvente para que los residuos remanentes se eliminen al máximo. Cuando se emplean álcalis, como sosa caústica o potasa caústica, en el material de junta esmerilado se debe desarmar el aparato tan pronto como sea posible y enjuagarlo de inmediato para evitar que estos álcalis ataquen el vidrio, o las uniones del material esmerilado queden soldadas permanentemente.En el lavado del material se utilizan varios métodos, desde el más simple empleando agua y jabón, hasta las soluciones limpiadoras, que sirven para remover la suciedad que se adhiere durante el uso del material. Unos ejemplos son:

o Agua regia: es una solución altamente corrosiva y fumante de color amarillo, formada por la mezcla de ácido nítrico concentrado y ácido clorhídrico concentrado generalmente en la proporción de 1 a 3.

Es uno de los pocos reactivos que son capaces de disolver el oro, el platino y el resto de los metales. Fue llamada de esa forma porque puede disolver aquellos llamados metales regios, reales o metales nobles. El agua regia no es muy estable por lo que debe ser preparada justo antes de utilizarse.

El agua regia es utilizada para limpiar probetas y pipetas, es un poderoso disolvente debido al efecto combinando de los iones H+, NO3

- y Cl - en disolución, también se utiliza como reactivo en análisis químicos para la identificación de metales.

Existen sustancias limpiadoras con aldehídos, son agentes alquilantes que actúan sobre las proteínas, provocando una modificación irreversible en enzimas e inhiben la actividad enzimática.

o Glutar aldehído: Consiste en preparar una solución alcalina al 2% y sumergir el material a esterilizar de 20 a 30 minutos y luego un enjuague de 10 minutos.Este método tiene la ventaja de ser rápido y ser el único esterilizante efectivo en frío. Puede esterilizar plástico, goma, vidrio, metal, etc.

o Mezcla crómica: Por su poder oxidante se emplea para eliminar materia orgánica e inorgánica que permanece adherido al material de vidrio.Se prepara con 4 o 5 gramos de dicromato de sodio o de potasio, grado técnico, disueltos en la menor cantidad de agua (más o menos de 5 ml.), agregar con mucho cuidado 100ml de ácido sulfúrico concentrado.

o Potasa alcohólica: se usa para eliminar residuos de grasas, entre ellas las del silicón, que se emplean como lubricantes de llaves de bureta. El material se sumerge en la potasa tibia de 10 a 15 minutos, después se enjuaga con agua corriente y destilada, por último se seca.Se prepara disolviendo 20 g. de hidróxido de potasio (KOH) por 100 ml. de alcohol etílico de 96° C esta solución puede sustituirse por una solución alcohólica NaOH que se prepara con 12 g. de NaOH diluidos en 100 ml. de alcohol de 96°.

Técnica de secado de materialo Calor directo: se realiza utilizando una fuente de calor para acelerar el

proceso de secado se puede utilizar un mechero.o Escurrimiento: se pone una superficie en la cual se escurre el material.

d) Tipos o clases de incendios (A, B, C, D Y E) y diferentes tipos de extinguidores, triángulo y tetraedro del fuego.

Los incendios se clasifican con base en las características de los compuestos o sustancias combustibles y se dividen en 5 categorías.

Incendio clase A: fuegos ocasionados por material combustible como papel, madera, plástico…etc.Incendios de clase B: fuego ocasionado por líquidos inflamables, gases, grasas, pinturas, solventes, aceites, etc.

Incendios de clase C: ocasionados en equipos eléctricos de bajo voltaje.

Incendios de clase D: causados por metales como sodio, magnesio, potasio, etc.

Incendio clase E: causados por equipos eléctricos de alto voltaje.

Tipos de extinguidores

Extinguidor de agua: Tiene una capacidad aproximada de 91 kg, se le agrega CaCl2 para evitar que el agua se congele cuando la temperatura del aire inferior a 0°C además de que ayuda a disminuir la tensión superficial de los detergentes. Este tipo de extinguidores se usan para apagar incendios de tipo A.

Operan de la siguiente manera: El agua tiene una elevada capacidad calorífica que provoca el enfriamiento del material combustible por debajo de su temperatura de ignición.

Diluye el contenido de O en la atmósfera, se debe evitar su uso en fuegos de clase C por las sales que tiene disueltas, las cuales son buenas conductoras de electricidad.

Extinguidor de gases inertes o CO2

Contienen CO2 presurizado más o menos a 60 atm. Se recomienda para fuegos clase B y C, por su poca eficiencia no es recomendable usarlos como materiales que ardan fácilmente como los combustibles tipo A.

Es limpio, no deja residuos, puede usarse en equipo eléctrico porque no conduce la corriente eléctrica, son recargables, el gas enfría la zona donde se rocía, excluye y diluye la concentración de O del material que arde.

Algunas de sus desventajas son que la poca eficiencia que tiene para extinguir hace que se requiera usarlo en concentraciones elevadas, en grandes cantidades es asfixiante por lo que su uso es restringido en áreas poco ventiladas.

Extinguidores de compuestos halogenados.

La presentación de estos extinguidores es de botellas de cristal de forma ovoide que deben arrojarse hacia la zona del incendio.Como no conducen la corriente eléctrica pueden ser usados para incendios de clase B y C. Se han usado como agentes extinguidores varios halogenuros de metano, como el bromoclorodifluorometano, (CF2BrCl), el bromotrifluorometano (CF3Br) y el tetracloruro de carbono (CCl4) todos estos compuestos operan igual. Los vapores que producen estos compuestos son más pesados que el aire, por lo que se desplazan fácilmente por el aire.

Estos vapores pesan más que el CO2 por lo que su eficiencia es mayor, los compuestos son inestablemente térmicos y se rompen en radicales libres a temperaturas moderadas. Los intermediarios químicos formados en cualquier clase de fuego son atrapados por los radicales libres de los halógenos deteniendo así la Rx en cadena y así se sofoca el incendio.

Una desventaja es que todos los halogenuros y sus productos son tóxicos, por lo cual su uso debe ser moderado.

Extinguidores de polvos secos.Se usan para sofocar incendios A, B y C, depende del agente extintor que contengan. El cual puede ser NaHCO3, KHCO3, (NH4)2SO4, K2SO4, KCl (NH4)3. Este tipo de extinguidores inhiben la Rx en cadena de las sustancias químicas del fuego, ya que los fragmentos de los radicales atómicos y moleculares producidos durante la combustión son totalmente atrapados por los polvos químicos del extinguidor.

Extinguidor Acido-BaseSe recomienda utilizarlo con materiales combustibles como madera, papel, hule, etc. o incendios tipo A, debido al agua que se produce en la reacción. El extinguidor tiene H2SO4 concentrado y una solución de bicarbonato de sodio saturada en recipientes separados.

Extinguidor de espumaSe usa para combatir incendios causados por sustancias altamente inflamables como gasolinas, aceites, es decir incendios clase B.

Triangulo y tetraedro de fuego

Se le llama tetraedro de fuego al conjunto de los 4 elementos necesarios para que tenga continuidad un incendio.Estos elementos son: combustible, comburente, color y reacción en cadena.Ante la ausencia de cualquiera de estos elementos el fuego se extingue.Para que se produzca un incendio son suficientes 3 elementos: combustible, comburente y energía de activación (triángulo de fuego).

e) Antídoto Universal, Emético y Emoliente ejemplos cuándo y cómo se usan

Antídoto universal: Es una fórmula empírica usada universalmente en primeros auxilios, para suministrarse en caso de ingerir un veneno; o ser inoculado al torrente sanguíneo. Está especialmente indicado para inertizar sustancias venenosas, ingeridas y contenidas aun en el estómago dentro de un corto lapso de tiempo de la ingesta. No siempre da buenos resultados, y esto depende de la concentración, tipo de veneno y otros factores asociados

Emético: Un emético es una sustancia que produce o favorece el vómito. Un ejemplo es el agua tibia con sal.

Emoliente: medicamento, generalmente ungüento para ablandar una dureza, para relejar y ablandar partes inflamadas.

f) Como se desechan los residuos tóxicos y corrosivos de sustancias líquidas y sólidas de compuestos orgánicos e inorgánicos en el laboratorio, así como disoluciones de éstos últimos.

Los desechos de un laboratorio son de 2 tipos: los que se deben almacenar y los que se drenaran. Para los primeros se deben tomar en cuenta lo siguiente:

El número de recipientes dependen de la clase desechos del laboratorio, lo único que se debe procurar es que exista el número adecuado de ellos para poder mezclar sustancias cuyo comportamiento químico sea compatible y no producir reacciones químicas peligrosas.

El tamaño del recipiente debe ser adecuado al volumen de desechos.

Los recipientes deben estar plenamente identificados para evitar confusiones.

Deben estar en sitios estratégicos, lejos del calor y de preferencia ventilados, sobre todo tratándose de solventes.

Al drenar sustancias químicas de desechos se deben tener en mente los sistemas de tratamiento con que se cuenta y sin descuidar lo siguiente:

Las sustancias radiactivas deben tener un drenaje separado y no deben rebasar los límites permitidos por la ley.

Cada laboratorio debe tener su propio drenaje y ser independiente de los drenajes de otros laboratorios.

El drenaje de los sanitarios también debe estar por separado.

g) Que es un reactivo R.A., Q.P., Grado técnico, Grado espectro, USP., ETC., EJEMPLOS DE ÉSTAS Y CUANDO SE USAN.

Reactivo: Un reactivo es toda sustancia que interactúan con otra (también reactivo) en una Rx química y que da lugar a otras sustancias de propiedades, características y conformación distintas.

Un reactivo R.A. (Grado Analítico): son reactivos especialmente indicados para aplicaciones analíticas en general. En las especificaciones se indican contenidos mínimos de impurezas residuales.

Un reactivo Q.P. (Químicamente Puro): son productos de pureza controlada, para uso general en laboratorio y producción.

Un reactivo de grado técnico se usa industrialmente, pero es en general inapropiado para su uso como reactivo en laboratorio debido a la presencia de muchas impurezas.

Grado espectro son reactivos que se utilizan para cromatografía de gases.

Grado U.S.P. (United States Pharmacopeial) es una sustancia que cumplen especificaciones de E.U. en cuanto a contenidos máximos de contaminación que pueden ser dañinos para la salud.

h) Como trasvasar líquidos orgánicos y que cumplen especificaciones inorgánicos

Se arrastran los residuos del trasvasado enjuagando 4 o 5 veces los matraces con un poco de disolvente que, eventualmente, se calienta a ebullición. Cada vez que se vierte una porción, se lava el cuello del matraz con un frasco lavador o pipeta. Con alguna práctica se gasta muy poco disolvente.

Manejo de material de vidrio: como insertar una varilla, un tubo, o un termómetro a un tapón de corcho o hule. Cortes de tubo y varilla de vidrio, como desechar pedacería de vidrio o material roto.

Al insertar una varilla, tubo o termómetro en un tapón de corcho o hule, primero hacer el orificio del tamaño adecuado, lubricar con glicerina o agua jabonosa, utilizar un trapo para proteger las manos en caso de ruptura, así también se recomienda que al insertarlo se haga dejando la mínima distancia de separación entre la mano que sostiene el tapón y la que sostiene la varilla, tubo o termómetro que se va insertar.

i) Preparación de soluciones valoradas: normales (N), molares (M), molales (m), osmolares (OM), osmolales (Om) y porcentuales Peso-Peso (%P/P), Peso-Volumen (%P/V), Volumen-Peso (%V/P) y Volumen-Volumen (V/V), definición, fórmula con unidades cada una.

i1) Normalidad: Se expresa por los equivalentes de soluto en 1 litro de solución

El número de equivalentes se calcula de esta forma y se sustituye en la fórmula de Normalidad.

*A su vez la masa equivalente del soluto puede calcularse, según sea el caso, de la siguiente manera:

La masa equivalente de un ácido:

Normalidad = # de Equivalentes del Soluto (g/eq)

Litros de disolución (L)

# De Equivalentes = gramos del soluto (g)

Del soluto masa equivalente del soluto (g/eq)

La masa equivalente de una base:

La masa equivalente de una sal:

j2) Soluciones MolaresLa molaridad es la relación del número de moles de soluto dividido entre el volumen en 1 litro de disolución.

El número de moles de soluto se calcula de esta manera:

Masa eq de soluto = Peso Molecular del soluto (g)

# de iones Hidrógenos del ácido (H+) (eq)

Masa eq de soluto = Peso Molecular del soluto (g)

# de iones Hidroxilo de la base (OH-) (eq)

Masa eq de soluto = Peso Molecular del soluto (g)

La carga del catión de la sal (eq)

Molaridad = # de moles de soluto (mol)

Litros de disolución (eq)

j3) Soluciones molalesRelación de moles de soluto dividido entre el peso en kg de disolvente.

j4) Soluciones PorcentualesEl peso porcentual de un componente es el peso de dicho componente, entre el peso total de la disolución multiplicado por 100.

Mol de soluto = g de soluto (g)

Peso Molecular del soluto (eq)

Molalidad = # de moles de soluto (mol)

Kilogramos de disolvente (Kg)

%P/P = Masa del soluto (g) (100)

Masa de la disolución (g)

%P/V = Masa del soluto (g) (100)

Volumen de la disolución (ml)

j5) Osmolaridad Es la medida usada para expresar la concentración total (medida en osmoles/litro en vez de en moles/KILOS como se hace en química) de sustancias en disoluciones usadas en medicina. El prefijo "osmo-" indica la posible variación de la presión osmótica en las células, que se producirá al introducir la disolución en el organismo.

j6)Osmolalidad La concentración queda expresada como:Osmolalidad = osmoles por kilogramo de agua

%V/V = Volumen del soluto (100)

Volumen de la disolución (ml)

%V/P = Volumen del soluto (ml) (100)

Masa de la disolución (ml)

DESTILACIÓN

a) Usos y generalidades de la destilación simple y fraccionada, fundamentos teóricos.

La destilación es una operación mediante la cual separamos dos o más líquidos miscibles de una mezcla mediante procesos de evaporación y condensación; es un método fisicoquímico de separación y purificación de compuestos líquidos por diferencias de sus puntos de ebullición; implica cambios de fase por transferencia de calor La Destilación simple consiste en someter a ebullición el disolvente volátil del soluto. El disolvente se recoge condensando el vapor. El soluto es el residuo que queda después de la destilación. Los líquidos que pueden separarse por medio de esta, son aquellos que poseen el punto de ebullición inferior a 150ºC a presión atmosférica y de impurezas no volátiles. Dicho procedimiento se realiza en una única etapa y se utiliza cuando los dos componentes de una mezcla tienen entre sus puntos de ebullición una diferencia mayor a 80ºC. Si la diferencia entre las temperaturas de ebullición de los componentes de una mezcla es menor de 80 ºC, la separación de ambos se realiza por destilaciones sencillas repetidas de los sucesivos destilados, o utilizando columnas de destilación fraccionada mediante las que se obtiene como destilado el producto más volátil, a este procedimiento se le conoce como destilación fraccionada.

b) Interpretación grafica de la destilación fraccionada.

En la figura se muestra que a presión constante, la fase estable a bajas temperaturas

también es la liquida. Durante la destilación fraccionada se permite que se evapore la solución en el punto a(a-b). El vapor que es más rico en benceno se condensa (b-c) y después se evapora(c-d). Si se repite este procedimiento, por último se separan totalmente los dos componentes. A este procedimiento se le llama destilación fraccionada. Diagrama de composición liquido-vapor. (El componente A es el más volátil).

c) Forma de montar los aparatos para estas destilaciones, esquemas.

El esquema que se encuentra en la parte izquierda muestra el montaje de la destilación fraccionada en el cual se coloca el líquido que se quiere destilar en el matraz de bola (que no debe llenarse mucho más de la mitad de su capacidad) y se calienta con la placa calefactora, la cual estará colocada debajo del matraz y esté a su vez estará montado en un soporte universal. El matraz de bola estará sujetado por unas pinzas. Cuando se alcanza la temperatura de ebullición del líquido comienza a ascender por la columna de fraccionamiento. La mayor parte del vapor pasa al refrigerante donde se condensa debido a la

corriente de agua fría que asciende por la camisa de este. El destilado (vapor condensado) escurre al matraz colector a través de la alargadera.

El esquema de la parte izquierda muestra la destilación simple. El líquido que se quiere destilar se pone en el matraz de bola (que no debe llenarse mucho más de la mitad de su capacidad) y se calienta con la placa calefactora, la cual estará colocada debajo del matraz y esté a su vez estará montado en un soporte universal sujetado. El matraz de bola estará sujetado por unas pinzas. Cuando se alcanza la temperatura de ebullición del líquido comienza la producción apreciable de vapor,

condensándose parte del mismo en el termómetro y en las paredes del matraz. La mayor parte del vapor pasa al refrigerante donde se condensa debido a la corriente de agua fría que asciende por la camisa de este. El destilado (vapor condensado) escurre al matraz colector a través de la alargadera.

d) Factor de enriquecimiento, plato teórico.

A cada paso de vaporización y condensación dentro de una destilación se le llama plato teórico.El factor de enriquecimiento se define como la unidad de la columna que tiene la misma eficacia en la separación que una destilación simple y se expresa a menudo en cm. de altura de la columna.Para un proceso de evaporación y condensación repetido n-veces, el enriquecimiento del componente más volátil esta dado por:

Donde: y = a la proporción del componente más volátil en el vaporx = a la proporción del componente más volátil en el recipiente.Pa y Pb = a las proporciones de vapor de los componentes puros a y b.

e) Punto de ebullición, corrección con respecto a la presión, ecuación de Clausius Clapeyron y nomograma.

Un líquido hierve a una temperatura, llamada punto de ebullición, a la cuál su presión de vapor alcanza el valor de la presión externa. Se toma como punto de ebullición normal de una sustancia, aquella temperatura a la que su presión de vapor alcanza el valor de una atmósfera. Como el punto de ebullición depende de la presión atmosférica, éste variará al modificarse dicha presión. En la literatura se encuentra el punto de ebullición normal (cuando la presión atmosférica es 760 mm Hg) de ciertos líquidos, pero a veces es necesario saber el punto de ebullición de un líquido a una presión atmosférica distinta a 760 mm Hg, por ejemplo para hacer una separación de una mezcla por destilación.

En termoquímica, la relación de Clausius-Clapeyron es una manera de caracterizar la transición de fase entre dos estados de la materia. En un diagrama P-T (presión-temperatura), la línea que separa ambos estados se conoce como curva de coexistencia. La relación de Clausius-Clapeyron da la pendiente de dicha curva matemáticamente se puede expresar como:

y1− y

=(Pa )(Pb )

⋅ x1−x

Donde es la pendiente de dicha curva, ΔH es el calor latente o entalpía del cambio de fase y ΔV es el volumen. Esta ecuación puede ser usada para predecir dónde se va a dar una transición de fase y a qué condiciones.

f) Efecto de los solutos no volátiles y volátiles en la temperatura de ebullición, grafica de estos, ejemplos.

Para los líquidos contenidos en recipientes abiertos, la presión de vapor de un disolvente se abate cuando este contiene un soluto no volátil; dicha disolución tiene que calentarse a más temperatura que la que se aplica al disolvente puro, para hacer que la presión de vapor del disolvente iguale a la presión

atmosférica, por lo tanto el punto de ebullición de una solución es más alto y el punto de congelación más bajo que los puntos correspondientes del disolvente puro. Según la ley de Raoult, la elevación del punto de ebullición de un disolvente a causa de la presencia de un soluto no volátil no ionizado, es directamente proporcional a las moles de soluto

disueltas en una masa dada de disolvente, en términos matemáticos , la elevación del punto de ebullición se expresa como:

El término ∆Tc representa la elevación del punto de ebullición del disolvente, esto es, el punto de ebullición de la disolución menos el punto de ebullición del disolvente puro, m es la molalidad del soluto y Kc es una constante de proporcionalidad que recibe el nombre de constante de elevación del punto de ebullición. Esta constante es diferente para disolventes distintos y no depende del soluto.

Por el contrario en el caso de los solutos volátiles generalmente disminuyen el punto de ebullición de una solución, por que contribuyen a aumentar la presión de vapor total de la solución, ebulliendo por lo tanto a una temperatura menor.

Un ejemplo de un soluto que aumenta la temperatura de ebullición es el etilenglicol, el metanol por el contrario es un soluto que disminuye el punto de ebullición.

g) Ley de Raoult, disoluciones ideales, desviaciones positivas y negativas a la ley (graficas de P vs C, T vs C), punto de burbuja, punto de rocío, isoterma, isopleta, isobara e isocora.

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 en la solución.

Una solución ideal es un modelo de mezcla en el cual el volumen, la energía interna y la entalpía de la mezcla es igual al de los componentes puros por separado, es decir el volumen, ,la energía y la entalpía de mezcla es nula. Cuanto más se acerquen a estos valores (los de una mezcla real) mas ideal será la mezcla. Alternativamente una mezcla es ideal si su coeficiente de actividad es 1. Este coeficiente es el que mide la idealidad de las soluciones.

Las soluciones ideales formadas por dos líquidos miscibles se caracterizan por:

Presencia de proporcionalidad directa entre la presión de vapor del liquido y su concentración molar.Ausencia de calor de disolución cuando se mezclan los líquidos.Los volúmenes de los componentes son aditivosLas sustancias que forman estas soluciones tienen polaridades

semejantes entre sí.

Una desviación positiva a ley de Raoult puede conducir a un máximo en la curva de presión de vapor total. El máximo corresponde a una solución de composición definida que tiene una presión de vapor más elevada que cualquier componente puro. Una solución de este tipo llamada un azeótropo de mínima ebullición, ebullirá a menor temperatura que cualquiera de los dos componentes puros.

Si un sistema muestra una desviación negativa de la ley de Raoult puede existir un mínimo en la curva de la presión total. La solución que tiene una concentración correspondiente a este mínimo tendrá una presión de vapor, a cualquier temperatura, más baja que la de cualquier componente puro. Una solución de este tipo hierve a una temperatura más elevada que la de cualquier componente puro y se llama un azeótropo de máxima ebullición.

El punto de rocio es la temperatura a la cual una muestra de aire humedo llega a saturarse y comienza la condensación; este depende de la masa de vapor de agua contenida en el aire.

El punto de burbuja, es el punto en el que se ha formado la primera particula de vapor, es ademas el punto del cambio de fase en el que existe la presion mayor.

Una isoterma es una curva que describe la relación Presión-Volumen a temperatura constante en el caso de los gases. En general es isoterma o isotérmico, todo aquello que sucede a temperatura constante.

Una isopleta es una línea que une puntos de igual valor de una determinada variable que se representa en una plano o mapa, también es considerada isolínea o línea isométrica.

Una isobara o isóbara es un isógrama de presión, es decir, una línea de igual o constante presión en un gráfico, trazado o mapa. Salvo posibles casos especiales, las isobaras se refieren exclusivamente a líneas que unen en un mapa los puntos de igual presión atmosférica.

En termodinámica una transformación isocórica es una variación del estado de un sistema durante el cual el volumen permanece constante.

h) Azeótropo definición y cinco ejemplos de cada tipo de estos. Diferentes técnicas para romperlas.

Un azeótropo es una mezcla de líquidos que se comporta como un compuesto puro, es decir, al iniciarse su destilación lo hace con un punto de ebullición constante y el destilado posee una composición definida. Si se destila una mezcla azeotrópica, el vapor que destila tiene la misma composición que el líquido, por lo que no es posible separar sus componentes.Técnicas para romperlos:

Por dos torres de destilación

Compuesto

Destilación azeótropica

Trampas

Los azeótropos se clasifican de dos formas:

Azeótropo de máxima ebullición

Azeótropo de mínima ebullición

Una desviación positiva a ley de Raoult puede conducir a un máximo en la curva de presión de vapor total. El máximo corresponde a una solución de composición definida que tiene una presión de vapor más elevada que cualquier componente puro. Una solución de este tipo llamada un azeótropo de mínima ebullición, ebullirá a menor temperatura que cualquiera de los dos componentes puros.

Ejemplos: etanol-agua, acetona-bisulfuro de carbono, n-propanol-agua, ácido acético-benceno, piridina-agua, etc.

Si un sistema muestra una desviación negativa de la ley de Raoult puede existir un mínimo en la curva de la presión total. La solución que tiene una concentración correspondiente a este mínimo tendrá una presión de vapor, a cualquier temperatura, más baja que la de cualquier componente puro. Una solución de este tipo hierve a una temperatura más elevada que la de cualquier componente puro y se llama un azeótropo de máxima ebullición. Ejemplos: ácido nítrico-agua, ácido clorhídrico-agua, acetona- cloroformo, agua-ácido fórmico, piridina-ácido fórmico, etc.

i) Presión de vapor y volatilidad.

Presión de vapor: es la presión que ejerce el vapor en equilibrio con el líquido o el sólido que lo origina a determinada temperatura. Volatilidad: es la capacidad de una sustancia de evaporarse a una temperatura determinada y con una presión determinada. Cuanto menor sea la temperatura de evaporación de la sustancia se dice que es más volátil

j) Concepto de reflujo, cuando se usa y esquema del aparato.

El reflujo es una técnica experimental de laboratorio para el calentamiento de reacciones que transcurren a temperatura superior a la ambiente y en las que conviene mantener un volumen de reacción constante.Un montaje para reflujo permite realizar procesos a temperaturas superiores a la ambiente

(reacciones, recristalizaciones, etc), evitando la pérdida de disolvente y que éste salga a la atmósfera.La figura de la izquierda es un dispositivo típico de calentamiento a reflujo con refrigerante de bolas.

k) Diferentes tipos de condensadores, trampas de Dean Stark, Dean Stark invertida, de Barret, sus usos y esquemas de estos.

Los condensadores más empleados en la industria son:Condensadores parciales: se emplean cuando se desea en un proceso condensar una porción del vapor que se utiliza.

Condensador de superficie: es un aparato tubular, empleado especialmente para condensar el vapor de agua.

Condensador de reflujo: se maneja en un circuito cerrado para mantener una mezcla líquida en su punto de ebullición hasta completar una reacción química si es este caso, ó tratar de concentrar una solución para obtener mejores productos.

Condensador ciego: es aquel que está puesto verticalmente y el vapor ingresa a los tubos por la parte inferior, y el condensado retorna por ellos mismos.

Las trampas se utilizan para eliminar la humedad o el agua de un proceso, ya sea que se trate de una purificación de disolvente o de llevar a cabo una reacción en condiciones anhidras.

Trampa de Dean Stark.-Se utiliza cuando el solvente a purificar es menos denso que el agua.

Trampa de Barret y Dean Stark invertida.-Estas trampas se utilizan cuando el solvente a purificar es más denso que el agua.

Trampa de Dean Stark Trampa de Dean Stark invertida Trampa de Barret

l) Diferentes tipos de columnas de fraccionamiento, efectividad de estas y esquemas.

La longitud y el tipo de columnas de fraccionamiento requerido, dependen de los puntos de ebullición de los componentes a separar; se consiguen separaciones adecuadas de componentes que difieren en su punto de ebullición unos 15 o 20°, usando columnas de Vigreux. Para la separación de componentes de puntos de ebullición cercanos, se pueden usar columnas de relleno o las bandas giratorias.

m) Fuentes de calentamiento directas e indirectas y sus usos.

Las fuentes de calentamiento directas no son muy frecuentes ya que consisten en efectuar el aporte de calor introduciendo la muestra que necesita ser calentada en la zona apropiada de la llama del mechero (o bien que la muestra este en contacto directo con la flama).Como ejemplos se pueden citar los siguientes:

Ensayos de caracterización de ciertos elementos metálicos: perla de bórax, ensayos a la llama, etc.

Obtención de sustancias compuestas sobre láminas de sólidos.

Las fuentes de calentamiento indirectas son las más frecuentes pues abarcan mayor cantidad de situaciones y consisten en efectuar el aporte de calor interponiendo diferentes tipos de superficies entre la muestra a calentar y la llama. Como ejemplos se pueden citar los siguientes casos:

Calentamiento en tubo de ensayo, con pinzas.

Calentamiento en crisol de porcelana.

Calentamiento en vasos de precipitados

Calentamiento en baño maría

Radiación

Conducción

Convección

El calentamiento directo se utiliza solo para sustancias que soporten altas temperaturas. El calentamiento indirecto es para aquellas sustancias que a altas temperaturas reaccionan bruscamente, por lo que debe usarse un intermediario entre la flama y ellas.

n) Diferentes tipos de cuerpos de ebullición y sus usos.

Se utilizan para controlar la ebullición porque casi todos los líquidos tienden a sobrecalentarse.Los más comunes son la perlas de vidrio pero también existen otros tipos:

Trocitos capilaresLana de vidrioVirutas de Teflón (Son inertes a todos los disolventes y resisten temperaturas de hasta 300°C, además, se pueden volver a emplear.)

o) Tipos de lubricantes empleados en el laboratorio para las juntas esmeriladas, según el tipo de operación efectuada.

Para escoger el lubricante hay que tener en cuenta varios factores: temperatura a la cual se opera, vacío requerido, y reactividad química del sistema. Las tres categorías distintas de lubricantes son las grasas de hidrocarburos, las grasas de silicona y las grasas Kel-F (es una grasa formada por un fluorocarburo particularmente resistente a la acción de los agentes oxidantes, ácidos y bases)

Varios tipos de grasas de hidrocarburos son fácilmente asequibles. Las grasas apiezón L, M y N poseen una presión de vapor muy baja y se recomiendan para sistemas de alto vacío; sin embargo, su temperatura máxima de trabajo es 30° C.

La grasa apiezón T puede usarse por debajo de 110° C. Las grasas de hidrocarburos se eliminan fácilmente por lavado con disolventes orgánicos y no tienden a oxidarse o hidrolizarse tanto como las grasas de siliconas. La silicona Dow Corning posee una presión de vapor muy baja y puede usarse en un amplio campo de temperaturas (-40° a 150°). El único inconveniente en el uso de las grasas de silicona es el eliminar los restos después de su uso. Las grasas Kel-F se recomiendan cuando se trabaja con sistemas muy reactivos como el flúor

p) Agentes desecantes Tabla II.

q) ¿Qué es un agente desecante?

Es una sustancia higroscópica, estas sustancias absorben vapor de agua a partir del aire y se emplean para mantener una atmósfera seca en recipientes para el embalaje de alimentos, reactivos químicos, etcétera.

Se dividen en:Los que reaccionan químicamente con el agua en un proceso no

reversible, y da lugar a un nuevo compuesto libre de agua.Se combinan reversiblemente con el agua, bien por absorción o para

formar un hidrato

r) Importancia del secado.

La importancia de esta técnica deriva del hecho por el cual pequeñas cantidades de humedad inhiben la cristalización de muchas sustancias. Además, muchos líquidos, cuando destilan en presencia de agua, reaccionan con ésta (se hidrolizan) o destilan con el agua (se arrastran) a temperaturas bastantes distantes de sus puntos de ebullición. Por estas razones, el paso final, antes de la re cristalización de un sólido o de la destilación de un líquido, es la eliminación del agua que lleva consigo mediante algún proceso de secado.

s) Secado por medios mecánicos.

Existen diferentes tipos de secado por medios mecánicos entre los principales se encuentran:

Karr Fisher.-este se lleva a cabo mediante una reacción oxido-reducción para capturar la humedad de la muestra.

Destilación.- usando algún disolvente orgánico que sea miscible con el agua

Termobalanza.- nos proporciona la cantidad de agua en una sustancia, pero ésta debe de ser termo resistente, es decir, que soporte altas temperaturas.

t) Agentes desecantes químicos, condiciones que estos deben reunir para ser buenos desecantes.

Algunas sustancias químicas que poseen las características para ser agentes desecantes son la alúmina activada, cloruro cálcico, gel de sílice o cloruro de zinc.

Un buen desecante químico debe reunir las siguientes características:

No reaccionar con la sustancia a secar.

Tener una gran eficacia o poder desecante, esto es, eliminar el agua completamente o casi completamente.

Tener una gran capacidad de desecación, es decir, eliminar una gran

cantidad de agua por unidad de peso de desecante.

Secar rápidamente.

Ser fácilmente separable de la sustancia una vez seca.

No reaccionan como catalizador.

u) Términos: delicuescente, higroscópico y eflorescente.

Delicuescente: Que tiene tendencia a absorber el vapor de agua atmosférico y volverse liquida. El término se refiere específicamente a las sales químicas hidrosolubles en forma de polvo, que se disuelve en el agua absorbida del aire. Estas sales deben mantenerse herméticamente cerradas.

Eflorescencia: Perdida de moléculas combinadas de agua por un hidrato cuando está expuesto al aire, produciéndose la descomposición parcial indicada por la presencia de un revestimiento pulverulento sobre el material. Este se produce habitualmente con la sosa de lavar que pierde casi todo su contenido de agua de forma espontánea.

Higroscópico: Descripción de una sustancia que tiene la propiedad de absorber humedad del aire. Las moléculas de vapor de agua están cogidas por moléculas del agente que se llama desecante cuando se utiliza principalmente para este propósito. Deben ser guardados en botellas bien tapadas o envases cerrados.

v) Métodos de preparación y tratamientos previos para purificación de los disolventes de uso común en el laboratorio de química orgánica: metanol, etanol, acetona, acetato de etilo, cloroformo, éter etílico, tolueno, benceno, hexano, heptano, cloruro de metileno, dicloro etano, etc., reacciones que se llevan a cabo en la detección de impurezas y en el tratamiento previo, extracción con disolventes activos para eliminación de las impurezas más importantes, emulsiones y como se rompen y purificación de los disolventes por destilación.

w) Escriba los datos de los disolventes y desecantes que se piden en las tablas I y II.

CROMATOGRAFÍA

a) Cromatografía, tipos, técnicas, fundamento teórico de la cromatografía de adsorción y partición.

a1) La cromatografía puede definirse como la técnica de separación de una mezcla de solutos, basándose esta separación en la diferente velocidad con que se mueve cada uno de los solutos a través de un medio poroso, arrastrados por un disolvente en movimiento.La cromatografía agrupa un grupo importante de métodos que permite separar componentes estrechamente relacionados en mezclas complejas, lo que en muchas ocasiones resulta imposible en otros métodos.

En todas las separaciones cromatográficas la muestra se desplaza con una fase móvil que puede ser un gas, un líquido o un fluido supercrítico. Esta fase móvil se hace pasar a través de una fase estacionaria con la que es inmiscible y que se fija a una columna o a una superficie sólida. Las dos fases se eligen

de tal forma que los componentes de la muestra se distribuyen de modo distinto entre la fase móvil y la fase estacionaria.

Aquellos componentes que son fuertemente retenidos por la fase estacionaria se mueven lentamente con el flujo de la fase móvil por el contrario los componentes que se unen débilmente a la fase estacionaria, se mueven con rapidez.

Como consecuencia de la distinta movilidad, los componentes de la muestra se separan en bandas o zonas discretas que pueden analizarse cualitativa y/o cuantitativamente.Clasificación de los métodos cromatográficos

Los métodos cromatográficos se pueden clasificas de dos modos distintos. El primero de ellos se basa en la forma en que las fases estacionarias y móvil se ponen en contacto.

En la cromatografía en columna un tubo estrecho contiene la fase estacionaria a través de la cual hace pasar la fase móvil por preparación. En la cromatografía en plano, la fase estacionaria se fija sobre una placa plana o a los intersticios de un papel, en este caso la fase móvil se desplaza a través de la fase estacionaria por capilaridad o por gravedad.

Una clasificación más fundamental de los métodos cromatográficos se basa en el tipo de fase móvil y estacionaria y en la clase de equilibrios implicados en la transferencia de los solutos entre las fases.

La tabla siguiente da la relación de las tres clases generales de cromatografía: cromatografía de líquidos, cromatografía de gases y cromatografía de fluidos supercríticos. Como su nombre lo indica, las fases móviles en las tres técnicas son, respectivamente, líquidos, gases y fluidos supercríticos.

Clasificación General

Método especifico

Fase estacionaria

Tipo de equilibrio

Cromatografía(LC) fase móvil

Liquido-Liquido o reparto

Liquido-solido

adsorción

Intercambio iónico

Liquido adsorbido sobre

un solido

Solido

Resina de intercambio

iónico

Distribución entre líquidos

Adsorción

Intercambio iónico

Cromatografía de gases

Gas-liquido

Gas-solido

Gas –fase unida

químicamente

Liquido adsorbido sobre

un solido

Solido

Especies orgánicas

enlazadas a una superficie solida

Distribución entre un gas y

un liquidoAdsorción

Distribución entre el liquido y la superficie

enlazada

Cromatografía de fluidos

Especies orgánicas

enlazadas a una superficie solida

Distribución entre el fluido supercrítico y

la superficie en lazada

Fundamentos teóricos de la cromatografía de adsorción y partición

a2) Cromatografía de partición

La mayoría de las sustancias tendrán distinta solubilidad en diferentes solventes. Si una sustancia se pone en contacto con dos solventes que no se mezclan entre sí, se distribuirá entre los dos solventes en relación a su solubilidad en cada uno.

Se llama efecto de partición a la distribución de un soluto entre dos o más solventes que no se mezclan.

El solvente o el liquido que es atrapado por el medio del sostén sea este papel, gel, sílice o alúmina, se llama fase estacionaria. Al solvente revelador se le llama fase móvil. Se puede obtener una fragmentación completa si se permite al soluto equilibrarse entre las fases estacionaria y móvil.

a3) Cromatografía de adsorción

La cromatografía de adsorción o liquido-sólido, es la forma clásica de cromatografía de líquidos. La adsorción se lleva a cabo cuando hay una concentración más alta en la superficie de un sólido que en la solución circundante. La adsorción se refiere al enlace de una sustancia a la superficie de otra. Generalmente los adsorbentes usados en cromatografía son el carbón mineral, el gel de sílice, y la alúmina.

b) Cromatografía en columna, cromatografía en capa fina: placa preparativa y analítica: adsorbentes, eluyentes y equipo utilizado.

b1) Cromatografía en columna: Las separaciones en la cromatografía en columna pueden realizarse por reparto, adsorción o intercambio iónico. Puede usarse cualquier medio adsorbente siendo los más generales la celulosa, gel de sílice, alúmina oxido de magnesio, oxido de cálcico y carbón activo (para separaciones por adsorción y de intercambio iónico). En todos los casos solo pueden obtenerse óptimos resultados si se tiene cuidado en la selección del medio. El estado físico del adsorbente ha de ser de tal manera que permita el empaquetamiento uniforme de la columna y el flujo libre de disolvente a través de ella.

Llenado de la columna

Las columnas cromatográficas pueden adquirirse en una gran variedad de tipos y tamaños, e incluso muchas veces pueden construirse con materiales sencillos de laboratorio. El primer paso en el montaje de la columna cromatográfica es colocarla fija en posición vertical. A continuación se pone en el fondo de la columna un pequeño disco de porcelana con varios orificios (si es posible) y encima de este un poco de lana de vidrio. Este dispositivo retiene el material sólido de la columna mientras que el liquido Eluyente puede circular libremente. El adsorbente puede introducirse en seco, pero lo más frecuente es agregarlo en forma de una papilla con el eluyente. Antes de introducir el adsorbente se agrega en el interior de la columna un poco de disolvente puro (2 a 4 cm. por

encima de la lana de vidrio) y se elimina el aire que puede permanecer retenido en las paredes, agitando por medio de una varilla larga de vidrio.

La papilla formada por el adsorbente y el disolvente se agrega lentamente en porciones, lo que permite que se pose el adsorbente por la fuerza de la gravedad, hasta alcanzar la altura deseada. Es recomendado el golpear la columna durante el llenado con un tubo de goma para favorecer la formación del lecho adsorbente. Finalmente se abre la llave inferior de la columna para que salga el exceso de disolvente contenido. La altura del disolvente no debe exceder de 2 a 5 mm sobre el sólido. Una vez realizado todo esto, la columna esta lista para introducir la muestra que se desea separar.

b2) Cromatografía en capa fina

Los métodos de cromatografía en plano, incluyen la cromatografía en capa fina, cromatografía en papel y electrocromatografía. En todos los casos se emplea una capa plana y relativamente delgada de una materia que a la vez es el soporte o bien que recubre una superficie de vidrio, plástico o metálica. La fase móvil se mueve a través de la fase estacionaria por capilaridad, a veces ayudada por gravedad o por aplicación de un potencial eléctrico. En la actualidad la cromatografía en plano se centra en la técnica de la capa fina, que es mas rápida, tiene mejor resolución y es mas sensible que su alternativa en papel.

b2.1) Placa preparativa

Las separaciones en capa fina características se realizan en placas de vidrio o plástico que se recubren con una capa delgada y adherente de partículas finamente divididas; esta capa constituye la fase estacionaria. Las partículas son semejantes a las de la cromatografía en columna.Las capas finas preparadas sobre vidrio se denominan cromatoplacas o placas simplemente. Las placas de capa fina se obtienen de varias fuentes comerciales. Los tamaños comunes de la placa en centímetros son 5 x 20, 10 x 20 y 20x 20. Las placas comerciales se presentan en dos categorías la convencional y la de alta eficacia.

b2.2) Adsorbentes

La sustancia adsorbida se llama adsorbato y la fase sobre cuya superficie se acumula el adsorbato se llama adsorbente. En un sólido, las interfaces son fijas, cuando es liquido la interface es móvil y la superficie de contacto puede variar debido a la tensión superficial. Los adsorbentes se dividen en dos grupos principales: los polares (alúmina, sílice, carbonato cálcico) y los no polares (carbón activo, talco). Entre los del primer grupo la intensidad de la

adsorción es determinada por la polaridad de las moléculas. En el comportamiento de los del segundo grupo el papel fundamental es desempeñado por las dimensiones y formas de las moléculas.

Adsorbentes en orden de menor a mayorAzúcar, almidón, insulina, talco, carbonato sódico potásico, magnesia, gel de sílice, alúmina.

b2.3) Eluyentes

El poder de la adsorción depende tanto de la naturaleza del disolvente como de la del adsorbente. Por lo general para llevar la mezcla de compuestos a columna se utiliza un disolvente relativamente poco polar para el desarrollo del cromatograma y para la elusión de los productos adsorbidos un disolvente mas polar todavía. Los disolventes más frecuentes se pueden ordenar según su polaridad creciente.

b2.4) DisolventesDisolvente en orden creciente a su polaridadÉter de petróleo, tetracloruro de carbón, sulfuro de carbono, éter, acetona, benceno, esteres de ácidos orgánicos, cloroformo, alcoholes, piridina, mezclas de ácidos o bases con agua, alcohol o piridina.

c) Tres características principales que intervienen en las propiedades del adsorbente.

Influyen tres variables independientes. Estas son el adsorbente, el disolvente y las sustancias a cromatografiar.

El adsorbente ideal debe retener cantidades relativamente grandes de las sustancias a separar y debe permitir el desarrollo del cromatograma, el adsorbente no debe de descomponer a las sustancias adsorbidas ni a los disolventes y bajo las condiciones usuales no debe ser soluble en ninguno de estos, el tamaño de las partículas del adsorbente debe ser el adecuado para una rápida y uniforme precolación y las partículas no deben ser porosas al disolvente.

d) Precauciones al preparar y efectuar la cromatografía en columna y capa fina; parámetros que afecten la separación

d1) Cromatografía en columna

Separar más de 100 mg

Se optimiza el sistema absorbente-eluyente para la separación

Sujetar verticalmente la columna

Llenar la columna con el eluyente o disolvente menos polar

Comprimir un pedazo de algodón en el fondo de la columna con una varilla de vidrio y cubrirla con una capa de arena limpia

Vaciar al adsorbente previamente pesado. La alúmina en forma de flujo delgado y el gel de sílice como una papilla de disolvente.

Disolver la sustancia en la mínima cantidad del disolvente no siendo más polar que el eluyente, aplicar con cuidado y uniformemente en la parte superior de la columna (llave cerrada), abrir la llave y correr el disolvente hasta que quede una capa de 1mm por arriba del adsorbente, varias veces.

Las velocidades altas de flujo dan malas separaciones, el promedio es 3 a 4ml/min. en una columna de 40 cm. de altura.

d2) Cromatografía en capa fina

Preparación de las placas

Conservar la placa en una solución concentrada de carbonato sódico, enjuagándose en agua antes de su uso

Las capas compactas se preparan aplicando una papilla del medio elegido en un disolvente adecuado, sobre las placas de vidrio.

Si el material se adhiere mal es necesario agregar una pequeña cantidad de un agente aglomerante como el sulfato cálcico.

El espesor habitual de la placa suele ser de 0.25 mm. Placas más finas dan separaciones más rápidas pero menos eficaces.

Activar las placas preferiblemente antes de usarlas.

La elección del disolvente dependerá de la naturaleza del compuesto que se va a separar y del material en que la separación se lleve a cabo. Una regla general para la elección del disolvente es la comparación de la polaridad del mismo y de la sustancia que se desea separar.

e) Preparación de las placas, activación y almacenamiento de estas

e1) Las placas compactas se preparan aplicando una papilla del medio elegido en un disolvente adecuado, sobre las placas de vidrio. Para conseguir la mejor limpieza de las placas, éstas se conservan en una solución fuertemente concentrada de carbono sódico, enjuagándose con agua muy bien, antes de su uso. Es esencial para conseguir los mejores resultados asegurarse que la capa sea uniforme.

Si el material se adhiere mal, es necesario agregar una pequeña cantidad de un agente aglomerante, tal como el sulfato cálcico.

Normalmente las papillas se hacen con agua que, si es necesario puede contener ácidos, bases, tampones o reactivos acomplejantes. Un método muy útil para prepara papillas de gel de sílice y celulosa libres de aglomerante es colocando en un mortero una cantidad adecuada de polvo seco, agregándose agua destilada, lentamente y con agitación, hasta que se obtiene una crema espesa. Se agrega más agua hasta que la papilla fluye suavemente por las paredes del recipiente.

El extendido de las placas se realiza sujetando a los lados de la placa unas tiras de cinta adhesiva, extendiendo la papilla mediante una varilla de vidrio que se rueda a lo largo de la placa.

e2) Activación de las placasAntes de que se puedan usar las placas generalmente deben ser calentadas para retirar el agua que actúa como una impureza y evita una buena separación. La magnitud de calor depende del tipo de separación que se requiere para compuestos hidrofilicos o polares, el secado al aire o con un secador de pelo son generalmente adecuados, para los compuestos hidrofobicos o no polares es necesario un calentamiento más intenso. Las placas de oxido de aluminio y de gel de sílice con adhesivo requieren ser secadas al aire durante aproximadamente 30 min. Y después ser activadas en un horno a 100°C alrededor de 30 min. Las placas de celulosa deberán secarse al aire libre durante 30 min. y activarse al horno durante 10 min. A 105°C.

e3) Almacenaje de las placasEs esencial el almacenaje en una atmósfera perfectamente seca una vez que se hayan activado las placas. Es preferible secas las placas al aire, guardarlas en un gabinete desecador y activarlas inmediatamente antes de usarlas.

f) Aglutinante o adhesivos en los adsorbentes para cromatografía en capa fina

Aglutinante es una sustancia química que permite que una sustancia en la cual sus partículas son en polvo o secas, en este caso el adsorbente, permanezcan juntas.Por ejemplo:AlmidónCaSO4 * H2OYesoHarina de maíz.

g) Cámaras de elusión para el desarrollo de la cromatografía en capa fina

Una cámara de elusión en un recipiente, preferentemente de vidrio transparente para observar la separación de componentes en la cromatografía en capa fina, en el cual se lleva a cabo el siguiente desarrollo:

El desarrollo se lleva a cabo en frascos por el método ascendente, en el interior del frasco debe colocarse un papel filtro empapado de disolvente, que cubra las paredes interiores del mismo para conseguir que la atmósfera este saturada de vapor del disolvente. El fondo del frasco se cubre de disolvente hasta una altura de 0.5 a 1 cm y después de un periodo de tiempo apropiado en el que se consiga el equilibrio, se introduce la placa. Durante el desarrollo no puede moverse el frasco.

h) Reveladores empleados en cromatografía y su clasificación. Lámpara de luz ultravioleta, indicadores fluorescentes.

h1) Los reveladores empleados son: sulfuro de hidrogeno para iones metálicos, agentes corrosivos tales como ácidos concentrados y compuestos fuertemente oxidantes. A alta temperatura debido a la naturaleza inorgánica de la placa, el vapor del yodo, la fluorescencia y radioactividad no afectan los productos o con la luz ultravioleta.

El revelado puede dividirse en dos: los métodos físicos que utilizan propiedades particulares de los compuestos, tales como la fluorescencia y los métodos químicos que consiste en hacer reaccionar a las sustancias con algún agente químico con el que formen algún compuesto coloreado

h11) Métodos físicos

Fluorescencia: Compuestos invisibles con luz ordinaria pueden detectarse con una lámpara de luz ultravioleta, la longitud de onda de luz emitida y el color que presentan es característico del componente (componentes orgánicos no saturados presentan fluorescencia, debido a la propiedad de adsorber radiaciones ultravioleta y emitir radiaciones de mayor longitud de onda).

Radiactividad: Hay varios compuestos radiactivos para la identificación de sustancias.

h12) Métodos QuímicosTécnica de bañado: En una bandeja de material inerte se coloca la solución reveladora y se sumerge el cromatograma, no tocando las paredes de la bandeja. Es esencial que el compuesto coloreado formado al revelar, sea insoluble en el disolvente, sino, las manchas aparecerán difuminadas o desaparecerán.

Técnica de pulverización: Se pulveriza uniformemente el revelador sobre la superficie del cromatograma por medio de un atomizador. Si se emplean dos o más reveladores se aplicara uno detrás del otro sin importar el secado.

Lámpara U.V: Utilizada cuando no se ven los compuestos separados en una CCP. La lámpara lleva dos focos de luz U.V. una de 254 amperes y una larga de 336 amperes, utilizándola en una capa oscura

i) Definiciones de los términos de Rf y Rx, en qué casos se usa cada uno, reproducibilidad de los valores de Rf

Constantes Rf Y Rx

La constante RF (Ratio of Front) es simplemente una manera de expresar la posición de un compuesto sobre una placa como una fracción decimal, mide la retención de un componente. Se define como:

La distancia recorrida por el compuesto se mide generalmente desde el centro de la mancha, los cálculos se simplifican si el denominador es 10. Para que los RF sean reproducibles deben ser fijadas una serie de condiciones (Espesor de la placa, fase móvil, fase estacionaria, cantidad de muestra). El máximo valor de RF que se puede alcanzar es de 1, lo ideal es un RF entre 0.65 y 0.7.

Para averiguar si dos compuestos son iguales, se colocan ambos sobre la misma placa y se desarrolla con varios eluyentes. Una vez desarrollados se calculan los RF y si son distintos, puede deducirse con toda seguridad que no se trataba del mismo compuesto. Por el contrario si los RF son iguales los compuestos pueden ser iguales o no serlo.

Si se sospecha que dos compuestos son muy parecidos se eluyen sobre la misma placa con el mismo eluyente u otros de menor polaridad, hasta apreciar una separación mínima. En este caso no se pueden usar reveladores químicos, ya que alterarían los compuestos, sino indicador ultravioleta.

También se puede operar de la manera siguiente: Se selecciona un compuesto (X), que tenga una posición de desarrollo conveniente; todos los demás compuestos sobre la placa se relacionan con éste. De esta manera se tiene el, RX, ya que:

j) Aplicaciones de la cromatografía en capa fina analítica y preparativa, ventajas y desventajas con respecto a cromatografía en columna

j1) Aplicaciones de la cromatografía en capa fina

Para comprobar las impurezas

Son rápidas y económicas

Se usan en pruebas preliminares antes de la separación

Para llevar el control en reacciones

En la comparación cualitativa con sustancias conocidas

Por medio de la CCF se optimiza el sistema para la separación en la cromatografía en columna

j2) VentajasLa separación ocurre más rápido, las manchas son más directas y compactas y se pueden usar reactivos detectores corrosivos sin dañar el sustrato o el adsorbente.

j3) Aplicaciones de la cromatografía en columna

Separaciones de grandes cantidades de material (mayor a 100mg)

Filtración en geles

Intercambio iónico

k) Condiciones experimentales para la realización correcta de la cromatografía en columna

No permitir que la columna se seque, cerrar la llave

La temperatura del entorno debe ser constante

Cuando se utilizan eluyentes con punto de ebullición bajo y cuando se cambian los disolventes se suelen formar burbujas en las columnas (acanalamiento) evitando una buena separación, se deben usar columnas en frío.

Otras condiciones ya se han mencionado en el inciso C

l) Tamaño de la columna, diámetro y cantidad de adsorbente para diferentes cantidades de muestra.

El tamaño de la columna es determinado por la cantidad de mezcla que se va a fraccionar. En el laboratorio son adecuadas las columnas de 20 a 30 cm. Y para la mayoría de los experimentos de 100 cm de largo.El diámetro suele ser de 10mm, si la cantidad de muestra no es muy limitada, es más fácil trabajar con columnas de 20 a 30 cm de largo. Las columnas para la cromatografía en gel van de 1cm hasta 20cm de largo.

m) Coeficiente de partición en cromatografía

El coeficiente de partición tiene un valor constante para cada soluto, depende de la naturaleza del solvente usado en casa caso.

K= C2 C1Donde C1 y C2 son las concentraciones de equilibrio, en g/L de un soluto A en solvente 1 y un solvente 2, respectivamente.

n) Polaridad en cromatografía

La polaridad indica la separación de cargas dentro de la molécula, o el carácter iónico de esta. Debido a esto los compuestos iónico son altamente polares.La polaridad influye notablemente en el comportamiento de una sustancia en disolución y por otra, el poder absorbente sobre una molécula aumenta directamente con la polaridad de la misma.

Las sustancias sólidas tienden a disolverse en líquidos de polaridad semejante, por lo tanto los compuestos polares se disolverán en disolventes polares tales como el agua. La polaridad de una molécula depende de la naturaleza de los átomos de que está constituida y de forma de la misma.

La polaridad de los componentes de una mezcla puede ser mayor en la cromatografía liquido- liquido que en las de gas-liquido.

o) Velocidad de flujo en cromatografía en columna

La velocidad de flujo depende de muchos factores cuando menos sea el tamaño de las partículas del adsorbente menor será la velocidad con la que el disolvente o la solución pasaran a través de la columna. Por lo tanto el adsorbente no debe ser ni de grano muy grueso ni muy fino, el diámetro medio de las partículas debe ser de unas 8-12 micras.La aplicación de una succión suave o de cierta presión puede también acelerar la velocidad del solvente a través de la columna.

La velocidad de separación de los componentes de una mezcla en una columna depende de la velocidad de flujo del solvente. Si esta varia se puede echar a perder la separación. Por lo tanto el flujo del solvente se mantiene constante conservando el solvente a nivel constante arriba de la superficie de la columna.

p) Tipos de elusión, simple, fraccionada, por gradientes y análisis frontal

Elución: Proceso mediante el cual un solvente fluye a través de una columna de adsorbente, produciendo separación de los componentes de la mezcla. El solvente que aparece en la parte inferior de la columna se llama eluído y el solvente que pasa dentro de la columna es el eluyente.

p1) Simple: La composición del eluyente no varía, no tiene que ser el solvente original usado para empacar la columna, pero no debe de ser muy diferente para provocar el enjuntamiento de las cuentas de resinas de intercambio iónico.

p2) Fraccionada: Se usa una mezcla de solventes o el solvente se cambia por completo. (Polaridad diferente)

p3) Por gradientes: El solvente se modifica gradualmente. Generalmente produce bandas más concentradas que la elusión fraccionada o simple. Un gradiente lineal puede obtenerse usando un dispositivo con cabeza de sifón etc. En este caso se debe agitar el solvente de la cámara unida directamente a la columna, con lo que se asegura una mezcla constante y uniforme, y con ellos un gradiente lineal.

p4) Análisis Frontal: Únicamente se realiza en la cromatografía por adsorción. Aquí nunca ocurre una separación completa, en lugar de usar un solvente como eluyente, la propia mezcla se agrega continuamente en la columna hasta que esta se satura, la técnica es útil para determinar el número de componentes que hay en una mezcla y la presencia de huellas de impureza en sustancias por otra parte puras.

q) Elución y recolección de fracciones

Cuando la muestra aplicada a la columna es coloreada se observa fácilmente el progreso de la separación, pero si la sustancias son incoloras se emplean dos procedimientos.

Eluir y secar de la columna el cuerpo del adsorbente, con mucho cuidado para evitar que se desmorone, ya que el disolvente se ha evaporado de la columna se corta esta en rodajas, se extrae con disolvente cada rodaja y se analiza el compuesto (extracto). Antes de cortar la columna, si los compuestos no son coloreados se aprieta contra ellos una tira de papel para que adsorba un poco de disolvente. El papel una vez seco se pulveriza con un revelador que indica la posición de cada uno de los compuestos, el papel se coloca de nuevo al lado de la columna y así sabemos que componente contiene cada sección de la columna.

Para un número grande de fracciones se usa un colector automático de fracciones (disco en el que se coloca una serie de tubos, el disco gira). En el contador de gotas (aparato), las gotas del eluyente pasan a través de un rayo de luz que activa una célula fotoeléctrica. El aparato puede ajustase de tal manera que pase un número fijo de gotas antes del cambio de tubo. Los contadores de gotas son apropiados para recoger pequeñas fracciones.

r) Como se lleva a cabo cromatografía de sustancias incoloras

Aunque algunos compuestos incoloros pueden formar bandas bien definidas en una columna de absorción se necesitan la utilización de métodos especiales para la localización de las bandas de los productos adsorbidos. Para la localización de las bandas de los productos adsorbidos se emplean lámparas ultravioletas para los que presentan fluorescencia, un reactivo con el que los compuestos adsorbidos formen coloración. Se pinta una banda en la columna.

s) Capacidad de adsorción de los grupos funcionales de los compuestos orgánicos

Es determinada por la naturaleza y numero de los grupos polares existentes en sus moléculas. Orden decreciente de la capacidad de adsorción:

Ac. Carboxílico, alcoholes, amidas y tioles

Alcoholes, amidas, tioles

Aldehídos, cetonas y esteres

Haluros orgánicos

Hidrocarburos no saturados (mayor grado de instauración, mayor capacidad de adsorción)

Hidrocarburos saturados

t) Compuestos que dan color a los vegetales

Clorofila: Cera microcristalina azul-verdosa, libremente soluble en éter, etanol, acetona, cloroformo, sulfuro de carbono, benceno. La solución alcohólica es azul-verdosa con fluorescencia rojo-oscura.

Caroteno: Precursor de vitamina A que se encuentra de forma natural en las plantas. El caroteno es un hidrocarburo miembro de una amplia clase de pigmentos llamados carotenoides. Cristales rojo rubí, se oxida fácilmente en contacto con el aire. Procede de los pigmentos amarillo-anaranjados de las plantas.

Xantofila: Pigmento amarillo carotenoide oxigenado que acompaña a la clorofila en las hojas verdes, es insoluble en agua, ligeramente soluble en alcohol y etes. Se encuentra en la vegetación verde y en algunos productos animales.

CRISTALIZACIÓN

a) Cristalización y fundamento teórico de ésta.

La cristalización es un método común de separación relativamente pura de un sólido homogéneo de sus impurezas. La técnica de cristalización depende del

incremento de la solubilidad de un compuesto en un solvente cuando el solvente es calentado. La importancia de este punto es que una solución saturada a una temperatura elevada normalmente contiene más soluto que una solución del mismo pero a una temperatura más baja. Por lo que el soluto precipita cuando la solución se enfría.

La cristalización es una operación de laboratorio, en la cual un material cristalino es disuelto en un disolvente y posteriormente regresa a su forma cristalina. Por lo que la concentración total de las impurezas en un sólido es inusualmente más baja que la concentración de la sustancia antes de ser purificada, como la mezcla de las impurezas permanece en solución se producen cristales altamente concentrados.

La formación de un cristal de un soluto a partir de una solución es un proceso selectivo. Cuando un sólido cristaliza a una velocidad elevada bajo las condiciones apropiadas de concentración y disolvente, un material cristalino casi perfectamente puro se obtiene como resultado, porque solamente las moléculas de la forma adecuada pueden entrar en la red cristalina, y la cristalización a partir del enfriamiento del disolvente produce una red de mayor pureza. El enfriamiento lento de la solución saturada promueve la formación de los cristales puros, por que las moléculas de las impurezas no entran nuevamente para formar la red. Los cristales que se forman son más largos y puros que los que se forman rápidamente.

Induciendo la formación rápida del cristal se atrapan las impurezas nuevamente, porque la red crece tan rápidamente que las impurezas están simplemente rodeadas por las formas cristalinas del soluto.

Un aspecto crucial del procedimiento de la cristalización es la elevación del disolvente, por que el soluto debe tener un máximo de solubilidad en caliente y un mínimo de solubilidad en frío.

En general un solvente con una estructura similar a la del soluto es mejor disolvente que con estructuras distintas. No obstante la elección apropiada del disolvente es un proceso de ensayo y error.

b) Elaborar una tabla de disolventes ordenándolos de menor a mayor polaridad indicando: fórmula, punto de ebullición, punto de fusión, constante dieléctrica, miscibilidad con el agua e inflamabilidad de los siguientes disolventes:

Disolvente

Formula P.eb. ºC

P.f. ºC

Constante

Miscibilidad Inflamabilidad

dieléctrica

Hexano CH3(CH2)4CH3

68.742º

-95º 1.88 Insoluble en agua

-23º

Éter de petróleo

C5H12

C6H1

4

30-60º -73º 2.0 Inmiscible en agua

-72º

Benceno C6H6 80º 5.5º 2.3 Ligeramente soluble en agua

(vaso cerrado) -

11ºCTolueno CH3C6H

5111º -95º 2.4 Insoluble en

agua7º C

Eter etilic

o

(C2H5)2O

35º -116º 4.3 Ligeramente soluble en agua

-45º

Cloroformo

CHCl3 61º -64º 4.8 Ligeramente soluble en agua

-

Acetato de etilo

CH3COOC2H5

77º -84º 6.0 - 4.5º

Cloruro de metileno

CH2Cl2 40º -95º 8.93 Ligeramente soluble en agua

No inflamable al aire

Dicloroetano

C2 H4Cl2 84º -36º 10.36 0.6 g/100 ml a 20°C

-6 °C

Acetona CH3COCH3

56º -95º 20.7 Soluble en agua

(vaso abierto) -9.4º

Etanol C2H5OH

78º -117º 24.3 Soluble en agua

14º

Metanol CH3OH 65º -98º 33.6 Soluble en agua

12º

Agua H2O 100º 0º 80.4 - -

c) Propiedades físicas, químicas y toxicas de: Acido acetilsalicílico, ácido salicílico, cafeína, fenacetina, Celita, almidón y carbón activado (norita).

ÁCIDO ACETILSALICÍLICO Sinonimos: Acido orto-acetoxibenzoico Ácido o-acetilsalicílico, Acetilsalicilato; Eter acético del ácido salicílico.

Compuesto químico sintético, se elabora a partir del ácido salicílico obtenido de la corteza del sauce (Salix alba), utilizada, entre otros, por los antiguos griegos y los pueblos indígenas americanos para combatir la fiebre y el dolor.Densidad 1.40 g/cm³P. fusión 138 °C (280 °F)Punto de ebullición 140 °C (284 °F)El ácido acetilsalicílico contiene no menos de 99,5% de C9H8O4, calculado para la sustancia desecada.Está constituido por cristales blancos, en pequeñas tablas o agujas; inodoros y con sabor ligeramente ácido; estables en ambiente seco, pero se hidrolizan gradualmente en medio húmedo, transformándose en ácido salicílico y ácido acético.Soluble en 300 partes de agua destilada, en 7 partes de alcohol, en 17 partes de cloroformo, en 20 partes de éter y en soluciones concentradas de acetato de amonio.En las soluciones concentradas de hidróxidos y de carbonatos alcalinos es soluble con descomposición.

Acción terapéutica.Analgésico, antiinflamatorio, antipirético, antitrombótico.

Dosificación.Antipirético, antiinflamatorio, analgésico: 300 a 1.000mg en 3 o 4 tomas según el cuadro clínico. Procesos reumáticos agudos: 4 a 8g/día. Antitrombótico: se postula su uso en dosis de 100 a 300mg/día para la prevención trombótica luego de infarto de miocardio o accidente isquémico transitorio; sin embargo, el riesgo-beneficio de esta indicación aún no ha sido establecido de manera completa. Dosis pediátricas usuales: niños de 2 a 4 años: oral, 160mg cada 4 horas según necesidades; niños de 4 a 6 años: oral, 240mg cada 4 horas según necesidades; niños de 6 a 9 años: oral, 320mg cada 4 horas según necesidades; niños de 9 a 11 años: oral, 400mg cada 4 horas según necesidades; niños de 11 a 12 años: oral, 480mg cada 4 horas según necesidades.

Reacciones adversas.Náuseas, vómitos, diarrea, epigastralgia, gastritis, exacerbación de úlcera péptica, hemorragia gástrica, rash, urticaria, petequias, mareos, acufenos. El uso prolongado y en dosis excesivas puede predisponer a la nefrotoxicidad. Puede inducir broncoespasmo en pacientes con asma, alergias y pólipos nasales.Precauciones y advertencias.Pacientes con antecedentes de úlcera péptica, gastritis o anormalidades de la coagulación. Niños y adolescentes con enfermedad febril viral (específicamente varicela) debido al riesgo de aparición de síndrome de Reye, enfermedad muy rara y con frecuencia mortal que afecta al cerebro y a algunos órganos abdominales. Pacientes embarazadas; en el último trimestre

puede prolongar el trabajo de parto y contribuir al sangrado materno y fetal. Pacientes asmáticos, ya que puede precipitar una crisis. Los pacientes geriátricos suelen ser más sensibles a los efectos tóxicos, posiblemente debido a una menor función renal, por lo que pueden requerirse dosis menores, sobre todo en el uso a largo plazo.

Contraindicaciones.Hipersensibilidad a la aspirina, úlcera péptica, hipoprotrombinemia, hemofilia. Insuficiencia renal crónica avanzada. Deberá evaluarse la relación riesgo-beneficio en pacientes con anemia, asma, alergias, gota, tirotoxicosis, ya que pueden exacerbarse con dosis elevadas.

BENZOINA

Sinónimos: 2-Hidroxi-2-fenilacetofenona Benzoilfenil carbinol 2-Hidroxi-1,2-difeniletanonaC14H12O2 Masa molecular: 212.2 Punto de ebullición a 102.4 kPa: 344°C Punto de fusión: 137°C Densidad relativa (agua = 1): 1.310Solubilidad en agua, g/100 ml: 0.03 Presión de vapor, Pa a 136°C: 133 Densidad relativa de vapor (aire = 1): 7.3

ESTADO FISICO; ASPECTO Cristales entre blancos y amarillos.

PELIGROS QUIMICOS Por combustión, formación de humos tóxicos.

VIAS DE EXPOSICION La sustancia se puede absorber por inhalación del aerosol.

RIESGO DE INHALACION La evaporación a 20°C es despreciable; sin embargo, se puede alcanzar rápidamente una concentración molesta de partículas en el aire.Tos, dolor de garganta. Prevención: Extracción localizada o protección respiratoria.Primeros auxilios: Aire limpio, reposo.

PIELEnrojecimiento. Prevención: Guantes protectores. Primeros auxilios: Aclarar y lavar la piel con agua y jabón.

OJOSEnrojecimiento. Prevención: Gafas de protección de seguridad. Primeros auxilios: Enjuagar con agua abundante durante varios minutos (quitar las lentes de contacto, si puede hacerse con facilidad) y proporcionar asistencia médica.

INGESTIÓNPrevención: No comer, ni beber, ni fumar durante el trabajo. Primeros auxilios: Enjuagar la boca y proporcionar asistencia médica.

ÁCIDO BENZOICO

Sinónimos: ÁCIDO BENCÉNCARBOXÍLICO, ÁCIDO BENCÉN-FÓRMICO, CARBOXIBENCENO, ÁCIDO DIACRÍLICO.

Color: Blanco.Olor: CaracterísticoSabor: Característico.Humedad: 0.7 % máximo.Pureza (base seca): 99.5 % mínimo.Metales pesados (como Pb): 10 ppm máximo.Arsénico (como As): 3 ppm máximo.Densidad (a 20ºC): 1.321 g/mlpH (solución saturada a 25ºC) 2.8Solubilidad: Poco soluble en agua, soluble en acetona, éter,etanol y benceno.Punto de ebullición: 249 ºCPunto de fusión: 122.4 ºCPresión de vapor: 1 mm Hg a 96º CDensidad de vapor: 4.21

Síntomas por contaminación: Puede causar irritación de ojos, piel, y tracto respiratorio.

Síntomas por sobreexposición: Grandes dosis de ácido benzoico pueden causar náusea, vómito, dolor gástrico, irritación del sistema respiratorio y piel incluyendo reacciones alérgicas.

Primeros auxilios en caso de emergencia: Ingestión.- Dar atención médica, no induzca el vómito, si el paciente está consciente y no hay convulsiones, dar un vaso de agua, si está inconsciente llevar al paciente a un lugar ventilado y colocarle la cabeza más baja que su cuerpo. Ojos: Lavar con bastante agua al menos por 20 minutos. Ver a un oftalmólogo si es necesario. Piel.- Lavar con abundante agua y jabón.

ÁCIDO SALICÍLICO:

(Acido orto-hidroxibenzoico) C5H4 (OH)(COOH)

Cristales en agujas blancas o polvo; sabor dulce, después acre; estable al aire pero se decolora gradualmente por efecto de la luz; p. e. 1,443 (20/4º C); p. eb. 211º C a 20 mm; sublima a 76º C; p. f. 158º-161º C; soluble en acetona, aceite de trementina, alcohol eter y benceno; muy ligeramente soluble en agua. Combustible. Poco tóxico.

El polvo forma mezclas explosivas con el aire.

CAFEÍNA

(Teína; metilteobromina; trimetilxantina) C8H10N¿O2¿H2O (Compuesto biciclico)

Alcaloide cristalino blanco en forma de masa algodonosas o hebras largas sedosa flexibles; p. f. 236,8º C; soluble en cloroformo; poco soluble en agua y alcohol; muy poco soluble en éter; pierde agua a 80º C; efloresce al aire; nodoro y de sabor amargo; la solución es neutra al tornasol.

Moderadamente tóxico en dosis de un grano o más.

Acetofenetidina: (acetofenetidida; para- oetoxiacetanilida; fenacetina) CH3CONHC6H4OC2H5

Polvo o cristales blancos; inodoro y estable en el aire; soluble en alcohol, cloroformo, éter; ligeramente soluble en agua; tiene sabor ligeramente amargo; p. f. 135º C.

Moderadamente tóxico por ingestión:

CELITA

Marca registrada de una tierra de diatomeas y una línea de productos derivados.

Color de blanco a parduzco pálido, depende de la calidad y el proceso, las calidades calcinadas pueden ser rosadas o de color ante claro; p. e. 0,24-0,34, poroso capaz de absorber 300-400% de agua por peso; pobre conductor de calor, sonido y electricidad; resistente a los ácidos excepto el fluorhídrico; lentamente soluble el álcali caliente.

ALMIDÓN

(Amilo) C6H10O5

Polvo blanco amorfo e insípido; terrones irregulares de polvo fino; insoluble en agua fría, alcohol y éter; forma un gel con agua hirviente; p. e. 1,499 a 1,513; p. f. no se funde; p. eb. Descompone (arde) cuando se calienta.

NORITA

Marca registrada de carbones activados de origen vegetal para adsorción.

Purificación y decoloración de soluciones químicas, agente blanqueante para glicerina, aceites vegetales y grasas; decoloración y control de olor y sabor en el tratamiento de aguas; catalizador y soporte de catalizadores; recuperación de disolvente volátiles; purificación del aire; tratamiento y separación de gases.

d) Método para determinar la solubilidad de un compuesto sólido en el laboratorio, elección del disolvente ideal para una cristalización

Se coloca en un tubo de ensayo 0.1 g de la muestra problema. Agregar 1 mL del disolvente a probar, agitar y observar. Si el sólido no se ha disuelto, agregar otro mL y observe con cuidado (pueden quedar impurezas insolubles). Si no se disuelve, repetir el procedimiento, hasta 3 mL máximo. Si el sólido no se ha disuelto, es insoluble en frío; si se disolvió, es soluble en frío.

Si la sustancia fue insoluble en frío, calentar la muestra en baño María hasta ebullición y con agitación constante, teniendo precaución de mantener inalterado el volumen de la solución. Si el disolvente es agua, agregue cuerpos de ebullición y caliente en mechero hasta ebullición. Observe si hay solubilización o no. Si la sustancia no se disolvió, es insoluble en caliente; si lo hizo, es soluble en caliente. Si la sustancia fue soluble en caliente, enfriarla a temperatura ambiente y luego en baño de hielo-agua. Observar si hay formación de cristales.El disolvente ideal para cristalizar una sustancia es aquél en el que el soluto es poco soluble en frío y muy soluble en caliente.

e) Propiedades que debe reunir un disolvente para usarlo en una cristalización de una sustancia orgánica.

Que el compuesto [soluto] sea muy soluble a temperatura elevada.

Que el soluto sea muy poco soluble en él a baja temperatura.

Que no reaccione con el soluto.

Que sea lo suficientemente volátil para que sea fácil eliminarlo de los cristales.

Que las impurezas sean bastante solubles en frío que el soluto.

f) Pasos a seguir en una cristalización con un disolvente, par de disolventes y cristalización fraccionada

El procedimiento general en una cristalización es el siguiente:

f1) Disolución del compuesto sólido en el disolvente ideal a ebullición.

f2) Eliminación de las impurezas coloridas (si las hay) por ebullición con carbón activado.

f3) Eliminación de las impurezas insolubles por filtración en caliente. (En el caso de haber usado carbón activado, se puede usar una ayuda-filtro).

f4) Inducción de la cristalización (formación de los cristales). Además de dejar enfriar a temperatura ambiente y luego en baño de hielo-agua, también se puede inducir la cristalización tallando las paredes del matraz con una varilla de vidrio, sembrando cristales, etc.

f5) Separación de los cristales de las aguas madres por filtración al vacío.

f6) Lavado de los cristales con un poco del disolvente frío.

f7) Secado de los cristales.

Cristalización por par de disolventesEs un proceso en el cual se tiene el sólido a cristalizar pero no se tiene el disolvente ideal, por lo tanto se utiliza pares de disolventes.

Cristalización FraccionadaProceso en el cual se tiene dos, tres o mas sólidos a cristalizar y no se tiene el disolvente ideal por lo tanto se tiene que desarrollar un sin numero de cristalizaciones simples.

g) Características de par de disolventes, ejemplos de éstos

Algunas veces ocurre que ningún disolvente en particular cumple con todas las condiciones de un buen disolvente de cristalización.

La elección de un par de disolventes se basa usualmente en la mutua solubilidad de los dos disolventes entre si y en la gran afinidad del compuesto a purificar por uno de ellos. Es también necesario que el otro disolvente del par tenga poca afinidad por el compuesto a purificar. Otras condiciones a tener en cuenta son: los puntos de ebullición de ambos disolventes deben ser relativamente cercanos entre si de modo que uno de los disolventes no se evapore completamente durante el calentamiento y el proceso de adición; y ambos disolventes deben ser completamente miscibles de modo que no aparezca una tercera fase durante la cristalización.

Además, estos disolventes deben ser miscibles entre sí.Ejemplos:Metanol – Agua Etanol – Agua Acido acético – Agua Acetona – Agua Éter – Metanol Éter – Acetona Éter – Éter de petróleo Benceno – Ligroina Cloruro de metileno - Metanol

h) Tratamiento con carbón activado (norita), decoloración y cantidad empleada para este fin.

Algunas veces, se tienen como impurezas pequeñas cantidades de material colorido o resinoso, o bien, productos de descomposición que imparten color a la sustancia. Para eliminar estas impurezas coloridas se emplea un adsorbente como es el carbón activado. Éste se encuentra finamente pulverizado, con lo cual presenta una gran superficie de contacto y puede adsorber compuestos orgánicos de mayor polaridad.

Pesar la muestra y colocarla en un matraz Erlenmeyer de tamaño apropiado. Agregar poco a poco el disolvente elegido, previamente calentado (comenzar con 10 mL).

Calentar hasta ebullición, agitar constantemente y continuar agregando disolvente hasta disolución completa.

Retirar el matraz de la fuente de calentamiento y agregar otros 5 ó 10 mL más de disolvente caliente, dejar enfriar un poco (¡nunca se agrega el carbón con la solución hirviendo o muy caliente!) y agregar una punta de espátula de carbón activado (≈ 0.1g), adicionar cuerpos porosos y volver a hervir, teniendo cuidado de agitar constantemente con la varilla de vidrio. Dejar hervir unos 3 min., teniendo cuidado de mantener constante el volumen de

disolvente, y filtrar en caliente, por filtración rápida, usando papel filtro de poro cerrado.Si el filtrado aún muestra coloración, se repite el procedimiento.

i) Coadyuvante de filtración, ¿qué es, para qué y cuándo se usa?

Sustancia muy porosa que facilita la dispersión o absorción y que da lugar a ciclos de filtración más largos, como la ditomea, celita y perlita.

La celita, un coadyudante de filtración tiene una gran superficie y puede ser de mucha utilidad en ciertas operaciones de filtración.

Si en un disolvente hay una sustancia muy finamente dividida, puede ser muy difícil eliminarla. En tales casos la celita puede suspenderse en agua y filtrarse a través de un embudo de placa perforada cubierto de papel filtro sobre un matraz de filtración. Cuando el agua pasa a través del embudo debe quedar un lecho de 0.25 a 0.5 cm. Este lecho de filtración puede emplearse entonces para eliminar las partículas finamente divididas. Antes de filtrar la disolución recuérdese eliminar el agua del matraz de filtración si se desean recoger las aguas madres.

Durante el tratamiento con carbón resulta útil a veces añadir una puntita de coadyudante para ayudar la filtración por gravedad. Además, el lecho de celita puede emplearse para romper las emulsiones en el caso que representaran un problema durante la extracción. Pásese simplemente la emulsión a través del lecho de celita y vuélvase luego al embudo de decantación. Después de hacer esto, la interfase aparecerá con frecuencia claramente definida.

j) Métodos para inducir una cristalización.

j1) Tallar con una espátula o una varilla de vidrio las paredes del matraz (en la interfase solución-aire) y luego enfriar el matraz en un baño de hielo-agua.

j2) Si no cristaliza, posiblemente se deba a que hay un exceso de disolvente; en tal caso, agregar cuerpos de ebullición y concentrar la solución, llevándola a ebullición para evaporar parte del disolvente. Volver a enfriar, tallando las paredes con una espátula.

j3) Algunas veces, es necesario “sembrar” algunos cristales de la sustancia pura, y repetir el procedimiento de tallar y enfriar.

k) Indique los tipos de filtración y doblado de papel filtro y cuándo se usa cada uno.

Los filtros se dividen ya sea por su función, su ubicación y forma que poseen. Por la función que realizan se pueden dividir en tres categorías, filtros mecánicos, filtros biológicos y filtros químicos. Por la ubicación se dividen en internos y externos realizando cualquiera de las funciones anteriores.

k1) Sistemas de Filtración mecánicaExisten dos formas de filtración mecánica: a presión normal o a presión reducida, es decir a vacío.En el primer caso se utiliza un embudo de vidrio y un trozo de papel de filtro. Una vez colocado el papel sobre el embudo se vierten sobre él unos mililitros del disolvente empleado (en este caso agua destilada), con objeto de que el papel se adhiera a las paredes del embudo. A continuación se verterá la mezcla reaccionante.

En el caso de la filtración a vacío se utilizará un embudo Buchner, de porcelana, con su papel de filtro correspondiente, y como recipiente un matraz quitasato, especial para vacío, conectado con una goma a la corriente de agua que produce el vacío.

k2) Sistemas de Filtración química Su principal función es la eliminación de compuestos químicos que con la filtración mecánica no serian posibles. Los compuestos se derivan de la actividad metabólica como los nitratos o fosfatos o medicamentos. Materiales filtrantes que se utilizan en esta filtración son:

k2.1) Carbón activadoMaterial absorbente que a través de un complejo proceso físicoquímico retiene moléculas de determinados compuestos.

k2.2) Resinas sintéticasAbsorben una serie de compuestos determinados existiendo resinas específicas para eliminar nitratos o fosfatos.

k2.3) TurbaSirve para disminuir la dureza del agua y rebajar el pH. coloreando el agua de un color amarillento sirve para tener una comunidad de peces de tipo amazónico (como los peces disco).

Doblado de papel filtro    A partir de un cuadrado de papel de filtro, lo doblamos por la mitad y otra vez por la mitad. A continuación lo recortamos como indica la figura, siendo el punto C, el centro del cuadrado.

Abriéndolo de modo que quede un espesor de papel por un lado y tres por el otro, tendremos un cono, que se coloca en el embudo. Es necesario que ajuste bien, para lo cual, si es necesario, se corrige la segunda doblez. Una vez ajustado, unas gotas de agua destilada harán que se pegue a las paredes del embudo.

      

Fig. 1.- Doblado del papel filtro para filtración rápida.Doble el papel filtro a la mitad y luego sígalo doblando como un acordeón o

un abanico. Se abre, se coloca sobre el embudo y se humedece con el mismo disolvente que se está empleando.

l) Utilización correcta del vacío ya sea de una fuente directa o la línea de vacío.

La filtración a vacío es una técnica para separar un producto sólido de un solvente o mezcla de reacción líquida. La mezcla de sólido y líquido se vierte a través de un papel de filtro en un embudo Buchner. El sólido se retiene en el filtro y el líquido es arrastrado a través del embudo hacia el frasco colocado debajo, por un vacío que se crea en este último. Para preparar una filtración a vacío, se necesita un kitasato, embudo Buchner, el tubo de extracción, papel del filtro , solvente limpio, y la muestra.

El tubo de extracción se conecta a una bomba de vacío. Algunas veces se encontrará frecuentemente que la tubería en las capuchas, están conectadas a una trampa de vacío. Este recipiente plástico previene que el solvente sea succionado por equivocación en la bomba del vacío central. La tubería debe conectarse a la boquilla del vacío de la trampa y la trampa al brazo lateral del Kitasato.

Encender el vacío usando el controlador correspondiente. Verificar el vacío sintiendo que existe succión al final de la tubería. El vacío debe ser lo suficientemente fuerte para sostener la tubería en el dedo sin caerse.

Se conecta la tubería al brazo lateral del Kitasato y se verifica la succión en la cima del frasco. Colocar el tapón monohoradado de caucho negro en la cima del frasco y luego el embudo Buchner. Verificar de nuevo la correcta succión poniendo la mano enguantada encima del embudo. Si no se siente la succión

fuerte, hay una conexión pobre o un agujero en alguna parte del sistema.

Preparar para filtrar la muestra colocando un papel del filtro en el embudo Buchner y mojándolo con el solvente limpio. Se debe ver que el papel es

succionado hacia abajo contra los agujeros del embudo y el solvente debe atravesarlo rápidamente pasando al Kitasato.

Para filtrar la muestra, se decantará despacio en el centro del papel del filtro.

Usar más solvente limpio para enjuagar lo que quede en el vaso, de modo que todo el sólido sea filtrado.

Enjuagar el sólido en el papel del filtro con más solvente limpio. Continuar arrastrando aire a través del sólido, para evaporar cualquier solvente restante

en la muestra.

m) Tipos de secado de cristales.

Los cristales obtenidos en la última etapa deben quedar libres del disolvente adherido mediante un secado.El Büchner se invierte sobre un papel de filtro de superficie lisa doblado en tres o cuatro capas y los cristales se pasan a éste con ayuda de una espátula limpia. Sobre los cristales se colocan otras hojas de papel de filtro y la mayor parte del disolvente se exprime presionando fuertemente. Entonces se pasan los cristales a un vidrio de reloj limpio o una cápsula plana y se cubren con una hoja de papel de filtro para evitar que caigan partículas de polvo. En estas condiciones se pueden dejar secar al aire a la temperatura ambiente o se pueden introducir en un desecador de vacío sobre un desecante que sea eficaz para eliminar el disolvente usado.

Los cristales deben ponerse a secar a paso constante en un desecador u otro recipiente adecuado, por lo general a presión reducida. Los compuestos termoestables pueden calentarse hasta aproximadamente 50º C debajo de su p. f.; siempre y cuando su volatilidad no sea demasiado grande (un secado excesivo al vacío puede provocar pérdidas de material por sublimación).

Los agentes secantes solamente deben usarse en los desecadores cuando se están secando cristales en disolventes acuosos.

n) Generalidades y métodos de determinación de punto de fusión. Uso y manejo de aparatos Fisher Johns, tubo de Thiele elaborar esquemas.

La pureza e identidad de una sustancia orgánica puede quedar establecida cuando sus constantes físicas (punto de fusión, punto de ebullición, color, densidad, índice de refracción, rotación óptica, etc.), corresponden con las indicadas en la literatura para dicha sustancia. Por ser de fácil determinación y por ser los más citados, tanto el punto de fusión como el de ebullición son operaciones de rutina en los laboratorios de Química Orgánica.

El punto de fusión de un compuesto sólido cristalino es la temperatura a la que cambia de sólido a líquido y siempre es informado dando dos temperaturas: la primera es cuando aparece la primera gotita de líquido y la segunda es cuando la masa cristalina termina de fundir y aparece de pronto como un líquido claro.

Existen actualmente muchos tipos de aparatos para determinar el punto de fusión, por ejemplo: el tubo de Thiele (muestra en capilar) y el aparato de Fisher-Johns (muestra en cubre-objetos).

n1) APARATO DE FISHER-JOHNS

El aparato de Fisher-Johns consta de una platina calentada mediante una resistencia eléctrica, en la que se coloca la muestra entre dos cubre-objetos redondos (unos cuantos cristales en el centro del cubre-objetos). La velocidad de calentamiento se controla con un reóstato integrado al aparato y la temperatura de fusión de la sustancia se lee en el termómetro adosado a dicha platina.

n1.1) Calibración del termómetro del aparato:Se usaran tres sustancias estándar de punto de fusión conocido a las que se les deberá determinarles el punto de fusión en el aparato de Fisher-Johns. Para mayor exactitud de las determinaciones y con base en el punto de fusión conocido de cada estándar, se calcula la velocidad óptima de calentamiento que debe utilizar en el reóstato del Fisher-Johns, a través de la siguiente fórmula:Velocidad de calentamiento = (P.f. conocido x 0.8) / 3 = Pf conocido / 4

Trazar luego una gráfica de calibración del termómetro del aparato Fisher-Johns en papel milimétrico, colocando en las abscisas los puntos de fusión teóricos conocidos y en las ordenadas los puntos de fusión obtenidos experimentalmente.Esta gráfica se utiliza para corregir puntos de fusión experimentales, localizando primero en las ordenadas el valor experimental y extrapolando hacia las abscisas para encontrar el punto de fusión corregido.

n2) MÉTODO DEL TUBO DE THIELE

Para cerrar los capilares, calentar el tubo de vidrio con un mechero y estirarlo cuando se ablande; luego se funde el extremo delgado para cerrarlo.Para llenar el capilar, pulverizar la sustancia en un vidrio de reloj con la punta de un agitador y aplicar el extremo abierto del capilar sobre la sustancia. Enseguida, se toma un tubo de vidrio de unos 30 cm. de largo, seapoya un extremo en la mesa y se deja caer por arriba el capilar (el extremo cerrado hacia abajo), hasta que la sustancia quede en el fondo del capilar con una altura de unos 2 mm. Ahora se cierra con cuidado el capilar por su otro extremo.El capilar ya preparado se une al termómetro mediante una rondana de hule (la cual nunca debe tocar el aceite). Observar que la sustancia en el capilar quede pegada al bulbo del termómetro:

Llenar el tubo de Thiele con aceite mineral (Nujol) hasta cubrir la entrada superior del brazo lateral (observe la Fig. 3) y sostenerlo en un soporte con unas pinzas. Colocar el termómetro con el capilar en el corcho horadado, cuidando que el bulbo del termómetro (y la muestra) queden al nivel del brazo superior del tubo lateral, sin que el aceite toque la rondana de hule (porque se afloja y se cae el capilar). Comenzar a calentar suavemente el brazo lateral del tubo de Thiele con un mechero.Primera determinación.- Para conocer aproximadamente a qué temperatura se funde la muestra, regular el calentamiento del tubo de Thiele de tal manera que la temperatura aumente a una velocidad de 20º por minuto.Segunda determinación.- Preparar otro capilar con la muestra pulverizada. Repetir el procedimiento y una vez que falten unos 30º para llegar a la

temperatura de fusión, disminuir la velocidad de calentamiento a 2º por minuto.

o) Factores experimentales que influyen en la determinación del punto de fusión.

El punto de fusión de un sólido puro es la temperatura a la cual la fase sólida y liquida están en equilibrio. Se supone que la presión externa es de una atmósfera puesto que, como hay un ligero cambio de volumen al ocurrir la fusión, el efecto de cualquier cambio es pequeño.

En el punto de fusión el sólido debe tener la misma presión de vapor que el líquido. Si no la tienen, la fase que tenga la mayor presión de vapor destilara en la otra.Otro factor son las impurezas, sus efectos son complejos pero importantes.

Al determinar el punto de fusión de una sustancia existen ciertos factores que inciden en la exactitud de la medida, entre ellos tenemos:

Errores personales: especialmente los relacionados con la calibración del termómetro y la lectura del mismo (al leer el valor dado por el termómetro, la línea visual debe estar en el mismo plano horizontal de la columna de mercurio).

En cuanto al primer aspecto, es necesario tomar como referencia un mayor número de sustancias a las empleadas, para que la curva de calibración sea más exacta y los datos obtenidos más confiables.

p) Propiedades coligativas respecto al punto de fusión de un sólido impuro.

La adición de una impureza causa un descenso en el punto de congelación. Si se agrega una mayor cantidad de impureza la variación del punto de congelación será aún mayor.

q) Técnicas de para tomar puntos de fusión menores a cero grados centígrados.

Punto de fluidez Este método, desarrollado para los derivados del petróleo, es adecuado para utilizarse con sustancias oleosas de baja temperatura de fusión. Tras un calentamiento previo, se va enfriando la muestra a una velocidad específica y se examinan sus características reológicas a intervalos de 3 K. Se registra como punto de fluidez la temperatura mínima a la que se aprecia movimiento de la sustancia.

r) Punto de fusión mixto, técnica a seguir para tomar éste, aplicación e interpretación de los resultados del punto de fusión mixto.

Un p. f. mixto sirve para identificar una sustancia. Se prepara una mezcla intima 1:1 del compuesto desconocido con una muestra pura del compuesto de referencia. Se utilizan tres tubos para p. f. que contengan, respectivamente, el compuesto desconocido, el de referencia y la mezcla; y se calientan al mismo tiempo y en el mismo aparato.

Si los tres se funden simultáneamente, el compuesto desconocido es idéntico al de referencia.Si la mezcla tiene un p. f. Intermedio entre los dos (y el compuesto desconocido tiene el p. f. menor), el compuesto desconocido es probablemente una muestra impura del compuesto de referencia.Si la mezcla tiene el p. f. más bajo, las otras dos sustancias son compuestos diferentes.

EXTRACCIÓN

a) Propiedades físicas, químicas y tóxicas de: cafeína, cafeol, ácido clorogénico, taninos, furfural, acetato de plomo, subacetato de plomo, carbonato de calcio, carbonato de sodio, hidróxido de amonio, sodio metálico, sulfato ferroso, cloruro férrico, fluoruro de potasio, ácido sulfúrico, ácido nítrico, ácido salicílico, salicilato de cafeína, murexida.

Porcentaje de cafeína presente en el café, usos de la cafeína.

Las semillas de café contienen:

Alcaloides Cafeína (hasta un 4%) Taninos: Ácidos cafeotánicos Ácido cafeico Ácido clorogénico Quinonas

Ácido viridénico Trigonelina Las semillas tostadas contienen:

o Pirroles o Ácido palmítico o Cafeol (aceite volátil)

Contenido de cafeína según los siguientes productos:

Café elaborado: 18-25 mg/oz Café instantáneo: 12-16mg/oz Café descafeinado: 5-10 mg/oz Té: 5-15 mg/oz

Cocoa (menos de 20 mg/oz teobromina) : 1 mg/oz

Coca-cola: 3.5 mg/oz

Usos de la cafeína:En bebidas, como diurético, antihistamínico, estimulante del sistema nervioso central,etc.

Cafeína

(Teína; metil teobromina; trimetilxantina) C8H10N¿O2¿H2O (Compuesto biciclico)Alcaloide cristalino blanco en forma de masa algodonosas o hebras largas sedosa flexibles; p. f. 236,8º C; soluble en cloroformo; poco soluble en agua y alcohol; muy poco soluble en éter; pierde agua a 80º C; eflorece al aire; inodoro y de sabor amargo; la solución es neutra al tornasol.Moderadamente tóxico en dosis de un grano o más.

Cafeol

Los aceites aromáticos, parte esencial de la torrefacción, se llaman esencia de café, aceite de café o, para ser más exactos, cafeol. Estos aceites son volátiles, es decir, son los elementos que contienen los sabores y aromas que, además, son solubles en agua, por lo que estos sabores y aromas se conservan una vez preparada la bebida. Después de la torrefacción, el sabor que ha salido a la superficie gracias a esta operación empieza a desvanecerse.

Los principales enemigos del café tostado son el oxígeno y en menor medida la luz. Los aceites que se han precipitado en la superficie se oxidan y en seguida producen un sabor rancio que recuerda al carbón

Ácido Clorogénico

Compuesto fenólico es un éster del ácido cafeico y el ácido quínico. Los compuestos fenólicos de las plantas tienen como propiedades generales las de ser antioxidantes, ejercer efectos quelantes y modular la actividad de varios sistemas enzimáticos, de modo que actúan mayoritariamente en la dieta como elementos que promueven salud ante factores químicos y físicos estresantes para el organismo. El ácido clorogénico es el mayor componente fenólico del café, pues cada taza contiene de 15 a 325 mg, con un promedio de 200 mg por taza para el café americano; 4 así, estimándose el consumo diario de personas adictas a él se estima entre 0,5 a 1 gramo.

Taninos

Tienen un ligero olor característico, sabor amargo y astringente, y su color va desde el amarillo hasta el castaño oscuro. Expuestos al aire se tornan oscuros y pierden su efectividad para el curtido. Los taninos se utilizan en el curtido porque reaccionan con las proteínas de colágeno presentes en las pieles de los animales, uniéndolas entre sí, de esta forma aumenta la resistencia de la piel al calor, a la putrefacción por agua, y al ataque por microbios.

Químicamente son metabolitos secundarios de las plantas fenólicos, no nitrogenados, solubles en agua y no en alcohol ni solventes orgánicos.

Abundan en las cortezas de los robles (donde están especialmente concentrados en las agallas) y los castaños, entre otros árboles.

Furfural

Es un aldehído aromático, con una estructura en anillo. Su fórmula química es C5H4O2. En estado puro, es un líquido aceitoso incoloro con olor a almendras, en contacto con el aire rápidamente pasa a amarillo.Propiedades físicas Apariencia Aceite Incoloro Densidad 1160 líquido Kg. /m3; Expresión errónea: Palabra "l" desconocida g/cm3 Masa 96,09 g/mol u Punto de fusión K (-36,5 °C) Punto de ebullición 111,45 K (°C) Propiedades químicas Solubilidad en agua n/d Peligrosidad Punto de inflamabilidad 335 K (62 °C) K

Identificación de peligros: Nocivo en contacto con la piel, tóxico por inhalación y por ingestión, irrita los ojos y las vías respiratorias, posibles efectos cancerígenos

Primeros auxilios: Contacto con los ojos: lavar inmediatamente con abundante agua, no

utilizar productos neutralizantes, si la irritación persiste consultar al médico

Contacto con la piel: Lavar inmediatamente con abundante agua, puede lavarse con jabón, retirar la ropa contaminada, dar atención médica.

Después de inhalación: Llevar a un espacio ventilado, si está inconsciente; mantener vías respiratorias abiertas, consultar inmediatamente al médico

Después de ingestión: No dar agua a un paciente sin conocimiento, en caso de que esté conciente; provocar vómito

El fuego producirá gases irritantes, corrosivos y/o tóxicos. Los vapores pueden causar mareo o sofocación. Escapes al control del fuego o diluido en agua puede causar contaminación

Acetato de plomo

(Acetato dibásico de plomo, Acetato de plomo (II), Azúcar de plomo)Fórmula molecular C2H4O2·12Pb C2H4O2 Masa molecular: 325.28 g/mol Punto de fusión: 536.0 °F ó 167° F con calentamiento rápido

Densidad: 2.55 a 68.0 °F Punto de ebullición: en temperaturas por arriba de 200 °F comienza a perder ácido acético, se descompone totalmente sobre 400 °F. Solubilidad en agua: 10-50 mg/mL a 68 °F

Peligrosidad: Ingestión: Síntomas en caso de ingestión: Tóxico; dolor abdominal,

náuseas y vértigo. Inhalación: Síntomas en caso de inhalación: Náuseas, vértigo y dolor de

cabeza. Piel: Se absorbe por piel causa enrojecimiento y es tóxico.

Subacetato de plomo(Acetato de plomo básico, Acetato de plomo monobásico, Subacetato de plomo ACS)Estado físico, olor y color: polvo blanco de olor dulceFormula: Pb (CH3COO) 2·Pb (OH) 2Peso molecular: 807.69Punto de fusión: se descomponeSustancias a evitar: Bromatos, Clorhidrato de Fenol, Sulfuros y Ácidos.

Peligrosidad: Ingestión: Extremadamente peligroso para la salud Provoca trastornos

hepáticos en pequeñas dosis puede provocar leucemia y en grandes cantidades puede provocar la muerte.

Contacto con los ojos: Irritación y ardor Contacto con la piel: Irritación y enrojecimiento de la piel. Este material

se absorbe por la piel en largos periodos de contacto. Inhalación: El plomo puede ser absorbido por las vías respiratorias,

irritación local de bronquios y traquea, puede provocar los síntomas de de ingestión accidental.

Primeros auxilios: Ingestión: De a beber inmediatamente leche o agua, solicitar asistencia

médica Contacto con los ojos: Lavar suavemente con agua corriente durante 15

min abriendo ocasionalmente los párpados. Solicitar atención medica de inmediato.

Contacto con la piel: Lavar con agua corriente durante 15 min. Al mismo tiempo quitarse la ropa contaminada y calzado. Solicite atención médica.

Inhalación: Traslade a un lugar con ventilación adecuada, Si respira con dificultad suministrar oxigeno. Solicite atención médica de inmediato

Carbonato de calcio.(Carbonato cálcico)

Formula: CaCO3

Apariencia Polvo blanco inodoroDensidad 2,7×10³ Kg. /m3; 2,7 g/cm3Masa 100.1 uSolubilidad en agua 0,0013g por cada 100g de aguaΔfH0: líquido -1154 kJ/mol ΔfH0: sólido -1207 kJ/mol S0: sólido 93 J·mol-1·K-1

Peligrosidad Ingestión En cantidad excesiva puede causar irritación gástrica leve. Su ingestión crónica puede causar hipercalcemia, alcalosis y daño renal. Inhalación En grado excesivo puede causar irritación respiratoria leve. Piel Leve riesgo, puede causar irritación. Ojos Leve riesgo, puede causar irritación.

Carbonato de sodio (Barrilla, natrón, soda Solvay, Ceniza de Soda)Fórmula: Na2CO3

Propiedades físicas Estado de agregación Sólido Apariencia Sólido blanco Densidad 2.5 × 10³ Kg. /m3; 2.5 g/cm3 Masa 106 u Punto de fusión 1.124 K (°C) Punto de ebullición 1.873 K (°C) Propiedades químicas Solubilidad en agua 10,9 g por cada 100 g de agua KPS n/d Termoquímica ΔfH0: líquido -1102 kJ/mol ΔfH0: sólido -1131 kJ/mol S0: Sólido 135 J·mol-1·K-1

Riesgos Ingestión Causa irritación. Inhalación Dañina, deben evitarse especialmente exposiciones prolongadas. Piel Irritaciones y posiblemente quemaduras. Ojos Irritación grave, posiblemente con heridas graves.

Hidróxido de amonio(Amoniaco, Amonio, Nitruro de Hidrogeno)Fórmula: NH4OHApariencia. Líquido Incoloro, Olor: picante, lacrimógeno y sofocantePeso molecular: 35,05Apariencia: Líquido incoloro, sofocante y de fuerte reacción alcalina.Densidad: 0,92 g/ml.

Al reaccionar con ácidos fuertes genera calor, llegando a ebulliciónAmoniaco Solución 25 - 30 %Flamabilidad ligeraReactividad moderadaPunto de fusión: se descomponePresión de vapor: 475 mm Hg a 20ºCDensidad relativa: 0.898 a 20ºC30% de volatilidad

Riesgos para la salud y primeros auxilios Ingestión: Causa quemaduras en el sistema digestivo, Es dolorosa con

intolerancia gástrica. De a beber inmediatamente agua o jugo de naranja, agua con vinagre. No Induzca el Vomito. Solicite atención médica de inmediato.

Contacto con los ojos: Irritación intensa, si no se trata de inmediato puede causar ceguera parcial o total. Lavar suavemente con agua corriente durante 15 min. abriendo ocasionalmente los párpados. Solicitar atención medica de inmediato

Contacto con la piel: Provoca severas quemaduras. Lavar con agua corriente durante 15 min. Al mismo tiempo quitarse la ropa contaminada y calzado. Solicite atención médica.

Inhalación: Extremadamente Irritante al respirar, Causando asfixia, si no se retira de inmediato, puede morir a causa de asfixia. Traslade a un lugar con ventilación adecuada, Si respira con dificultad suministrar oxigeno. Si NO respira inicie la respiración artificial. Solicite atención médica.

Sodio MetálicoSímbolo: NaApariencia: Blanco plateadoEstructura cristalina: cúbica centrada en el cuerpoPunto de fusión 370,87 K (97,72 °C) Punto de ebullición 1156 K (883 °C) Entalpía de vaporización 96,42 kJ/mol Entalpía de fusión 2,598 kJ/mol Presión de vapor 1,43 × 10-5 Pa a 1234 K Calor específico 1230 J/ (kg·K) Conductividad eléctrica 21 × 106/m Ω Conductividad térmica 141 W/ (m·K) Potenciales de ionización: 1º = 495,8 kJ/mol; 2º = 4562 kJ/mol; 3º = 6910,3 kJ/mol; 4º = 9543 kJ/mol; 5º = 13354 kJ/mol; 6º = 16613 kJ/mol; 7º = 20117 kJ/mol; 8º = 25496 kJ/mol; 9º = 28932 kJ/mol; 10º = 141362 kJ/mol.

Precauciones: En forma metálica el sodio es explosivo en agua y con muchos otros elementos. El metal debe manipularse siempre cuidadosamente y almacenarse en atmósfera inerte, generalmente de argón evitando el contacto con el agua y otras sustancias con las que el sodio reacciona como el oxígeno. La explosión del sodio con el agua es debida a la generación de hidrógeno en la misma y con el consecuente calor formado por la reacción exotérmica se pueden producir explosiones del hidrógeno generado. Por lo tanto se debe tener mucho cuidado, trabajar con precaución y con los elementos necesarios para protegerse de sus reacciones químicas.

Sulfato Ferroso (Sulfato ferroso; vitriolo verde; vitriolo de hierro; caparrosa verde; melanterita; szomolnokita)Fórmula:FeSO4 (sal anhidra)FeSO4·H2O (monohidratado)FeSO4·4H2O (tetrahidratado)FeSO4·5H2O (pentahidratado)FeSO4·7H2O (heptahidratado)Apariencia: cristales verde-azules o blancosDensidad 1898 kg/m3; 1,898 g/cm3Masa: 151,908 g/mol (sal anhidra);169,923 g/mol (monohidratado); 224,120 g/mol (tetrahidratado); 242,135 g/mol (pentahidratado);278,05 g/mol (heptahidratado) uPunto de fusión: 337 K (64 °C)Punto de ebullición: 363 K (90 (se convierte en monohidrato) °C)Punto de descomposición: 573 K (300 °C)Solubilidad en agua: 29.5 g / L de aguaΔfH0 sólido -928.4 kJ/molS0 sólido 107.5 J•mol-1•K-1

Peligrosidad Ingestión: Baja toxicidad en pequeñas cantidades pero dosis mayores pueden

causar nauseas, vómitos y diarrea. La decoloración de la orina hacia un color rosado indica intoxicación con hierro lo que puede causar la muerte.

Inhalación: Irritación en vías respiratorias Piel: Enrojecimiento Ojos: Causa irritación, dolor y enrojecimiento

Cloruro Férrico

(Cloruro de hierro (III), Percloruro de hierro, Percloruro férrico, Molisita (mineral))Fórmula: FeCl3,; hexahidratado: FeCl3·6 H2O Estado de agregación: Sólido Apariencia: verde oscuro (cristal) Densidad: 2800 kg/m3; 2,8 g/cm3 Masa: 162,20 u Punto de fusión: 533 K (260 °C) Punto de ebullición: 588 K (315 °C)Solubilidad en agua: 92 g/100 ml (20 °C)Δf H0 sólido: -399,4 kJ/mol S0 sólido: 142.34 J·mol-1·K-1

Riesgos: Ingestión náuseas, vómitos. Piel Irritaciones, quemaduras. Ojos Irritaciones, quemaduras.

Fluoruro de potasio:Fórmula: KFEstado de agregación: Sólido Apariencia: Sólido blanco Densidad: 2.48 × 10³ kg/m3; 2.48 g/cm3 Masa: 58,1 u Punto de fusión: 1133 K (-272,017 °C) Punto de ebullición: 1773 K (-271,377 °C)

Ácido Sulfúrico(Tetraoxosulfato (VI) de hidrógeno, Aceite de vitriolo)Fórmula: H2SO4

Estado de agregación: Líquido Apariencia: Líquido higroscópico, incoloro, aceitoso e inodoro Densidad: 1800 kg/m3; 1.8 g/cm3 Masa: 98,08 u Punto de fusión: 283 K (10 °C) Punto de ebullición: 610 K (337 °C)Solubilidad en agua: miscibleΔfH0: líquido -814 kJ/mol S0 líquido: 1 bar 19 J/·mol·K

Peligrosidad:Incendio: No combustible. Muchas reacciones pueden producir incendio o explosión. Desprende humos (o gases) tóxicos o irritantes en caso de incendio.No poner en contacto con sustancias inflamables. NO poner en contacto con combustibles.

NO utilizar agua. En caso de incendio en el entorno: polvo, AFFF, espuma, dióxido de carbono.

Explosión: Riesgo de incendio y explosión en contacto con bases, sustancias combustibles, oxidantes, agentes reductores, agua.En caso de incendio: mantener fríos los bidones y demás instalaciones rociando con agua pero NO en contacto directo con agua.

Exposición: Evitar la formación de niebla del producto, evitar cualquier contacto.

Inhalación: Corrosivo. Sensación de quemazón, tos, dificultad respiratoria, dolor de garganta. Ventilación, extracción localizada o protección respiratoria. Aire limpio, reposo, posición de semiincorporado, respiración artificial si estuviera indicada y proporcionar asistencia médica.

Piel: Corrosivo. Dolor, enrojecimiento, quemaduras cutáneas graves. Guantes protectores y traje de protección. Quitar las ropas contaminadas, aclarar la piel con agua abundante o

ducharse y proporcionar asistencia médica. Ojos: Corrosivo. Dolor, enrojecimiento, quemaduras profundas graves. Pantalla facial o protección ocular combinada con la protección

respiratoria. Enjuagar con agua abundante durante varios minutos (quitar las lentes

de contacto si puede hacerse con facilidad) y proporcionar asistencia médica.

Ingestión: Corrosivo. Dolor abdominal, sensación de quemazón, vómitos, colapso.

No comer, ni beber, ni fumar durante el trabajo. Enjuagar la boca, dar a beber agua abundante, NO provocar el vómito,

solicitar atención médica.

Ácido Nítrico Fórmula: HNO3

Apariencia: líquido incoloroOlor: Fuerte, picantePresión de vapor: 25 mmHg a 20ºCSolubilidad en agua: 72% en peso a 20ºCPunto de congelación: -45ºC Punto de ebullición: 105ºC a 760 mmHgComposición: 68% ác nítrico 32% aguaInflamabilidad mínimaReactividad severa

Peligros generales: No es flamable ni explosivo en condiciones normales de uso pero si corrosivo y reacciona con la mayoría de los metales generando

hidrógeno, el cual es altamente inflamable y/o explosivo. Puede descomponerse al calentarse y producir vapores corrosivos y/o tóxicos. Los vapores pueden acumularse en áreas confinadas. La sustancia reaccionará con el agua (algunas veces violentamente) despidiendo gases corrosivos y/o tóxicos. La reacción con el agua puede generar mucho calor, el cual aumentará la concentración de humos en el aire.Riesgos para la salud y primeros auxilios:

Contacto con los ojos: Puede causar lesiones severas y quemaduras, entre los síntomas se incluyen picazón, dolor, enrojecimiento y mala visión. Lave inmediatamente los ojos con agua en abundancia durante mínimo 20 minutos, manteniendo los párpados abiertos para asegurar el enjuague de toda la superficie del ojo, acudir inmediatamente al médico.

Contacto con la piel: Es irritante y corrosivo sobre la piel, puede causar lesiones y quemaduras severas si no se lava a tiempo, entre los síntomas se incluyen enrojecimiento, dolor y quemaduras. Lave inmediatamente con gran cantidad de agua y jabón durante por lo menos 15 minutos. Se puede aplicar ungüento calmante sobre la piel irritada después de enjuagar abundantemente. Quite la ropa contaminada incluyendo zapatos, una vez que se ha comenzado el lavado. Procurar atención médica inmediata.

Inhalación: La inhalación de humos y gases causa severa irritación del conducto respiratorio superior causando tos, inflamación y quemaduras en la garganta, dificultad en la respiración, respiración entrecortada. Si se inhala fuertemente puede ocurrir un edema pulmonar. Mueva a la víctima a donde se respire aire fresco. Aplique respiración artificial si la víctima no respira. Suministre oxígeno húmedo a presión positiva durante media hora si respira con dificultad. Mantenga a la víctima en reposo con temperatura corporal normal. Obtenga atención médica inmediata.

Ingestión: Causa severas quemaduras y dolor a las membranas mucosas de la boca, garganta, esófago y el estómago, se presenta dificultad en la respiración. No inducir a vómito, dar una gran cantidad de agua o leche. Mantener las vías respiratorias libres, solicitar atención médica inmediata

Sobre-exposición: Aguda: Fuertemente irritante y corrosivo a los ojos, piel, boca y sistema

digestivo. Los vapores son irritantes al sistema respiratorio. Exposición prolongada puede causar síntomas más severos incluyendo edema pulmonar. El efecto local en la piel puede consistir en áreas múltiples de destrucción superficial o una dermatitis primaria. Así mismo la inhalación de vapores puede resultar en distintos grados de irritación o daño a los tejidos del sistema respiratorio. Como también una susceptibilidad mayor a enfermedades respiratorias.

Acido salicílico: (Acido orto-hidroxibenzoico) C5H4 (OH)(COOH)Cristales en agujas blancas o polvo; sabor dulce, después acre; estable al aire pero se decolora gradualmente por efecto de la luz; p. e. 1,443 (20/4º C); p. eb. 211º C a 20 mm; sublima a 76º C; p. f. 158º-161º C; soluble en acetona, aceite de trementina, alcohol eter y benceno; muy ligeramente soluble en agua. Combustible. Poco tóxico.El polvo forma mezclas explosivas con el aire.

Salicilato de Cafeína: Murexida: Formula: C8H8N6O6

Peso molecular: 284,19 Aspecto: sólido rojo- pardo inodoroSolubilidad en agua: 1 g/l en agua a 20°C Primeros auxilios:

Inhalación: Trasladar a la persona al aire libre. Contacto con la piel: Lavar abundantemente con agua. Quitarse las ropas

contaminadas. Ojos: Lavar con agua abundante manteniendo los párpados abiertos. Ingestión: Beber agua abundante. Provocar el vómito. Pedir atención

médica. Medios de extinción adecuados: Agua. Dióxido de carbono (CO2).

Espuma. Polvo seco.

b) Extracción a reflujo

A menudo es deseado calentar una mezcla por un largo tiempo sin tener que estarla cuidando. El aparato de reflujo permite ese calentamiento, también extrae el solvente por evaporización; un condensador es adaptado al matraz balón y se comienza a agua fría, para condensar los vapores, siempre se debe de utilizar una perla de ebullición o un agitador magnético para evitar un derrame por un fuerte burbujeo. La dirección de flujo de agua del condensador debe de ser de abajo hacia arriba, el agua debe de fluir rápido lo suficiente para resistir cualquier cambio en la presión, pero no debe de fluir muy rápido o más de lo necesario. Una excesiva velocidad de flujo aumenta la probabilidad de inundación y una presión de agua muy alta y fuerza las mangueras unidas al condensador. Cuando una flama es la fuente de calentamiento, es conveniente utilizar una tela de asbesto bajo el matraz balón para proporcionar una mejor disminución de calentamiento, en muchos casos es preferible una manta de calentamiento

Si la velocidad de flujo ha sido correctamente ajustada el líquido calentado bajo el reflujo comenzara a viajar solo parcialmente por el condensador antes de la condensación.

c) 2. Extracción líquido-líquido discontinua

La extracción líquido-líquido discontinua se emplea para líquidos inmiscibles con el agua, pero solubles con el que se desea extraer. En este tipo de extracción el material básico es el embudo de separación, ya que con él se lleva a cabo la extracción.

La extracción discontinua se fundamenta en el coeficiente de reparto. Uno de los casos más frecuentes es encontrado en la separación de un compuesto orgánico neutro de una solución o suspensión en un medio acuoso, por lavado con un solvente orgánico en el cual el compuesto es soluble pero que sea inmiscible (o parcialmente miscible) en agua.

La disolución a tratar se denomina alimentación, recibiendo el nombre de disolvente el líquido que se pone en contacto con ella. Después del contacto entre la alimentación y el disolvente se obtienen dos fases líquidas, denominadas: extracto (la más rica en disolvente) y refinado (la más pobre en disolvente). Separando el disolvente del extracto y del refinado se obtienen el producto extraído y el producto refinado.

Como lo que se pretende en la extracción es dividir la disolución líquida original en producto extraído y en producto refinado, es fundamental la separación del disolvente añadido a la disolución. De aquí que la recuperación del disolvente haya de poder efectuarse de modo sencillo y económico; generalmente se realiza por destilación, evaporación o salinificación.

En cualquier proceso de extracción se necesita:

1º Contacto de la disolución líquida original con el disolvente. 2º Separación de las fases líquidas formadas (extracto y refinado). 3º Recuperación del disolvente.

Estos tres apartados constituyen lo que se denomina estadio, etapa o unidad de extracción, que recibe el nombre de ideal o teórico cuando el contacto entre la disolución líquida y el disolvente ha sido lo suficientemente íntimo para que las fases líquidas separadas tengan las concentraciones correspondientes a condiciones de equilibrio.

El agua es usada como uno de los dos solventes en las extracciones líquido-líquido ya que la mayoría de los compuestos orgánicos son inmiscibles en agua y porque el agua disuelve compuestos iónicos y muy polares. Los solventes que son compatibles con agua para la extracción de compuestos orgánicos son generalmente elegidos de la siguiente tabla. En cada uno de estos solventes es conocido el criterio de insolubilidad en agua; agua y cualquier otro de estos

solventes con dos fases distintas. En extracciones con agua y solventes orgánicos, el agua se refiere a la fase acuosa y el solvente orgánico es llamado fase orgánica.

En adición al criterio de inmiscibilidad en las fases acuosa y orgánica, el compuesto que ha sido extraído, debe separarse de la fase que está concentrado. El solvente orgánico que es elegido generalmente tiene un punto de ebullición mucho menor que el compuesto extraído y es usualmente seleccionado por el bajo y no tóxico compuesto orgánico que tiene punto de ebullición menor a 100º C.

Si es necesario extraer un gran volumen de material que entre en el embudo de separación, la extracción puede, por supuesto, hacerse en partes. Pequeñas cantidades de material insoluble en agua puede ser eficientemente removido de las grandes cantidades de agua, añadiendo un poco de éter (u otro solvente menos denso que el agua) en el contenedor de agua/producto de la mezcla, agitar bien la mezcla, adicionarla en porciones al embudo de separación, retirar la mayor capa de agua que se pueda después de cada adición. Este procedimiento puede ser usado para lavar una gran cantidad de solución orgánica con un poco de agua, si esta solución es más densa que el agua.

La mayoría de veces es posible ver, en el embudo de separación, la fase orgánica y la fase acuosa, con el conocimiento de los volúmenes relativos usados ó con las densidades relativas de los dos solventes. Sin embargo, a veces, la transferencia de material de una capa a otra o la presencia de algunas sustancias de diferentes densidades puede hacer incierta el reconocimiento de las fases. No es posible, por supuesto, identificar sólo con el olor de cada fase, cuál es cual, al igual que con la presión de vapor de cada componente en cada fase. En ocasiones, se pueden diferenciar las fases añadiendo un poco de agua y observando a cuál capa se incorpora el agua añadida.

A continuación se mencionaran distintos tipos de equipos adecuados para llevar a cabo el proceso de extracción líquido-líquido

Columna de pulverización.Es el aparato más sencillo de construir. La fase dispersa se rocía en pequeñas gotas en la fase continua (el pulverizador puede estar en el fondo de la columna cuando la fase menos densa es la que va a dispersarse. La operación de estos aparatos está enmascarada por un alto grado de retromezcla en la fase continua.

Columna de relleno.

En esencia es una columna de pulverización con alguna forma de relleno dividido en su interior. El relleno sirve para reducir la acción de un gran número de unidades de transferencia.

Columna de platos. Las columnas de platos son utilizadas en la extracción son casi siempre columnas de platos perforados. La fase dispersa fluye a través de los agujeros de los platos y se recoge encima (para fase dispersa pesada) debajo (para fase dispersa ligera) en la bandeja siguiente, la cual entonces redispersa el líquido. Las etapas discretas son efectivas para reducir la retromezcla.

Columna pulsante. El contenido tanto de una columna de platos como de una columna de relleno puede ser impulsado aplicando oleadas intermitentes de presión de bombeo a la columna. Este impulso estimula las velocidades de transferencia de materia en la columna, debido a un aumento del área interfacial (minado hacia arriba de la gota) y a un aumento de los coeficientes de transferencia de la materia. Como consecuencia, una columna pulsante puede dar una separación específica en menor altura de torre que otra columna equivalente no pulsante. La columna pulsante aprovecha los beneficios de una agitación mecánica sin que haya partes móviles en la columna

Columna de tabiques deflectores.Este dispositivo es una columna vertical abierta con varios deflectores horizontales construidos a intervalos a lo largo de su altura para reducir la extensión de mezclado axial. Los dispositivos deflectores corrientes tienen discos y arandelas, dos de los discos son platos circulares horizontales sólidos, montados axialmente con un diámetro menor que el de la columna. Las arandelas son anillos horizontales unidos a las paredes de la columna. La construcción es semejante a la columna RDC (Contactor de Discos Rotatorios).

Columnas agitadas mecánicamente. En estas columnas, agitadores rotatorios conducidos por un eje que se extiende axialmente a lo largo de la columna agitan las fases líquidas, promoviendo la rotura de la gota y la transferencia de materia. En la columna Schelbed las regiones agitadas por agitadores montados axialmente están separadas verticalmente una de otra por regiones de malla de alambre. Los agitadores propician la coalescencia y la separación de fases haciendo que las fases ligera y pesada fluyan en las direcciones deseadas hacia arriba y hacia debajo de la columna. En la columna RDC una rápida rotación de discos horizontales sirve para dar un rompimiento de fase y una transferencia de materia por cizalladura contra los discos. Los anillos separan las regiones de discos rotatorios una de otra para disminuir los efectos de retromezcla. Hay también un contactor de discos rotatorios asimétrico (Hanson, 1968). La columna Oldshue-Rushton (Contactor CM Lightnin) utiliza impulsores de

turbina y comportamientos más profundos para lograr el mismo resultado que los otros dispositivos de esta categoría.

Contactor Graesser de cubetas de goteo. Esta es una unidad completamente distinta en concepto de la descrita por Hanson (1968Ç). Consiste en un gran tambor horizontal, cilíndrico, con rotación lenta, dentro de la cual hay abiertas unas <<cubetas>> montadas en la pared del cilindro. Las dos fases están estratificadas en el tambor, llenándolo. Las cubetas cogen cantidades de una fase y la transportan a la otra, haciendo que gotas relativamente grandes de cada fase caigan o suban a través de la otra fase. Esta suave dispersión y la sedimentación fácilmente resultante hacen que se utilicen en sistemas con dificultad de sedimentación, los cuales tienden a emulsificar.

Mezclado-sedimentador. Estos dispositivos proporcionan compartimientos separados para la mezcla y para la ulterior separación de fases por sedimentación. La mezcla se hace normalmente por agitadores mecánicos rotatorios; sin embargo, uno o ambos líquidos pueden también ser bombeados a través de boquillas u orificios, etc., para producir el mezclado. Los aparatos mezclador-sedimentador dan generalmente una alta eficiencia de transferencia de materia, lo que permite hacer un diseño digno de confianza usando un análisis de las etapas de equilibrio basado únicamente en los datos de equilibrio del sistema, sin que sean necesarios datos reales de la velocidad de transferencia. Generalmente, los dispositivos mezclador-sedimentador son más complejos que otros aparatos y ocupan un volumen relativamente grande.

Contactores centrífugos. Estos dispositivos utilizan fuerza centrífuga para provocar un flujo en contracorriente de la fase pasando de una a otra lo más rápidamente posible a través sólo de la acción de la gravedad. La fuerza centrífuga también provoca la coalescencia de las gotitas donde esto es difícil. Los extractores centrífugos en un dispositivo simple pueden suministras varias etapas de equilibrio, pero no mucha. Una única ventaja de los extractores centrífugos es el corto tiempo de residencia de las fases en el aparato, hecho que es a menudo ventajoso en la industria farmacéutica. Distintos tipos de Contactores incluyen el extractor Podbielniak, el extractor Westfalia y el extractor DeLaval.

Selección del Disolvente

Si un producto orgánico va a ser purificado por disolución en un solvente orgánico seguido de una extracción de una solución con dos o más porciones de solución acuosa, el proceso entero debe ser mucho más rápido y fácil, y debe involucrar menos pérdidas, si la solución orgánica es menos densa que el agua.

En este caso, la capa de agua puede ser sacada a través de la llave, y la fase orgánica es retenida en el embudo, lista para la siguiente extracción. Si la fase orgánica es más ligera que el agua, tiene que ser retirada a través de la llave, derramar la fase acuosa, y regresar la fase orgánica al embudo de separación para la siguiente extracción. Cada una de esas transferencias se llevará un tiempo y puede implicar una pérdida de material. Por el contrario, si es necesario obtener una solución acuosa con varias porciones de disolvente con el fin de lograr la máxima recuperación de una sustancia será más conveniente extraer con un disolvente más pesado que el agua de modo que el disolvente pueda ser simplemente extraído a cada momento a través de la llave sin retirar primero la fase acuosa.

c1) Fundamento Teórico

La extracción está basada en la distribución de un compuesto entre dos fases en equilibrio. Esta repartición (o distribución) en equilibrio depende de la solubilidad del compuesto en cada uno de las dos fases.

c2) Deducción de la fórmula de la Ley de distribución de Nernst

El yodo es soluble en agua y en tetracloruro de carbono. Cuando una solución de yodo en agua se agita con tetracloruro de carbono que es inmiscible con agua, se encuentra que el yodo se distribuye entre las capas de agua y tetracloruro de carbono de manera que en equilibrio la relación de concentraciones del yodo en dichas capas es constante a cualquier temperatura dada. Esta distribución de un soluto entre dos disolventes inmiscibles o ligeramente miscibles puede realizarse con cualquier soluto para el cual se encuentre el par de disolventes inmiscibles adecuado.La conducta anterior es una consecuencia de los requisitos termodinámicos de equilibrio. Para verlo más claramente, consideremos un par de disolventes en contacto A y B que contienen la misma sustancia en solución. La energía libre molar parcial del soluto en el líquido A, F se representa así:

FA = FBº + RT ln a A………………….(1)

Donde FA º es la energía libre estándar y aA es la actividad del soluto en el solvente A. En forma análoga, la energía libre molar parcial del soluto en el segundo líquido, FB se escribe así

FB = FAº + RT ln a B …………………. (2)

Donde todas las cantidades tienen el mismo significado que en la ecuación (1) con la excepción de que ahora se refieren al líquido B. Como para el equilibrio

entre las capas debemos tener FA = FB a temperatura y presión constantes, se deduce

FBº + RT ln a B = FAº + RT ln a A

Ln (a A/ a B) = (FAº - FBº)/ RT……. (3)

Sin embargo, a una temperatura dada FAº y FBº son constantes para una sustancia en un solvente particular. De aquí

Ln (a A/ a B) = constante

Por eso

a B/ aA = K………………………… (4)

La ecuación (3) constituye la formulación matemática de la ley de distribución de Nernst, que establece que una sustancia se distribuye entre los solventes hasta que en equilibrio se alcanza una relación constante de las actividades de la sustancia en las dos capas, para una temperatura establecida. Cuando las soluciones diluidas, o el solvente se comportan idealmente, la actividad es prácticamente igual a la concentración a y la ecuación (3) se reduce a

CB/CA = K………………………… (5)

La constante K se llama coeficiente de distribución o de reparto. La aplicación de esta ley simplificada, ecuación (5), La constancia esencial de los coeficientes de distribución para concentraciones bajas, nos muestra la validez de la ecuación (5),

La constante K depende de la naturaleza del soluto de los líquidos comprendidos. Otros factores que modifican la magnitud de esa constante son la temperatura y la forma en que ella se expresa, es decir (a A/ a B) ó (a B / a A)

c3) Emulsiones y métodos para romperlas

Una emulsión es una dispersión coloidal de partículas líquidas en otro líquido.

Un problema común en la extracción es el fracaso de la separación completa y limpia en dos capas de una solución inmiscible; un cierto volumen de una mezcla en una interfase a veces consiste en gotas de una solución o suspensión en otra (una emulsión). En algunos casos, la separación se hace limpia y completa si el embudo de separación y su contenido están en reposo por unos minutos. Si el volumen de la emulsión es relativamente pequeño,

puede ser temporalmente ignorado y la extracción continúa con la esperanza de que desaparecerá la emulsión en extracciones posteriores, pero, si la mayor parte de la mezcla es emulsificada, debe ser separada (si se cuenta con el tiempo necesario) o romperla de otra forma.

Si la emulsión causa una diferencia muy pequeña en la densidad de las dos capas, la adición de un solvente o dos capas puede producir una mayor diferencia en la densidad. El pentano es el más eficiente para hacer que la densidad de una solución orgánica decrezca, la adición de agua puede hacer que la densidad de una fase acuosa se incremente o se reduzca, dependiendo de su composición. Si la fase acuosa contiene cantidades considerables de solventes orgánicos (tales como los alcoholes), puede tener una densidad más baja a 1gr/mL, por otro lado, si es una solución de materia inorgánica, esta tendrá una densidad mayor a 1gr/mL, la adición de sal o de una solución saturada de cloruro de sodio, puede también incrementar la densidad de la fase acuosa.

Las emulsiones son comúnmente encontradas en extracciones que incluyen soluciones básicas. Probablemente esto es porque las trazas de ácidos orgánicos de altos pesos moleculares son convertidas en sus sales, y el jabón resultante provoca emulsificación. La tendencia a emulsificar en una extracción con una solución acuosa neutra puede a veces superarse añadiendo unas gotas de ácido acéticos, así, se evita la formación del jabón.

Las emulsiones en ocasiones pueden ser rotas mediante la centrifugación y mediante el filtrado a succión del material emulsificado. El filtrado a succión es una operación muy llena de problemas, por lo que debe realizarse en el último de los casos.

Las prevenciones en la formación de emulsiones son, por mucho, mejores que las soluciones, si la mezcla es agitada suavemente al principio y después estimar la tendencia hacia la formación de la emulsión. Cuando la formación de una emulsión puede ser un problema, se debe agitar lentamente las capas y por un mayor tiempo.

d) Sublimación fundamento teórico, gráfica de presión de vapor el contrario temperatura, importancia y usos, método de laboratorio para llevar a cabo.

La presión de vapor de un sólido también varía con la temperatura; a causa de este comportamiento muchos sólidos pueden pasar rápida y directamente a la fase gaseosa sin pasar por la líquida. Este proceso es llamado sublimación, si el vapor puede ser re-solidificado, el ciclo vaporización-solidificación puede ser usado como método de purificación; esta purificación puede ser exitosa solo si las impurezas tienen presiones de vapor mas bajas que el material sublimado.

La sublimación es una propiedad usualmente de sustancias volátilmente no polares que también tienen una estructura simétrica; los compuestos simétricos tiene puntos de fusión relativamente altos y altas presiones de vapor. La facilidad con que una sustancia puede escapar del sólido esta determinada por las fuerzas de sus interacciones intermoleculares; estructuras moleculares simétricas tienen una distribución relativamente uniforme de su densidad electrónica y un momento bipolar pequeño. Un momento dipolar pequeño significa una presión de vapor más alta y las fuerzas electrostáticas mas bajas

Hablando estrictamente el punto de sublimación es como el punto de fusión o el de ebullición. Este esta definido como el punto en el cual la presión de vapor de un sólido iguala a la presión aplicada

Comportamiento de la presión de vapor e sólidos y líquidos

Métodos de sublimación

La sublimación puede ser utilizada para purificar sólidos, el sólido es calentado hasta que la presión de vapor sea lo suficientemente fuerte para

que se vaporice y condense como un sólido. La superficie superior mantiene el conjunto para ser enfriado por un flujo continuo usando un condensador de dedo frío, por una mezcla de agua-hielo o por flujo de aire directo por medio de una boquilla. Las mangueras de agua deben de estar bien aseguradas a la entrada y salida del condensador de dedo frío, de otra manera las conexiones pueden gotear y permitir el paso de agua al aparato de sublimación: muchos sólidos no producen suficiente presión de vapor a 760 mmHg pero pueden ser sublimados a presión reducida. Así la mayoría de los equipos de sublimación esta provista de una conexión de un aspirador o de una bomba de vacío. La reducción de la presión es también ventajosa en la prevención de la descomposición térmica de las sustancias que requieren altas temperaturas a presiones comunes.

En práctica el término sublimación es vagamente aplicado, y es a menudo mencionado para describir el proceso en el cual el sólido se derrite antes de la evaporización, esto no es realmente una sublimación; es importante recordar que para realizar una sublimación es necesario mantener la temperatura por debajo del punto de fusión del sólido.

Después de la sublimación el material que se ha reunido en la superficie fría es recuperado quitando el dedo frío del aparato, el dedo frío se debe de quitar con mucho cuidado para evitar la perdida de cristales recolectados. El depósito de los cristales es escarbando el dedo frío con una espátula, si se usa la presión reducida, la presión reducida debe de ser llevada cuidadosamente para evitar una bocanada de aire que desaloje los cristales.

e) Métodos para identificar la cafeína: Cromatografía en Capa Fina (CCF) usando un estándar, punto de fusión mixto, ¿qué es un derivado, preparación de un derivado (salicilato de cafeína)?

e1) Identificación de la Cafeína

Punto de fusión mixtoSi el objetivo del experimento es identificar que dos sustancias A y B son idénticas puesto que cada una exhibe punto de fusión similares o idénticos, son pulverizados finamente y mezclados en cantidades iguales, entonces el punto de fusión de la mezcla es determinado. Si hay una disminución del punto de fusión o si el rango de fusión es expandido en una gran cantidad, no se puede determinar si una de las sustancias ha actuado como impureza y si son o no el mismo compuesto.

CCF Como la cromatografía en columna es una técnica de separación sólido-líquido. Cuando un portaobjetos con adsorbente es colocado parado dentro de un contenedor que contiene una pequeña cantidad de disolvente, este último comienza a subir por el adsorbente por un efecto de capilaridad. En la CCF, la muestra es aplicada al adsorbente del portaobjetos antes de que el solvente empiece a subir por el adsorbente, la muestra es aplicada usualmente a una pequeña distancia de la base del portaobjetos.

Cuando el disolvente empieza subir, la muestra de es particionada entre la fase móvil y la fase estacionaria, durante este proceso los distintos componentes de la mezcla aplicada son separados. La separación esta basada en los muchos procesos de equilibrio entre la fase móvil y la estacionaria. Como la cromatografía en columna y las sustancias menos polares alcanzan más rápido que las polares. La separación resulta de la diferencia de las velocidades a las cuales los componentes de la mezcla avanzan a lo largo de la capa fina. Cuando dichas sustancias están presentes en la mezcla; cada una de ellas tiene una solubilidad característica propia y propiedades de absorbencia, depende los grupos funcionales en su estructura. En general la fase estacionaria es fuertemente polar y une fuertemente a las sustancias polares. La fase móvil es comúnmente menos polar que el adsorbente y disuelven sustancias que son menos polares o hasta no polares.

e2) Derivado

Un derivado de un compuesto es un segundo compuesto, de punto de fusión conocido, formado a partir del compuesto original por una simple reacción química; en un intento de hacer una prueba química de un compuesto orgánico, uno debe convertirlo en un derivado. Si el primer compuesto, cafeína en este caso, y su derivado tiene punto de fusión que estén

registrados en la literatura, se deduce que no es sólo una coincidencia y que la determinación del primer compuesto, cafeína, ha sido igualmente establecida.

Preparación de salicilato de cafeínaLas cantidades aquí dadas deben de ser ajustadas a la cantidad de cafeína obtenida. Usar una balanza analítica, disuélvase 50mg de cafeína y 37mg de ácido salicílico en 4ml de tolueno en un pequeño matraz erlenmeyer calentando la mezcla en un baño de vapor. Agréguense 1ml de éter de petróleo hirviendo (60-90°C) o ligrina y permita a la mezcla enfriarse e instaurarse. Puede que sea necesario enfriar el matraz en un baño de agua-hielo o agregar una cantidad extra de éter de petróleo para indicar la cristalización, recolectar el producto cristalino por filtración al vacío usando un embudo Büchner. Secar el producto al aire y determinar su punto de fusión, el salicilato de cafeína puro se derrite a 137°C.

La cafeína es una base y reaccionará con un ácido para dar una sal, con ácido salicílico, dará una sal derivada de la cafeína, salicilato de cafeína, puede ser establecido la identidad de la cafeína separada del té.

f) Identificación de Nitrógeno presente en la cafeína, análisis cualitativo elemental anexar reacciones, fusión alcalina.

f1) Análisis elemental cualitativo

El análisis elemental podemos definirlo como el conjunto de operaciones que permiten conocer cuáles son los elementos y en que proporción se encuentran un compuesto químico, se desarrollo en dos etapas:

Análisis elemental cualitativo si:

Se propone determinar cuáles son los elementos que constituye la sustancia orgánica o la sustancia de estudio.

Se propone determinar la proporción en que se hallan combinados dichos elementos en la sustancia.

f2) Fusión alcalina, precauciones, procedimiento y reacciones químicas para la identificación del nitrógeno.

En la caracterización de un compuesto orgánico es esencial conocer los elementos químicos que lo forman. Sin embargo para que los ensayos cualitativos tradicionales puedan ser aplicados, los elementos deben ser transformados desde su forma covalente, en la que generalmente se encuentran a iones sencillos.

Los elementos que comúnmente se encuentran en los compuestos orgánicos son: carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, azufre, fósforo y los halógenos.

Los gases de una combustión completa de materia orgánica, deben ser: agua, dióxido de carbono, más otros elementos presentes en ésta. La combustión completa se logra utilizando óxido cúprico como catalizador. Los gases son recibidos en un recipiente que contiene agua de cal (solución decantada de hidróxido de calcio), el dióxido reacciona con el calcio y forma carbonato de calcio, que se presenta como un precipitado en la reacción. El hidrógeno y el oxígeno se reconocen fácilmente por la condensación de agua sobre las superficies frías del reactor. Para el reconocimiento del azufre y nitrógeno es necesario someter la sustancia orgánica a fusión alcalina o método de Lassaigne y sus respectivas variantes, mediante la cual estos elementos se transforman en iones fácilmente identificables. Para el reconocimiento de los halógenos se emplea el test de Beilstein, con este se aprecia la coloración de los halogenuros de cobre.

La reacción siguiente representa una reacción general de fusión.

CXHYOZSTNrXe (materia orgánica) + Na → Na S + NaCN + NaX

Precauciones: Extreme los cuidados para trabajar con el sodio. Use las gafas de protección, use las pinzas para tubo, evite el contacto del sodio con la piel ya que puede ocasionarle quemaduras. No lo ponga en contacto con el agua, pues reacciona violentamente. Use el cabello recogido. Con las pinzas lleve el tubo a la flama, caliéntelo moderadamente hasta que el sodio se funda ( se forma un glóbulo metálico).

f3) Identificación del nitrógeno

Calentar unos 0.2 a 0.5g de sustancia (por ejemplo, urea o albúmina) con 2 a 5 gotas de cal sodada en un tubo de ensayo y percibir el olor producido; colóquese un papel rojo de tornasol en la boca del tubo para comprobar el

desprendimiento de amoniaco. Esta prueba no tiene valor negativo, ya que no todas las sustancias orgánicas que contienen nitrógeno producen desprendimiento de amoniaco por este procedimiento

Cuando se calienta un compuesto orgánico nitrogenado con exceso de óxido de manganeso (IV) seco se produce ácido nitroso, trióxido, y tetróxido de nitrógeno, que se pueden revelar por la reacción de Peter Griess para los nitritos. En un tubo de ensayo se colocan unos 0.2g de óxido de manganeso (IV) procurando mezclar lo mejor que se pueda estas sustancias. Se cubre la boca del tubo con el papel filtro impregnado de reactivo de Griess y se calienta el tubo con la llama de un mechero Bunsen. Pronto aparecerá en el papel filtro una coloración rosa o roja, si la sustancia contiene nitrógeno.Se dispone un aparato para la investigación de carbono e hidrógeno, pero el extremo del tubo e desprendimiento debe tocar solamente la superficie del agua, a la que se habrán agregado 3 gotas de ácido clorhídrico diluido. Se mezclan

Reacción

6 NaCN + FeSO4 → Na4 [Fe (CN)6 ] + Na2SO4

3 [Fe (CN)6] + 2Fe2(SO4)3 → Fe4 [Fe(CN)6]3 + 6 Na2SO4

Ferrocianuro férrico azul de Prussia

g) Identificación de Purina reacción con la murexida

Purina, sólido incoloro, soluble en agua y alcohol caliente. Es un compuesto cíclico, de carácter aromático, formado por un a anillo pentagonal con dos átomos de nitrógeno unido a un anillo de pirimidina. Su estructura está presente en numerosos productos naturales, como el ácido úrico, que se encuentra en la orina humana en pequeñas cantidades. Algunos alcaloides, entre ellos la cafeína y la termobromina, también son derivados de la purina; tiene aplicación en medicina. Otros derivados, como la adenina y la guanina (denominados bases púricas),

h) Efecto salino.

El efecto salino hace a la fase orgánica y la fase acuosa, las cuales son a menudo un poco mutuamente solubles puesto que estas forman la emulsión en primer lugar, menos compatibles, lo cual forzar la separación.

i) Métodos para determinar la solubilidad de las sustancias.

Las pruebas de solubilidad deben de ser realizadas para cualquier sustancia desconocida, estas pruebas son extremadamente importantes en la determinación de la naturaleza del grupo funcional de la sustancia. Las pruebas son muy simples y requieren pocas cantidades de la sustancia; en suma, las pruebas de solubilidad revelan si se trata de una base fuerte (amina), un ácido débil (fenol), un ácido fuerte (ácido carboxílico), o una sustancia neutra (aldehído, cetona, alcohol Ester) los disolventes más comúnmente utilizados para determinar solubilidad son:

5%HCl 5%NaHCO3 5% NaOH

H2S04 concentrado Agua Disolventes orgánicos

Procedimiento.

Colóquese alrededor de 1ml de disolvente en un pequeño tubo de ensayo. Agréguese una gota de líquido desconocido directamente en el disolvente. Tápese ligeramente el tubo de ensayo, con el dedo y asegurar la mezcla y entonces observe que algunas líneas de mezclado aparecen en la solución, la desaparición del líquido o del sólido o la aparición de las líneas de mezclado indican que la reacción se esta llevando a cabo . Un error común en la determinación de la solubilidad de un compuesto es practicar con una proporción muy grande del compuesto desconocido.

Solubilidad en aguaAquellos compuestos que contiene 4 carbonos o menos, y que también contienen oxígeno, nitrogeno, o azufre por lo general son solubles en agua , casi cualquier grupo funcional contiene estos elementos guiara a la solubilidad en agua para compuestos de bajopeso molecular, los compuestos que tienen 5 o 6 carbonos y algunos de los otros elemento son a menudo insolubles en agua o tienen una solubilidad limitada. Una ramificación en la cadena del alquilo en un compuesto baja las fuerzas intermoleculares entre sus moléculas, esto se ve reflejado en los bajos puntos de fusión y/o ebullición y en la gran solubilidad en agua del compuesto ramificado con respecto a sus diferentes componentes sin ramificación. Cuando un compuesto orgánico, la relación de O, N, y S incrementa, también aumenta la solubilidad en agua.

Solubilidad en Hcl al 5%Las aminas alifáticas (RNH2, R2NH, R3N) son compuestos básicos que se disuelven rápidamente en ácido porque ellas forman sales hidrocloradas que son solubles en medio acuoso. R-NH2 + Hcl -> R-NH3 + + Cl -

La sustitución de un anillo aromático, en un grupo alquilo, reduce un poco la basicidad de una amina, pero la amina aún se protonará y aún será soluble en

un ácido diluido. La reducción de la basicidad en una amina aromática se debe a la resonancia de los electrones.

Solubilidad en NaHCO3 al 5% y NaOH al 5%Aquellos compuestos que se disuelven en carbonato de sodio pueden ser ácidos tanto fuertes como débiles, así uno puede determinar la fuerza de ciertos ácidos determinando determinando su solubilidad en una base fuerte o en un débil. Los compuestos se disuelven en bases porque forman sales de sodio que son solubles en medio acuoso, las sales de compuestos de alto peso molécula, no son solubles y precipitan, algunos fenoles también forman sales insolubles y a menudo son colorados debido a la resonancia en el anión

Solubilidad en ácido sulfúrico concentradoMuchos compuestos son solubles en ácido sulfúrico concentrado frío. En este experimento están incluidos los alcoholes, cetonas, aldehídos, y los esteres. Otros compuestos que también se disuelven son los alquenos y alquinos, éteres aminas y amidas, debido a que muchos tipos de compuestos son solubles en ácido sulfúrico es necesario hace una espectroscopia para diferenciar entre ellos.

j) Filtración sobre Celita

A menudo partículas finas pasan a través del papel filtro obstruyen completamente deteniendo así la filtración, esto se evita usando una sustancia llamada coadyuvante de filtración o celita, este material es llamado también tierra de Diatomeas debido a su fuente; esto es un material inerte finamente dividido derivado de los cascarones microscópicos de diatomeas muertas.

Precauciones: se debe tener cuidado de no respirar el polvo de la tierra de diatomeas.

El coadyuvante de filtración, los poros fibrosos de papel filtro, este es suspendido o mezclado con un disolvente para formar una pasta delgada y así filtrar a través del embudo Büchner nota que se forma una fase de diamantes aproximadamente de 3mm en la parte superior del papel filtro, el disolvente en el cual los diamantes fueron disueltos se vierte desde un matraz erlenmeyer. Partículas finamente divididas no pueden ser filtradas o succionadas a través de esta fase y serán detenidas en el filtro; esta técnica es empleada para remover impurezas y no para detectar un producto, el filtrado es el material desconocido, en este procedimiento la filtración con el coadyuvante de filtración no es apropiada cuando la sustancia deseada es cristalina o precipitada de la solución.

k) Extracción Solido- Líquido Continua Y Directa, Uso Del Soxhlet Y Esquema

La extracción de muestras sólidas con disolventes, generalmente conocida como extracción sólido-líquido o lixiviación, es un método muy utilizado en la separación de analitos de muestras sólidas.

Los métodos tradicionales de extracción sólido-líquido pueden dividirse en dos grandes grupos.

k1) Métodos que necesitan un aporte de calor, Soxhlet. Soxtec ® System HT y extracción Soxhlet asistida por microondas.

k2) Métodos que no requieren un aporte de calor: agitación con ultrasonidos y agitación simple.

La extracción Soxhlet ha sido (y en muchos casos, continúa siendo) el método estándar de extracción de muestras sólidas más utilizado desde su diseño en el siglo pasado, y actualmente, es el principal método de referencia con el que se comparan otros métodos de extracción.

El matraz es calentado con una manta calefactora hasta que el disolvente orgánico se evapora, el vapor de disolvente atraviesa el cartucho que contiene la muestra ascendiendo por el contenedor hasta el refrigerante. Cuando el vapor de disolvente llega al refrigerante este condensa y cae en forma líquida de nuevo en dirección al matraz pero, en su camino, este golpea con la muestra disolviéndola (para que esto ocurra la muestra debe estar perfectamente seca y finamente dividida). El analito disuelto en disolvente orgánico pasa por un sifón el cual, al llenarse y desbordar, descarga sobre el matraz redondo.

Cuando el proceso de disolución se da por finalizado se añade una última etapa: la evaporación. El disolvente se evapora por calentamiento concentrando la muestra.

La extracción con Soxhlet presenta las siguientes ventajas:

La muestra está en contacto repetidas veces con porciones frescas de disolvente.

La extracción se realiza con el disolvente caliente, así se favorece la solubilidad de los analitos.

No es necesaria la filtración después de la extracción.

La metodología empleada es muy simple.

Es un método que no depende de la matriz.Se obtienen excelentes recuperaciones, existiendo gran variedad de

métodos oficiales cuya etapa de preparación de muestra se basa en la extracción con Soxhlet.

Por otra parte, las desventajas más significativas de este método de extracción son:

El tiempo requerido para la extracción normalmente está entre 6-24 horas.

La cantidad de disolvente orgánico (50-300 ml)

La descomposición térmica de los analitos termolábiles, ya que la temperatura del disolvente orgánico está próxima a su punto de ebullición.

No es posible la agitación del sistema, la cual podría acelerar el proceso de extracción.

Es necesaria una etapa final de evaporación del disolvente para la concentración de los analitos.

-Esta técnica no es fácilmente automatizable.

La extracción Soxhlet es la técnica de separación sólido-líquido comúnmente usada para la determinación del contenido graso en muestras de diferente naturaleza. El resultado representa el contenido de sustancias extraíbles, que mayoritariamente son grasas, aunque también hay otras sustancias como las vitaminas liposolubles y pigmentos en el caso de su determinación en alimentos.

l) Determinaciòn De Pesos Moleculares

El peso molecular de una sustancia puede determinarse por varios métodos; la mayoría de ellos utilizan la ley de Raoult, es decir, los cambios observados en la presión de vapor después de la adición de un soluto no volátil a un disolvente puro, implicando medidas de disminuciones del punto de fusión (método de Rast), aumentos en el punto de ebullición, y a la igualación de la presión de vapor (métodos osmométricos e isopiésticos).

Los pesos moleculares de sustancias volátiles pueden determinarse por aplicación de la ley de los gases ideales, evaporando un peso conocido de sustancia a temperatura dada y midiendo el volumen y la presión resultante, o por espectroscopía de masas. Los métodos basados en la espectroscopía de masas son los más sencillos, pero requieren de instrumentación costosa.

l1) METODO CRIOSCÓPICO

La determinación de los pesos moleculares por las disminuciones del punto de congelación de un líquido, es en teoría lo mismo que las medidas de las disminuciones en el punto de fusión cuando se trata de sólidos. Sin embargo la técnica experimental es más compleja que en método de Rast, puesto que las constantes molares de disminución del punto de congelación son menores que en aquel caso del agua; por lo tanto se requerirá mayor exactitud en la medida del descenso del punto de congelación, siendo indispensables los termómetros de centésimas de grado, como los Beckman. El aparato es también más complejo (figura 44.24), ya que es necesario aislar el sistema del medio ambiente. Una complicación adicional es que la solubilidad de muchos compuestos se reduce considerablemente a bajas temperaturas.

Se coloca en el recipiente interior del aparato mostrado en la figura 44.24 una porción cuidadosamente pesada del disolvente (de 25 a 50 g). Se calcula y dibuja la curva de enfriamiento para el disolvente puro manteniendo una velocidad de agitación constante, tomándose como punto de congelación la temperatura constante que aparece después del sub-enfriamiento, cuando empieza la cristalización. El punto de congelación debe determinarse cuando menos dos veces para asegurarse de la repetibilidad de la medida.

Se añade a continuación una porción cuidadosamente pesada de la muestra desconocida y se calcula y dibuja de nuevo la curva de enfriamiento de la disolución. Después del sub-enfriamiento, no se encontrará un tramo de temperaturas constantes, como se encontró en el caso del disolvente puro; el punto de congelación se determina por extrapolación de la curva de enfriamiento, suavemente descendente, a partir del sub-enfriamiento, hasta la curva de enfriamiento inicial; la temperatura correspondiente a su intersección se toma como punto de congelación.

l2) MÈTODO DE RAST:

La adición de un soluto no volátil a un producto sólido produce una disminución de la presión de vapor de la fase líquida en equilibrio con la fase sólida, y en último lugar una disminución en el punto de fusión del sólido. La magnitud de esta disminución para una concentración dada de la muestra es una constante característica de la fase sólida pura, y se denomina constante molar del descenso del punto de fusión. El peso molecular se calcula a partir de la ecuación

pesomolecular= Kf ∙w ∙1000∆ t ∙W

Donde:

Kf = constante de descenso del P.F. (Kf. 40.0 para el alcanfor, 6.9 para el naftaleno)

w = peso en gramos de soluto

W = peso en gramos del disolvente sólido

∆t = descenso del punto de fusión

El procedimiento es el siguiente: Se añade una cantidad cuidadosamente pesada de la muestra de la sustancia desconocida a una cantidad cuidadosamente pesada del disolvente sólido (la concentración del soluto debe mantenerse por debajo de 10 y preferentemente de 5% en moles). La mezcla se funde y se mezcla hasta que aparente ser homogénea, determinándose a continuación el punto de fusión de la mezcla y del disolvente sólido puro, a ser posible empleando el método del tubo capilar. Se deja enfriar la muestra y solidificar y se vuelve a determinar el punto de fusión, repitiéndose el proceso hasta obtener resultados coherentes.

m) Equivalente De Saponificacion Y Equivalente De Neutralización

m1) Equivalente de neutralización

El equivalente de neutralización de un acido es el peso gramo equivalente del acido, es decir, es igual al peso del acido si este tienen un gramo de hidrogeno ionizable. Como un equivalente de un acido neutraliza un equivalente de una base, el equivalente de un acido es igual al número de gramos del acido que se requiere para neutralizar un litro de una solución 1 N de una base fuerte. El equivalente de neutralización puede usarse para determinar el número de grupos ácidos en una molécula o para determinar el peso molecular del compuesto. El peso molecular es numéricamente igual al equivalente de neutralización multiplicado por el número de grupos ácidos en la molécula.El equivalente de neutralización de un acido esta dado por la expresión:

equivalente de neutralización :g deacido en lamuestra

litrosde la base por sunormalidad

m2) Equivalente de saponificación Cuando un éster se hidroliza en solución básica, el peso del éster que se saponifica con un equivalente de base es el equivalente de saponificación del éster.

RCOOR '+OH−¿⇾RCOOH−¿+R' OH¿ ¿

un equivalente un equivalente

El equivalente de saponificación del éster se obtiene mediante la siguiente expresión:

equivalente de saponificación= pesode lamuestra deésterlitros de labase por sunormalidad

El equivalente de saponificación de un compuesto que tenga más de un grupo éster es igual al peso molecular gramo dividido entre el número de grupos éster.

n) Reacciones químicas para identificar fenoles

Formación de sales.

 Al tratar un fenol con solución acuosa de NaOH o KOH, este se disuelve rápidamente, formando fenóxidos. Si esta solución es tratada con un ácido mineral fuerte se libera el fenol, evidenciando esto el carácter de ácido débil de los fenoles.

C6H5 OHNaOH

C6H5 OHCl

Na + H2O

 Esta propiedad de los fenoles tiene importancia en el laboratorio de síntesis orgánica cuando se trabaja con fenoles, pues pueden separarse de otros compuestos no solubles en soluciones de hidróxidos alcalinos.

Mezcla Homogénea

(Tolueno, fenol, alcohol bencílico)

Embudo separador

ToluenoAlcohol bencílico

Solución acuosa de fenóxido de sodio

Fenol

HCl

soln NaOH / H2O

 Los fenoles sustituidos con grupos electro aceptores en posiciones “orto” y “para” son solubles  además de en soluciones de los hidróxidos alcalinos, en la de carbonatos alcalinos. Este comportamiento evidencia que estos tipos de fenoles son más ácidos que el ácido carbónico y lo desplaza de sus sales.

DESTILACIÓN POR ARRASTRE CON VAPOR

a) Propiedades físicas, químicas y tóxicas del eugenol, acetileugenol, éter etílico, cloroformo, sulfato de sodio, cloruro de benzoilo, cloruro férrico y benzoato de eugenol. Usos del eugenol.

Benzoyl Chloride

Monograph Number: 1113

Title: Benzoyl Chloride

CAS Registry Number: 98-88-4

Additional Names: Benzenecarbonyl chloride

Molecular Formula: C7H5ClO

Molecular Weight: 140.57.

Percent Composition: C 59.81%, H 3.59%, Cl 25.22%, O 11.38%

Literature References: Prepd by partial hydrolysis of benzotrichloride: Davies, Dick, J. Chem. Soc. 1932, 2808; by chlorination of benzaldehyde: Wöhler, Ann. 3, 262 (1832); from benzoic acid and PCl5 or from benzoic acid and phosgene: Uwarow, Stepanow, SU 56693 (1936). Lab prepn from benzoic acid and thionyl chloride: A. I. Vogel, Practical Organic Chemistry (Longmans, London, 3rd ed., 1959) p 792; Gattermann-Wieland, Praxis des organischen Chemikers, (de Gruyter, Berlin, 40th ed., 1961) p 112.

Properties: Liquid. Penetrating odor. d425 1.2070. mp -1.0°. bp760 197.2°; bp35 100°; bp15 82.3°; bp9 71°; bp3 49°. nD20 1.55369. Dipole moment 3.28. Flash pt 88°C (190.4°F). Parachor 289.8. Dec by water and alc. Miscible with ether, benzene, carbon disulfide, oils.

Melting point: mp -1.0°

Boiling point: bp760 197.2°; bp35 100°; bp15 82.3°; bp9 71°; bp3 49°

Flash point: Flash pt 88°C (190.4°F)

Index of refraction: nD20 1.55369

Density: d425 1.2070

CAUTION: Lacrimator. Irritating to skin, eyes, mucous membranes.Use: For acylation, i.e., introduction of the benzoyl group into alcohols, phenols, and amines (Schotten-Baumann reaction); in the manuf of benzoyl peroxide and of dye intermediates. In organic analysis for making benzoyl derivatives for identification purposes.

Ethyl ether

Monograph Number: 3840

Title: Ethyl Ether

CAS Registry Number: 60-29-7

CAS Name: 1,1¢-Oxybisethane

Additional Names: ethoxyethane; ether; diethyl ether; ethyl oxide; diethyl oxide; sulfuric ether; anesthetic ether

Molecular Formula: C4H10O

Molecular Weight: 74.12.

Percent Composition: C 64.82%, H 13.60%, O 21.59%

Line Formula: C2H5OC2H5

Literature References: Produced on a large scale by dehydration of ethanol or by hydration of ethylene, both processes being carried out in the presence of sulfuric acid. Review of mfg processes: Himmler in Ullmann's Encyklopädie der Technischen Chemie, vol. 5 (1954) pp 777-782; D. E. Keeley in Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology vol. 9 (Wiley-Interscience, New York, 3rd ed., 1980) pp 381-393.

Properties: Mobile, very volatile, highly flammable liq. Explosive! Vapor heavier than air. Characteristic, sweetish, pungent odor, more agreeable than chloroform. Burning taste. Tends to form explosive peroxides under the influence of air and light, esp when evaporation to dryness is attempted. Peroxides may be removed from ether by shaking with 5% aq ferrous sulfate soln. Addition of naphthols, polyphenols, aromatic amines, and aminophenols has been proposed for the stabilization of ethyl ether. d40 0.7364; d410 0.7249; d420 0.7134; d430 0.7019. Vapor density 2.55 (air = 1.0). mp -116.3° (stable crystals); mp -123.3° (metastable crystals). bp760 34.6°; bp400 17.9°; bp200 +2.2°; bp100 -11.5°; bp10 -48.1°; bp1.0 -74.3°. Satd vapor press. at 0°: 184.9 mm; at 10°: 290.8 mm; at 20°: 439.8 mm; at 50°: 1276 mm; at 70°: 2304 mm. Critical temp 192.7°; crit press. 35.6 atm. Flash pt, closed cup: -49°F (-45°C). Air-ether mixtures containing more than 1.85 volume-% of ether vapor, are explosive hazards.

Autoignition temp 180-190°. nD15 1.35555. Dielectric constant at 26.9° and 85.8 kilocycles = 4.197; good insulator. When shaken under absolutely dry conditions ether can generate enough static electricity to start a fire. Surface tension at 20°: 17.06 dynes/cm. Viscosity at 20°: 0.2448 cp. Heat of vaporization at 30°: 89.80 cal/g. Produces considerable coldness on quick evaporation. Heat of formation -907 cal/g; heat of combustion -8.807 kcal/g. Ether is slightly sol in water and water is slightly sol in ether.A satd water soln contains 8.43% (w/w) of ether at 15° and 6.05% (w/w) at 25°. Ether satd with water contains 1.2% H2O at 20°. Soly in water increased by HCl. Sol in concd hydrochloric acid. May explode when brought in contact with anhydr nitric acid. Miscible with lower aliphatic alcohols, benzene, chloroform, petr ether, other fat solvents, many oils. Azeotrope with water (1.3%), bp 34.2°.

Melting point: mp -116.3° (stable crystals); mp -123.3° (metastable crystals)

Boiling point: bp760 34.6°; bp400 17.9°; bp200 +2.2°; bp100 -11.5°; bp10 -48.1°; bp1.0 -74.3°; bp 34.2°

Flash point: Flash pt, closed cup: -49°F (-45°C)Index of refraction: nD15 1.35555

Density: d40 0.7364; d410 0.7249; d420 0.7134; d430 0.7019

CAUTION: Potential symptoms of overexposure are dizziness; drowsiness; headache, excitedness and narcosis; nausea, vomiting; irritation of eyes, upper respiratory system and skin. See NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards (DHHS/NIOSH 97-140, 1997) p 140.

Use: Solvent for waxes, fats, oils, perfumes, alkaloids, gums. Excellent solvent for nitrocellulose when mixed with alc. Important reagent in organic syntheses, esp in Grignard and Wurtz type reactions. Easily removable extractant of active principles (hormones, etc.) from plant and animal tissues. In the manuf of gun powder. As primer for gasoline engines.Therap-Cat: Anesthetic (inhalation).Therap-Cat-Vet: Anesthetic (inhalation). Has been used orally in colic, subcutaneously as a stimulant.

Eugenol

Monograph Number: 3931

Title: Eugenol

CAS Registry Number: 97-53-0

CAS Name: 2-Methoxy-4-(2-propenyl)phenolAdditional Names: 4-allyl-2-methoxyphenol; allylguaiacol; eugenic acid; caryophyllic acid

Molecular Formula: C10H12O2

Molecular Weight: 164.20.

Percent Composition: C 73.15%, H 7.37%, O 19.49%

Properties: Colorless or pale yellow liquid, bp 255°. Darkens and thickens on exposure to air. Odor of cloves; spicy, pungent taste. mp -9.2 to -9.1°. d420 1.0664. nD20 1.5410. Practically insol in water. Misc with alcohol, chloroform, ether, oils. One ml dissolves in 2 ml 70% alcohol; sol in glacial acetic acid, in aq fixed alkali hydroxide solns. Ferric chloride, potassium permanganate. LD50 in rats, mice (mg/kg): 2680, 3000 orally (Hagan).

Melting point: mp -9.2 to -9.1°

Boiling point: bp 255°

Index of refraction: nD20 1.5410

Density: d420 1.0664

Toxicity data: LD50 in rats, mice (mg/kg): 2680, 3000 orally (Hagan)

Derivative Type: Benzoate

Additional Names: O-Benzoyleugenol

Molecular Formula: C17H16O3

Molecular Weight: 268.31.

Percent Composition: C 76.10%, H 6.01%, O 17.89%

Properties: Crystals, mp 69-70°. bp 360°. Freely sol in benzene, chloroform, ether, hot alcohol. Practically insol in water.

Melting point: mp 69-70°

Boiling point: bp 360°

Use: In perfumery instead of oil of cloves; manuf vanillin. As insect attractant.Therap-Cat: Analgesic (dental).

Cloroformo

Monograph Number: 2160

Title: Chloroform

CAS Registry Number: 67-66-3

CAS Name: Trichloromethane

Molecular Formula: CHCl3

Molecular Weight: 119.38.

Percent Composition: C 10.06%, H 0.84%, Cl 89.09%

Properties: Highly refractive, nonflammable, heavy, very volatile, sweet-tasting liquid; characteristic odor. d2020 1.484. bp 61-62°. mp -63.5°. nD20 1.4476. Forms a constant boiling mixture with 7% alc, boiling at 59°. d 1.474-1.478 for U.S.P. chloroform contg 0.5-1% ethanol as stabilizer. One ml dissolves in about 200 ml water at 25°. Misc with alcohol, benzene, ether, petr ether, carbon tetrachloride, carbon disulfide, oils. Pure chloroform is light sensitive and reagent grade chloroform usually contains 0.75% ethanol as stabilizer. Protect from light and keep cool. LD50 (14 day) orally in rats: 2.18 ml/kg (Smyth); 0.9 ml/kg (Kimura).

Melting point: mp -63.5°

Boiling point: bp 61-62°

Index of refraction: nD20 1.4476

Density: d2020 1.484; d 1.474-1.478 for U.S.P. chloroform contg 0.5-1% ethanol as stabilizer

Toxicity data: LD50 (14 day) orally in rats: 2.18 ml/kg (Smyth); 0.9 ml/kg (Kimura)

CAUTION: Potential symptoms of overexposure are dizziness, mental dullness, nausea and confusion; headache, fatigue; anesthesia; enlarged liver; direct contact may cause irritation to eyes and skin. See NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards (DHHS/NIOSH 97-140, 1997) p 64. This substance is reasonably anticipated to be a human carcinogen: Ninth Report on Carcinogens (PB2000-107509, 2000) p III-86.

Use: In the manuf of fluorocarbon-22. As a solvent for fats, oils, rubber, alkaloids, waxes, gutta-percha, resins; as cleansing agent; in fire extinguishers

to lower the freezing temp of carbon tetrachloride; in the rubber industry.

Sulfato de sodio

Monograph Number: 8755

Title: Sodium Sulfate

CAS Registry Number: 7757-82-6

Molecular Formula: Na2O4S

Molecular Weight: 142.04.

Percent Composition: Na 32.37%, O 45.05%, S 22.57%

Line Formula: Na2SO4

Properties: Anhydrous form, salt cake (technical grade). Powder or orthorhombic bipyramidal crystals, mp ~ 800°. d 2.7. Sol in ~3.6 parts water. Max soly at 33°: 1 in 2. Above this temp the soly gradually decreases and at 100° requires 2.4 parts water. Insol in alcohol.

Melting point: mp ~ 800°

Density: d 2.7

Derivative Type: Decahydrate

Additional Names: Glauber's salt

Molecular Formula: Na2O4S.10H2O

Molecular Weight: 322.19.

Percent Composition: Na 14.27%, O 69.52%, S 9.95%, H 6.26%

Properties: Odorless, efflorescent crystals or granules, mp 32.4°. d 1.46. Loses all its water at 100°. Sol in 1.5 parts water at 25°, in 3.3 parts water at

15°. Soly in water decreased by NaCl. Sol in glycerol; insol in alcohol. The aq soln is neutral. pH 6-7.5. Keep well closed in a cool place.

Melting point: mp 32.4°

Density: d 1.46

Derivative Type: Decahydrate

Additional Names: Glauber's salt

Molecular Formula: Na2O4S.10H2O

Molecular Weight: 322.19.

Percent Composition: Na 14.27%, O 69.52%, S 9.95%, H 6.26%

Properties: Odorless, efflorescent crystals or granules, mp 32.4°. d 1.46. Loses all its water at 100°. Sol in 1.5 parts water at 25°, in 3.3 parts water at 15°. Soly in water decreased by NaCl. Sol in glycerol; insol in alcohol. The aq soln is neutral. pH 6-7.5. Keep well closed in a cool place.

Melting point: mp 32.4°

Density: d 1.46

Use: For standardizing dyes; in freezing mixtures; in dyeing and printing textiles. The anhydrous form for drying organic liquids; in Kjeldahl nitrogen determination; in manuf of glass, ultramarine, paper pulp.Therap-Cat: Cathartic.Therap-Cat-Vet: Purgative.

Cloruro férrico

Monograph Number: 4048

Title: Ferric Chloride

CAS Registry Number: 7705-08-0

Additional Names: Flores martis

Molecular Formula: Cl3FeMolecular Weight: 162.20.

Percent Composition: Cl 65.57%, Fe 34.43%

Line Formula: FeCl3

Properties: Hexagonal, dark leaflets or plates. Red by transmitted light, green by reflected light; sometimes appears brownish-black. Very hygroscopic. Melts and volatilizes about 300°; bp ~316°; d25 2.90. Vapor density measurements show that it is dimeric at about 400° but monomeric above 750°. Dissociates at high temps to FeCl2 and Cl2. Readily absorbs water in air to form the hexahydrate. Readily sol in water, alcohol, ether, acetone; slightly sol in CS2. Practically insol in ethyl acetate. Keep well closed.

Boiling point: bp ~316°

Density: d25 2.90

Derivative Type: Hexahydrate

Properties: Brownish-yellow or orange monoclinic crystals. d 1.82. Structure: trans-[FeCl2(H2O)4]Cl.2H2O: Lind, J. Chem. Phys. 47, 990 (1967). Usually slight odor of HCl; very hygroscopic. mp ~37°. Readily sol in water, alcohol, acetone, ether; pH of 0.1 molar aq soln 2.0. Keep well closed. LD50 i.v. in mice: 0.049 mg Fe/g (Hosking).

Melting point: mp ~37°

Density: d 1.82

Toxicity data: LD50 i.v. in mice: 0.049 mg Fe/g (Hosking)

CAUTION: Potential symptoms of overexposure are irritation of eyes, skin, mucous membranes; abdominal pain, diarrhea, vomiting; possible liver damage. See NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards (DHHS/NIOSH 97-140, 1997) p 174.

Use: In photoengraving; photography; manuf of other Fe salts, pigments, ink; as catalyst in organic reactions; purifying factory effluents and deodorizing sewage; chlorination of Ag and Cu ores; as mordant in dyeing and printing textiles; oxidizing agent in dye manuf. Clinical reagent (amino acids in urine, esp in phenylketonuria).Therap-Cat: Hexahydrate as astringent, styptic.Therap-Cat-Vet: Styptic, astringent.

b) Destilación por arrastre con vapor, fundamento teórico, cálculo de la masa de agua necesaria para arrastrar eugenol.

En la destilación por arrastre de vapor de agua se lleva a cabo la vaporización selectiva del componente volátil de una mezcla formada por éste y otros "no volátiles". Lo anterior se logra por medio de la inyección de vapor de agua directamente en el seno de la mezcla, denominándose este "vapor de arrastre", pero en realidad su función no es la de "arrastrar" el componente volátil, sino condensarse en el matraz formando otra fase inmiscible que cederá su calor latente a la mezcla a destilar para lograr su evaporación. En este caso se tendrán la presencia de dos fases insolubles a lo largo de la destilación (orgánica y acuosa), por lo tanto, cada líquido se comportará como si el otro no estuviera presente. Es decir, cada uno de ellos ejercerá su propia presión de vapor y corresponderá a la de un líquido puro a una temperatura de referencia.

El punto de ebullición del agua y el eugenol en una destilación por vapor es de 99.86 oC a 760 mmHg. De un libro de química encontramos que la presión de vapor del agua a esta temperatura debe ser de 756.2 mmHg. Restando esta de la presión atmosférica nos da 3.8 mmHg como la presión de vapor del eugenol a esta tempreatura.

Como el número de moles de una sustancia en su vapor es proporcional a la presión de vapor, podemos escribir, para el agua y el eugenol,

Moles del eugenol = Po eugenol Moles del agua Po agua

Como moles= masa/masa molecular, podemos sustituir en la ecuación anterior y obtener

Masa del eugenol/masa molecular eugenol = Po eugenol Masa del agua/masa molecular agua = Po agua

Reacomodando la ecuación:

Masa del eugenol = (Po eugenol)(masa molecular eugenol) Masa del agua = (Po agua)(masa molecular agua)

Sustituyendo los valores conocidos:

Masa del eugenol = (3.8 mmHg)(164 g/mol) Masa del agua (756.2 mmHg)(18 g/mol)

= 0.046 gramos eugenol/1.0 gramos agua

c) Extracción líquido/líquido continua, discontinua, aparatos. Análisis de su fundamento, equipo para efectuarla y utilidad de la extracción líquido/líquido con disolventes y disolventes activos.

A veces el componente deseado en una extracción solo es ligeramente soluble en el solvente de extracción. Puedes evitarlo usando grandes cantidades del solvente de extracción utilizando un proceso llamado extracción continua.

Para las extracciones líquido/líquido, los aparatos usados mostrados a continuación, dependen de la densidad del solvente de extracción, si mayor o menor a la de la solución extraída. En ambos casos, el solvente de extracción es destilado del matraz de ebullición, condensado, y después viaja a través de la solución siendo extraída, de esta manera remueve una pequeña cantidad del soluto deseado. El solvente de extracción y el soluto removido después van al matraz de ebullición, donde los restos del soluto. El solvente de extracción sin embargo, es redestilado y de esta manera es continuamente reutilizado hasta que la extracción esencial es completada.

c1) En la extracción líquido-líquido el ejemplo más sencillo es una extracción discontinua simple en la que dos líquidos inmiscibles se agitan vigorosamente entre las dos fases líquidas según una relación bien definida. Esta relación, para cada soluto, viene determinada por su solubilidad en los dos disolventes y su expresión matemática es la conocida ley de Nernst: K=C/C, siendo C y C las concentraciones del soluto en las dos fases y K una constante que recibe el nombre de coeficiente de distribución o de reparto. Generalmente, uno de los disolventes es el agua y el otro un disolvente orgánico no miscible con el agua, dando lugar en la operación a una fase acuosa y a una fase orgánica, que se separan según su densidad.

La mezcla que se pretende separar puede estar formada de líquidos solamente a contener sólidos solubles y a su vez el disolvente puede ser único

o ser una mezcla. Actualmente se tiende cada vez más a emplear disolventes mezclados, con lo que es posible mejorar las propiedades selectivas de uno de ellos.

Un extractor solvente-ligero. Un extractor solvente-pesado.

c2) Extracción con disolventes activos.

Se usa para separar de mezcla compleja los compuestos en función de su naturaleza ácido-base, con disolventes ácidos, básicos o neutros, según convenga. Los disolventes activos reaccionan químicamente con el producto que se extrae. Debido a que el HCl y el NaOH pueden producir reacciones indeseables con los disolventes que poseen carbonilos (ácidos, ésteres, cetonas, aldehídos, amidas), así como con disolventes orgánicos con hidroxilos o halógenos y no aromáticos que poseen enlaces π, la selección de los disolventes para este tipo de extracciones debe limitarse a hidrocarburos saturados (hexano y ciclohexano), aromáticos (tolueno) o agua. Si se emplea éter etílico no pueden usarse concentraciones grandes HBr o HI debido a que estos producen la escisión de los éteres.

Ejemplo. En un embudo de separación se coloca una muestra que contiene ácido benzoico, naftaleno y naftilamina. Al añadir NaOH al 10% en solución acuosa, solamente reacciona el ácido benzoico para formar benzoato de sodio, el cual es soluble en agua. Si en este momento se adiciona con agitación hexano, u otro disolvente hidrofóbico apropiado, y se permite la separación de las dos fases, en la fase acuosa habrá quedado solamente el benzoato de sodio, en tanto que el disolvente orgánico habrá extraído a los componentes neutros y básicos. Si se quiere se puede regenerar el ácido benzoico mediante la adición de HCl acuoso al 10% a la fase acuosa. De esta forma los cristales de ácido benzoico insolubles en agua se pueden separar por filtración.

d) Coeficiente de distribución de Nerst fórmula y explicación de ésta. Cálculo del número y volumen de las extracciones para separar al eugenol de la fase acuosa.

Frecuentemente en una extracción líquido/líquido, de cualquier modo, la sustancia no es completamente transferida de un solvente a otro con una extracción. Como resultado, un número de extracciones pueden ser requeridas para una completa transferencia. Muchas sustancias son más o menos solubles en ambos, la fase orgánica y la acuosa, y se distribuirán entre las dos fases por eso la concentración en cada fase es inversamente proporcional a la solubilidad en cada líquido. En forma de ecuación, el resultado es:

Donde Co = concentración de la sustancia en la fase orgánica en gramos / 100ml Cw = concentración de la sustancia en la fase acuosa en gramos / 100ml So = solubilidad de la sustancia en la fase orgánica en gramos / 100ml Sw = solubilidad de la sustancia en la fase acuosa en gramos / 100ml

La razón de Co a Cw es conocido como el coeficiente de distribución o el coeficiente de partición K.

El coeficiente será una constante de una sustancia a una temperatura particular y de las dos fases. También será independiente de la cantidad de sustancia actual disuelta y de las cantidades de las dos fases presentes.

El coeficiente puede tener varios valores, dependiendo de la naturaleza de la sustancia y de cuáles son las dos fases. Si K > 100, esto significa que prácticamente toda la sustancia esta disuelta en la fase orgánica. Esto significa que solo una extracción será necesaria. Por otro lado, si K< 0.01, esto significa que prácticamente toda la sustancia estará disuelta en la fase acuosa. De nuevo, solo una extracción será necesaria. Usualmente, K estará entre 0.1 y 10, haciendo cuantas extracciones sean necesarias para completar la transferencia.

e) Método para recuperar el disolvente usado en la extracción.

Como lo que se pretende en la extracción es dividir la disolución líquida original en producto extraído y en producto refinado, es fundamental la separación del disolvente añadido a la disolución. De aquí que la recuperación del disolvente haya de poder efectuarse de modo sencillo y económico; generalmente se realiza por destilación, evaporación o salinificación.

f) Cromatografía en capa fina.

Los métodos de cromatografía en plano, incluyen la cromatografía en capa fina, cromatografía en papel y electrocromatografía. En todos los casos se emplea una capa plana y relativamente delgada de una materia que a la vez es el soporte o bien que recubre una superficie de vidrio, plástico o metálica. La fase móvil se mueve a través de la fase estacionaria por capilaridad, a veces ayudada por gravedad o por aplicación de un potencial eléctrico. En la actualidad la cromatografía en plano se centra en la técnica de la capa fina, que es más rápida, tiene mejor resolución y es más sensible que su alternativa en papel.

g) Fenoles: comportamiento como ácidos, método característico para su identificación y preparación de un derivado benzoato de eugenol.

Los fenoles: son compuestos que presentan uno o más grupos hidroxilo (OH) unidos directamente a un anillo aromático. El fenol es el miembro más sencillo de esta serie homóloga y es denominado también hidroxi-benceno.

Los fenoles presentan algunas propiedades semejantes a los alcoholes, debido a la presencia del grupo –OH. Sin embargo conforman otra familia química y la mayoría de sus propiedades y los métodos para su obtención son diferentes.

Los fenoles más sencillos son líquidos o sólidos blandos e incoloros y se oxidan con facilidad por lo que se encuentran coloreados. En presencia de impurezas o bajo influencia de la luz, el aire y ciertos compuestos como el cobre y el hierro, el fenol puede teñirse de amarillo, marrón o rojo.

El fenol es poco soluble en agua ya que aunque presentan el puente de hidrógeno, la proporción de carbonos con respecto a la cantidad de –OH es muy baja.Para que los compuestos que contienen grupos –OH sean solubles en agua la razón entre carbonos y grupos –OH no debe ser mayor de 3:1. El fenol es el miembro más pequeño de este grupo y contiene 6 átomos de carbono y sólo uno de -OH.

Los demás monofenoles poseen mayor número de carbonos y sólo un grupo OH, por ello son insolubles en agua. Los difenoles y polifenoles con más de un grupo –OH presentan mayor solubilidad en el agua.

Las propiedades de los fenoles están influenciadas por sus estructuras, en la reacción que se presenta a continuación, el fenol cede un protón al agua para formar el ión hidronio, de acuerdo a esto, el fenol se comporta como un ácido.

Si se comparan las constantes de acidez de los fenoles con las del agua, los alcoholes y los ácidos carboxílicos, se puede concluir que los fenoles son ácidos más fuertes que el agua y que los alcoholes, pero más débiles que los ácidos carboxílicos.

g1) Método para su identificación

Prueba con cloruro férrico.

En el ensayo de cloruro férrico la mayoría de los fenoles dan unas coloraciones intensas de rojo, azul púrpura o verde. No todos los fenoles producen color con este reactivo; un ensayo negativo no debe considerarse

una confirmación de la ausencia de la función fenol sin que haya una evidencia adicional. Otros grupos funcionales también producen cambios de color con el cloruro férrico; los ácidos alifáticos dan una solución marrón; los ácidos aromáticos pueden producir un precipitado de color canela; los enoles dan compuestos que varían de rojo-canela a rojo-violeta; las oximas, ácidos hidroxámicos, y los ácidos sulfínicos dan coloraciones de rojo a rojo-violeta.

Procedimiento:A 1ml de una solución acuosa diluida (0.1 a 0.3%) del compuesto en cuestión, añadir varias gotas de solución al 2.5% de cloruro férrico. Comparar el color desarrollado con el del agua pura que contenga una cantidad equivalente de solución de cloruro férrico. El color obtenido puede no ser permanente, por tanto debe hacerse la observación en el momento en que se efectúa la adición del reactivo.

Con el proceso anterior determinados fenoles no producen cambio de color. Como un proceso opcional, disolver o suspender 20mg si el compuesto es sólido o 1 gota si es líquido en 1ml de cloroformo, y añadir 2 gotas de una solución que se habrá preparado disolviendo 1g de cloruro férrico en 100ml de cloroformo. A la solución a ensayar añadir 1 gota de piridina y observar el cambio de color.

Prueba con agua de bromo.

Los fenoles son altamente activados por medio de la sustitución electrofílica aromática, y reaccionan con bromo en agua para dar un producto sustituido. Usualmente, todas las posiciones abiertas, orto y para hacia el grupo hidroxilo, son sustituidas. Por ejemplo:

Una prueba positiva es ambas, la perdida de color por la disolución de bromo acuoso y la precipitación del producto sustituido. Sin embargo, otros componentes aromáticos altamente activados, como las anilinas o éteres, también reaccionan de forma similar.

Prueba con nitrato de cesio.

Los fenoles que tienen no más de 10 carbonos, como los alcoholes, pueden reaccionar con el nitrato de amonio de cesio. Un precipitado de color café-café

grisáceo se forma en una disolución acuosa, mientras que una solución de rojo a café es formada en diglima.

Prueba con hidróxido de sodio.

Los fenoles que tienen mucha conjugación con el ión fenolato seguido se vuelven colorados cuando se disuelven en NaOH 10%. Otros pueden no tener ningún color originalmente en solución alcalina, pero se oxidan a productos coloreados-cafés. Algunas veces también los iones fenolatos precipitan en NaOH 10%, pero se disuelven en agua.

g2) Preparación del benzoato de eugenol.

Colocar 0.2ml del aceite en un pequeño tubo de ensayo y agregar 1ml de agua. Agregar una solución de hidróxido de sodio 1M gota a gota hasta que solo el aceite se disuelva. El líquido resultante no será claro, pero no debe haber gotas de aceite visibles. Al líquido, cuidadosamente agregar 4 o 5 gotas de cloruro de benzoilo; asegurarse de evitar un exceso o el producto final no cristalizará. Calentar la mezcla en un baño de vapor o agua caliente por 5-10 minutos. Enfriar la mezcla en un baño de hielo y tallar las paredes del tubo de ensayo con un vidrio hasta que se formen los cristales. Si el aceite no cristaliza, decantar la solución acuosa, agregar gotas de metanol, y enfriar el líquido en baño de hielo tallando las paredes. Colectar los cristales con filtración al vacío, usando un embudo de Hirsch, y recristalizar con una pequeña cantidad de metanol hirviendo. Colectar los cristales en un embudo de Hirsch, secar, y determinar el punto de fusión. El punto de fusión de la literatura es 70 o C.

h) Fundamento teorico sobre la destilacion por arrastre con vapor de agua.

La destilación por arrastre con vapor de agua es muy útil para separar las esencias de los vegetales ya que dichas esencias son por lo general inmiscibles con el agua.

Este proceso conduce de por si a la purificación de los líquidos que hierven a una temperatura demasiado alta, o que descomponen cuando se calientan a sus puntos normales de ebullición y por tanto no se pueden separar mediante una destilación fraccionada normal; entonces se utiliza vapor de agua para separar, los vapores se condensan para dar agua pura y líquido puro, luego las capas pueden separarse con facilidad. En eses condiciones es posible destilar líquidos de punto de ebullición elevado a temperaturas por debajo del punto de ebullición del agua.

Debido a la presión de vapor comparativamente alta de agua y al hecho de que su peso molecular es bajo comparado con la sustancia que está

“arrastrando” con vapor; es posible purificar la sustancia sin tener que destilar una cantidad excesiva de agua, de ahí la gran utilidad de la destilación por arrastre con vapor, puesto que permite separar sustancias de peso molecular elevado y baja presión de vapor en forma fácil y rápida.

El fundamento de la destilación por arrastre con vapor de agua de una sustancia insoluble o solo parcialmente soluble en agua es el siguiente. A medida que aumenta la temperatura, cada una de las dos sustancias va aumentando su presión de vapor que se opone a la presión atmosférica. Debido a la falta de solubilidad, o lo que es igual a que cada una de ellas no es diluida por la otra, cada una ejerce independientemente su presión de vapor, siendo la presión de vapor total la suma de la presión de cada componente.

Como las dos presiones parciales se suman, la mezcla de la sustancia insoluble y el agua alcanzara la presión total de 760 mm, es decir, llegará a la ebullición, a una temperatura algo más baja de 100°C. por tanto el vapor libre de agua condensada mediante una trampa y que se hace llegar al matraz que contiene una mezcla que resulta de la reducción, alcalinizada, arrastra el vapor de la sustancia insoluble y lo lleva al matraz colector a una temperatura menor de 100°.

i) Diferentes tipos de aparatos empleados por arrastre con vapor de agua

j) Empleo de la ecuación que relaciona la cantidad de los líquidos inmiscibles en una destilación por arrastre con vapor, determinaciones que pueden hacerse con dicha ecuación.

Suponiendo que se pueden aplicar las leyes de los gases, tenemos que el número de moléculas de cada componente en el vapor, será proporcional a su presión parcial de vapor, presión del líquido puro a la temperatura de la destilación. Por lo tanto, si Pa y Pb son las presiones de vapor de dos líquidos A y B en el momento en que hierve la mezcla entonces las presión total es:

PT = Pa + Pb

Y como la presión de un gas depende del número de moléculas que tiene, entonces la composición del vapor está dada por:

na = Panb = Pb

En donde na y nb representan el número de moles de las dos sustancias en un determinado volumen de la fase de vapor y como:

gana = Ma = Pa ga = MaPanb gb Pb gb MbPb

Mb

Los pesos relativos de los componentes (ga y gb) de la fase de vapor serán idénticos a los pesos relativos en el destilado o sea que los pesos de los dos líquidos condensados son directamente proporcionales a sus presiones de vapor y a sus pesos moleculares (Ma y Mb). La ultima ecuación revela la gran utilidad de la destilación por arrastre de vapor, ya que entre más pequeño sea el producto MaPa, mayor será el valor de gb.

La destilación por arrastre de vapor se utiliza para separar los aceites esenciales de numerosos vegetales enteros u órganos de ellos.

k) Tipos de extracción y cuando se emplea cada una de ellas:

k1) Sólido-líquido.

Se pueden extraer componentes solubles en sólidos con ayuda de un disolvente, por ejemplo, la obtención de aceites de frutos oleaginosos o la lixiviación de minerales. Para conseguir una extracción lo más rápida y completa posible del sólido, se tiene que ofrecer al disolvente superficies de intercambio grandes y recorridos de difusión cortos. Esto se puede lograr triturando el sólido a extraer. Un tamaño de grano demasiado pequeño puede causar, por el contrario, apelmazamiento que dificulta el paso del disolvente.

En la forma más sencilla de esta operación básica se mezclan bien el material de extracción y el disolvente. A continuación se separa y se regenera el disolvente junto con el soluto en él disuelto. El material de extracción puede estar presente también como lecho fijo, que es atravesado por el disolvente. En otra forma de aplicación, el material de extracción percola a través del disolvente.

La regeneración del disolvente consiste, generalmente, en un proceso de evaporación / destilación. En él se elimina parte del disolvente y queda una solución concentrada de extracto como producto. El disolvente se condensa y se puede reutilizar. En la práctica, al término de la extracción, la fase portadora sólida siempre contendrá una parte de soluto en el sólido. Además, una parte de disolvente permanecerá también ligada de forma adsórbalo a la fase portadora sólida

Esquema de la extracción; antes de la extracción (izquierda) y después de la extracción (derecha).1 disolvente, 2 material de extracción (fase portadora sólida con soluto), 3 soluto, 4 fase portadora sólida lixiviada,5 disolvente con el soluto en transición en él disuelto

k2) Líquido-líquido.

En la extracción líquido-líquido se separa un componente de una mezcla líquida, con ayuda de un disolvente, que preferentemente lo disuelve. En el caso más sencillo participan tres componentes:

El soluto A

El disolvente B

El líquido portador C

El soluto A forma parte de la mezcla de partida junto con el líquido portador. Si la mezcla de partida y el disolvente B se mezclan entre sí, el soluto A pasa al disolvente B. Ha de cumplirse la condición de que la solubilidad en el componente A en el disolvente B sea mayor que la del líquido portador C. A su vez el líquido portador C debería ser prácticamente insoluble en el disolvente B.

Extracción ideal. Al mezclar la mezcla de partida (A+C) y el disolvente (B), el soluto pasa al disolvente. Tras la decantación se obtienen dos fases. Fase extracto (A+B) y el líquido portador (C)

k3) Ácido-base.

También recibe el nombre de extracción selectiva o extracción con disolventes activos.

Es una técnica de separación de compuestos (sólidos, líquidos o gaseosos) en las que se aprovechan las diferencias de solubilidad de los componentes de una mezcla en un disolvente adecuado.

Este tipo de extracción involucra reacciones simples entre ácidos y bases. El cambio de solubilidad que experimentan entre sí el ácido y su base conjugada, permite su separación.

La solubilidad en agua y disolventes orgánicos de compuestos con propiedades ácidas o básicas depende del pH de la solución en la que se encuentran y pueden variarse con él. Ello permite separar con facilidad por extracción sustancias ácidas y básicas entre sí, y de otras de carácter neutro

l) Efecto Salino

Es el efecto producido por la presencia de otros iones presentes en el medio, ajenos a los constitutivos del precipitado.

Dicho efecto contribuye a disminuir las concentraciones efectivas de los iones en disolución constitutivos del precipitado, favoreciendo su disolución (no se alcanza el valor del kps o se incrementa su solubilidad).

El efecto salino se cuantifica por medio del valor de la “fuerza iónica” (I) que tiene en cuenta la concentración y carga de dichos iones. I = ∑CiZi.Cuanto mayor sea la concentración salina (mayor I) más se hace notar el efecto salino que contribuye a solubilizar el precipitado.

m) Extracción con disolventes activos para eliminar impurezas, ejemplos de estos.

Muy frecuentemente te utiliza la extracción de una mezcla orgánica con un ácido diluido, normalmente HCl al 5% o 10 % (también H2SO4 diluido). En tales extracciones se consigue eliminar impurezas básicas, especialmente aminas orgánicas. Las aminas se convertirán en sus sales catiónicas que serán solubles en agua y serán así extraídas del material orgánico.RNH2 + HCl RNH3 + Cl- (sal soluble en agua).

De igual manera se puede extraer una mezcla orgánica con una base diluida (bicarbonato al 5% o hidróxido de sodio diluido). En este caso las impurezas ácidas son convertidas en sales aniónicas solubles en agua. RCOOH + NaOH RCOONa (sal soluble en agua).

Los disolventes orgánicos utilizados en extracción deben tener baja solubilidad en agua, alta capacidad de solvatación hacia la sustancia que se va a extraer y bajo punto de ebullición para facilitar su eliminación posterior.

n) Métodos de extracción por arrastre de vapor.

n1) Aceites de clavo o de pimienta:

Tanto el aceite de clavo como el aceite de pimienta inglesa son ricos en eugenol. El cariofileo aparece en pequeñas cantidades junto con otros terpenos.

En esta práctica se aislará el eugenol y se caracterizará por espectroscopia infrarroja.

Procedimiento:

Preparar un aparato de destilación por arrastre de vapor, utilizando un matraz de tres bocas. Como matraz de recogida se puede utilizar un Erlenmeyer de 125ml. Utilícese el mechero Bunsen como fuente de calor.

Poner 15g de pimienta molida o 10g de clavo en el matraz, y añadir 150ml de agua. Calentar el líquido en el matraz hasta conseguir una velocidad de destilación lenta pero continua. Durante la destilación se va añadiendo agua con el embudo de adición para mantener el nivel original del líquido en el matraz de destilación. Proseguir hasta recoger unos 100ml de destilado.

Vaciar el embudo y colocar el destilado en él. Extraer el destilado con dos porciones de cloruro de metileno. Reunir las soluciones de metileno y despreciar la solución acuosa. Si se separa la capa de cloruro de metileno con cuidado, no será imprescindible secarla, aunque siempre es recomendable tratarla con una pequeña cantidad de sulfato de sodio anhidro. Decantar la solución y concentrar el disolvente en un baño de vapor de agua en la campana de extracción. Verter la solución concentrada a un tubo de ensayo que se ha pesado previamente, concentrar el contenido del tubo por calefacción cuidadosamente en un baño de vapor hasta que quede tan sólo un residuo aceitoso. Secar el tubo y pesarlo.

Calcular el rendimiento sobre la cantidad de clavo o pimienta inglesa de partida. Realice el espectro infrarrojo.

Colocar aproximadamente 0.2ml de eugenol obtenido y 1ml de agua en un tubo de ensayo pequeño. Añadir unas gotas de una solución 0.1M de hidróxido de sodio hasta que se disuelve todo el aceite. La solución obtenida será ligeramente turbia, pero no deben observarse gotas de aceite.

Añadir cuidadosamente 0.1ml (4 a 5 gotas) de cloruro de benzoílo. Calentar la mezcla en un baño de vapor durante 5 o 10 minutos. Dejarla enfriar y rascar el interior del tubo de ensayo con una varilla hasta que la mezcla solidifique. Si no solidifica, enfriarla en un baño dy hielo. Si así tampoco solidifica el aceite, decantar la capa acuosa, añadir unas gotas de metanol, rascar las paredes de nuevo y enfriar. Recoger el sólido en un embudo Hirsch, y lavarlo con una pequeña cantidad de agua fría. Recristalizar el sólido disolviéndolo en la mínima cantidad de metanol hirviendo. Si precipita en forma de aceite, calentar de nuevo la solución, enfriarla lentamente agitando, y cebarla. Recolectar los cristales en un embudo Hirsch. Secarlos y tomar nota de su punto de fusión. El punto de fusión del benzoato de eugenol es 70°.

n2) Aceite de comino

La mayor parte del aceite volátil de las semillas de comino es el cuminaldehído. El cuminaldehído tiene un punto de ebullición de 235-236°

Procedimiento:

Preparar un aparato de destilación por arrastre de vapor, utilizando un matraz de tres bocas de 500ml. Como matraz de recogida se puede utilizar un Erlenmeyer de 125ml. Utilícese el mechero Bunsen o una manta calefactora.Poner 15g de comino molida y 150ml de agua. Calentar suavemente para conseguir una velocidad de destilación constante. Durante la destilación se va añadiendo agua con el embudo de adición para mantener el nivel original del líquido en el matraz de destilación. Proseguir hasta recoger unos 100ml de destilado.

Vaciar el embudo y colocar el destilado en él. Extraer el destilado con dos porciones de 10ml cloruro de metileno. Se separan las dos capas y se desprecia la fase acuosa. Si se separa la capa de cloruro de metileno con cuidado, no será imprescindible secarla, aunque siempre es recomendable tratarla con una pequeña cantidad de sulfato de sodio anhidro. Filtrar y evaporar la mayor parte del disolvente en un baño de vapor. Pasar la solución restante a un tubo de ensayo y concentrar el contenido del tubo calentado cuidadosamente en un baño de vapor hasta que quede tan sólo un residuo aceitoso. Secar el tubo y pesarlo.

Calcular el rendimiento sobre la cantidad de clavo o pimienta inglesa de partida. Realice el espectro infrarrojo.

Disolver 0.2ml de hidrocloruro de semicarbazida y 0.30g de acetato de sodio anhidro, en 2ml de agua y 3ml de etanol absoluto. Añadir esta solución al aceite de comino, y calentar la mezcla en un baño de vapor durante 5 minutos. Enfriar y dejar cristalizar la semicarbazona del cuminaldehído. Recoger los cristales en un embudo Hirsch. Secarlos y tomar nota de su punto de fusión. El punto de fusión de la semicarbazona del cuminaldehído es de 216°.

n3) Separación e identificación del cinamaldehído a partir de canela

El componente principal del aceite de canela (Cinnamonum zeylanicun) es el cinamaldehído (trans-3-fenilpropenal). El cinamaldehído tiene un punto de ebullición de 252 º.

PROCEDIMIENTO

Preparar un aparato de destilación por arrastre de vapor con un matraz de tres bocas de 500 ml. Para recoger el destilado emplear un Erlenmeyer de 125 ml. Introducir en el matraz 15 g. de canela molida, junto con 100 ml. de agua caliente. Pasar vapor a través del matraz, a velocidad lenta pero continua. Destilar hasta que se hayan recogido unos 100 ml.

Trasvasar el líquido destilado a un embudo de decantación y extraer con dos porciones de 10 ml. de cloruro de metileno. Reunir las fases orgánicas y desechar la fase acuosa. Secar con una pequeña cantidad de sulfato de sodio anhidro. Filtrar la solución y evaporar prácticamente todo el disolvente sobre un baño de vapor, en la vitrina.

Verter el concentrado en un tubo de ensayo previamente pesado, y concentrar el contenido del tubo mediante calefacción cuidadosa en un baño de vapor, hasta obtener un residuo aceitoso. Secar el exterior del tubo y pesarlo. Calcular el rendimiento sobre la cantidad de corteza de canela de partida.

Realizar el espectro infrarrojo y el espectro de resonancia magnética nuclear del aceite.

o) Usos de la destilación por arrastre de vapor.

Esta técnica es útil en el tratamiento de aceites naturales y resinas, que pueden ser separadas en fracciones volátiles en corriente de vapor de agua. Es útil también en la recuperación de un sólido no arrastrable con vapor, de su disolución en un disolvente de alto punto de ebullición, como el nitrobenceno, p. e. 210º, por ejemplo; hasta las trazas de este disolvente pueden eliminarse por este procedimiento, manteniendo baja la temperatura.

p) Características que deben tener los compuestos para que sean arrastrables con vapor.

La condición más importante para que este tipo de destilación pueda ser aplicado es que tanto el componente volátil como la impureza sean insolubles en agua ya que el producto destilado (volátil) formará dos capas al condensarse, lo cual permitirá la separación del producto y del agua fácilmente.

q) Formula de la Ley de la distribución de Nerst.

CACB

= coeficiente de distribución = k en una T dada .

Para un caso general, la formula que expresamos a un proceso de extracción se deduce suponiendo que:

Vb = volumen de B en ml., V = volumen de A en ml., X = g de soluto extraído.

Así después de una extracción, la concentración de S en la capa A será:

S − XVa

= C A y S en B seráXVb

= CB Así queCBC A

= k óX /VbS − X

= k y X = k Vb SVa k Vb

Finalmente deduciendo:

Wa = Wo ( V 2KV 1 + V 2 )

n

n = numero de extracciones V2 = fase orgánica V1 = fase acuosa K = coeficiente de distribución Wo = cantidad en g de sustancia deseada Wa = cantidad real de sustancia deseada

DESTILACIÓN A PRESIÓN REDUCIDA

a) Reacción de esterificación, condiciones de reacción y su mecanismo. Equilibrio de la reacción; técnica de calentamiento a reflujo.

El salicilato de metilo se prepara esterificando el ácido salicílico con metanol. Esta reacción de equilibrio está catalizada por los ácidos. Sin embargo, la posición de equilibrio no es favorable al éster, por lo que es preciso aumentar la concentración de uno de los reactivos para desplazar el equilibrio en el sentido deseado. En este caso resulta conveniente emplear un exceso de metanol.

El reflujo es una técnica experimental de laboratorio para el calentamiento de reacciones que transcurren a temperatura superior a la ambiente y en las que conviene mantener un volumen de reacción constante.Un montaje para reflujo permite realizar procesos a temperaturas superiores a la ambiente (reacciones), evitando la pérdida de disolvente y que éste salga a la atmósfera.

b) Cromatografía en capa fina: fundamento teórico, forma de preparar las placas, aplicación de la muestra, elución y revelado.

La cromatografía es la separación de una mezcla de dos o más compuestos por distribución diferencial entre dos fases, una estacionaria y otra móvil.

La cromatografía se fundamenta en la polaridad de los disolventes y de la muestra a tratar.

La polaridad es una propiedad de las moléculas que representa la desigualdad de las cargas eléctricas en la misma.

La primera consideración al elegir un adsorbente de CCF estriba en si el adsorbente debe ser gel de sílice es SiO2 y la alúmina es Al2O3. El gel de sílice es probablemente el que, entre ambos adsorbentes, se usa con más extensión y el que generalmente se prefiere para los compuestos menos polares o ácidos. La alúmina se prefiere para las sustancias más polares o básicas.

Cuando se ha determinado el adsorbente deseado, debe elegirse el tipo de placa. Para el trabajo analítico de rutina, se emplean placas aproximadamente 2.5 x 7.5 cm (portaobjetos de microscopio). Cuando se ha preparado la pasta (que consta de gel de sílice o alúmina y diclorometano) se ponen dos portaobjetos uno sobre otro se sumergen en la pasta y se sacan los portaobjetos cubiertos.

c) Destilación a baja presión, simple y fraccionada, fundamento teórico de éstas, diferentes aparatos para colectar las fracciones en la destilación a baja presión, esquemas de los aparatos empleados, indicando las partes que los integran, normas de seguridad para llevar a cabo una destilación a baja presión.

Muchas sustancias no pueden destilarse satisfactoriamente por los métodos ordinarios, bien porque hierven a una temperatura tan alta que se descomponen o porque son sensibles a la oxidación. En tales casos la purificación puede realizarse por destilación a presión reducida. No es probable que los balones de fondo redondo Pyrex y los matraces de succión de paredes gruesas se rompan en el transcurso de la operación, pero aún así, el principiante deberá usar gafas de seguridad mientras realiza una destilación al vacío.

La estabilidad en el punto de ebullición es un condicionante para todas las destilaciones que se llevan a cabo a la presión atmosférica. Si la presión total sobre la disolución es menor que la presión atmosférica, las contribuciones de las presiones de vapor a una temperatura menor serán lo suficientemente grandes como para permitir la destilación.

FUNDAMENTO

Numerosas sustancias orgánicas tienen puntos de ebullición superiores a 200°C, muchas sustancias se descomponen a temperaturas próximas a sus puntos de ebullición o aún antes. Cuando se desea purificar o separa compuestos con las características anteriores, es conveniente tomar en

cuenta que el punto de ebullición de una sustancia depende de la presión que lo rodea, por lo tanto, se le puede disminuir, reduciendo la presión a la cuál efectúa la destilación.Al destilar a presión reducida, se necesita conocer el punto de ebullición de un líquido a una presión diferente a la publicada. Si se conocen las temperaturas de ebullición de la sustancia a dos presiones diferentes se puede trazar una curva graficando el logaritmo de la P VS T.

Para simplificar la determinación de la temperatura a que destilara una sustancia a una determinada presión. Bordenca clasifico a los compuestos orgánicos en 8 grupos, de acuerdo con sus relaciones estructurales y físicas.

Aparatos para la destilación al vacío.

Aparatos para colectar las fracciones en la destilación a presión reducida.

d) Fundamento teórico del índice de refracción; uso del refractómetro, precauciones que se deben seguir en su manejo, esquema del aparato.

El índice de refracción de una sustancia (n), es el cociente de la velocidad de la luz en el vacio entre la velocidad de la luz en esa sustancia.

El índice de refracción de una sustancia es una propiedad intrínseca como lo es el punto de ebullición, pero para determinarlo se requiere un instrumento algo más complicado. El índice de refracción se define como la relación entre la velocidad de la luz en un medio, viene determinada por la interacción de las ondas luminosas con los electrones de los orbitales enlazantes y no enlazantes de la sustancia, por consiguiente, la velocidad de la luz a través del medio estará relacionada con la estructura de la molécula y en particular con la clase de grupos funcionales que contenga.

El índice de refracción más bajo de un liquido corriente es el del agua 1,33. En general los materiales orgánicos tienen índices de refracción que caen dentro del intervalo entre 1,3 y 1,6. En el extremo inferior están los alcoholes (relacionados estructuralmente con el agua y las cetonas, y en el superior se hallan compuestos tales como el cloroformo, benceno, nitrobenceno y anilina.Existen dos clases de refractómetros de uso corriente, uno es el refractómetro de Fisher y el otro es el de Abbe-Spencer. Ambos resultan adecuados para observar valores entre 1,3 y 1,7. Ambos constan de una fuente de luz monocromática, tal como una lámpara de sodio, una baño de temperatura constante para que la temperatura del material pueda mantenerse así, y una piza óptica cuyo uso se describe a continuación. La determinación del índice de refracción es realmente muy sencilla. Primero ero se limpia el prisma del refractómetro, generalmente con etanol del 95% y se deja secar bien antes de poner la muestra. Luego se pone la muestra sobre el prisma anterior, de modo que cubra enteramente su superficie.

Las partes que lo integran son:

Antes y después de hacer una determinación debe limpiarse cuidadosamente el prisma con un algodón empapado en etanol y secándolo con otro algodón. Cuando no esté en uso, coloque un trocito de papel seda entre los prismas. La refracción es importante ya que cuando la radiación pasa de un medio a otro, parcialmente se refleja y parcialmente se transmite. La radiación transmitida conserva sus frecuencias características en el nuevo medio, pero la velocidad como la dirección de propagación pueda cambiar. Las características interfacionales de la radiación al pasar aire del vidrio.

Para poder explicar este funcionamiento es útil considerar un “frente de onda” perpendicular a la dirección de propagación. Si el rayo índice en la superficie del vidrio bajo un ángulo determinado (∅ es el ángulo de incidencia), uno de los lados del frente llaga primero a la interface y penetra al vidrio antes que el otro. Así pues mientras uno de los lados del frente de onda se desplaza ya en el vidrio el otro se está desplazando aun en el aire.Se define la relación entre la velocidad n el vacio y en otro medio como el índice de refracción o sea:

n= VvacioVmedio

e) Nomograma y uso de este.

El nomograma es un instrumento de cálculo analógico, como la regla de cálculo, por utilizar segmentos continuos de líneas para representar los valores numéricos discretos que pueden asumir las variables. Consecuencia de ello es que su precisión sea limitada, viniendo determinada por el detalle con que pueden realizarse, reproducirse o alinearse, y percibirse las marcas o puntos concretos que constituyen las escalas de valores correspondientes. Los nomogramas se usaban en los casos en que la obtención de una respuesta exacta era imposible o muy inconvenientemente, mientras que la obtención de una solución aproximada era suficientemente y muy deseable

Con objeto de simplificar la determinación de temperatura que debe destilar una sustancia. Se clasifica a los compuestos en ocho grupos de acuerdo a sus relaciones estructurales y físicas construyendo 8 graficas que permiten determinar los efectos de la presión sobre los puntos de ebullición de los compuestos orgánicos.

Un nomograma aun más exacto es el construido por Lippincott y Lymon, el cual es aplicable a compuestos con puntos de ebullición de -50 a 550° bastando con conocer dos de los tres datos del nomograma, presión del sistema, temperatura de destilación y punto de ebullición en condiciones normales ya que el tercero se localiza uniendo los dos conocidos por medio de una línea recta.

Las sustancias orgánicas se dividieron en ocho grupos los cuales correspondes alas ocho curvas que están en el centro del nomograma.

La escala de las curvas corresponde al punto de ebullición a 760 mmHg.

Dispositivo o modelo matematico que muestra las relaciones que hay entre las cosas.

Los materiales los cuales hierven por encima de los 200°C son casi siempre destilados al vacio se calcula desde un nomógrafo.

El nomograma tiene tres parámetros el complejo del punto de ebullición atmosférica, una particular reducción de la presión, el punto de ebullición y la presión reducida.

Una línea recta que intercepta cualquiera de los dos valores: permite la predicción de la tercera conexión al punto de ebullición.

La temperatura de ebullición se ve afectada por los cambios en la presión atmosférica debido a las variaciones de altura a medida que un sitio de encuentra más elevado sobre el nivel del mar la temperatura de ebullición se hace menor.

Se realiza un factor que proporciona a la diferencia de P, esto depende de la polaridad del líquido.

Nomograma presión de vapor vs temperatura líquidos de alto punto de ebulllición

Nomograma presión de vapor temperatura, líquidos de bajo punto de ebullición

f) Reacción de esterificación, condiciones de reacción, equilibrio de la reacción, técnica de la destilación azeotrópica, uso de la trampa de Dean Stark, Barret y técnica de destilación azeotrópica, técnica de reflujo en condiciones anhidras. Normas de seguridad en la manipulación de los reactivos de la reacción.

La esterificación es un proceso por el cual se sintetiza une éster. Los ésteres son una clase se compuestos ampliamente distribuidos en la naturaleza los más simples tienen olor agradable.

Los ácidos carboxílicos reaccionan con alcoholes para formar esteres a través de una reacción de condensación conocida como esterificación.

Reacción general R−¿COII−OH +R'−OH H

↔

+¿R−¿COII−OR '+H 2O ¿¿¿

Las reacciones de esterificación son de catálisis ácida. Proceden con gran lentitud en ausencia de ácidos fuertes, pero alcanzan el equilibrio en unas cuantas horas si el ácido y el alcohol se tratan a reflujo con una cantidad pequeña da ácido sulfúrico o cloruro de hidrogeno. Debido a que la posición del equilibrio controla la cantidad que se forma del éster, el uso de in exceso del ácido carboxílico o del alcohol, aumenta el rendimiento en base al reactivo limitante. La selección del componente que se usara en exceso depende de su disponibilidad y costo. El rendimiento de una reacción de esterificación también puede aumentar si se elimina el agua de la mezcla de reacción, a medida de que se forma esta última.

Cuando el ácido benzoico reacciona con metanol marcado con 18, el oxigeno marcado aparece en el éster. Este resultado revela con precisión los enlaces que se rompen en la esterificación.

C6H 5C

OII−OH +C H3−O

18−HH↔

+¿C6H 5C

OII−O18C H 3+H 2O¿

El resultado del experimento del marcado y el hecho de que las esterificaciones necesitan un catalizador ácido concuerdan, ambos, que el mecanismo siguiente. Dicho mecanismo es característico de las reacciones de sustitución nucleofilica catalizadas por ácidos en los átomos de carbono acilo.Si se siguen las reacciones hacia delante de este mecanismo, se tiene la secuencia de la esterificación de un ácido catalizado por otro ácido. Sin embargo, si se sigue la dirección inversa, se obtiene. El mecanismo de la hidrolisis, catalizada por ácido, de un éster.

R−¿COII−O R'+H 2OH 3O

↔

+¿R−¿COII−OH+R '−OH ¿¿¿

El resultado que se obtiene dependerá de las condiciones que se escojan. Si se desea esterificar un ácido, se usa un exceso del alcohol, si es posible se elimina el agua a medida que se forma. Si se quiere hidrolizar un ester se usa un gran exceso de agua, es decir se somete a reflujo el ester con HCl acuoso diluido o H2SO4 acuoso diluido.

Los factores esféricos afectan con fuerza la rapidez de las hidrólisis catalizadas por ácido de los esteres. Los grupos voluminosos cercanos al sitio de reacción, ya sea en el componente del alcohol o el componente del ácido, se trazan en forma marcada ambas reacciones. Los alcoholes terciarios por ejemplo, reaccionan con tal lentitud en las esterificaciones que por lo general, en lugar de la reacción anterior, sufren una eliminación.

f1) Ésteres a partir de cloruro de acilo.

También es posible sintetizar esteres por la reacción de los cloruros de acilo con los alcoholes. Debido a que los cloruros de acilo son muchos más reactivos en cuanto a la sustitución nucleofilica que los ácidos carboxílicos, la reacción de un cloruro de acilo con un alcohol se lleva a cabo con rapidez y no requiere un catalizador ácido. Es común agregar piridina en la mezcla de reacción para que este reaccione con el HCl que se forma.

Reacción general R−¿CICl

OII+R '−O−H –HCl

→R−¿ C

IO−R

OII ¿¿

f2) Esteres a partir de anhidridos de ac, carboxilicos. Los anhídridos de ác, carboxílicos, también reaccionan con los alcoholes para formar esteres en ausencia de un catalizador ácido.

Reacción general R−¿C

OII−O−¿C

OII R+R'−OH→RC

IOIR'

OII+RC

OIIOH ¿¿

Con Frecuencia la reacción, de un alcohol con anhídrido o un cloruro de acilo es el mejor método para preparar un éster.

f3) Trampas

Estas piezas de cristalería, se utilizan para eliminar

agua o humedad de un proceso ya sea que se trate de una purificación de disolvente o de llevar a cabo una reacción en condiciones anhidras; para el primer caso, se emplean las trampas de Dean Stark, de Barret, Dean Stark invertida y para el segundo caso se emplea la trampa de humedad comúnmente llamada trampa de cloruro de calcio.

g) Métodos para controlar la ebullición de una destilación a baja presión.

Numerosas sustancias orgánicas tienen puntos de ebullición superiores a 200°C, muchas sustancias se descomponen a temperaturas próximas a sus puntos de ebullición o antes. Cuando se desea purificar o separar compuestos con las características anteriores, es conveniente tomar en cuenta el punto de ebullición de una sustancia depende de la presión que lo rodea, por lo tanto, se le puede disminuir, reduciendo la presión a la cual se efectúa la destilación. Al destilar a presión reducida, frecuentemente se necesita conocer el punto de ebullición a una presión diferente a la publicada. Si se conoce la temperatura de ebullición de la sustancia a dos presiones diferentes se puede trazar una curva, graficando el logaritmo de la presión P contra 1/P y a continuación ver a que temperatura corresponde el logaritmo de la presión que se está destilando.

Un nomograma aún más exacto, el cual se puede usar con compuestos con puntos de ebullición de -50°C a 550°C, bastando conocer dos de los tres datos del nomograma, presión del sistema, temperatura de destilación y punto de ebullición, en condiciones normales, ya que el tercero se localiza uniendo los dos conocidos con una línea recta.

Para tener una idea aproximada de un punto de ebullición a presión reducida, puede considerarse que el punto de ebullición a 760 torr disminuye en 10-15°C cada vez que se reduce la presión a la mitad. Así un líquido hierve a 200° a 760 torr hierve a 80-120° a 2.9 torr.

h) Uso de manómetro y esquema de los diferente tipos de estos.

Un manómetro es un instrumento de medición que sirve para medir la presión de los fluidos contenidos en recipientes cerrados existen básicamente dos tipos: los de líquidos y los de sólidos.

Los manómetros de líquidos emplean por lo general como líquido manométrico el mercurio que llena parcialmente un tubo en forma de “U” el tubo puede ser abierto por ambas ramas o por una sola. En ambos casos la presión se mide conectando el tubo al recipiente que contiene el fluido por su

rama inferior abierta y determinando el desnivel “n” de la columna de mercurio entre ambas ramas. Si el manómetro es de tubo abierto es necesario tomar en cuenta la presión atmosférica con la ecuación.

P=Po± p ∙ gh .

Si el tubo es cerrado la Presión vendrá dada directamente por:

P=p ∙g ∙h

Los manómetros de este tipo, permiten la medida de presiones elevadas.