Guia Quimica Organica Wiener 2015-i

3B-2

GUIA DE PRÁCTICAS FACULTAD DEFARMACIA Y

BIOQUÍMICA

QUÍMICA ORGÁNICA

Autores:Mg. Q.F. Luis Miguel Félix Veliz

Ing. Marcel Navarro Arias

2015

F-C3-3B-2 REV. JUNIO 2007

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QUÍMICA ORGANICA 2015

“Me lo contaron y lo olvide, lo vi y lo entendí, lo hice y lo aprendí”

Confucio, filósofo chino (551-479 AC)

INTRODUCCIÓN

Actualmente la Química Orgánica está profusamente involucrada en cada fase de la vida moderna. Durante los diez a quince años últimos los conocimientos científicos han crecido tan rápidamente que ha resultado difícil mantener los cursos de ciencias al día. A causa de que la química orgánica afecta a nuestras vidas de tantas maneras, cada día más gente necesita un conocimiento de esta materia como necesidad profesional. Nadie puede pretender la posesión de un amplio conocimiento del mundo actual sin conocer algo la química orgánica, cuyo estudio, por otra parte, ofrece ventajas únicas al estudiante.

El autor han tratado de reunir en esta Guía un conjunto de prácticas en las cuales se apliquen las principales técnicas de aislamiento, purificación y caracterización a casos sencillos, después se introducen prácticas sobre la reactividad y síntesis de compuestos orgánicos, que permita al alumno iniciarse, con el mejor aprovechamiento posible, en la experimentación de química orgánica con ensayos e investigaciones preliminares de sustancias desconocidas.

El trabajo práctico de cada alumno será calificado por la técnica y habilidad desarrolladas, por la comprensión de los principios tratados en la práctica que serán puestos en evidencia por pequeños exámenes orales o escritos, que cada profesor hará a sus alumnos.

El fin principal de este curso de práctica consiste en enseñar al alumno el arte y los principios científicos en los que se fundamenta la Química Orgánica.

2 F-CV3-3B-2 REV.JUNIO 2007


El autor.



PRECAUCIONES Y TÉCNICAS DE TRABAJO EN EL LABORATORIO.

El trabajo práctico en Química Orgánica es tanto un arte como una ciencia.La primera práctica está dedicada especialmente al conocimiento de las precauciones y técnicas de trabajo en el laboratorio.Todos los laboratorios químicos donde el trabajo es frecuente han sido escenario de accidentes, la mayoría de poca importancia, pero algunos de graves consecuencias. Estos, así llamados “accidentes” no suceden, sino que son causados por descuidos o falta de atenciónen el trabajo.En el laboratorio se debe trabajar con una mente abierta e inquisitiva, anotando enseguida no lo que se supone que va a suceder, sino lo que realmente se observa. Mientras se esté trabajando, se debe de ir tratando de interpretar todo lo que se observa, y si después de determinado esfuerzo no se sabe la respuesta a alguna cuestión, no se debe dudar en hacerle la consulta al profesor.Un cumplimiento riguroso de las precauciones que se indican a continuación prevendrá directamente la mayoría de dichos accidentes y ayudará indirectamente a los alumnos a adquirir aquellos hábitos de seguridad que les serán de inestimable valor no sólo en el laboratorio, sino en cualquier sitio.

Las siguientes precauciones y normas de seguridad se pueden evitar muchos accidentes:

1. Es obligatorio usar mandil o bata de laboratorio (blanco de algodón) diseñada para proteger la ropa y piel de sustancias químicas que puedan derramarse o producir salpicaduras. Debe llevarse abrochada y cubrir hasta la rodilla. Debe ser de manga larga. NO debe sustituir a la camisa y/o blusa.

2. Caminar no correr en el laboratorio.3. El cabello largo suelto puede ser peligroso, trabajar con el pelo recogido.4. No ingerir alimentos y bebidas para evitar envenenamiento por ingestión.5. No fumar.6. Evitar las visitas porque lo distraen.7. Por ningún concepto abandonarán el lugar de trabajo hasta haber

terminado la práctica.8. El lugar o mesa de trabajo debe estar organizado y limpio (no mochilas sobre la

mesa)9. Realizar el experimento una vez que estás seguro del plan a seguir y que el

profesorresponsable lo autorice.

10. El material bien limpio es esencial para un buen trabajo.11. Usar mascarilla para trabajar con sustancias tóxicas, volátiles o utilizar las

campanas extractoras de gases.12. Leer la etiqueta de los frascos reactivos antes de usarlos.13. No probar los reactivos.14. Evitar mezclar los reactivos simplemente por curiosidad.



15. Manipular los reactivos sólidos con espátulas.16. No se utilizarán las pipetas sin que estén provistas de la pera de hule apropiada,

a no ser que se trate simplemente de medir volúmenes de agua.17. Evitar en lo posible el transporte de sustancias químicas a sus mesas de trabajo.18. Usar exactamente las cantidades de reactivo que se dan en el procedimiento.19. Evitar regresar pequeñas cantidades de reactivo al frasco original para

no contaminarlo.20. Si se producen derrames pequeños deben limpiarse inmediatamente.21. Lavarse las manos después del uso de sustancias químicas.22. Al encender un mechero no debe estar al frente de la salida de gas.23. Usar baño maria para calentar sustancias inflamables.24. Evitar colocar los materiales en la orilla de la mesa.25. Hay un sitio exclusivo para basura y desechos sólidos (no dejarlo sobre la

mesa de trabajo)



26. Al abandonar el laboratorio, todo el material quedará limpio y recogido, entregándole al delegado.

27. Todas las llaves de gas, agua deben quedar cerradas antes de salir del laboratorio.28. Antes de salir del laboratorio, lávate las manos SIEMPRE.29. Cualquier duda que pueda tener acerca de los experimentos que va a

realizar la consultará con el profesor.30. Es muy importante que cada alumno prepare y estudie su práctica antes de

llegar al laboratorio.



PRÁCTICA No. 1ANALISIS QUÍMICO ELEMENTAL CUALITATIVO DE SUSTANCIAS

ORGANICAS: INVESTIGACION DE CARBONO, HIDROGENO, NITROGENO, AZUFRE Y HALOGENOS

1.1 Marco teórico

Los elementos que comúnmente se encuentran junto con el carbono, el hidrógeno y el oxígeno son: Nitrógeno, Azufre, Flúor, Cloro, Bromo y Yodo.La identificación de estos elementos se basa en su conversión en compuestos iónicos solubles en agua y en la aplicación a éstos de pruebas específicas.

1.2 Competencias

- Al término de la práctica el estudiante será capaz de identificar los elementos de un compuesto orgánico como son C,H,N,S y halógenos, mediante reacciones específicas.

1.3 Materiales y equipos

Materiales

- Tubos de ensayos

- Papel filtro

- Gradillas

- Embudos de vidrio

- Tubo de desprendimiento

- Trípodes

- Pinzas de extensión

- Mecheros

- Vasos de precipitado

- Pinzas de madera

- Espátulas

- Baguetas

- Soporte Universal

- Rejillas con asbesto

1.4 Procedimiento

1.4.1.-DETERMINACIÓN DE CARBONO E HIDROGENO

El método para determinar el carbono consiste en convertirlo a CO2 (anhídrido carbónico) y poner de manifiesto su presencia mediante el agua de cal (Ca(OH)2 ) o agua de barita(Ba(OH)2

El hidrogeno se reconoce por la formación de agua en las paredes del tubo que contiene las sustancias reaccionantes.

a) Muestra orgánica + CuO + calor → CO2 (g) + Cu (s)

b) CO2 (g) + Ca(OH)2 (aq) → CaCO3 (s) + H2O (l)



CO2 + Ba(OH)2 → BaCO3 ↓ + H2O

H2 + O2 → H2O


PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL:- En un tubo de ensayo limpio y seco colocan 100 mg de CuO, 100 mg de ácido

oxálico y luego cubrir con otros 100 mg de CuO.- Tapar el tubo con un tapón unido a una varilla de desprendimiento que se introduce

en otro tubo de ensayo que contiene unos mililitros de Ba (OH)2 ó Ca(OH)2.- Luego calentar el tubo de ensayo que contiene la mezcla suavemente al principio y

luego más intensamente.Observar, anotar e interpretar los resultados.

1.4.2.-DETERMINACION DE NITROGENO, AZUFRE Y HALOGENOS

Se utiliza el método de Lassaigne, que consiste en la fusión de los compuestos orgánicos con metales como el sodio.

FUSIÓNC, H, O, N, S, X, Na° Nax, NaCN, Na2S, NaCNS

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

Calor

- En un tubo de ensayo en posición vertical, sostenido por pinzas, introducir un trocito de sodio metálico seco.

- Calentar directamente al fuego hasta que funda y sus vapores empiecen a elevarse dentro del tubo.

- Añadir la sustancia orgánica poco a poco sin tocar las paredes del tubo, se continúa elcalentamiento hasta que el fondo del tubo se torne de un color rojo vivo.

- Sumergir el tubo en un vaso de 100 mL de capacidad que contienen 40 ml de agua (golpeando ligeramente con una bragueta para romperlo).

- Luego hervir la solución durante 5 minutos y filtrar para obtener “licor madre”.

1.4.2.1.-INVESTIGACIÓN DE NITRÓGENO

1. Colocar en un tubo de ensayo 3 ml de la solución filtrada, agregar Fe+2(SO4)-2

2. Luego agregar unas gotas de Fe+3Cl-3 y hervir durante 3 minutos3. Enfriar y acidular con H+Cl- gota a gota hasta la aparición de un

precipitadocaracterístico de azul de prusia.

4. Observar, anotar e interpretar resultados.

2NaCN +FeSO4 → Fe(CN)2 + Na2

SO4 Fe(CN)2 + 4NaCN → Na4Fe(CN)6

3Na4 [Fe(CN)6 ] + 4FeCl3 → Fe4 [Fe(CN)6 ]3 +12 NaCl

1.4.2.2.-INVESTIGACIÓN DE AZUFRE1. Colocar en un tubo de ensayo 3 ml de la solución filtrada, acidular con gotas de

ácido acético y agregar unas gotas de acetato de plomo hasta obtener un pp.

negro.


1.4.2.3.-INVESTIGACIÓN DE HALOGENOS:

1. Colocar en un tubo de ensayo 3 ml de la solución filtrada, acidular con gotas de ácido nítrico diluido.

2. Hervir por unos minutos para expulsar lo que hubiera de ácido cianhídrico o ácido sulfhídrico.

3. Luego añadir unas gotas de solución de nitrato de plata; un precipitado denso indica la presencia de cloro, bromo o yodo. Tenga presente que el cloruro de plata es blanco, el bromuro de plata es amarillo pálido y el yoduro de plata es amarillo.


NaX + AgNO3 → AgX + HNO3

PRECAUCIONES Y RECOMENDACIONES

-Algunos compuestos como los nitroalcanos, ácidos orgánicos, diazoésteres, sales de diazonio, poli haluros alifáticos (cloroformo, tetracloruro de carbono), reaccionan explosivamente con el sodio o magnesio calientes.-Siempre deberán usarse anteojos de seguridad cuando se realicen estasdescomposiciones.-Mantener el sodio metálico en kerosene, por ser muy reactivo con solventes inorgánicos.-Evitar el contacto del sodio con las manos para prevenir accidentes.-Trabajar con materiales limpios y secos.-Tener cuidado con la ebullición brusca al someter las sustancias al calor y dirigir la boca del tubo de ensayos hacia un lugar despejado de alumnos.

1.5.-Resultados:

Realizar un cuadro de resultados donde muestre las reacciones pertinentes de cada prueba y se verifique si se observaron los indicadores que muestran si las reacciones fueron positivas.

1.6.-Cuestionario

Explique en qué consiste el método de Lassaigne – Mulliquen. Escriba las reacciones químicas que intervienen en dicho método, para cualquier otro compuesto que no se uso en la práctica y que contiene N, S, Cl, I, Br.

1.7.-Fuentes de información

1. SHRINER R., FUSON R., CURTIN D., Identificación Sistemática de Compuestos Orgánicos: Ed. Limusa 1991.

2. PASTO D., JPHNSON C., Determinación de Estructura Orgánicas, Edit.

Reverté S. A. 1974.3. BREWSTER, R.Q., C.A. VANDEMOCY y W.E. Mc. EWEN, Curso Práctico de

Química Orgánica, 4º ed., Edit. ALHOMBRA, Barcelona 2001.

UNIVERSIDAD NORBERT WIENER FACULTAD DE FARMACIA Y BIOQUÍMICA

PRÁCTICA N° 1ANÁLISIS QUÍMICO ELEMENTAL CUALITATIVO DE

SUSTANCIAS ORGÁNICAS: INVESTIGACIÓN DE CARBONO, HIDRÓGENO,

NITRÓGENO, AZUFRE Y HALOGENOS

NOMBRES Y APELLIDOS: MESA N°……

RESULTADOS:

1.- ¿Cuál es la diferencia característica entre una sustancia orgánica y una sustancia inorgánica?

2.- Como determino la presencia de Halógenos .Explique

3.- Que observo en la determinación un compuesto orgánico volátil

4.- Como determino la presencia de nitrógeno

5.- Como determino la presencia de azufre

PRACTICA N° 2

ENSAYOS DE SOLUBILIDAD Y MISCIBILIDAD EN COMPUESTOS ORGÁNICOS

2.1. MARCO TEORICO

La Solubilidad es la propiedad de una sustancia para disolverse en otra; la sustancia que se disuelve recibe el nombre de soluto y la sustancia en que se disuelve recibe el nombre de solvente. Si el soluto se disuelve en grandes cantidades, decimos que es muy soluble; si lo hace en pequeñas cantidades es poco soluble, pero si no se disuelve en ninguna cantidad, lo llamamos insoluble. En la solubilidad, el carácter polar o apolar de la sustancia influye mucho, ya que, debido a estos la sustancia será más o menos soluble. Los compuestos con menor solubilidad son los que presentan menor reactividad como son: las parafinas, compuestos aromáticos y los derivados halogenados.

El coeficiente de solubilidad se expresa en g/mL.

Cuando una sustancia se disuelve en otra, las partículas del soluto se distribuyen a través del solvente. Esto significa que el soluto ocupa lugares que originalmente correspondían a las moléculas del solvente. En un líquido, las moléculas se encuentran empaquetadas e interaccionan fuertemente unas con otras, de modo que la menor o mayor facilidad con la cual una molécula de soluto reemplaza a una del solvente, depende de:• Las fuerzas relativas de atracción entre moléculas del solvente• Las fuerzas relativas de atracción entre moléculas del soluto• La fuerza de las interacciones entre moléculas soluto-solvente

Las sustancias que muestran fuerzas atractivas intermoleculares similares tienen la tendencia a ser solubles entre sí. Este hecho se resume en la conocida regla: “lo semejante disuelve lo semejante”.


La solubilidad de un soluto depende, por lo tanto, de varios factores:

Naturaleza de los componentes

Experimentalmente se ha observado que mientras más semejantes sean los compuestos en su estructura y propiedades, más fácilmente forman soluciones. Dicha semejanza se observa en la estructura, la polaridad y la facilidad de formar puentes de hidrógeno.

TemperaturaLos cambios en temperatura siempre cambian la solubilidad de un soluto. Generalmente, los sólidos son más solubles en agua caliente que en agua fría, aunque existen algunas sales como el Ca(OH)2 y el CaCrO4 que son más solubles en frío que en caliente. Otros compuestos como el NaCl presentan una solubilidad que varía ligeramente con la temperatura.En los compuestos cuya solubilidad aumenta al aumentar la temperatura el proceso de disolución del soluto es endotérmico. Las sales de solubilidad inversa liberan calor al disolverse.

PresiónLos cambios de presión son fundamentales en la

determinación de la solubilidad de un gas en un líquido. Generalmente al aumentar la presión aumenta la solubilidad, mientras que la solubilidad de un sólido o un líquido es prácticamente independiente de la presión.

2.2.- COMPETENCIAS- Determinar el comportamiento de solubilidad de sustancias sólidas en disolventes

orgánicos.- Realizar la prueba de solubilidad en disolventes orgánicos para la selección de

compuestos químicos

2.3.-. MATERIALES Y REACTIVOS

- Tubos de ensayo - Beaker- Papel filtro - Luna de reloj- Erlenmeyer - Baguetas- Pisetas - Cocinilla eléctrica- Etanol 96º - Bencina- Butanol - Agua destilada- Ácido benzoico - Ácido salicílico- Cloruro de sodio

2.4.- PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

2.4.1.- SOLUBILIDAD: Coloque en un tubo de ensayo 0,1 g de la muestra problema. Agregue 1 mL de disolvente a probar; agite y observe (prueba de solubilidad en frío). Sí los cristales no se han disuelto, repita el procedimiento agregando 1mL hasta completar


3 mL Sí el sólido no se ha disuelto, es insoluble en frío; si se ha disuelto es soluble en frío.Sí la sustancia fue insoluble en frío, caliente la muestra en baño maría hasta ebullición y con agitación constante. Observe si se solubiliza o no. Sí la hay el sólido es soluble en caliente y es insoluble en caso contrario. Si el sólido fue soluble en caliente, enfríe a temperatura ambiente. Observe si hay formación de cristales.

RESULTADOS

Se determina el comportamiento de solubilidad de sustancias sólidas en disolventes orgánicos.

Como también en solventes inorgánicos, también DISOLVENTE Agua Etanol 70º Etanol 96º Butanol Bencina

Solubilidad en fríoSolubilidad en calienteFormación de cristales después de enfriar

2.4.2.-MISCIBILIDAD: Coloque en un tubo de ensayo 1 mL de la muestra problema. Agregue 1 mL de disolvente a probar; agite y observe. Si se forma una sola fase son miscibles, Si hay la formación de dos fases son inmiscibles.

DISOLVENTE Agua Etanol 70º Etanol 96º Butanol Bencina

ACETONAACEITE

2.5.- CUESTIONARIO(Adjuntado con el informe)1. De acuerdo con las pruebas de solubilidad, ¿qué relación tiene la polaridad del soluto

y el solvente en los compuestos ensayados?, fundamente su respuesta.2. Presente la escala ascendente los solventes de acuerdo a la constante dieléctrica.3. Qué relación tiene la estructura molecular con la solubilidad de los compuestos

participantes?4. Que es la constante dieléctrica5.- Escriba las estructuras químicas de los solutos y solventes utilizados en la práctica.6. De ejemplos de sustancias inmiscibles.7. De acuerdo con las pruebas de solubilidad, ¿cuál es el grado de polaridad de los

compuestos ensayados?, fundamente su respuesta.8. Presente la escala ascendente los solventes de acuerdo a la constante dieléctrica.9. ¿Qué relación tiene la polaridad del soluto y solvente en la solubilidad?10. ¿Qué relación tiene la estructura molecular con la solubilidad de los compuestos

participantes?

2.6.-FUENTES DE INFORMACIÓN

1. SHRINER R., FUSON R., CURTIN D., Identificación Sistemática de Compuestos Orgánicos: Ed. Limusa 1991. 2. PASTO D., JPHNSON C., Determinación de Estructura Orgánicas, Edit. Reverté S. A. 1974.3. BREWSTER, R.Q., C.A. VANDEMOCY y W.E. Mc. EWEN, Curso Práctico de Química Orgánica, 4º ed., Edit. ALHOMBRA, Barcelona 2001



PRÁCTICA N° 2

ENSAYOS DE SOLUBILIDAD Y MISCIBILIDAD EN COMPUESTOS ORGÁNICOS

NOMBRE Y APELLIDO:MESA N° ……

RESULTADOS:

PRUEBA DE SOLUBILIDAD

CON CLORURO DE SODIO:DISOLVENTE Agua Etanol 70º Etanol 96º Butanol BencinaSolubilidad en fríoSolubilidad en calienteFormación de cristales después de enfriar

CON ÁCIDO BENZOICO:DISOLVENTE Agua Etanol 70º Etanol 96º Butanol BencinaSolubilidad en fríoSolubilidad en calienteFormación de cristales después de enfriar

PRUEBA DE MISCIBILIDAD

DISOLVENTE Agua Etanol 70º Etanol 96º Butanol BencinaACETONAACEITE

CONCLUSIÓN:


PRÁCTICA No.3EXTRACCIÓN POR SOLVENTES: EXTRACCIÓN SIMPLE Y MÚLTIPLE

3.1.- Marco teórico- Se extrae una sustancia de un sistema de sustancias, para purificarla,

mediante el empleo de un disolvente inmiscible con el solvente que contienen el material original.

- La extracción se basa en el KD o coeficientes de distribución de una sustancia química en un sistema de 2 solventes inmiscibles.

- Los disolventes más comúnmente empleados son: agua, metanol, etanol, cloroformo, acetato de etilo, acetona, benceno, éter etílico, éter de petróleo, n-hexano, etc.Numerosos productos como: vitaminas, flavonioides, alcaloides, esteroides, terpenoides, grasas, hormonas, colorantes, etc., son extraídos de esta manera.

- La extracción puede ser: discontinua (con embudo de separación) o continua (por soxhlet)

Figura 1.- Arriba: equipo que contiene embudo de decantación. Abajo.: Soxhlet.


3.2.- Competencia

- El alumno realiza la extracción (simple y múltiple) del ácido benzoico con los equipos suministrados por la cátedra, posteriormente procede a su identificación.

3.3.- Materiales y equipos

MATERIALES- Embudo de separación- Probeta de 50 ml- Vasos de pp. de 100 ml (2)- Erlenmeyer de 100 ml- Termómetro- Balanza- Mechero- Soporte universal y pinza

3.4.- Procedimiento

Disolver en 25 ml de agua una mezcla de 0,3 g de ácido benzoico y 0,15 g de sacarosa. Trasvasar la solución en caliente a un embudo de separación, añadir 20 ml de éter etílico, colocar el tapón y agitar la mezcla varias veces equilibrando la presión interior, dejar en reposo para que se formen las 2 capas y luego verter por la llave la capa acuosa a un vaso de precipitado de 100 ml. Pasar la capa etérea por la entrada del tubo de separación a un erlenmeyer de 100 ml y secarla con CaCl2 anhidro ò Sulfato de sodio anhidro, decantar (los vapores de éter son muy inflamables). Pesar el producto obtenido.Anotar sus observaciones y sacar conclusiones.

3.5.- Resultados

Realizar sus resultados indicando la cantidad de ácido extraído, el porcentaje de

rendimiento y el punto de fusión determinado experimentalmente.

3.6.- Cuestionario-Defina coeficiente de distribución.-Qué es punto de fusión?-Ejercicio: Tenemos 60 mL de una solución clorofórmica de 50 mg de Cristal Violeta, deseamos saber que cantidad de Cristal Violeta quedará en el cloroformo luego de una extracción con 60 mL de agua destilada, y cuanto quedará luego de 2 extracciones con 30 mL de agua cada uno considerando que el coeficiente de


distribución para este sistema de solventes es ½.

3.7.- Fuentes de información


2. PASTO D., JPHNSON C., Determinación de Estructura Orgánicas, Edit. Reverté S. A. 1974.

3. BREWSTER, R.Q., C.A. VANDEMOCY y W.E. Mc. EWEN, Curso Práctico deQuímica Orgánica ,4º ed., Edit. ALHOMBRA, Barcelona 2001.



PRÁCTICA N° 3

EXTRACCIÓN POR SOLVENTES: EXTRACCIÓN SIMPLE Y

MÚLTIPLE

NOMBRES Y APELLIDOS: MESA N° ……

RESULTADOS:En la extracción del ácido benzoico:1.- Diga Ud. Porque no se disuelve completamente toda la muestra cuando le añade agua:

2.- Que observo cuando le agrego el solvente orgánico al embudo de decantación:

3.- Por Que los vapores de éter son muy inflamables:


PRÁCTICA No.4PURIFICACION DE SÓLIDOS: CRISTALIZACION

4.1.-Marco teóricoMuchos de los principios activos, así como medicamentos se encuentran en forma cristalina. Dichos compuestos son aislados o sintetizados, pero durante el proceso de obtención de los mismos siempre es necesario purificarlos. Uno de los métodos más aplicados en la purificación de las sustancias es el método de cristalización basado en la propiedad de las sustancias de volverse a cristalizar, de tal manera que mediante este proceso las sustancias en mención se purifican formando nuevos cristales. De esta manera la cristalización es un proceso que depende del solvente adecuado, para lo cual al preparar la solución sobresaturada el solvente debe ser el adecuado, es decir no debe reaccionar con la sustancia a cristalizar, debe disolver fácilmente las impurezas y debe ser fácil de eliminarse.Cuando un sólido cristalino se calienta, sus átomos vibran con más energía. En cierto momento se alcanza una temperatura a la que estas vibraciones alteran el orden de la estructura cristalina, los átomos pueden deslizarse unos sobre otros, el sólido pierde su forma definida y se convierte en un líquido. Este proceso se llama fusión y la temperatura a la que sucede es la temperatura de fusión (Punto de fusión).

4.2 Competencias

El estudiante será capaz de purificar el ácido benzoico mediante el método de cristalización, posterior a ello determinará el punto de fusión.


Vasos de precipitado Baguetas EspátulasLuna de reloj-Mecheros Trípodes Rejillas de asbestoMatraz Kitazato Embudo de Buchner Balanza analíticaEstufa de secado Embudo simple Matraz Erlenmeyer

Mechero SoporteMalla de asbesto Pinzas NuezMortero TermómetroMicrocapilares Bandas de caucho

-Sólido: ácido benzoico (consultar el punto de fusión y la fórmula de cada compuesto).

4.4.- ProcedimientoRealizar la cristalización del ácido benzoico colocándolo en un vaso de 150 mL luego adicionar 8 mL de alcohol etílico, con ayude de una bagueta desprender y disolver el residuo sólido, calentar la solución hasta la disolución total del residuo, si la solución se presenta coloreada agregar unos miligramos de carbón activado, calentar hasta que empiece a ebullir (no hervir), inmediatamente filtrar la solución caliente y el filtrado dividirlo en dos tubos de prueba en volúmenes iguales.


- El tubo # 1 dejar en reposo en una gradilla para que enfrié espontáneamente (cristalización espontánea)

- El tubo # 2 enfriarlo en un vaso de hielo, bajo un chorro de agua o raspar las paredes del tubo (cristalización inducida)

- Comparar ambos tubos y observar:a) Velocidad de cristalización.b) Cantidad de cristales formados.c) Calidad de cristales formados (forma, tamaño, etc.)Luego filtrar en vacío, lavar los cristales con agua fría y secarlos.Guardar los cristales obtenidos y traerlos la clase siguiente para determinar su grado de pureza e identificación.

4.5.- Resultado

Realice un cuadro con los resultados obtenidos, determinando el porcentaje de eficiencia del proceso.

4.6.- Cuestionario

1.- Defina: cristalización, impurezas, porcentaje de eficiencia.2.-¿Por qué es conveniente lavar el sólido cristalizado con disolvente puro después de la segunda filtración?

3.-¿Con qué disolvente se lava?.4.-¿Es necesario que este disolvente para lavar se encuentre a ebullición ?5.-Cuando se filtra un sólido con succión, ¿por qué se debe interrumpir siempre la succión antes de cerrar la trompa de vacío?.


1. SHRINER R., FUSON R., CURTIN D., Identificación Sistemática

de Compuestos Orgánicos: Ed. Limusa 1991.2. PASTO D., JPHNSON C., Determinación de Estructura Orgánicas, Edit. Reverté S.

A. 1974.3. BREWSTER, R.Q., C.A. VANDEMOCY y W.E. Mc. EWEN, Curso Práctico de

Química Orgánica, 4º ed., Edit. ALHOMBRA, Barcelona 2001.



PRÁCTICA N° 4

PURIFICACION DE SÓLIDOS: CRISTALIZACION


RESULTADOS:1.- Porqué se eligió al alcohol etílico como solvente ideal:

2.- Que tipo de impurezas encontró al realizar la purificación:

3.- Al realizar la etapa del enfriamiento, que observo?


4.- Realice sus conclusiones correspondientes:


PRÁCTICA No.5

IDENTIFICACIÓN DE COMPUESTOS ORGÁNICOS: CROMATOGRAFÍA

5.1.-Marco teórico

La cromatografía es una técnica para separación de los distintos componentes de una mezcla, permite la separación de trozos de impurezas o bien de las fracciones importantes. El fundamento de la cromatografía es la separación de diferentes tipos de moléculas cuando desciende por una columna o atraviesa una delgada capa de material inerte.

En ambos casos, existe una sustancia que proporciona una superficie elevada y que interacciona físicamente con el compuesto a analizar. Si las moléculas son adsorbidas por la superficie, el fenómeno se llama cromatografía de adsorción, y si se disuelven en una delgada superficie líquida, cromatografía de reparto.

El nacimiento de la cromatografía de absorción se remonta a 1903, cuando el botánico ruso Mikhail S. Tswett estableció los primeros fundamentos. Este científico observó que filtrando soluciones que contenían pigmentos vegetales a través de una columna de carbono de calcio en polvo fino, los pigmentos quedaban retenidos.

Haciendo pasar por la columna otro disolvente puro se conseguía la separación de los pigmentos, los cuales aparecían en la columna en varias zonas de diferente color que se distanciaban cada vez más una de la otra, mientras el disolvente atravesaba la columna, la vistosa “cromatografía” , que realmente ha sido poco afortunada, ya que en la actualidad se emplea esta técnica para separar fracción es incoloras en la mayoría de los casos.

I.CROMATOGRAFIA

Es un procedimiento físico-químico que consiste en separar los componentes o sustancias integrantes de una mezcla en movimiento por medio de reparto o adsorción sobre una superficie estacionaria o inmóvil. La razón por la que es posible conseguir separaciones difíciles de lograr por otros métodos estriba en que, pequeñas diferencias en el coeficiente de reparto o en la adsorción – desorción de cada uno de los componentes se va multiplicado a lo largo del sistema.Se pueden establecer dos mecanismos:

1. Reparto o participación: Es la distribución de una sustancia o mezcla de sustancias entre la fase móvil y la fase estacionaria soportada sobre un sólido adecuado.

2. Adsorción: Fenómeno de superficie que consiste en el aumento de


concentración de una sustancia en la superficie de un sólido. El proceso inverso, o sea la separación de las moléculas adsorbidas en la superficie del sólido, se denomina desorción.La fuerza con que se adsorbe un compuesto aislado depende de la

polaridad de la molécula, de la actividad del adsorberte y de la polaridad del solvente.

NOTASi las fuerzas de atracción entre el compuesto y el adsorbente son más fuertes que las producidas entre aquel y la fase móvil, predominará la adsorción sobre la desorción y el compuesto se desplazará muy lentamente a través de la fase fija. Si sucede lo contrario predominará la desorción y el compuesto se desplaza a mayor velocidad.

Importancia: Una vez separada la muestra en sus componentes cromatográficamente, cada uno de ellos puede ser caracterizado e identificado.También es posible determinar la cantidad de cada componente en la muestra, lo quehace de la cromatografía una herramienta analítica no solo cualitativa sino cuantitativa.

Tipos de cromatografía: Clasificado según la fase estacionaria empleada en: C. en papel,C. en capa fina, C. en columna, C. en fase gaseosa, C. líquida de alta perfomance

(HPLC).

PARTES DE UN SISTEMA CROMATOGRAFICO

1. Fase móvil: Lo constituyen los solventes, que son sustancias fluidas de diferente polaridad, ejemplo: metanol, cloroformo, etanol, etc. La polaridad de la fase móvil está relacionada con su capacidad de elución o desorción. Los solventes deben tener elevado grado de pureza.2. Fase estacionaria o soporte: Lo constituyen las

sustancias adsorbentes que generalmente se depositan sobre la placa de vidrio o columna de vidrio, en el caso de la C. en papel, el papel Whatman. Debe ser insoluble en el disolvente que se va a utilizar para la separación y no debe reaccionar con las sustancias que se van a separar.

3. Cámara de saturación: que es un recipiente con una tapa que cierra herméticamente donde se realiza el cromatograma.4. Reveladores: Si todos los compuestos son coloreados,

bastará la inspección ocular para distinguir las manchas, pero en la mayoría de los casos, los compuestos son incoloros y por ello no visibles en el cromatograma, siendo necesario utilizar métodosfísicos (Luz UV) o químicos, como los vapores de Iodo, u otros reactivos


especiales que permitan hacer visible.

5. Aplicadores: son micropipetas utilizadas en la aplicación o “sembrado” de las sustancias o cromatografiar.

6. Muestras: Son las sustancias a cromatografiar y pueden ser: la sustancia patrón o estándar y la sustancia problema o muestra problema.

elación de flujo (Rf): Es una constante, es característica para cada compuesto, siempre que se efectúe la determinación en las mismas condiciones.Rf: Es la relación que existe la distancia alcanzada por la muestra problema (frente de soluto) y la distancia recorrida por el solvente (frente de solvente).

Rf = Frente de soluto Frente de solvente.

Frente de soluto: Es la distancia que alcanza o recorre 1 muestra problema en una cromatografía.Frente de solvente: Es la distancia que alcanza o recorre la fase móvil en unacromatografía.


5.2.- Competencias

Conoce los parámetros de la cromatografía y sus aplicaciones.

5.3.Material y metodos- Tubo de prueba - Papel filtro- Beaker - Silicagel G. Actividad- Capilares - Rejilla- Mechero - Cámara de Revelado- Tripode - Lapíz- Porta objeto

5.4.Procedimiento

CROMATOGRAFIA EN

CAPA FINA

Soporte: Silicagel G activadoSistema de solvente: Bz - AcOEt (2:1) Sustancias: Ácido acetil salicílico Revelador: Vapores de Yodo metálicoTécnica Operatoria: A 1 cm del borde inferior del portaobjeto (cromatograma) marcar dos puntos equidistantes entre sí con un lápiz. Con un capilar aplicar el Ácido acetil salicílico y la muestra patrón de identificación, de 3 a 5 veces, teniendo la precaución de dejar secar después de cada aplicación. Introducir el cromatograma en la cámara de saturación el que a su vez contiene 2 mL del sistema de solvente. Cuando el solvente esté por llegar al borde superior retirarla de la cámara, marcar el frente de solvente, dejar secar, revelar con los vapores de yodo y determinar el Rf de ambas sustancias.

5.5.- Resultados

Utiliza la cromatografía como un método de separación e identificación de compuestos Orgánicos

5.6. Cuestionario


1. ¿Qué es una serie eluotropica?2. Mencione las aplicaciones de la cromatografía por HPLC y la cromatografía de gases. 3. Diga que es la electroforesis y cuál es su fundamento e importancia.4. Diga Usted que método cromatográfico se podría aplicar en su carrera profesional


1. SHRINER R., FUSON R., CURTIN D., Identificación Sistemática de Compuestos Orgánicos: Ed. Limusa 1991.2. PASTO D., JPHNSON C., Determinación de Estructura Orgánicas, Edit. Reverté S. A. 1974.3. BREWSTER, R.Q., C.A. VANDEMOCY y W.E. Mc. EWEN, Curso Práctico de Química Orgánica, 4º ed., Edit. ALHOMBRA, Barcelona 2001.



PRÁCTICA N° 5

IDENTIFICACIÓN DE COMPUESTOS ORGÁNICOS: CROMATOGRAFÍANOMBRES Y APELLIDOS: MESA N° ……

RESULTADOS:

1.- Que precauciones debió tener en cuenta durante el desarrollo del cromatograma:

2.- Que debe tener en cuenta para que la muestra pueda ser aplicada en la cromatografía

3.- Que precauciones debió tener en cuenta durante el desarrollo del cromatograma:

4.- El Rf de la muestra de la cromatografía en capa fina es: Muestra estándar:

Muestra problema:

Podemos decir en conclusión que:

REALICE EL ESQUEMA DE TRABAJO26 F-CV3-3B-2 REV.JUNIO

2007

PRÁCTICA No.6

ESTEREOQUÍMICA. USO Y MANEJO DE MODELOS MOLECULARES. CONFORMACIONES Y

POTENCIALES DE ENERGÍA DEL ETANO, BUTANO, CICLOHEXANO

6.1.-Marco teorico

La estereoquímica es la parte de la química que se ocupa de la estructura de las moléculas en tres dimensiones. Un aspecto de la estereoquímica es la estereoisomería. Los estereoisómeros son los isómeros que teniendo la misma estructura solo se diferencian por la orientación espacial de sus átomos.

Se denominan c onfo r m a c i ones las diferentes disposiciones espaciales de los átomos cuando la cadena realiza un giro cuyo eje es un enlace simple C – C.

En los alcanos pueden distinguirse tres conformaciones:

Alternada: Es la más estable (menor energía) pues sus átomos están los más separados posible y por tanto la interacción es mínima.

Eclipsada: Es la menos estable (mayor energía). Sesgada o desviada: Se llaman así a las infinitas conformaciones que existen

entre la alternada y la eclipsada. Su energía es mayor que la alternada y menor que laeclipsada.


6.2.-Competencias

Identifica las diferentes estructuras que adoptan las moléculas relacionándolas con

la energía y la estabilidad de las mismas.

Escribe fórmulas estereoquímicas señalando las variaciones estructurales en forma práctica.

6.3.-Materiales y equipos

Módulos moleculares de Química Orgánica.

6.4.-Procedimiento

Según lo indicado por el profesor de práctica.

6.5.- Resultados

Grafique las moléculas obtenidas en el laboratorio, explique los fundamentos de los cambios y a que se debe la variación de la energía que se produce en las mencionadas moléculas. Indique cual(es) es (son) las más estables y explique ¿por qué?

6.6.-Cuestionario

1.-¿Qué son confórmeros y por qué es importante su estudio?.2.-Grafique el ciclohexano, indique los confórmeros que presenta y la relación de energía que hay en ellos.3.--Consulte a su Jefe de Práctica, quien le proporcionará preguntas adicionales.


1. SHRINER R., FUSON R., CURTIN D., Identificación Sistemática de Compuestos Orgánicos: Ed. Limusa 1991.2. PASTO D., JPHNSON C., Determinación de Estructura Orgánicas, Edit.


Reverté S. A. 1974.3. BREWSTER, R.Q., C.A. VANDEMOCY y W.E. Mc. EWEN, Curso

Práctico de QuímicaOrgánica, 4º ed., Edit. ALHOMBRA, Barcelona 2001.



PRÁCTICA N° 6

ESTEREOQUÍMICA. USO Y MANEJO DE MODELOS MOLECULARES. CONFORMACIONES Y POTENCIALES DE ENERGÍA DEL ETANO, BUTANO,

CICLOHEXANO


RESULTADOS:

1.-

2.-

3.-

4.- Podemos decir en conclusión que:


PRACTICA N° 7

MANEJO DE MODELOS MOLECULARES EN LA DETERMINACIÓN DE LA

CONFIGURACIÓN ABSOLUTA: R Y S.

7.1.-Marco teórico

La actividad óptica es propiedad inherente de los enantiomeros y es una magnitud que se determina experimentalmente mediante el polarímetro. Dicho instrumento mide la rotación específica que es una magnitud netamente experimental y la cual permite caracterizar los diversos tipos de enantiomeros.

7.2.- Competencias- El alumno será capaz de calcular la rotación especifica de los diferentes enantiomeros

a partir de datos experimentales tomados de tablas.

7.3.- Materiales

Módulos moleculares de Química Orgánica y tablas.

7.4.-Procedimiento

Según lo indicado por el profesor de práctica.

7.5.-Resultados

Grafique las moléculas obtenidas en el laboratorio. Indique cual(es) sería(serían) las más estables y explique ¿por qué?

7.6Cuestionario

Consulte a su Jefe de Práctica, quien le proporcionará preguntas adicionales.




2. PASTO D., JPHNSON C., Determinación de Estructura Orgánicas, Edit. Reverté S. A. 1974.3. BREWSTER, R.Q., C.A. VANDEMOCY y W.E. Mc. EWEN, Curso Práctico

de QuímicaOrgánica, 4º ed., Edit. ALHOMBRA, Barcelona 2001.



PRÁCTICA N° 7

MANEJO DE MODELOS MOLECULARES EN LA DETERMINACIÓN DE LA

CONFIGURACIÓN ABSOLUTA: R Y S.

NOMBRES Y APELLIDOS:MESA N° ……

RESULTADOS:1.-

2.-

3.-

4.- Podemos decir en conclusión que:


PRACTICA N° 8

CARACTERIZACIÓN Y DIFERENCIACIÓN DE HIDROCARBUROS SATURADOS E

INSATURADOS

8.1.-Marco teorico

Los hidrocarburos son compuestos orgánicos constituidos sólo por átomos de hidrógeno y carbono. Con base en la característica de su estructura, se puede establecer la siguiente división:

Heterocíclicos: constituídos por C, H, N, O, S,etc. u otros elementos organógenos.

Los hidrocarburos saturados o alcanos son compuestos de cadena abierta, comprendidos en la serie homóloga cuya fórmula es CnH2n +2. Su unidad estructural es –C-C-. Son sustancias muy poco reactivas de gran estabilidad por el enlace covalente simple que posee, a temperatura ambiente los alcanos son inertes a la mayoría de reactivos comunes, por lo que la reacción que ocurre será de sustitución.

Los hidrocarburos insaturados que poseen estructura química menos estable que las anteriores, es decir, reaccionan más fácilmente.Los Alquenos u Olefinas: su unidad estructural es C=C y su fórmula condensada es: CnH2n. Por disponer de un par de electrones “pi” que se mueven entre los dos núcleos de los átomos de carbono involucrados en estas ligaduras, hacen que estos compuestos insaturados reaccionen más fácilmente que los alcanos, son los que permiten las reacciones de adición, no sólo de hidrógeno sino de otros reactivos, resultando un gran número de derivados.Los Alquinos o Acetilénicos: su unidad estructural es HC

CHy su fórmula condensada es

CnH2n-2. Presentan también reacciones de adición debido a la presencia de dos pares de electrones “pi” que los hace reactivos

Los hidrocarburos Aromáticos: son estructuras moleculares de cadena plana con dobles enlaces conjugados por lo cual presentan el fenómeno de resonancia, el miembro representativo de esta serie es el benceno, cuya fórmula es C6H6. El benceno es un compuesto muy insaturado, sin embargo, esto no se manifiesta en sus


reacciones típicas.

En condiciones ordinarias el benceno es un compuesto estable que no es atacado poragentes fuertemente oxidantes. La característica del benceno es la reacción de sustitución,esto permite diferenciarlo de los compuestos no saturados.

Los siguientes ensayos sirven para distinguir las propiedades, características de los hidrocarburos saturados, proporcionando medios para distinguirlos entre sí.

Estas pruebas deben ser ejecutadas cuidadosamente sobre tubos, de ensayo completamente secos, debiendo anotar las observaciones y resultados correspondientes.


8.2 Competencias

Reconocer e identificar los diferentes tipos de hidrocarburos,

Experimentar las reacciones de hidrocarburos (alcano, alqueno y benceno) con el halógeno (Bromo).Experimentar, observar, identificar y diferenciar las reacciones de los hidrocarburos (alcano, alqueno y benceno) con solución de bromo, de KMnO4 al 0.5% y Ácido sulfúrico concentrado respectivamente.

8.3.- Materiales y reactivos-Tubos de ensayo

-Pipeta

-Gradilla

- Solución de bromo en tetracloruro de carbono

- Hexano - Ácido oleico

- Benceno - KMnO4

0,5%- Ácido

sulfúrico.

8.4 PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

REACCIONES DE HALOGENACIONDisponer de cuatro tubos de ensayo y numerarlos. A cada uno de ellos agregarles 0,5 mL de una solución de bromo en tetracloruro de carbono:

Al tubo N° 1 adicionar 0,5 mL de n-hexanoAl tubo N° 2 adicionar 0,5 mL. de n-hexano, llevar a la oscuridad por 10 minutos y compararlo con el tubo N° 1.Al tubo N° 3 adicionar 0,5 mL de ácido

oleico Al tubo N° 4 adicionar 0,5 mL de

BencenoAgitar los tubos de prueba y anotar los resultados.

REACION DE BAEYER (Solución de KMnO4

al 0.5%)

Disponer de tres tubos de prueba y numerarlos. A cada tubo agregarle 0,5 mL de una solución acuosa de KMnO4 0,5%:Al tubo N° 1 adicionar 0,5 mL de n-hexano

Al tubo N° 2 adicionar 0,5 mL de ácido

oleico Al tubo N° 3 adicionar 0,5 mL de

benceno

Agitar los tubos de prueba y anotar los resultados.

ADICION CON LOS ACIDOSDisponer de tres tubos de prueba y

numerarlos: Al tubo N° 1 agregarle 0,5 mL

de n-hexanoAl tubo N° 2 agregarle 0,5 mL de ácido oleicoAl tubo N° 3 agregarle 0,5 mL de benceno

Luego a cada uno de los tubos adicionarle 0,5 mL de Ácido sulfúrico concentrado EN ZONA. Observar y anotar los resultados.

8.5.RESULTADOS

Se reconoció e identifico los diferentes tipos de hidrocarburos,

8.6.- Cuestionario

1.- Realice las ecuaciones de las reacciones realizadas.2.- ¿Por qué una reacción de halogenación en oscuridad es negativa?3.- Desde el punto de vista Industrial como se obtienen los hidrocarburos


1. SHRINER R., FUSON R., CURTIN D., Identificación Sistemática de

Compuestos Orgánicos: Ed. Limusa 1991.2. PASTO D., JPHNSON C., Determinación de Estructura Orgánicas, Edit.

Reverté S. A. 1974.3. BREWSTER, R.Q., C.A. VANDEMOCY y W.E. Mc. EWEN, Curso Práctico

deQuímica Orgánica, 4º ed., Edit. ALHOMBRA, Barcelona 2001.


PRÁCTICA N° 8

CARACTERIZACIÓN Y DIFERENCIACIÓN DE HIDROCARBUROS SATURADOS E INSATURADOS


RESULTADOS:

1.- En la reacción de halogenación que observó en la reacción con los

a) alcanos:

b) alquenos:

c) alquinos:

2.- En la reacción de Baeyer que observó en la reacción con los

a) alcanos:

b) alquenos:

c) alquinos:

3.- En la reacción con los ácidos que observó en la reacción con los

a) alcanos:

b) alquenos:

c) alquinos:

REALICE EL ESQUEMA DE

TRABAJO

PRACTICA Nº 9SINTESIS DE CLORURO DE TERBUTILO (REACCIONES DE SUSTITUCIÓN NUCLEOFILICA)

9.1.- Marco teóricoMECANISMO

CH3 CH3 CH3

| | |CH3 – C – OH

+HCl (c) CH3 – C –

O+H I2 CH3 – C +

CH3 CH3 -(H2O) CH3

CH3 CH3

| Cl - |CH3 – C+

| CH3 – C –

Cl+ H2

OCH3 CH3

9.2.- Competencias

El alumno es capaz de sintetizar por sustitución nucleofilica un haluro de alquilo, lo identifica y lo aísla. Además explica este fenómeno a través del respectivo mecanismo de reacción.

9.3.-Materiales y equipos

Embudos de separación Vasos de precipitado 100 mLBaguetas Soporte universalPinzas y niveles Sistema de destilaciónMangueras EspátulaProbetas de 50 ml Tubo de thielMecheros CapilaresTermómetro

9.4.- Procedimiento

Colocar 10-20 ml de alcohol ter – butilico en un embudo de decantación de 100 ml y adicionar, posteriormente, 20 – 40 ml de HCl(C) (Q.P.). Luego mezclar los líquidos agitando suavemente con la ayuda de una bragueta y dejar posar el sistema por unos cuantos minutos, observando con esto la formación de dos fases.Finalmente cuando las fases estén bien diferenciados, determine la naturaleza de cada una de ellas y separe el cloruro de Ter-butilo.Una vez obtenido el producto, se debe neutralizar los restos ácidos con solución saturada de NaHCO3 y desecar la fase orgánica sin fase acuosa, con Na2SO4 anhidro, de tal forma que la misma quede bien transparente.Si el volumen obtenido del producto, supera los 15 ml proceder a destilar, de tal forma derecoger una fracción del producto entre 48 – 52 °C. identifique la muestra determinando su punto de ebullición.

9.5.- Resultados

Determine el rendimiento del producto y escribir un cuadro con los resultados obtenidos.

9.6.-Cuestionario

1.-Qué es un mecanismo de reacción? Ejemplos.2.-Indique los pasos a seguir y las consideraciones que se debe tener para realizar un mecanismo de reacción.

9.7.-Fuentes de Información

1. SHRINER R., FUSON R., CURTIN D., Identificación Sistemática de Compuestos Orgánicos: Ed. Limusa 1991.2. PASTO D., JPHNSON C., Determinación de Estructura Orgánicas, Edit. Reverté S. A. 1974.3.-BREWSTER, R.Q., C.A. VANDEMOCY y W.E. Mc. EWEN, Curso Práctico de Química Orgánica, 4º ed., Edit. ALHOMBRA, Barcelona 2001.


PRÁCTICA N° 9 CLORURO DE TERBUTILO


RESULTADOS:

1.- Redacte las precauciones que se deben tener en cuenta al realizar la síntesis de halogenuros.

a)

b)

c)

2.- Que función cumple el sulfato de sodio anhidro en la práctica

realizada. 3.-

a)

b)

3 Como diferencia las fases: Orgánica y Acuosa en la práctica realizada.

PRACTICA Nº 10OBTENCIÓN E IDENTIFICACIÓN DEL CICLOHEXENO (REACCIONES DE ELIMINACIÓN

NUCLEOFILICA)

10.1.-Marco teórico

Uno de los métodos de síntesis de alquenos más conocido y de gran utilidad es la deshidratación de los alcoholes, una reacción de eliminación en la que el alcohol es sometido al ataque de un ácido fuerte (sulfúrico o fosfórico preferentemente) y en presencia de calor. Por cada mcl de alcohol se forma un mal de agua y se genera un doble enlace C=C.Los alquenos son hidrocarburos no-saturados con mayor reactividad que los alcanos. Lareacción más importante que experimentan es la adición electrofílica.Los alquenos pueden participar en diversa reacciones de adición electrofilica: con ácidos, con halógenos y en la hidratación con agua acidificada. También se pueden oxidar con agentes oxidantes fuertes.

10.2.- Competencias

El alumno estará en capacidad de preparar un alqueno por el método o el mecanismo de deshidratación de alcoholes. Realizar la identificación del alqueno sintetizado con reacciones específicas

10.3.- Materiales y equipos

-Balón de destilación 125ml-Condensador (refrigerante)-Erlemeyer 100 ml-Termómetro-Adaptador de vidrio-Recipiente para baño hielo-Tapones horadados-Mechero-Embudo de separación-Luna de reloj-Probeta de vidrio graduada de 25 mL.-Vidrio en trozos-Piceta con agua destilada-Tubos de ensayo-Goteros

10.4.- Procedimiento

PREPARACION DEL

CICLOHEXENO

En un balón de destilación de 50 mL poner 26 mL (25 g) de ciclohexanol; con precaución añadir 3 mL de ácido sulfúrico concentrado o 5 mL se ácido fosfórico al 85 %, colocar en el balón unos núcleos de ebullición (trozos de capilares). Armar una unidad de destilación simple con un adaptador al final del extremo libre del refrigerante. Calentar el balón en baño- maría y recibir el destilado en un erlenmeyer, si el alcohol es puro el desprendimiento del ciclohexeno demorará entre 20 minutos.

Finalmente el destilado se debe colocar en un embudo de separación y Iavar con 25 mL

de agua fría, después de separar la fracción de alqueno se le debe secar con de sulfato

de sodio anhidro. Decantar el hidrocarburo y anotar sus características.

PROPIEDADES DEL CICLOHEXENO

En 4 tubos de ensayo pequeños colocar en c/u 10 gotas del alqueno y por separado

añadir en tubos diferentes: agua destilada, ácido sulfúrico (en zona), bromo en

tetracloruro, y al cuarto tubo solución de KMnO4 observe y anote los resultados. En

una luna de reloj vierta 5 gotas del alqueno y acerque la llama de un fósforo.

10.5.- Resultados

Muestre el mecanismo de dicha reacción, escriba las reacciones de identificación del

doble enlace.

10.6.-Cuestionario

1) ¿Si la mezcla alcohol ácido sulfúrico no se calienta qué se puede formar?

2) ¿Qué papel cumple el sulfato de sodio anhidro en la obtención del alqueno?

10.7.- Fuente de información

1. SHRINER R., FUSON R., CURTIN D., Identificación Sistemática de Compuestos Orgánicos: Ed. Limusa 1991.2. PASTO D., JPHNSON C., Determinación de Estructura Orgánicas, Edit. Reverté S. A. 1974.3. BREWSTER, R.Q., C.A. VANDEMOCY y W.E. Mc. EWEN, Curso Práctico de Química Orgánica, 4º ed. Edit. ALHOMBRA, Barcelona 2001.


NOMBRES Y APELLIDOS: MESA N° …… RESULTADOS:

PRÁCTICA N° 10 SÍNTESIS DE CICLOHEXENO

1.- Que precauciones se debe tener en cuenta en la síntesis del ciclohexeno?

a)b)c)

2.- Redacte las observaciones en la combustión del

ciclohexeno. a)b)

3.- Redacte las observaciones del ciclohexeno y los diferentes solventes.

REALICE EL ESQUEMA DE

TRABAJO

PRACTICA Nº 11 REACCIONES DE SUSTITUCIÓN ELECTROFÍLICA AROMÁTICA: SÍNTESIS DEL NITROBENCENO

11.1.-Marco teórico

Los compuestos aromáticos cuyo elemento representativo es el BENCENO presentan reacciones de sustitución, que dan lugar a dos reacciones importantes, la sustitución electrofílica aromática (SEA) y la sustitución nucleofílica aromática (SNA). Los sistemas aromáticos comprenden no solamente al benceno y derivados, sino también a otros denominados bencenoides como el tiofeno, piridina y quinolina.Los sistemas aromáticos no originan reacciones de adición como ocurre con los alquenos, en cambio, es común las reacciones de sustitución electrofílica aromática (S.E.A.) debido a la energía de resonancia que en el anillo deja cargas electrofílicas y cargas nucleofílicas. Se considerará el proceso más común: la sustitución de un átomo de hidrógeno por un electrófilo. Aunque el protón es el más común y uno de los mejores grupos salientes en la sustitución aromática, se encuentran a veces otros grupos salientes. Las reacciones de sustitución electrofílica aromática más comunes son: halogenación(X+), nitración(NO2

+), sulfonación(SO3+), alquilación(C+),

acilación(RC+=O). Las reacciones al anillo aromático pueden ser directas y se les conoce como monosustitución, si el anillo bencénico tiene un grupo funcional en su estructura y quiere incorporársele otro grupo funcional entonces va dar lugar a tres isómeros denominados: orto, para y meta. Estas reacciones son conocidas como disustitución. ORIENTACION DE LAS S.E.A.: Los grupos sustituyentes son de dos tipos, los dadores de electrones como –OH, -NH2, -CH3, -Cl, etc; y los aceptores de electrones como: - NO2, - CN, -SO3, –CHO, -COOH, etc. Los primeros sustituyentes orientan a la posición ORTO(o) y/o PARA (p) y se llaman orientadores de primer orden, mientras que los segundos orientan a la posición META (m) y se denomina orientadores de segundo orden.

11.2 Competencias

1. Comprende e interpreta las reacciones de monosustitución y disustitución electrofílica aromática.2. Sintetiza el nitrobenceno e identifica el producto obtenido.

11.3 Materiales y reactivos MATERIALES

REACTIVOSTubos de ensayo PipetasLáminas portaobjetos CapilaresPera de decantación 50mL

BencenoAgua destilada Ácido sulfúrico Ácido nítrico Nitrobenceno

11.4 Procedimiento

SÍNTESIS DEL NITROBENCENO:En un tubo de ensayo 16x15 mm medir 0,5 mL de HNO3 y 1 mL de H2SO4, agitar

la mezcla sulfonítrica. Agregar poco a poco1 mL de benceno, agitando y manteniendo

la temperatura entre 50-60 ºC. Se formará una capa superior amarillenta de un olor

característico, separar con un embudo de decantación. Identificar por Cromatografía

capa fina: F.E: Silicagel G S.S.: EtOH – CHCl3 (1:1 v/v) Revelador: Vapores de Yodo

de aspecto metálico

11.5 Resultados

Se realizó la síntesis del nitrobenceno por sustitución electrofílica aromática y se identificó el producto por CCF.

11.6 Cuestionario

1. Interprete los resultados obtenidos.2. Realice la ecuación y su mecanismo de reacción correspondiente.

11.7 Fuentes de información

1. Vogel’s Elementary Practical Organic Chemistry 1. Longman Group, 1980.2. Muñoz Mena. La Experimentación en Química Orgánica. Primera edición. Publicaciones Cultural S.A. México 1975.3. Domínguez X. Experimentos de Química Orgánica. Editorial Limusa-Wiley

S.A. 1973.4. Brewster. R. Vandeerwert Mc Ewen W. Curso Práctico de Química Orgánica. ED. Alhambra S. A. Madrid. 1982.5. Devore G. Muñoz Mena, E. Química Orgánica. 16va reimpresión. Publicaciones Cultural S.A. México 1986.


PRÁCTICA N° 11

REACCIONES DE SUSTITUCIÓN ELECTROFÍLICA AROMÁTICA:

SÍNTESIS DEL NITROBENCENO


RESULTADOS:

1.- Que precauciones se debe tener en cuenta en la síntesis de nitrobenceno:

2.- Como identifico el nitrobenceno sintetizado

3.- Por qué se le debe MEZCLAR primero los ácidos:

REALICE EL ESQUEMA DE TRABAJO

PRACTICA Nº 12REACCIONES DE DISUSTITUCIÓN ELECTROFÍLICA AROMÁTICA.

SÍNTESIS DE LA p-NITROACETANILIDA

12.1 Marco teórico

Hemos visto que las relaciones características del benceno implican sustitución, en la que se conserva el sistema anular estabilizado por resonancia.Como el benceno, experimenta sustitución electrofílica aromática y dependiendo del sustituyente en el anillo aromático se pueden dar el isómero orto, meta y para. Cuando un grupo hace que un anillo sea más reactivo que el benceno, se llama grupo activante; si produce el resultado contrario, se conoce como grupo desactivante.

12.2 Competencias- Estudiar las propiedades químicas de los hidrocarburos aromáticos.- Realizar reacciones de disustitución en hidrocarburos aromáticos.- Sintetizar nitroacetanilida y reconocer

12.3 Materiales y equipos- Matraz x 250 mL - Beacker x 150 mL- Embudo de separación - Acetato de etilo- Acetanilida -Cromatofolios- Termómetro - Capilares- Tubos de ensayo - Hielo- HNO3 concentrado - Termómetro de 300 °C - H2SO4 concentrado - Baguetas- Benceno - Sistema de filtración al vacío- NaOH 5%

12.4 Procedimiento

SÍNTESIS DE LA p-NITROACETANILIDAEn un vaso pequeño se colocan 1,5 mL de ácido sulfúrico concentrado y se añaden 0,7 g (0.05 mol) de acetanilida, en pequeñas porciones y con agitación constante. Tan pronto como toda la acetanilida, o prácticamente toda, se haya disuelto, se introduce el vaso en un baño de hielo y se añade, mediante una pipeta Pasteur, una disolución de 0,6 mL de ácido nítrico en 0,6 mL de ácido sulfúrico concentrado. La mezcla se añade en pequeñas porciones, agitando suavemente y regulando la adición de modo que la temperatura de la mezcla de reacción no supere los 35 ºC. Concluida la adición se saca el vaso del baño de hielo y se deja permanecer a temperatura ambiente durante cinco minutos. La solución de acetanilida nitrada se vierte sobre un vaso de 200 mL, que contiene 10 mL de agua y 3 g de hielo. La mezcla se agita y el precipitado de p-nitroacetanilida se recoge por filtración en un Büchner. En el mismo filtro se lava con dos porciones de 50 mL de agua fría prensando bien. Se puede separar una pequeña porción para su recristalización en etanol. Identificar determinando su Punto de fusión: 216 ºC.

12.5 ResultadosSe realizó la síntesis p-NITROACETANILIDA a partir de reacciones de REACCIONES DE DISUSTITUCIÓN ELECTROFÍLICA AROMÁTICA y se identificó el producto por CCF.

12.6 Cuestionario1. Realice el mecanismo de reacción de la sulfonación, nitración, halogenación.2. Realice el mecanismo de reacción de la síntesis realizada.


1. Vogel’s Elementary Practical Organic Chemistry 1. Longman Group, 1980.2. Muñoz Mena. La Experimentación en Química Orgánica. Primera edición.

Publicaciones Cultural S.A. México 1975.3. Domínguez X. Experimentos de Química Orgánica. Editorial Limusa-Wiley S.A.

1973.4. Brewster. R. Vandeerwert Mc Ewen W. Curso Práctico de Química

Orgánica. ED. Alhambra S. A. Madrid. 1982.


PRÁCTICA N° 12SÍNTESIS DE LA p-NITROACETANILIDA


RESULTADOS:

1.- En la reacción que observó cuando le añadió el ácido sulfúrico.

2.- Que observo cuando agrego la solución de los ácidos.

3.- Por qué se le añade sobre agua helada.

REALICE EL ESQUEMA DE TRABAJO

PRACTICA Nº 13

REACCIONES DE SUSTITUCIÓN NUCLEOFÍLICA AROMÁTICA.- SUSTITUCIÓN NUCLEOFÍLICA A PARTIR DE SALES DE DIAZONIO.- SÍNTESIS DE LA SAL DE DIAZONIO.- SÍNTESIS DEL ÁCIDO 4-{[4-(DIMETILAMINO)BENZIL]AZO}- 3 –HIDROXI-1-NAFTALENSULFÓNICO

13.1 Marco teórico

Las sales de diazonio y los reactivos de Grignard, entre todos los que se conocen en química orgánica, son los dos tipos de reactivos que tienen diversas aplicaciones.

El primero que preparó sales de diazonio fue Peters Griess en 1858, por la acción de ácido nitroso sobre la sal de una amina aromática.

Los productos de la reacción de aminas aromáticas primarias con ácido nitroso en soluciones fuertemente ácidas, tienen todas las propiedades de las sales.Para nombrar estos compuestos se agrega la terminación diazonio al nombre del hidrocarburo del que han derivado y se les antepone el nombre del anión.

Los compuestos de diazonio aromáticos no se aíslan en general, sino que se preparan y se usan en solución acuosa. El ácido nitroso se genera por adición de una solución de nitrito de sodio a la suspensión de la sal de la amina, en exceso de ácido mineral. La mayoría de las sales de diazonio son inestables a temperatura ambiente y por ello la reacción se hace entre 5 ºC y 0 ºC y la solución se usa inmediatamente. Las aminas aromáticas primarias forman las sales de diazonio, lo que no ocurre con las aminas alifáticas por la falta de estabilidad. El exceso de ácido que se añade es de 2,5 a 3 moles de ácido clorhídrico por cada mol de amina que se desea diazotar.

La diversidad de las reacciones de los compuestos diazoicos aromáticos proviene, en parte, del hecho de que pueden efectuarse por mecanismos iónicos o de radical libre. El ión diazonio es un electrófilo débil y sólo se produce sustitución en un anillo aromático si el núcleo está fuertemente activado por un hidroxilo o un grupo amino, siempre y cuando tengan la posición orto y para libre. Los productos son compuestos azoicos muy coloreados y la reacción de copulación da origen a los

colorantes azoicos (azo), comercialmente importantes en la industria de alimentos y en la industria farmacéutica.

13.2 Competencias:

1. Comprende e interpreta las reacciones de sustitución electrofílica aromática vía sal de diazonio.

2. Comprende e interpreta las reacciones de sustitución nucleofílica aromática vía sal de diazonio.


MATERIALES REACTIVOSTubos de ensayoGradillaBalanza analíticaEspátulaPipetasCromatofolios – 20BaguetasHieloLámpara de luz UV

Ácido 4-amino-3-hidroxi-1-naftalensulfonicoHClH2ODimetilanilinaNa2CO3

Acetato de etiloMetanolNitrito de Sodio

13.4. Procedimiento

SÍNTESIS DE LA SAL DE DIAZONIOEn un tubo de ensayo limpio y seco disolver 0,25g de Ácido 4-amino-3-hidroxi-1-naftalensulfonico en una mezcla de HCl concentrado (0,25 mL) y agua destilada (2,5 mL) agitando hasta disolución, enfriar en hielo hasta alcanzar una temperatura de aproximadamente entre 5 ºC y 0 ºC (aprox. 10 minutos).En otro tubo disolver nitrito de sodio (0,1 g) en agua destilada (1 mL), enfriar la solución. La solución fría añadir sobre la solución anterior, en pequeñas porciones con agitación constante, manteniéndola en el hielo. Dividir la solución en dos partes iguales:

A.- SÍNTESIS DEL ÁCIDO 4-{[4-(DIMETILAMINO)BENZIL ]AZO}- 3 –HIDROXI-1-NAFTALENSULFÓNICO.

A una porción de la sal de diazonio añadir Dimetilanilina (0,1 mL) agitando constantemente dentro del hielo, luego dividir la solución en dos partes: A) a una porción adicionar agua destilada (0,1 mL) y luego II gotas de carbonato de sodio, observar a la luz UV, B) al otro tubo añadir acetato de etilo ( 1 mL) y realizar un control cromatográfico.

F.E. : Silicagel G F. M.: AcOEt-MeOH (2:1 v/v) R. : Luz UV , Vapores de Yodo

B.- SÍNTESIS DEL ÁCIDO 1,2 –DIHIDROXI-1-NAFTALENSULFÓNICO.A la otra porción agregarle 4mL de agua, someterla al calor y observar. Luego añadir acetato de etilo (1 mL) y realizar un control cromatográfico.

13.5 Resultados1.-Se realizó la síntesis del ácido 4-{[4-(dimetilamino)benzil]azo}- 3 –hidroxi-1-naftalensulfónico a partir de reacciones de sustitución electrofílica

aromática vía sal de diazonio y se identificó el producto por CCF.2.-Se realizó la síntesis del ácido 1,2 –dihidroxi-1-naftalensulfónico a partir de reacciones de sustitución nucleofílica aromática vía sal de diazonio y se identificó el producto por CCF.

13.6 Cuestionario1. Desarrolle el mecanismo de reacción del experimento realizado2. El SUDAN III es un colorante empleado en histología: Mencione la técnica

operatoria para su síntesis (adjunte la fotocopia correspondiente mencionando la bibliografía). Realice el mecanismo de reacción. Diga cuál es el fundamento por el cual se le emplea como colorante.

3.- Mencione y desarrolle otros compuestos orgánicos que se sinteticen mediante la vía sal de diazonio.


1. Vogel’s Elementary Practical Organic Chemistry 1. Longman Group, 1980.2. Muñoz Mena. La Experimentación en Química Orgánica. Primera edición.

Publicaciones Cultural S.A. México 1975.3. Domínguez X. Experimentos de Química Orgánica. Editorial Limusa-Wiley S.A.

1973.4. Brewster. R. Vandeerwert Mc Ewen W. Curso Práctico de Química

Orgánica. ED. Alhambra S. A. Madrid. 1982.


PRÁCTICA N° 13REACCIONES DE SUSTITUCIÓN NUCLEOFÍLICA AROMÁTICA.- SUSTITUCIÓN NUCLEOFÍLICA A PARTIR DE SALES DE DIAZONIO.- SÍNTESIS DE LA SAL DE DIAZONIO.- SÍNTESIS DEL ÁCIDO 4-{[4-(DIMETILAMINO)BENZIL]AZO}- 3 –HIDROXI-1-NAFTALENSULFÓNICO

NOMBRES Y APELLIDOS: MESA N°……

RESULTADOS:

1. Cuál es la finalidad de enfriar las soluciones?

2.- Que observo cuando agrego la dimetilanilina y cuando se revelo con la luz UV

2. Que observo cuando agrego agua y se calentó en baño maria.

PRACTICA Nº 14 SEMINARIO

Guia Quimica Organica Wiener 2015-i

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