Sesión Nº 4

RECONOCIMIENTO DE ELEMENTOS ORGANÓGENOS Y SEPARACIÓN DE MEZCLAS

POR DESTILACIÓN

APRENDIZAJE ESPERADO

Determinar de forma cualitativa la presencia de C, H, O, N.

Utilizar en forma adecuada los métodos generales de laboratorio que permite

reconocer los elementos que constituyen las sustancias orgánicas.

INDICADOR

Determina cualitativamente la presencia de elementos organógenos mediante

experimentos, demostrando orden y limpieza.

DESDE TU EXPERIENCIA.

El C, es el único constituyente común a todos los compuestos orgánicos, otros elementos

que se encuentran con frecuencia son: H, O, N, S, P y halógenos. Junto con el C, los tres

primeros constituyen el grupo de los elementos organógenos.

El análisis elemental orgánico tiene por finalidad determinar la clase de elementos que

forman la molécula de un compuesto orgánico y la proporción en que se encuentran, Para

someter a una sustancia al análisis elemental, esta debe estar debidamente purificada,

Existen dos clases de análisis elemental orgánico y son:

ANALISIS ELEMENTAL ORGÁNICO CUALITATIVO: Determina la clase de

elementos que existen en una sustancia orgánica.

ANÁLISIS ELEMENTAL ORGÁNICO CUANTITATIVO: Determina el porcentaje de

los elementos que forman una molécula del compuesto orgánico analizado.

El C y el N, se reconocen directamente quemando la sustancia que se desea analizar,

otras veces son necesarios métodos indirectos que permiten detectar a los elementos

organógenos (reconocimiento químico).

MATERIALES

A. Materiales

4 cápsulas de porcelana.

4 mecheros

30 tubos de ensayo

8 gradillas

8 vasos de precipitación de 100 ml

8 pinzas de madera

4 baguetas o agitadores.

6 pipetas de 10 ml

6 bombillas de succión

1 matraz kitazato

B. Reactivos

Algodón

Cabellos

Cal sodada CaO + Na OH

Papel tornasol

Solución H Cl cc.

Azúcar de caña

Agua destilada

Caseína

Albúmina de huevo

Lana

Hojas secas

Papel bond

Fenolftaleína

Goma

Bolsas

Aceite lubricante

Benceno o éter

Permanganato de potasio

Carburo de calcio.

Experiencia Nº 1 : RECONOCIMIENTO DEL CARBONO Y NITRÓGENO

Se reconoce directamente quemando la sustancia. Si la sustancia no es volátil deja

un residuo negruzco constituido por carbón. Quemar la sustancia examen en una

cápsula.

Azúcar de caña + calor -------------- color negruzco

Albúmina + calor -------------- Color negro + olor a cuerno quemado

Anote sus observaciones

En la reacción del azúcar de caña con el calor se desprende vapor de agua

(hblancos, debido a una combustión completa) más dióxido de carbono

C6 H12 O6 + O2 ----------------- 12 C O2 + 11 H2 O

En la reacción de la albúmina con el calor se desnaturaliza las proteínas de la clara

que se vuelve sólida y blanca. También se observa presencia de C (color negruzco) y

de N2, cuya presencia se denota por un olor característico percibido (NO3, óxido de

N, que sometido al calor desprende un olor a cuerno quemado)

Albúmina + O2 + calor ------------------------- C + N O3

GRAFICAR LA EXPERIENCIA:

Quemando el azúcar de caña.

Quemando albúmina de huevo.

EXPERIENCIA N°02: RECONOCIMIENTO DEL NITRÓGENO

Calcinando la sustancia se desprende un olor a cuernos quemados. La

experiencia se puede realizar empleando como sustancia nitrogenada la caseína o la

albumina de huevo desecada, la cual se coloca en un tubo de prueba o en cápsula de

porcelana y se calcina.

Caseína + calor -------------- Olor a cuerno quemado, más fuerte que la albúmina,

porque la caseína posee más N

Como sustancia problema utilice lana, algodón, cabellos, hojas secas, papel e

indique cuál de ellas contiene Nitrógeno

Anote sus observaciones

Cuando se quema llana sintética, no hay presencia de N, porque es un polímero, pero

si la lana quemada es lana natural, entonces si se percibe el olor a cuerno quemado,

característico del N.

Cuando se quemó algodón, hojas secas y papel, no se percibió el olor a cuerno

quemado porque no contienen N, ya que son de celulosa (carbohidrato, C, H, O).

Cuando se quemó pelo o cabello, entonces sí se percibió el olor a cuerno quemado ya

que el cabello presenta proteínas. Las proteínas presentes en los seres vivos, como la

queratina del cabello, es la que dan ese olor a cuerno quemado debido a la presencia

del N en su composición (C, H, O, N)

EXPERIMENTO Nº 03: RECONOCIMIENTO INDIRECTO DE NITRÓGENO.

MÉTODO DE LA CAL SODADA

El fundamento del método es transformar el nitrógeno de la sustancia orgánica en

amoniaco, mediante la mezcla con cal sodada y calentar. (La cal sodada CaO, NaOH

produce en la sustancia orgánica una demolición molecular, transformando el N en

NH3)

Sustancia Nitrogenada + Cal sodada + calor -------- NH3

La sustancia escogida puede ser albúmina desecada o caseína o urea, se mezcla

con tres veces su peso de cal sodada sometiéndose la mezcla al calor.

OBSERVACION: Al calentar la mezcla se produce amoniaco. Los vapores de

amoniaco se reconocen:

a) Por su reacción alcalina al tornasol. De color……Rojo… vira a color…azul violáceo.

b) En la muestra obtenido agregar unas gotas de fenolftaleína y anota tus observaciones: Da rojo grosella.

c) Por su olor característico. Olor a…cuerno quemado

d) Por los humos blancos (NH4Cl) que producen al acercársele una varilla impregnada en HCl

Anote sus observaciones

El N de la sustancia nitrogenada (urea) se ha transformado en NH3, al agregarle cal

sodada + calor.

El NH3, amoniaco, actúa como base, en las reacciones químicas, por lo tanto con la

fenolftaleína vira a rojo grosella y al acercarle el papel de tornasol rojo lo hace virar a

azul violáceo.

GRAFICAR LA EXPERIENCIA:

Ecuación química.

NH2-CO-NH2 + Ca O NaOH + calor ------------------ 2 NH3 + Ca CO3

EXPERIMENTO N° 04: IDENTIFICANDO HIDROCARBUROS

1. En 03 tubo de ensayo adicionar muestra aproximadamente 1ml de goma

2. En otros 03 tubos de ensayo, adicionar un pedazo de bolsa

3. En otros 03 tubos adicionar un ml de aceite lubricante

4. Luego a un tubo con cada una de las muestras adicionar 2ml de benceno o éter y

agitar hasta homogenizar y registrar resultados.

5. Luego a los 2do tubos con cada una de las muestras adicionar solución de

KMnO4, agitar con baguetas y registrar resultados.

6. Finalmente al 3er tubo con cada una de las muestras adicionar agua y registrar

resultados.

Anote sus observaciones

EXPERIENCIA N°05: OBTENCION DE ACETILENO

1. Colocar una pequeña cantidad de carburo de calcio CaC2 en un Kitasato y luego

montar el equipo, según se indique.

2. Asegúrese que la llave de descarga del embudo de reparación, este totalmente

cerrado, luego agregar unos 30 ml. de agua destilada al embudo de reparación.

3. Con la llave de descarga del embudo de reparación dejar caer gota a gota 4 a 6

gotas de agua destilada.

4. Esperar unos minutos para que el gas desprendido, desaloje el aire almacenado

en el kitazato.

5. Luego adicionar 0,5 ml KMnO4 en un tubo de ensayo y llenarlo con el gas

desprendido en la reacción., registre lo observado.

N° de tubo

Sustancia 1 Sustancia 2 observaciones

1

1 ml de goma

2ml benceno El benceno es un líquido incoloro e

inflamable, no reacciona. Es una mezcla.

2 KMnO4 Reacciona, da un color morado, el KMnO4, es un catalizador, no interviene en la reacción pero ayuda a reaccionar.

La goma ya no pega (cambio químico)

3 H2O Hay una disolución de la goma (mezcla, cambio físico).

1 1 pedazo bolsa

2ml benceno El benceno disuelve a la bolsa y lo convierte en gel.

2 KMnO4 Reacciona, pero muy lento y en algún

momento forma dioles (alquenos)

3 H2O No reacciona

1 1 ml aceite

lubricante

2ml benceno Se mezclaron formando solución. Los hidrocarburos son apolares y el benceno

es polar.

2 KMnO4 Forman dos fases, el KMnO4, abajo y el aceite arriba.

3 H2O No se mezclan, los hidrocarburos son insolubles en agua.

REACCION:

Ca C2 + 2 H2O ----------- C2 H2 + Ca (OH)2

Anote sus observaciones

El acetileno obtenido de esta manera, es un gas altamente inflamable que tiene

olor a ajo debido a la presencia de fosfina, que se presenta como impureza.. Se usa para

madurar frutas (el que madura frutas, es el acetileno y no el carburo, como se cree). El

carburo se usa para soldadura autógena.

I. CUESTIONARIO 1. ¿Cómo se diferencia una sustancia orgánica de una inorgánica?

Establezca 10 diferencias entre sustancias orgánicas e inorgánicas

Una sustancia orgánica es aquella que por lo general, no siempre, proviene de los

seres vivos y presentan en su constitución molecular al C, mientras que las

sustancias inorgánicas no presentan C en su constitución y se hallan libremente en

la naturaleza.

DIFERENCIAS ENTRE SUSTANCIA ORGANICA E INORGANICA.

Sustancia orgánica Sustancia inorganica

o Presentan en su constitución, al átomo de C

o Se forman naturalmente en los vegetales y animales.

o En vegetales se forman mediante la acción de los rayos ultravioleta durante el proceso de la fotosíntesis

o No presentan C en su constitución o Se hallan libremente en la

naturaleza.

o Se forman ordinariamente por la acción de las fuerzas fisicoquímicas

o La energía solar, el oxígeno, el agua y el silicio han sido los

o Por reacciones de combinación, hidrólisis y polimerización entre otras, dan lugar a estructuras más complicadas y variadas.

o Presentan enlace covalente.

o Presentan isomería. o Los isómeros de los compuestos

orgánicos, difieren en sus propiedades físicas y químicas.

o Presentan uniones de carbono formando largas cadenas.

o El número de compuestos orgánicos es muy grande.

principales agentes en la formación de estas sustancias.

o Presentan enlace iónico o covalente.

o No presentan isomería, una sola fórmula corresponde a un solo compuesto químico.

o Se encuentran en la naturaleza en forma de sales, óxidos y otros.

o No forman cadenas, con excepción de los silicatos.

o El número de compuestos inorgánicos es pequeño.

2. ¿Cuánto en % tiene el cuerpo humano de Carbono, Hidrógeno, Oxígeno y

Nitrógeno?

Carbono : 18 %

Hidrógeno: 10 % Oxígeno: 65 % Nitrógeno: 03 %

Constituyen el 96% de la masa corporal,

además del Calcio (2%), y otros elementos

como el P, K, S, Na, en menor porcentaje

3. ¿Qué hace diferente al Nitrógeno gaseoso de los demás gases como el Oxígeno y el Hidrógeno?

El N, es un gas que se halla constituyendo la mezcla del aire, en su mayor porcentaje (78 %), Este gas mezclado con el Oxígeno hace respirable el aire. No es tóxico, más es asfixiante cuando es mezclado en una concentración mayor

al 82% con Oxigeno. El oxígeno, es un gas incoloro, inodoro e insípido, que constituye el 21% del

volumen del aire atmosférico, no es inflamable pero estimula la combustión. El cuerpo humano necesita tener oxígeno para transformar los carbohidratos, grasas y proteínas de nuestra dieta en calor, energía, y vida. Este proceso es

conocido como “metabolismo”. El oxígeno es el elemento esencial en los procesos respiratorios de la mayor parte de las células vivas. Una de las funciones del oxígeno es la mayor oxigenación de los pulmones, que

favorece la eliminación de las toxinas del sistema. Cuanto más oxígeno tenemos en nuestro sistema, más energía producimos

El hidrógeno es un gas incoloro, inodoro e insípido, en estado libre sólo se encuentra en muy pequeñas cantidades en la atmósfera, aunque se estima que el 90% del universo visible está compuesto de hidrógeno. En combinación con otros

elementos se encuentra ampliamente distribuido en la Tierra, en donde el compuesto más abundante e importante del hidrógeno es el agua, H2O. El hidrógeno se halla en todos los componentes de la materia viva y de muchos

minerales. También es parte esencial de todos los hidrocarburos y de una gran variedad de otras sustancias orgánicas.

4. ¿Qué sustancia le indica experimentalmente que tiene Carbono, Nitrógeno la

muestra analizada? Después de quemar una muestra orgánica, queda un residuo negruzco, que indica la presencia de carbono.

Después de quemar una muestra orgánica, se percibe un olor característico a cuerno quemado, indicador de la presencia de Nitrógeno.

5. ¿Con qué otras sustancias podemos identificar la presencia de los hidrocarburos?

Se puede identificar por su solubilidad en diferentes tipos de sustancias, como :

agua, éter etílico, Na OH, 2.5 N, solución de Na H CO3, 1.5 N, solución de H CL

1.2 N, H2SO4, concentrado y frió, entre otras sustancias.

DESTILACIÓN POR ARRASTRE DE LA HIERBA LUISA

La destilación por arrastre es una técnica usada para separar sustancias orgánicas

insolubles en agua y ligeramente volátiles, de otras no volátiles que se encuentran

en la mezcla, como resinas o sales inorgánicas u otros compuestos orgánicos no

arrastrables.

Esta técnica se utiliza cuando los compuestos cumplen con las siguientes

condiciones:

Volátiles,

Inmiscibles en agua

Presión de vapor baja.

Punto de ebullición alto, mayor de 100 ºC

PROCEDIMIENTO

1. Se pica la hierba luisa en trozos pequeños de 2 cm más o menos.

2. Colocar la hierba picada en un balón de base esférica

3. En otro balón de base esférica, colocar 500 ml de agua

4. Ambos balones deben estar conectados y unidos a través de un tubo de vidrio

doblado

5. El balón que contiene hierba luisa debe estar conectado a un tubo refrigerante, el

que a su vez debe conectarse a las entradas y salidas de agua (grifo)

6. Instalado el equipo se pone a hervir el agua para que los vapores de agua del

primer balón pasen al balón de hierba luisa a través del tubo de vidrio doblado

7. Los vapores al llegar a la hierba luisa, extraen los aceites y aromas de la planta y

lo llevan a través del tubo refrigerante

8. Gota a gota va cayendo por condensación hacia un Erlenmeyer que servirá de

depósito para los aceites de hierba luisa

9. El líquido aceitoso obtenido, presenta también agua por lo que se debe llevar a la

pera de decantación para separarlos. En la pera se observará que el agua se sitúa

en la parte inferior y el aceite en la parte superior

10. Una vez separados, ambos líquidos, el aceite se lleva a estufa para evaporar el

agua completamente y obtener así el aceite aromático de hierba luisa.