domingo, 23 de septiembre de 2007

ISOMERIA ANA MARIA BARREIRO 41071050

HISTORIA DE LA ISOMERIA:
 En el lento proceso que comenzó a partir de los trabajos de Kekulé y Couper, de caracterizar cada producto químico puro por una fórmula química, destacó Butlerov. En 1861 definió la estructura química como el modo de enlace mutuo entre los átomos de una molécula y admitió que sus ideas provenían de las publicaciones de Couper.
 En 1863 Wurtz, profesor de Couper y repudiado por éste por no querer apadrinar sus ideas, difundió las fórmulas de Couper sin mencionarle, atribuyéndolas a su propia invención.
 Brown desarrolló en 1864 las formulas estructurales modernas donde cada enlace se designaba por una línea separada. Las fórmulas desarrolladas facilitaban la predicción de los isómeros.
 Los primeros enlaces dobles y triples aparecieron en publicaciones de Loschmidt (1861), Erlenmeyer (1862) y Brown (1864). Loschmidt escribe una estructura circular para el benceno. Erlenmeyer parece haber acuñado el término "insaturado" para designar aquellos compuestos que contienen enlaces múltiples.
 Kekulé, basándose en ideas de Butlerov publicadas en 1862, propuso en 1867 una disposición tetraédrica de las valencias del carbono y, soñando con moléculas en forma de serpientes que se mordían la cola, propuso en 1890 la estructura hexagonal del benceno, sugiriendo así la isomería orto, meta y para de los hidrocarburos aromáticos.
 Otro éxito de la teoría estructural fue la explicación de por qué el éster acetoacético unas veces se comportaba como alcohol y otras como cetona: la tautomería
FORMULA ESTRUCTURAL:

La fórmula estructural es una fórmula química que muestra el arreglo relativo en que se encuentran dispuestos los átomos en una molécula. En este tipo de fórmulas se suelen utilizar líneas entre los símbolos de los elementos, para representar los enlaces que mantienen unidos a los átomos. Las representaciones estructurales se pueden determinar conociendo los grupos a los cuales corresponden los elementos.



ISOMEROS:


Definición de isómeros
Se llaman isómeros a moléculas que tienen la misma formula molecular pero distinta estructura. Se clasifican en isómeros de cadena, posición y función.
Isómeros de cadena

Se distinguen por la diferente estructura de las cadenas carbonadas. Un ejemplo de este tipo de isómeros son el butano y el 2-metilpropano.
Isómeros de posición

El grupo funcional ocupa una posición diferente en cada isómero. El 2-pentanol y el 3-pentanol son isómeros de posición.
Isómeros de función

El grupo funcional es diferente. El 2-butanol y el dietil éter presentan la misma fórmula molecular, pero pertenecen a familias diferentes -alcohol y éter- por ello se clasifican como isómeros de función.


DEFINICIÓN DE DIASTEREOISÓMEROS
Son moléculas que se diferencian por la disposición espacial de los grupos, pero que no son imágenes especulares. Un tipo de diastereoisómeros son los isómeros geométricos (alquenos cis y trans). Para que dos moléculas sean diastereoisómeros es necesario que al menos tengan dos centros quirales. En uno de los centros los sustituyentes están dispuestos igual en ambas moléculas y en el otro deben cambiar.
PAREJA DE DIASTEREOISÓMEROS




a polarización electromagnética es una fenómeno que puede producirse en las ondas electromagnéticas, como la luz, por el cual las oscilaciones transversales se producen sólo en un plano, denominado plano de polarización, que es perpendicular a la dirección de propagación de la onda. En una onda electromagnética sin polarizar, las oscilaciónes se producen en todos los planos normales a la dirección de propagación de la onda. Las ondas longitudinales, como las ondas sonoras, no pueden ser polarizadas porque su oscilación se produce en la misma dirección que su propagación.
COMPONENTES TRANSVERSALES DE UNA ONDA ELECTROMAGNÉTICA


Las ondas electromagnéticas son transversales, en ellas la dirección de los campos eléctrico y magnético son perpendiculares a la dirección de propagación.
Una onda electromagnética es la forma de propagación de los campos eléctricos y magnéticos en el espacio. En un punto determinado las ondas se propagan a lo largo de una determinada dirección, en dicho punto la onda del campo eléctrico puede tener dos componentes vectoriales perpendiculares (transversales) a la dirección de propagación. Las dos componentes vectoriales transverslaes varían su amplitud con el tiempo, y la suma de ambas va trazando una figura geométrica. Si dicha figura es una recta la polarización se denomina lineal, si es un círculo, la polarización es circular y si es una elipse la polarización es elíptica.
POLARIZACIÓN DE ONDAS PLANAS
Un ejemplo sencillo para visualizar la polarización es el de una onda plana, que es una buena aproximación de la mayoría de las ondas luminosas. Todas las ondas electromagnéticas que se propagan en un espacio libre (sin obstáculos) o en un material uniforme de extensión infinita tienen sus campos eléctrico y magnético perpendiculares a la dirección de propagación. De manera convencional, cuando se considera la polarización, se estudia el vector de campo eléctrico, mientras que el vector de campo magnético se ignora, pues es perpendicular al campo eléctrico y proporcional a él. El vector de campo eléctrico puede ser dividido arbitrariamente en dos componentes perpendiculares ente sí según los ejes X e Y, perpendiculares al eje Z, que indica la dirección de propagación. Para una onda armónica simple, donde la amplitud del vector eléctrico varía de manera sinusoidal, las dos componentes tienen exactamente la misma frecuencia. Sin embargo, estas componentes tienen otras dos características de definición que pueden ser diferentes. Primero, las dos componentes pueden no tener la misma amplitud. Segundo, los dos componentes pueden no tener la misma fase, es decir, pueden no alcanzar sus máximos y mínimos al mismo tiempo.
TIPOS DE POLARIZACIÓN
La forma trazada sobre un plano fijo por un vector de campo eléctrico de una onda plana que pasa sobre él es una curva de Lissajous y puede utilizarse para describir el tipo de polarización de la onda. Las siguientes figuras muestran algunos ejemplos de la variación del vector de campo eléctrico (azul) con el tiempo (el eje vertical), con sus componentes X e Y (roja/izquierda y verde/derecha), y la trayectoria trazada por la punta del vector en el plano (púrpura). Cada uno de los tres ejemplos corresponde a un tipo de polarización.

Lineal

Circular

Elíptica


En la figura de la izquierda, la polarización es lineal y la oscilación el plano perpendicular a la dirección de propagación se produce a lo largo de una línea recta. Se puede representar cada oscilación descomponiéndola en dos ejes X e Y. La polarización lineal se produce cuando ambas componentes están en fase (con un ángulo de desfase nulo, cuando ambas componentes alcanzan sus máximos y mínimos simultáneamente) o en contratase (con un ángulo de desfase de 180º, cuando cada una de las componentes alcanza sus máximos cuando la otra alcanza sus mínimos). La relación entre las amplitudes de ambas componentes determina la dirección de la oscilación, que es la dirección de la polarización lineal.
En la figura central, las dos componentes ortogonales tienen exactamente la misma amplitud y están desfasados exactamente 90º. En este caso una componente es el nula cuando la otra componente alcanza en su amplitud máxima o mínima. Existen dos relaciones posibles que satisfacen esta exigencia, de forma que la componente x puede estar 90º adelantada o retrasada respecto a la componente y.. El sentido (horario o antihorario) en el que gira el campo eléctrico depende de cuál de estas dos relaciones se dé. En este caso especial la trayectoria trazada en el plano por la punta del vector de campo eléctrico tiene la forma de una circunferencia, por lo que en este caso se habla de polarización circular.
En la tercera figura, se representa la polarización elíptica. Este tipo de polarización corresponde a cualquier otro caso diferente a los anteriores, es decir, las dos componentes tienen distintas amplitudes y/o el ángulo de desfase entre ellas es diferente a 0º, a 90º, a 180º y a 270º.
RADIACIÓN INCOHERENTE
En la naturaleza, la radiación electromagnética es producida a menudo por un gran conjunto de radiadores individuales, produciendo ondas independientes. Este tipo de luz se llama incoherente. En general no hay una sola frecuencia sino un espectro de frecuencias, y uniformes incluso si está filtrado a una arbitraria gama de frecuencia estrecha. Sin embargo, esto no significa que la polarización es solamente una característica de la radiación coherente. La radiación incoherente puede demostrar la correlación estadística entre los componentes del campo eléctrico, los que se pueden interpretar como polarización parcial. En general es posible describir un campo observado de ondas como la suma de una parte totalmente incoherente (sin correlaciones) y de una parte totalmente polarizada. Entonces se puede describir la luz en términos del grado de polarización, y en los parámetros de la polarización.
LOS ENANTIÓMEROS Y LA ACTIVIDAD ÓPTICA
Los enantiómeros presentan propiedades físicas idénticas, con la excepción de su comportamiento frente a la luz polarizada. Un enantiómero gira el plano de la luz polarizada en el sentido de las agujas del reloj, es dextrógiro (+). El otro enantiómero provoca rotación en el sentido contrario al de las agujas del reloj, es levógiro (-). Este fenómeno asociado a sustancias quirales se conoce como actividad óptica.
MEDIDA DE LA ROTACIÓN DE LA LUZ
La rotación óptica se mide con un polarímetro que consta de de una fuente de luz, un polarizador del que sale luz oscilando en un único plano, la cubeta que contiene el enantiómero y un analizador que permite medir la rotación de la luz.

Imagen tomada de Carey, Química Orgánica
ROTACIÓN ÓPTICA OBSERVADA Y ESPECÍFICA
La rotación medida en el polarímetro se llama rotación óptica observada y se representa por a. Su valor depende de numerosas variables como temperatura, longitud de onda, concentración, disolvente y tipo de sustancia. Para evitar estas dependencias se define la rotación óptica específica [a].

EXCESO ENANTIOMÉRICO O PUREZA ÓPTICA
Cuando mezclamos dos enantiómeros en igual proporción la rotación óptica es nula [a]=0, se compensa la rotación del dextrógiro con la del levógiro (mezcla racémica). Si mezclamos enantiómeros en distinta proporción se puede calcular la rotación óptica mediante el exceso enantiomérico o pureza óptica, que representa el porcentaje de enantiómero que provoca la rotación de luz.

QUIRALIDAD:

os enantiómeros son imágenes especulares no superponibles. Se caracterizan por poseer un átomo unido a cuatro grupos distintos llamado asimétrico o quiral.
EJEMPLO DE ENANTIÓMEROS: (R) Y (S)-1-BROMO-1-CLOROETANO

En los modelos moleculares puede verse que las dos moléculas son distintas, no se superponen.


La presencia de un carbono asimétrico (con sustituyentes distintos: metilo, hidrógeno, cloro y bromo) hace posible que la molécula y su imagen especular sean distintas.
EJEMPLO DE ENANTIÓMEROS: (R) Y (S)-ALANINA
La (R) y (S)-Alanina son otro ejemplo de enantiómeros



ara que pueda darse en los compuestos con doble enlace, es preciso que los sustituyentes sobre cada uno de los carbonos implicados en el doble enlace sean distintos. Es decir, que ninguno de los carbonos implicados en el doble enlace tenga los dos sustituyentes iguales.
Las distribuciones espaciales posibles para una sustancia que con un doble enlace son:
• Forma cis; en ella los sustituyentes iguales de los dos átomos de carbono afectados por el doble enlace se encuentran situados en una misma región del espacio con respecto al plano que contiene al doble enlace carbono-carbono.
• Forma trans; en ella los sustituyentes iguales de los dos átomos de carbono afectados por el doble enlace se encuentran situados en distinta región del espacio con respecto al plano que contiene al doble enlace carbono-carbono.
Por ejemplo:

Isómeros geométricos para el compuesto CH3-CH=CH-COOH



Isómero cis (Ácido isocrotónico) Isómero trans (Ácido crotónico)
De ordinario resulta más fácil transformar la forma cis en la trans que a la inversa, debido a que en general la forma trans es la más estable.
CONFIGURACIONES Y CONFORMACIONES
Como acabamos de ver, al estudiar la isomería geométrica, hay ocasiones en que una misma estructura molecular puede adoptar disposiciones espaciales diferentes y estables que resultan ser isómeros espaciales separables. Estas disposiciones espaciales diferentes y permanentes reciben el nombre de configuraciones.
Así las formas cis y trans de los isómeros geométricos son distintas configuraciones de la misma estructura.
La libre rotación en torno a un enlace simple da lugar a que las moléculas puedan adoptar un número infinito de distribuciones espaciales interconvertibles recíprocamente sin ruptura de enlaces. Estas disposiciones espaciales, pasajeras, y que se interconvierten con tanta facilidad que no pueden aislarse isómeros espaciales reciben el nombre genérico de conformaciones.
Dos o más conformaciones diferentes de una misma molécula reciben la denominación recíproca de rotámeros o confórmeros.
De las infinitas conformaciones posibles por libre rotación en torno al enlace simple, no todas son igualmente probables, dependiendo de las interacciones entre los átomos de la misma molécula.
En el etano, que es uno de los casos más sencillos de considerar, las conformaciones más notables son la alternada y la eclipsada. La siguiente figura muestra ambas conformaciones con distintos tipos de representaciones:
La conformación de mayor contenido energético es la eclipsada debido a que la repulsión entre los átomos de hidrógeno es máxima, mientras que en la conformación alternada es mínima.


parece en los compuestos que presentan conformaciones diferentes. Se denomina análisis conformacional al estudio de dichas conformaciones.
• Conformaciones.
• Análisis conformacional del ciclohexano.
Conformaciones.
Se denominan conformaciones las diferentes disposiciones espaciales de los átomos cuando la cadena realiza un giro cuyo eje es un enlace simple C - C.

Para representar las distintas conformaciones se utilizan las proyecciones de Newman.
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 la eclipsada.

La conformaciones más importantes que puede presentar el ciclohexano son la silla y el bote.Estas conformaciones experimentan una interconversión continua.La forma de silla es más estable que la de bote,por lo que la forma de silla es mayoritaria.Se estima que,en un momento dado,más del 99% de las moléculas se encuentran en forma de silla.Entre las conformaciones de silla y de bote destaca la conformación de bote torsionado de mayor estabilidad que el bote


En la conformación silla existen dos tipos de enlaces:axiales y ecuatoriales.

Lo enlaces axiales en la silla 1 pasan a ser ecuatoriales en la silla 2.
Lo enlaces ecuatoriales en la silla 1 pasan a ser axiales en la silla 2.
Las dos sillas son indistinguibles si no poseen algún sustituyente.
TALLER ISOMERIA

2) a. Isomero: sustancia que posee la misma formula molecular que otra, pero varia en la forma en que están organizados cada uno de sus elementos
b. Esteroisomero: Isomeros con la misma formula espacial y molecular, pro diferente orientación en algunos de sus átomos.

c. Isomero Cis: Cuando 2 sustituyentes en el doble enlace son distintos y se ubican en forma lineal uno al lado del otro

d. Isomero Trans: Cuando 2 sustituyentes en un doble enlace son distintos y se ubican en forma diagonal uno del otro

e. Configuración: Disposición de partes que componen una cosa y le dan su peculiar forma y propiedades ajenas

f. Conformación: Colocación de las partes que le dan forma a un conjunto

g. Actividad óptica: Capacidad de una sustancia para desviar un rayo de luz polarizada.


TALLER NIVELACIÓN ISOMERIA

4) a. un isomero de cadena se caracteriza por tener el mismo numero de elementos organizados en esqueletos distintos

b. los isomeros cis – trans son isomeros geométricos

c. la isomería de posición es aquella en la que existe el mismo esqueleto pero diferente posición en el grupo funcional

d. Al variar los grupos funcionales se obtiene isomería de función

e. los isomeros ópticos son aquellos que tiene los mismos esqueletos y grupo funcional pero diferente simetría

f. son isomeros conformacionales aquellos que poseen carbones quirales entorno a los cuales giran las sustancias

CONOCIMIENTOS PREVIOS ANA MARIA BARREIRO 41071050

3.1) En la química inorgánica, se estudian todos los compuestos de la tabla periódica, sus interacciones y propiedades y en la química orgánica se estudia como elemento principal el carbono y el hidrogeno, a demás del oxigeno, los halógenos, el nitrógeno, el azufre y el fósforo

3.2) El carbono existe en dos formas Alotrópicas: el Grafito y el Diamante (estado puro).Ambos son cristalinos y los átomos están enlazados fuertemente covalentes.
* El grafito es blando de color gris, punto de fusión elevado, buen conductor de la electricidad y posee brillo metálico. Debido a que la unión entre los diversos planos es débil, el grafito es una masa blanda lo que permite a las capas adyacentes deslizarse una sobre otra ello hace que el grafito es un buen lubricante.
El punto de fusión elevado se explica por el fuerte enlace existente entre los átomos del mismo plano lo que motiva que se precise elevada energía para desordenarlos. La conductividad eléctrica y brillo metálico se explican por el cuarto electrón semisuelto que puede saltar de un átomo a otro. se utiliza como electrodos inertes en pilas o celdas galvánicas.
* El diamante presenta diversas variedades, conocido por su dureza(10 en la escala de Mohs), y punto de fusión elevado : 3 500CC, se emplean para cortar metales en la cuchilla de los tornos, taladros, etc. y diamantes transparentes que se emplean como piedras preciosas de gran valor monetario; es mal conductor de la electricidad.
Carbones Natural y Artificial:
I. NATURAL:
Los carbones que se encuentran en la naturaleza proceden de procesos de carbonización de vegetales que quedaron enterrados al producirse cataclismo siendo sometidos en estas condiciones a presiones y temperaturas elevadas y procesos fermentativos anaeróbicos.
Todos ellos tienen estructura amorfa y son: antracita, hulla, lignita, turba.
II. ARTIFICIAL:
Se obtiene por la intervención del hombre.
Carbón de Coke: Es una de las materias básicas en el proceso de obtención de hierro queda como residuo sólido en la destilación de la hulla en ausencia de aire.
Carbón Vegetal: De la combustión de la materia es muy poroso por lo cual posee propiedades absorbentes de gases. En forma de láminas se utiliza en las máscaras antigás también absorbe sustancias. En disolución coloidal y se utiliza para retener el benceno del gas de alumbrado.
Carbón Animal o de huesos: Se produce en la carbonización de huesos de animales en ausencia de aire. Esta constituido de fosfato de calcio con 10% C , tiene gran poder absorbente y se emplea para decolorar disoluciones por ebullición en pequeñas porciones.
Negro de humo: También llamado hollín se obtiene por la combustión incompleta de sustancias orgánicas; es deficiente la cantidad de oxigeno por lo que en la industria se obtiene el negro de humo mediante la combustión incompleta del gas natural que contiene metano. El negro de humo se emplea en la fabricación de tinta china cintas para máquina de escribir, etc.
Carbón de Retorta: Es el carbón que queda incrustado en las paredes de las retortas de material refractario donde se realiza la destilación de la hulla; es un carbón muy duro conductor del calor y la electricidad que se usa para construir electrodos de aparatos eléctricos.
3.3) • Agua. La solubilidad de los compuestos orgánicos en el agua se debe exclusivamente a los grupos polares que contengan.
Los compuestos oxigenados con tendencia formar hidratos suelen ser solubles, y a mayor estabilidad de dichos hidratos, mayor solubilidad.
Los compuestos anfóteros de bajo peso molecular son bipolares y, por lo tanto, son solubles en agua.
• Ácido clorhídrico diluido. Las alifáticas, ya sean primarias, secundarias o terciarias son solubles en ácido clorhídrico 5% debido que se forman clorhidratos polares.
Los grupos aromáticos disminuyen la basicidad del nitrógeno y, a causa de ello las aminas aromáticas primarias son solubles en ácido clorhídrico diluido, pero las secundarias y terciarias no.
• Hidróxido de sodio. Los ácidos carboxílicos, sulfónicos y sulfínicos, fenoles, e iminas, nitrocompuestos, arilsulfonamidas sin sustituir, oximas tiofenoles son solubles en soluciones diluidas de hidróxido de sodio 5%.
• Bicarbonato de sodio. Los ácidos carboxílicos sulfonicos y sulfilicos son solubles en soluciones de bicarbonato de sodio al 5%. Los demás compuestos son solubles en soluciones de hidróxido de sodio no son solubles en soluciones de bicarbonato. Esto se debe a que la acidez de dichos compuestos es demasiado baja y la basicidad del bicarbonato también es relativamente baja, por lo que no alcanza a disolverlos.
• Ácido sulfúrico. Concentrado y frió disuelve los compuestos hidrocarburos, y aquellos compuestos que contengan un grupo funcional con oxigeno. Los compuestos con dobles ligaduras se sulfonan fácilmente, con la consecuente disolución. Además de la sulfonacion pueden existir reacciones de polimerización y deshidratación. Las parafinas y ciclo parafinas son insolubles en ácido sulfúrico, y lo mismo pasa con sus derivados halogenados.
Los hidrocarburos aromáticos y sus derivados halogenados son insolubles, pero si tienen sustituciones de grupos alquilos en el anillo, el compuesto se sulfona con facilidad y por lo tanto se solubiliza.
Los éteres de alto peso molecular son insolubles en ácido sulfúrico diluido.
Los alcoholes secundarios y terciarios se deshidratan con facilidad formando olefinas las cuales a su vez se polimerizan dando lugar a compuestos insolubles en ácido sulfúrico.
La solubilidad en disolventes orgánicos depende de la polaridad tanto del soluto como del disolvente, y no existen reglas de clasificación ya que la variación de ambos es grande. Algunos de los disolventes orgánicos más usados son: alcohol etílico, éter etílico, acetona, cloroformo, tetracloruro de carbono, hexano, benceno, acetonitrilo, etc
3.4) Según las normas IUPAC, para nombrar los alcanos lineales se consideran dos casos:
• Los cuatro primeros compuestos reciben los nombres siguientes:

Los compuestos siguientes se nombran utilizando como prefijos los numerales griegos que indican el número de átomos de carbono de la cadena, añadiéndoles la terminación ano, que es genérica y aplicada a todos los hidrocarburos saturados (de ahí el nombre de alcanos).

Los alquenos se nombran según las siguientes normas:
• Se elige la cadena más larga que contiene al doble enlace y se sustituye la terminación ano por eno.
• Se numera la cadena a partir del extremo más próximo al doble enlace. El localizador de éste es el menor de los dos números que corresponden a los dos átomos de carbono unidos por el doble enlace.
• La posición del doble enlace o instauración se indica mediante el localizador correspondiente que se coloca delante del nombre.
Ejemplo:

Los alquinos se nombran de acuerdo con las siguientes normas:
• Se elige la cadena más larga del hidrocarburo que contiene el triple enlace y se coloca la terminación ino.
• Se numera la cadena a partir el extremo más próximo al triple enlace.
• La posición de éste se indica mediante el localizador correspondiente, que será el menor de los dos números asignados a los dos átomos de carbono unidos por el triple enlace. El localizador se coloca delante del nombre.
Ejemplo:

En los hidrocarburos cíclicos, los átomos de carbono del hidrocarburo cíclico están unidos por enlaces sencillos. Responden a la fórmula general CnH2n.
Se nombran anteponiendo el prefijo ciclo al nombre del alcano de cadena abierta de igual número de átomos de carbono.
Ejemplos:

Los alcoholes pueden considerarse derivados de los hidrocarburos al sustituir un átomo de hidrógeno por el grupo -OH (hidroxilo).
• Si el hidrocarburo es alifático, da lugar a los alcoholes.
Ejemplo:

• Si el hidrocarburo es aromático, se obtienen los fenoles.
Ejemplo:

En sentido estricto, el fenol debería llamarse bencenol.
os aldehídos son cada uno de los compuestos orgánicos que contienen el grupo carbonilo (CO) y que responden a la fórmula general

donde R es un átomo de hidrógeno (es el caso del metanal) o un radical hidrocarbonado alifático o aromático.
Los aldehídos son aquellos compuestos caracterizados por la presencia de uno o mas grupos carbonilo en posición terminal.
La cadena principal debe contener al carbono del grupo carbonilo. Si hay dos grupos carbonilos, la cadena principal deberá contener a ambos. Se le dará el numero uno al carbono del grupo carbonilo. El sufijo a utilizar es al, o dial si hubiera dos grupos carbonilo, uno al principio y otro al final de la cadena carbonada.
on cada uno de los compuestos orgánicos que contienen el grupo carbonilo (CO) y que responden a la fórmula general R—CO—R¢, en la que R y R¢ representan radicales orgánicos y donde los grupos R y R´ pueden ser alifáticos o aromáticos.
Para nombrar las cetonas tenemos dos alternativas:
El nombre del hidrocarburo del que procede terminado en -ona .Como sustitúyente debe emplearse el prefijo oxo-.
Citar los dos radicales que están unidos al grupo carbonilo por orden alfabético y a continuación la palabra cetona.
Para los ácidos, se toma el prefijo acido, la raíz de hidrocarburo y la terminación oico
Para los éteres, se toma el nombre de los compuestos a cada lado del oxigeno que los divide y se ponen los dos nombres como radicales mas la terminación éter.
3.5) Balanceo: en química orgánica se una ecuación se balancea teniendo en cuenta los números de oxidación y las moles producidas en la reacción
Talleres
Taller de nomenclatura
7) escribe las formulas de:
 Oxido Crómico CrO2
 Oxido Cuproso Cu2O
 Oxido Hipocloroso Cl2O
 Oxido Manganoso Mn2O3
 Oxido Niqueloso Ni2O
Taller de Nociones Preliminares
1) a. (v) La teoría vitalista fue rechazada al sintetizar urea
b. (v) El compuesto CCl4 es orgánico
c. (v) Un compuesto combustible, con isomeros, que no conduce la electricidad en solución es orgánico
d. (f) La formula molecular es siempre múltiplo de la empírica
e. (f) El punto de ebullición de un compuesto orgánico es mayor que el de un compuesto inorgánico
f. (v) El O2 es un compuesto Básico

CONOCIMIENTOS BÁSICOS ANA MARIA BARREIRO 41071050

Alcanos
Los hidrocarburos de cadena y los hidrocarburos con sustituyentes simples se nombran con el sistema de la IUPAQ de acuerdo con las siguientes reglas:
1. El sufijo que designa a un alcano es "ano".
2. Se escoge la cadena con el mayor número de átomos de carbono unidos de forma continua. El nombre del alcano de cadena de la molécula que tenga el mismo número de átomos de carbono que hay en esta cadena más larga, sirve como nombre base de la molécula.
Para el siguiente compuesto el nombre base es heptano, ya que la cadena continua más larga tiene siete átomos de carbono. La cadena continua más larga no necesariamente debe ser parte de la molécula escrita en forma horizontal)
3. Numérese los átomos de carbono de esta cadena continua. La numeración debe comenzar por el extremo que dé los números menores para los átomos que llevan sustituyentes.
Si la cadena básica del compuesto se enumera como se indica, habrá sustituyentes en los C3 y C4. Si se hubiera comenzado la numeración por el otro extremote la cadena, los sustituyentes hubieran quedado en C4 y C5.
Un sustitúyete es un átomo o grupo de átomos distintos de hidrógeno y se encuentra unido a un carbono de la cadena más larga. Un sustitúyete es un átomo o grupo de átomo, distintos del hidrógeno, y se encuentran unidos a un carbono de la cadena más larga.
4. Cada sustitúyete se nombra indicando su posición mediante un número que corresponde al átomo de carbono al cual se encuentra unido.
La presencia de un grupo metilo (CH3-) sobre C3 se indica así: 3-metil y la presencia del grupo etilo (CH3-CH2-) sobre C4 se indica así: 4-etil (la nomenclatura para los grupos sustituyentes formados a partir de los alcanos, los llamamos grupos alquilos, (ver anexo 2).
5. El nombre del compuesto se escribe en una sola palabra. Los nombres se separan de los números mediante guiones y los números entre si mediante comas. Los nombres del sustitúyete se agregan como prefijos al nombre básico.
De acuerdo con estas reglas, el nombre del compuesto es:
4-etil-3-metilpentano.
Si en una misma molécula se encuentra presente el mismo sustitúyete dos o más veces, el número de sustituyentes iguales se indica mediante los prefijos di, tri, tetra, penta, etc. unidos al nombre del sustitúyete. La posición de cada sustitúyete se indica mediante un número y varios números se separan mediante comas.

2,3 – dimetilbutano 3,3 – dietil – metilhexano
5,5,6 – tricloro - 4,4 – dietil – 2,3 – dimetiloctano
Cada sustituyente debe tener un nombre y un número para localizarlo.
Cicloalcanos
Los cicloalcanos se nombran colocando el prefijo ciclo al nombre del alcano de cadena abierta correspondiente, de igual número de carbonos del anillo.
Ejemplos:
ciclopropano ciclohexano ciclobutano
Los sustituyentes en el ciclo se nombran indicando sus posiciones por números, usando la menos combinación de estos.
cloro-ciclopropano 1-etil-4-metilciclohexano bromo-ciclobutano
Por conveniencia, los anillos alifáticos a menudo se representan por medios de figuras geométricas simples: un triángulo para el ciclopropano, un cuadrado para el ciclobutano, un pentágono para el ciclopropano, un hexágono para el ciclohexano y así sucesivamente
ciclopropano ciclobutano ciclohexano
Alquenos
Al igual que en los alcanos, para nombrar los alquenos se siguen una serie de reglas:
1. Para el nombre base se escoge la cadena continua de átomos de carbono más larga que contenga al doble enlace.
2. La cadena se numera de tal manera que los átomos de carbono del doble enlace tengan los números más bajos posibles.
3.
Para indicar la presencia del doble enlace se cambia la terminación "ano" del nombre del alcano con el mismo número de átomos de carbono de la cadena más larga que contenga el doble enlace por la terminación "eno".
4. La posición del doble enlace se indica mediante el número menor que le corresponde a uno de los átomos de carbono del doble enlace. Este número se coloca antes del nombre base:
2- penteno
5. Los sustituyentes tales como halógenos o grupos alquilo se indica mediante su nombre y un número de la misma forma que para el caso de los alcanos.
5,5 – dicloro – 2 – penteno 3 – propil – 1- hexeno
Alquinos
Las reglas son exactamente las mismas que para nombrar los alquenos, excepto que la terminación "ino", reemplaza la de "eno". La estructura principal es la cadena continua más larga que contiene el triple enlace, y las posiciones de los sustituyentes y el triple enlace son indicadas por números.
El triple enlace se localiza numerando el primer carbono que contiene el triple enlace, comenzando por el extremo de la cadena más cercano al triple enlace.
2 - metil – 3 – hexino 4 - etil – 2 – heptino
Compuestos aromáticos
La serie aromática se construye sobre la estructura del benceno.
benceno
Derivados del benceno
Los derivados del benceno se nombran anteponiendo el nombre del sustituyente a la palabra benceno.
Por ejemplo
etilbenceno nitrobenceno clorobenceno
Algunos derivados del benceno se conocen por sus nombres comunes
tolueno anilina fenol
ácido benzoico benzaldehído
Los derivados disustituídos del benceno son tres el orto, el meta y el para.
orto meta para
Y se nombran indicando las posiciones relativas de los sustituyentes.
Por ejemplo:
o-dibromobenceno m-cloronitrobenceno p-clorotolueno
Los derivados tri y poli sustituídos del benceno se nombran utilizando números que indiquen las posiciones relativas de las mismas.
a. Si los grupos son iguales la secuencia será la de menor combinación de números.
1,2,3- trinitrobenceno
b. Si los grupos son diferente, se escoge un grupo como 1 y los demás se numeran respecto a este.
2,4-dinitrotolueno 3-bromo-5-cloronitro 2-clor-4-nitrofenol
benceno
Haluros de alquilo
Al nombre del hidrocarburo correspondiente se antepone el prefijo flúor, cloro, bromo o yodo, con un número el cual indica la posición del halógeno.
2-cloropropano 3-bromo-1-propeno iodo-cicloalcano
Alcoholes
1. Se elige la cadena más larga que contiene el grupo hidroxilo (cadena fundamental). Esto forma la base del nombre del compuesto, cambiando la terminación "o" del hidrocarburo correspondiente por el sufijo "ol".
2. La numeración de la cadena fundamental se realiza de modo que la posición del hidroxilo quede establecida por el número menor posible.
3. Se nombran las ramificaciones y sustituyentes indicando sus posiciones mediante números.
Ejemplos:
metanol etanol 1-propanol 2-propanol
3-metil-2-butanol 6-metil-4-octanol
Éteres
Se nombra como un hidrocarburo que presenta un alcóxido como sustituyente. Si es necesarios se indica la posición del alcóxido, utilizando un número (el menor posible).
etoxietano metoxietano 2.etoxipropano
Aminas
Se le adiciona el sufijo amina al radical hidrocarbonato al que está unido.
metilamina dimetilamina trimetilamina
Las aminas mixtas se nombran como derivados de las aminas que contienen el radical más largo.
N-metil-N-etilbutilamina N,N-dimetilbencilamina
Aldehídos
1. La cadena mayor que contiene al grupo funcional –CHO, se considera como base para nombrar al compuesto.
2. La terminación "o" del alcano, se cambia por "al".
3. Las posiciones de los sustituyentes, se indican mediante los números menores posible, reservando el 1 para el carbono carbonílico.

metanal etanal propanal

2-metilpentanal 3-metilpentanal
Cetonas
1. Se considera la cadena mayor la que contiene el grupo carbonilo como base y la terminación "o" del alcano correspondiente se cambia por "ona".
2. Las posiciones de los sustituyentes se indican mediante números, utilizando el menor número posible para el grupo carbonilo.
propanona butanone 2-pentanona
Ácidos carboxílicos
Sigue las mismas reglas que para los aldehídos, solo que comienzan a nombrarse con la palabra ácido y se cambia la terminación "al" del aldehído por "oico"

ácido metanoico ácido etanoico ácido propanoico
ácido 2-metilbutanoico ácido 3-metilbutanoico
Derivados de ácidos carboxílicos
La nomenclatura de estos derivados de ácido está relacionada con el nombre del ácido carboxílico correspondiente.
· Haluros de ácidos
cloruro de etanoilo bromuro de propanoilo
Se cambia la terminación "oico" del ácido por "oilo" y se le antepone el nombre del haluro.
· Anhídridos de ácidos
Al nombre del ácido, se antepone la palabra anhídrido.
Ejemplos:
anhídrido etanoico anhídrido propanoico
· Ésteres
La porción de la molécula que corresponde al ácido, se termina con la partícula "ato" y la que corresponde al alcohol, se termina en "ilo".
etanoato de metilo etanoato de etilo 2,2-dimetilpropanoato de etilo
· Amidas
Se cambia la terminación "oico" del ácido carboxílico por la palabra amida.
etanamida propanamida 2,2-dimetilpropanamida
Bibliografía
· Fessenden Ralf j., Fessenden Joan. S, Organic Marshall W. Logue. An International Thomson Publishing. Company, 1998.
· Mc. Murry John. Organuc chemistry JTP. An International Thomson Publisking Compary 1984.
· Solomons, G."Química Orgánica" University of South Florida 1997.
Nombre sistemático de los alcanos
CH4
Metano
C6H14
Hexano
C2H6
Etano
C7H16
Heptano
C3H8
Propano
C8H18
Octano
C4H10
Butano
C9H20
Nonano
C5H12
Pentano
C10H22
Decano
Anexo 1. Nombre sistemático de los alcanos
Anexo 2: Grupos alquilos
Un grupo alquilo es un grupo formado por la eliminación de un átomo de hidrógeno de un hidrocarburo.
Ejemplos:
metilo etlilo
propilo isopropilo
isobutilo ter-butilo
pentilo isopentilo

Una Reacción química es un proceso en el cual una sustancia (o sustancias) desaparece para formar una o más sustancias nuevas. Las ecuaciones químicas son el modo de representar a las reacciones químicas.
Por ejemplo el hidrógeno gas (H2) puede reaccionar con oxígeno gas (O2) para dar
Las fórmulas químicas a la izquierda de la flecha representan las sustancias de partida denominadas reactivos.
A la derecha de la flecha están las formulas químicas de las sustancias producidas denominadas productos. Los números al lado de las formulas son los coeficientes (el coeficiente 1 se omite).
Estequiometría de la reacción química
Ahora estudiaremos la estequiometría, es decir la medición de los elementos).
Las transformaciones que ocurren en una reacción química se rigen por la Ley de la conservación de la masa: Los átomos no se crean ni se destruyen durante una reacción química.
Entonces, el mismo conjunto de átomos está presente antes, durante y después de la reacción. Los cambios que ocurren en una reacción química simplemente consisten en una reordenación de los átomos.
Por lo tanto una ecuación química ha de tener el mismo número de átomos de cada elemento a ambos lados de la flecha. Se dice entonces que la ecuación está balanceada.



Pasos que son necesarios para escribir una reacción ajustada:
1) Se determina cuales son los reactivos y los productos.
2) Se escribe una ecuación no ajustada usando las fórmulas de los reactivos y de los productos.
3) Se ajusta la reacción determinando los coeficientes que nos dan números iguales de cada tipo de átomo en cada lado de la flecha de reacción, generalmente números enteros.
Ejemplo 1:
Consideremos la reacción de combustión del metano gaseoso (CH4) en aire.
Paso 1:
Sabemos que en esta reacción se consume (O2) y produce agua (H2O) y dióxido de carbono (CO2).
Luego:
los reactivos son CH4 y O2, y
los productos son H2O y CO2
Paso 2:
la ecuación química sin ajustar será:
Paso 3:
Ahora contamos los átomos de cada reactivo y de cada producto y los sumamos:


Tipos de Reacciones en Química Orgánica

*Sustitución (saturados y aromáticos): CH4 + Cl2 CH3Cl + HCl

*Oxidación: CH4 + O2 CH3OH

*Reducción: CH3COOH + H2 CH3 C=O

H
*Combustión: C, H, O + O2 CO2 + H2O
CO + H2O
C + H2O

*Adición (insaturados): CH2=CH2 + Cl2 CH3 - CH3

Cl Cl

*Eliminación (Deshidratación): CH3 – CH2OH (-H2O) CH3 – O – CH3

*Polimerización (insaturados): CH2 = CH2 [-C-C-C-] n

*Neutralización: CH3COOH + NaOH (CH3COO) Na

*Transposición: Ar + Cl2 ArCl


Reactivos Nucleofilicos:
Agua, álcalis, amoniaco, haluros de acido, alcoholes, esteres, radicales ácidos, hidrocarburos acetilenitos, nitrilos, aminas, nitroderivados y sales de amonio cuaternarias



Reactivos Electrofilicos:
Hidrogeníon, iones carbono, metil carbono, trifloruro de boro, halógenos, radicales orgánicos, cationes metálicos, tricloruro de aluminio, agua



Mecanismos de Reacción

HONOLITICO:
Es el mecanismo por el cual al romper un enlace, las dos sustancias que intervienen en la reacción quedan con el mismo número de electrones.

Cl2 Cl°+ Cl°

HETEROLITICO:
Mecanismo por el cual al romper un enlace, las sustancias que se encontraban enlazadas quedan con diferente numero de electrones.

RZ Z- + R+

Para romper un enlace, es necesario utilizar catalizadores, como lo son la luz UV, los peróxidos, la temperatura, etc.

OBTENCION:
Juego de identificación de funciones http://www.uhu.es/quimiorg/hpotatoes/raiz7.htm

FORMULA EMPIRICA:
En química la fórmula empírica es una expresión que representa la proporción más simple en la que están presentes los átomos que forman un compuesto químico. Puede coincidir o no con la fórmula molecular, que indica el número de átomos presentes en la molécula.
La molécula de agua está formada por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno, por lo que su fórmula molecular es H2O, coincidiendo con su fórmula empírica.
Para el etano, sin embargo, no ocurre lo mismo, ya que está formado por dos átomos de carbono y seis de hidrógeno, por lo que su fórmula molecular será C2H6 y su fórmula empírica CH3.
Algunos compuestos, como el cloruro de sodio o sal común, carecen de entidades moleculares y sólo es posible hablar de fórmula empírica: NaCl
Fórmula empírica o fórmula mínima: determina los átomos que componen a la sustancia y la relación mínima entre ellos. Por ejemplo, para el 1,2-butadiol sería C2H51,2-butadiol
.
EN INGENIERIA
En ingeniería y otras ciencias aplicadas se entiende por fórmula empírica una expresión matemática que sintetiza, por medio de regresiones, correlaciones u otro medio numérico, una serie resultados observados en diversos ensayos, sin que sea necesario para ello disponer de una teoría que la sustente.
La fórmula empírica se puede determinar a partir del análisis experimental. Si 6.00 g de hierro en polvo se calcinan en un crisol y se obtienen 8.57 g de óxido de hierro. ¿Cuál es su fórmula empírica?
mFe = 6.00 g m0 = 8.57 g – 6.00 g = 2.57 g
Se calcula el número de moles de cada elemento:
nFe = 6.00/55.85 = 0.107 mol (menor valor) 0.107 mol / 0.107 mol = 1.00 --> 2n0 = 2.57/16.00 = 0.160 mol 0.160 mol / 0.107 mol = 1. 50 --> 3
Luego la fórmula empírica del óxido es Fe2O3.
METODO CRIOSCOPICO:
El procedimiento que empleamos para determinar el descenso en el punto de congelación de los disolventes y de la disolución, se conoce como el método de Beckmann.

Kf = RTf 2 M /
Hfusión 1000
Donde:
R = 8.317 julio/mol.°K
Tf = temperatura de fusión del solvente puro en °K
M = peso molecular gramo del solvente
Hfusión = calor de fusión del solvente a su Tfusión. (11.723KJ/mol)
NOTA: El
Hfusión se encuentra en tablas.
METODO EBULLOSCOPICO:
Te = Ke x m donde Te es el punto de descenso en solución, Ke es la constante de ebullición y m es la masa
METODO GASOMETRICO
P1V1=PfVf

INFORME LABORATORIO 3

UNIVERSIDAD DE LA SALLE
CIENCIAS BASICAS
LABORATORIO DE QUIMICA ORGANICA







MICRO-LAB No 3




1.TITULO:


AISLAMIENTO DE LA CAFEINA A PARTIR DE TE, CAFÉ Y COCACOLA



ALUMNOS:

JORGE ELIECER ROJAS TORRES 41071104
ANA MARÍA BARREIRO 41071050


GRUPO: 15


FACULTAD: Ingeniería Ambiental y Sanitaria

FECHA: 2 Septiembre del 2007






Por: ANGELA CRISTINA ZAPATA L. SEGÚN FORMATO:
ALVARO ROZO BAUTISTA

RE-DISEÑO: M.Sc. JORGE A. CORTES RUIZ pagina Web de la universidad www.lasalle.edu.co E-mail: jcortes@.lasalle.edu.co 6138239 cell 312-4270327


PRE-LAB
1- CONOCIMIENTOS PREVIOS COMPETENCIA INTERPRETATIVA: separación de compuestos.
BIBLIOGRAFIA:
-es.wikipedia.org/wiki/Extracción
-http://es.wikipedia.org/wiki/Filtraci%C3%B3n_a_vac%C3%ADo
-http://es.wikipedia.org/wiki/Cafe%C3%ADna


3- INTRODUCCIÓN. MARCO DE REFERENCIA Y ANTECEDENTES COMPETENCIA INTERPRETATIVA
Extracción
La extracción es un procedimiento de separación de una sustancia que puede disolverse en dos disolventes no miscibles entre sí, con distinto grado de solubilidad y que están en contacto a través de una interfase. La relación de las concentraciones de dicha sustancia en cada uno de los disolventes, a una temperatura determinada, es constante. Esta constante se denomina coeficiente de reparto y puede expresarse como:
K = [sustancia]1/[sustancia]2
donde [sustancia]1 es la concentración de la sustancia que se pretende extraer, en el primer disolvente y, análogamente [sustancia]2 la concentración de la misma sustancia en el otro disolvente.
Si tenemos una sustancia soluble en un disolvente, pero más soluble en un segundo disolvente no miscible con el anterior, puede extraerse del primero, añadiéndole el segundo, agitando la mezcla, y separando las dos fases.
A nivel de laboratorio el proceso se desarrolla en un embudo de decantación. Como es esperable, la extracción nunca es total, pero se obtiene más eficacia cuando la cantidad del segundo disolvente se divide en varias fracciones y se hacen sucesivas extracciones que cuando se añade todo de una vez y se hace una única extracción.
Con relativa frecuencia aparecen en el proceso de extracción emulsiones o interfases que impiden una correcta separación en el embudo de decantación de las capas de disolventes, casi siempre acuosa y orgánica. Este problema se da, especialmente, cuando se trata de extracciones con cloruro de metileno. Para solventar este problema es conveniente añadir unos mililitros de salmuera y agitar de nuevo. En la mayor parte de los casos se produce la separación de las fases sin problemas.
El proceso tiene repercusión industrial y se emplea en extracción de aceites, grasas y pigmentos. Por ejemplo, el yodo, poco soluble en agua, se extrae de la misma con tetracloruro de carbono. Una vez efectuada la separación de las fases se trata de calcular la concentración del yodo en cada fase, valorándolo con tiosulfato.
Este proceso puede usarse también si controlando la solubilidad de nuestras sustancias en distintos disolventes. Especialmente en química orgánica, mediante distintos tratamientos a algunos grupos funcionales podemos controlar el valor de K, haciéndolos así insolubles o solubles según nos interese, por ejemplo: si tenemos aminas disueltas en un disolvente orgánico y queremos pasarlas a una disolvente polar, podemos tratarlas con ácido para cargarlas y que se protonen, disolviéndose así en nuestro disolvente polar, una vez separado hacemos el proceso contrario (es decir basificarlas y devolverlas a su forma original) y las separamos totalmente de nuestros disolventes.



Introducción:
2- OBJETIVOS –: para c/u de los problemas planteados teórico - prácticos dar el correcto método de separación de sus componentes.
a) El alumno aislará la cafeína del te, café o cocacola usando una dilución y neutralización con carbonato de sodio y extracción con diclorometano.
b) Identificar los grupos funcionales existentes en la estructura de la cafeína.
e) Adquirir habilidad en el desarrollo de un extracción de cafeína en las sustancias que lo poseen.
ver INDICADOR DE LOGROS
4- MATERIAL- EQUIPOS - REACTIVOS
SEGURIDAD EN EL LABORATORIO COMPETENCIA ARGUMENTATIVA:
MATERIAL EQUIPOS:
4.1 nombre clasificación uso y Banner c/u
REACTIVOS:
4.1 frente de c/u de los reactivos colocar formula
4.2 los nombres de la IUPAQ- TRIVIAL –COMERCIAL
4.3 el símbolo de riesgo
4.4 NOTACION de precaucione del manejo.
4.5 Destaque en pocas palabras una norma de seguridad para tener en cuenta en este LAB.




MATERIAL
REACTIVOS


AISLAMIENTO DE CAFEÍNA AP PARTIR DEL CAFÉ

-2 VASOS PRECIPITADOS DE 250 ML
-1 PROBETA GRADUADA DE 100 ML
-1 BALÓN AFORADO DE 100 ML
-1 EMBUDO DE SEPARACIÓN
-1 MONTAJE FILTRACIÓN AL VACIO
-1 AGITADOR DE VIDRIO
-1 PLACA DE CALENTAMIENTO
-1 BALANZA
-1 ARO
-3 NUECES

AISLAMIENTO DE CAFEÍNA AP PARTIR DEL CAFÉ

-ACIDO SULFÚRICO AL 10% H2SO4
-DICLOROMETANO CH2CL2
-CARBONATO DE SODIO SÓLIDO Na2CO3
-TE NEGRO, COCACOLA O CAFÉ.
-ÁCIDO NITRICO CONCENTRADO HNO3
-HIDROXIDO DE AMONIO CONCENTRADO
EQUIPOS: Montaje de Filtración al vació.
FILTRACIÓN AL VACIÓ
La Filtración al vacio es un método fisico que se utiliza para separar mezclas heterogéneas de un sólido en un solvente o mezcla de reacción líquida. La mezcla se vierte en un embudo a través de un papel filtro, el sólido de la mezcla queda en el filtro y el líquido es atraído hacia un recipiente colocado abajo, gracias al vacío que se le aplica a éste con una bomba de vacío.


A-PROCEDIMIENTO
1.-Aislamiento de cafeína a partir de te, café o cocacola

En un vaso de precipitado de 250 ml se colocan 10 gramos de te negro molido, café o 10 ml de cocacola, con 2.5 gramos de carbonato de sodio y 50 ml de agua, La mezcla se calienta hasta ebullición por 20minutos agregando agua para mantener el volumen constante, la solución se filtra en caliente y se neutraliza con una solución de ácido sulfúrico al 10% , la solución es nuevamente filtrada y se lava con 10 ml de diclorometano al filtrado se pasa un embudo de separación y se extrae la fase orgánica repitiendo la extracción dos veces con volúmenes de 10 ml dediclorometáno. Las tres extracciones se reúnen y se evapora el solvente para obtener la cafeina pura se seca y se pesa para determinar el porcentaje de la cafeina.

EXTRACCIÓN DE CAFEINA

FUNDAMENTO TEÓRICO

CAFEINA
La cafeína es un compuesto alcaloide (del grupo de las xantinas) que actúa como estimulante en los humanos. La cafeína es el mismo compuesto químico que la guaranina (llamada así por la guaraná), la mateína (por el mate) y la teína (por el ). Originalmente se pensaba que estas sustancias tenían diferencias químicas, pero después se decubrió que son identicas.
La cafeína se encuentra principalmente en los frutos de la planta de café, en la planta de té, en la yerba mate, y en las bayas de guaraná. En pequeñas cantidades se puede encontrar en el cacao y en la nuez de kola. En general, la cafeína se encuentra en las semillas, hojas, y frutos de más de 60 plantas, en las que actua como un pesticida natural que paraliza y mata ciertas clases de insectos cuando se alimentan de éstas.
La cafeína es un estimulante del sistema nervioso central, el cual es capaz de quitar la somnolencia y restaurar el nivel de alerta. Las bebidas que contienen cafeína, como el café, , refrescos de cola y bebidas energéticas tienen una gran popularidad: la cafeína es la sustancia psicoactiva más ampliamente consumida en el mundo. En Norteamérica, el 90% de los adultos consumen cafeína todos los días.

6 CÁLCULOS Y RESULTADOS:

Se tomaron 10 ml de cocacola con 2,5 gramos de carbonato de sodio que se introdujeron a un beaker y se sometieron una temperatura relativamente elevada hasta que llegara a su punto de ebullición y empezara a evaporarse. Cuando estaba hirviendo se sometió a una filtración al vació al caliente, después de eso por medio del ácido sulfúrico al 10% se neutralizo con aproximadamente unas 15 gotas de este. Lo cual obtuvimos que su PH fuera 7. Posterior a esto se limpia la sustancia con ayuda de diclorometano. Este proceso de separación de las dos fases se repitio 4 veces para mayor efectividad. Ya cuando teníamos la fase transparente, procedimos a evaporar el solvente para obtener la cafeína pura. Esta se peso para saber cual era el grado de concentración de la cafeína en la cocacola.



6.1 tabla de datos
SUSTANCIA
CANTIDAD


COCACOLA
10ML
CARBONATO DE SODIO
2.5 GRAMOS
AGUA
50 ML
DICLOROMETANO
10ML
CAFEINA PURA
0.1 GRAMOS

6.2 cálculos
CONCENTRACIÓN DE LA CAFEINA
10grs/0.1 grs = 1 por cada 100 ml o 100 gramos hay 1 de cafeína
6.4 Observaciones
-Si el compuesto no tiene el ph en 7 lo mas probable es que la cafeína no se extraiga.
-Nos toco utilizar una balanza analítica para determinar el peso de la cafeína.



7- DISCUSIÓN Y ANÁLISIS DE RESULTADOS.

TROPONGA OTROS PROCEDIMINTO ALTERNO. -COMPETENCIA PROPOSITIVA

8 CONCLUSIONES COMPETENCIA COGNITIVA
CONCLUSIONES RELACIONADAS CON LOS OBJETIVOS

-Por medio de la extracción utilizando solventes miscibles, se pueden separar los compuestos en fases para mayor efectividad en la separación.
-Para procesos como extracción de cafeina es importante usar el carbonato de sodio para neutralizar.
-En estos procesos se utiliza tambn el diclorometano para hacer la extracción.
-Se facilita identificar los grupos funcionales de la cafeína.

8.1 CAUSAS DE ERROR
-HACER KE EL PH KEDE MENOR KE 7 CON EL NEUTRALIZADOR
-AL HACER LA MEZCLA EN EL EMBUDO DE SEPARACIÓN, SE PUEDE IR MAS DEL SOLVENTE, POR LO TANTO EL GRADO DE CONCENTRACIÓN DE LA CAFEINA PUEDE VARIAR

9 -CUESTIONARIO ACTIVIDAD REFLEXIVA COMPETENCIA COGNITIVA




ESTRUCTURA DE LA CAFEÍNA Y LOS GRUPOS FUNCIONÁLES QUE LA CONFORMAN

La cafeína es un alcaloide de la familia metilxantina, que también incluye los compuestos teofilina y teobromina, con estructura química similar.

2.¿Que efecto del carbonato de sodio permite que la separación de la cafeína sea eficiente?

Es una sustancia no miscible con la cafeina lo que hace que haya una separación en fases.
3.¿Porqué agrega la solución de ácido sulfúrico al 10% a la mezcla de te y carbonato de sodio caliente?
Para neutralizar.
4.¿A que atribuye el color violeta en la prueba de identificación?
Al adicionamiento de hidróxido de amonio.

INFORME LABORATORIO 2

UNIVERSIDAD DE LA SALLE
CIENCIAS BÁSICAS
LABORATORIO DE QUÍMICA ORGÁNICA






MICRO-LAB No 2







1. TITULO

TECNICAS DE SEPARACIÓN CROMATOGRÁFICA EN QUÍMICA ORGANICA







ALUMNOS: JORGE ELIECER ROJAS 41071104
ANA MARÍA BARREIRO 41071050

GRUPO: 15
FACULTAD: INGENIERÍA AMBIENTAL Y SANITARÍA

FECHA: AGOSTO 22 DEL 2007
2. BIBLIOGRAFÍA:


2. INTRODUCCIÓN

La destilación constituye el método más frecuente e importante para la purificación de líquidos. Se utiliza siempre en la separación de un líquido de sus impurezas no volátiles y, cuando ello es posible, en la separación de dos o más líquidos.
Cuando un líquido puro se introduce en un recipiente cerrado y vacío parte del mismo se evapora hasta que el vapor alcanza una determinada presión, que depende solamente de la temperatura. La temperatura a la que esto ocurre recibe el nombre de punto de ebullición normal del líquido en cuestión, y es una constante característica para cada líquido.
Cuando se calienta una solución o una mezcla de dos o más líquidos, el punto de ebullición normal es entonces la temperatura a la cual la tensión del vapor total de la mezcla es igual a la presión atmosférica (760mm). La tensión de vapor total de una mezcla es igual a la suma de las presiones de vapor parciales de cada componente. Siempre que se tenga una mezcla de dos o más componentes que se diferencien suficientemente en sus puntos de ebullición, se podrá separar en sus componentes por destilación. Se pueden distinguir tres tipos principales de destilación: Destilación sencilla, destilación fraccionada y destilación al vacío.
Destilación simple: Es una técnica utilizada en la purificación de líquidos cuyo punto de ebullición menor de 150° C a la presión atmosférica y sirve para eliminar impurezas no volátiles. Esta técnica también se emplea para separar dos líquidos cuyos puntos de ebullición difieran al menos en 25° C
Destilación Fraccionada: Es una técnica que se emplea en la separación de sustancias cuyos puntos de ebullición difieran entre si menos de 25° C. La diferencia respecto a la destilación simple es la presencia de una columna de fraccionamiento entre el matraz y la cabeza de destilación.

3. OBJETIVOS

- El objetivo de esta práctica es determinar la composición aproximada de una mezcla de líquidos totalmente miscibles, a partir de los datos de punto de ebullición, composición azeotrópica y los resultados obtenidos de la destilación fraccionada de la muestra.
- Se compararán los datos obtenidos por destilación fraccionada con los obtenidos por destilación simple de una muestra de la misma composición.

4. MATERIAL-EQUIPOS-REACTIVOS

SEGURIDAD EN EL LABORATORIO
-Usar bata de color blanco en el laboratorio.
-Usar en todo momento gafas de seguridad.
-Usar guantes desechables de nitrilo.
-El uso del teléfono celular, beber y comer queda totalmente prohibido durante las prácticas.
-Si hay salpicaduras en los ojos. Lavar inmediata e insistentemente en un lavador de ojos o con un chorro de agua.

MATERIAL EQUIPOS

Destilación simple:
MATERIAL
REACTIVOS



Soporte Universal
Agua (H2O)
Pinza
Muestra indicada del profesor
Nuez
Perlas de vidrio
Termometro

Matraz de fondo redondo con desprendimiento

lateral

Refrigerante

Placa Calefactora

Alargadera

Recipiente Recolector




Destilación Fraccionada

MATERIAL
REACTIVOS

SOPORTES UNIVERSALES
H2O AGUA
PLACA REFRACTORIA
60 ml mezcla indicada por el profesor
TERMÓMETRO
3 perlas de vidrio
PINZAS CON NUEZ

PERLAS DE VIDRIO

BALÓN FONDO REDONDO

REFRIGERANTES

COLUMNA FRACCIONAMIENTO




5. PROCEDIMIENTO

Separación de una mezcla solvente-agua en sus dos componentes

Monte el aparato de destilación sencilla utilizando un matraz de fondo redondo de 100 ml. Ponga en el matraz 30 ml. De cualquier muestra que le indique el profesor 30 ml de agua y dos o tres perlas de vidrio. Haga circular una corriente suave de agua del grifo por el refrigerante, uniendo la entrada de este al grifo mediante una manguera de goma. El agua que sale del refrigerante por su parte superior se conducirá a un desagüe mediante otra manguera de goma. Etiquete y numere tres erlenmeyer pequeños para recoger las fracciones.
Caliente el matraz de forma que el destilado se recoja de una manera continua a una velocidad aproximada de una gota por segundo. Cambie los erlenmeyer colectores con rapidez a los intervalos de temperatura indicados según la literatura. Cuando la temperatura alcance 95° C interrumpa la destilación y enfríe el matraz de destilación dejando que gotee en él, el condesado del cuello.
Mida con una probeta graduada los volúmenes de destilado obtenido en cada fracción para las respectivas muestras indicadas por su profesor así como el del residuo del matraz. Anote los volúmenes obtenidos. Mediante la destilación sencilla que se acaba de describir se pueden separar mezclas de dos componentes que hiervan con una diferencia de puntos de ebullición de al menos 60-80° C. Mezclas de sustancias cuyos puntos de ebullición difieren de 30-60° C se pueden separar por destilaciones sencillas repetidas, recogiendo durante la primera destilación fracciones enriquecidas en uno de los componentes, las cuales se vuelven a destilar.

Deje que el matraz de destilación vacío se enfríe y ponga en el contenido del earlenmeyer 2 y vuelva a montar el aparato de destilación. Añada dos o tres trocitos porosos nuevos y destile de nuevo, añadiendo la fracción que destile en el intervalo descrito por la literatura y para cada solvente seleccionado por usted con su maestro al recipiente 1 y recogiendo de nuevo en el earlenmeyer 2 la que destile al intervalo seleccionado anteriormente.

Una vez que el matraz de destilación se haya enfriado algo, vierta el residuo que quede en él matraz 3. Mida de nuevo y anote el volumen total de cada fracción. Apunte todos sus datos en el informe.

Destilación Fraccionada

Monte el aparato de la figura de destilación fraccionada con un matraz de fondo redondo de 250ml. Ponga 60ml de mezcla de las soluciones que le haya indicado el profesor y 60ml de agua. Añada 2 o 3 perlas de vidrio y proceda a destilar como en la sección anterior, con la única salvedad de no repetir el proceso, es decir, efectuarlo una sola vez.

6. MARCO TEÓRICO

LA DESTILACIÓN
La destilación es un proceso que consiste en calentar una sustancia, normalmente un líquido, para que sus componentes más volátiles pasen a estado gaseoso o de vapor y a continuación volver esos componentes al estado líquido mediante condensación por enfriamiento.
La meta principal de la destilación es separar los distintos componentes de una mezcla aprovechando para ello sus distintos grados de volatilidad. Otra función de la destilación es separar los elementos volátiles de los no volátiles de una mezcla.
En otros sistemas similares como la evaporación y en el secado, normalmente el objetivo es obtener el componente menos volátil; el componente más volátil, casi siempre agua, se desecha. Sin embargo, la finalidad principal de la destilación es obtener el componente más volátil en forma pura. Por ejemplo, la eliminación del agua de la glicerina evaporando el agua, se llama evaporación, pero la eliminación del agua del alcohol evaporando el alcohol se llama destilación, aunque se usan mecanismos similares en ambos casos.
Si la diferencia entre las temperaturas de ebullición o volatilidad de fod sustancias es grande, se puede realizar fácilmente la separación completa en una sola destilación. Es el caso de la obtención de agua destilada a partir de agua marina. Esta contiene aproximadamente el 4% de distintas materias sólidas en disolución.
En ocasiones, los puntos de ebullición de todos o algunos de los componentes de una mezcla difieren en poco por lo que no es posible obtener la separación completa en una sola destilación por lo que se suelen realizar dos o más. Así el ejemplo del alcohol etílico y el agua. El primero tiene un punto de ebullición de 78,5 °C y el agua de 100 °C por lo que al hervir esta mezcla se producen unos vapores con ambas sustancias aunque diferentes concentraciones y más ricos en alcohol. Para conseguir alcohol industrial o vodka es preciso realizar varias destilaciones.
TIPOS DE DESTILACIÓN
Destilación fraccionada
La destilación fraccionada es un proceso de destilación de mezclas muy complejas y con componentes de similar volatilidad. Consiste en que una parte del destilado vuelve del condensador y gotea por una larga columna a una serie de placas, y que al mismo tiempo el vapor que se dirige al condensador hace burbujear al líquido de esas placas. De esta forma, el vapor y el líquido interaccionan de forma que parte del agua del vapor se condensa y parte del alcohol del líquido se evapora. Así pues, la interacción en cada placa es equivalente a una redestilación, y si se construye una columna con el suficiente número de placas, se puede obtener un producto destilado del altísima pureza, como el alcohol de 96%; en una única destilación. Además, introduciendo gradualmente la disolución original de baja concentración del componente a destilar en un punto en mitad de la columna, se podrá separar prácticamente todo este componente del disolvente mientras desciende hasta la placa inferior, de forma que no se desperdicie nada del componente a destilar.
Este proceso se utiliza mucho en la industria, no sólo para mezclas simples de dos componentes, como alcohol y agua en los productos de fermentación, u oxígeno y nitrógeno en el aire líquido, sino también para mezclas más complejas como las que se encuentran en el alquitrán de hulla y en el petróleo. La columna fraccionadora que se usa con más frecuencia es la llamada torre de burbujeo, en la que las placas están dispuestas horizontalmente, separadas unos centímetros, y los vapores ascendentes suben por unas cápsulas de burbujeo a cada placa, donde burbujean a través del líquido. Las placas están escalonadas de forma que el líquido fluye de izquierda a derecha en una placa, luego cae a la placa de abajo y allí fluye de derecha a izquierda. La interacción entre el líquido y el vapor puede ser incompleta debido a que puede producirse espuma y arrastre de forma que parte del líquido sea transportado por el vapor a la placa superior. En este caso, pueden ser necesarias cinco placas para hacer el trabajo de cuatro placas teóricas, que realizan cuatro destilaciones. Un equivalente barato de la torre de burbujeo es la llamada columna apilada, en la que el líquido fluye hacia abajo sobre una pila de anillos de barro o trocitos de tuberías de vidrio.
La única desventaja de la destilación fraccionada es que una gran parte, aproximadamente el 50%, del destilado condensado debe volver a la parte superior de la torre y eventualmente debe hervirse otra vez, con lo cual hay que suministrar más energía en forma de calor. Por otra parte, el funcionamiento continuo permite grandes ahorros de calor, porque el destilado que sale puede ser utilizado para precalentar la mezcla que entra.
Cuando la mezcla está formada por varios componentes, estos se extraen en distintos puntos a lo largo de la torre. Las torres de destilación industrial para petróleo tienen a menudo 100 placas, con al menos diez fracciones diferentes que son extraídas en los puntos adecuados. Se han utilizado torres de más de 500 placas para separar isótopos por destilación.

Destilación por vapor
Si dos líquidos insolubles se calientan, ninguno de los dos es afectado por la presencia del otro (mientras se les remueva para que el líquido más ligero no forme una capa impenetrable sobre el más pesado) y se evaporan en un grado determinado solamente por su propia volatilidad. Por lo tanto, dicha mezcla siempre hierve a una temperatura menor que la de cada componente por separado. El porcentaje de cada componente en el vapor sólo depende de su presión de vapor a esa temperatura. Este principio puede aplicarse a sustancias que podrían verse perjudicadas por el exceso de calor si fueran destiladas en la forma habitual.
Destilación al vacío
Otro método para destilar sustancias a temperaturas por debajo de su punto normal de ebullición es evacuar parcialmente el alambique. Por ejemplo, la anilina puede ser destilada a 100 °C extrayendo el 93% del aire del alambique. Este método es tan efectivo como la destilación por vapor, pero más caro. Cuanto mayor es el grado de vacío, menor es la temperatura de destilación. Si la destilación se efectúa en un vacío prácticamente perfecto, el proceso se llama destilación molecular. Este proceso se usa normalmente en la industria para purificar vitaminas y otros productos inestables. Se coloca la sustancia en una placa dentro de un espacio evacuado y se calienta. El condensador es una placa fría, colocada tan cerca de la primera como sea posible. La mayoría del material pasa por el espacio entre las dos placas, y por lo tanto se pierde muy poco.
Destilación molecular centrífuga
Si una columna larga que contiene una mezcla de gases se cierra herméticamente y se coloca en posición vertical, se produce una separación parcial de los gases como resultado de la gravedad. En una centrifugadora de alta velocidad, o en un instrumento llamado vórtice, las fuerzas que separan los componentes más ligeros de los más pesados son miles de veces mayores que las de la gravedad, haciendo la separación más eficaz. Por ejemplo, la separación del hexafluoruro de uranio gaseoso, UF6, en moléculas que contienen dos isótopos diferentes del uranio, uranio 235 y uranio 238, puede ser llevada a cabo por medio de la destilación molecular centrífuga.
Sublimación
Si se destila una sustancia sólida, pasándola directamente a la fase de vapor y otra vez a la fase sólida sin que se forme un líquido en ningún momento, el proceso se llama sublimación. La sublimación no difiere de la destilación en ningún aspecto importante, excepto en el cuidado especial que se requiere para impedir que el sólido obstruya el aparato utilizado. La rectificación de dichos materiales es imposible. El yodo se purifica por sublimación.
Destilación destructiva
Cuando se calienta una sustancia a una temperatura elevada, descomponiéndose en varios productos valiosos, y esos productos se separan por fraccionamiento en la misma operación, el proceso se llama destilación destructiva. Las aplicaciones más importantes de este proceso son la destilación destructiva del carbón para el coque, el alquitrán, el gas y el amoníaco, y la destilación destructiva de la madera para el carbón de leña, el ácido etanoico, la propanona y el metanol. Este último proceso ha sido ampliamente desplazado por procedimientos sintéticos para fabricar distintos subproductos. El craqueo del petróleo es similar a la destilación destructiva.
CALCULOS Y RESULTADOS
Se utilizo en el laboratorio el equipo que nosotros armamos para realizar el proceso de destilación simple. En el, la sustancia mezclada se iba separando debido a los puntos de ebullición de las diferentes sustancias, que posteriormente fueron condensadas gracias al refrigerador, obteniendo las sustancias diferentes en distintos beakers.


Tabla de datos
SUSTANCIA
PUNTO DE EBULLICIÓN


PRIMERA
50°C
SEGUNDA
75°C
TERCERA
90°C


Gráfico s









Observaciones
-Por un extremo de la manguera que suministraba agua al refrigerante, nos toco reforzarlo con un cordón, ya que había un pequeño flujo de aire.
-Nos toco bajar la temperatura en otras ocasiones por el motivo de que la sustancia no se habia terminado de destilar, y ya la temperatura estaba aumentando de nuevo.

Causas de error
- El defectuoso suministro de agua al refrigerante, lo que ocasionaba un flujo que había en la manguera de suministro de agua.
- No esperar a que la destilación de la primera sustancia con punto de ebullición más bajo, destilara por completo.
- No utilizar perlas de vidrio.
- Utilizar la placa de calentamiento muy retirada del flujo de energía.
CUESTIONARIO
1. ¿Qué es una mezcla azeotrópica y que aplicaciones puede tener la formación de la misma?
Es una mezcla que no se puede separar por proceso de destilación.
2. ¿Cómo distinguiría una mezcla azeotrópica de una sustancia pura?
Que por sus componentes, no se puede separar por destilación.
3. Conteste y justifique brevemente:
¿para que sirve la piedra porosa en la destilación?¿Puede reemplazarla por otro elemento?
La piedra porosa es un mecanismo muy utilizado para la filtración de compuestos. Se pueden utilizar otros filtradores que tienen compuestos orgánicos que atrapan microorganismos.
4. ¿Qué precauciones son necesarias cuando se destilan líquidos inflamables? Enumere algunos solventes inflamables.
-A la hora de que este sea sometido a temperaturas altas, se lleve a cabo no con un mechero que deje salir gas metano, si no con un calentador eléctrico. Por el motivo de evitar la combustión.

Algunos solventes inflamables son:
§ Bases y ácidos fuertes
§ Desperdicios combustibles
§ Éter etílico
5. a) Enuncie la ley de Raoult. Defina sistema ideal y no ideal de líquidos miscibles. ¿Cuál es el caso general de desviación de la ley de Raoult observado en mezclas líquidas orgánicas?
Ley de Raoult “La presión de vapor de un componente de una mezcla es proporcional a la concentración de dicho componente y a la presión de vapor del componente puro”
El sistema ideal y no ideal de un liquido miscible respecto a otra sustancia, es sencillamente que el solvente sea totalmente disuelto y no parcialmente. Que quiere decir esto, que sus fuerzas intermoleculares sean tan fuertes, que el liquido sea totalmente disuelto. Un ejemplo es el alcohol y el agua.
DESVIACIONES LEY DE RAOULT
Desviación Positiva
A-B < A-A ó B-B
Desviación Negativa
A-B > A-A ó B-B




BIBLIOGRAFÍA
- www.ffyb.uba.ar/qcagral/PPS/09-Soluciones
- www.qo.fcen.uba.ar/Cursos/biolb
- www.fq.uh.cu/dpto/qf/uclv/infoLab/practics/practicas/Destilacionfraccionada/teoria
- www.fcen.uba.ar/shys/pdf/descarte_solventes
- www.cosmos.com.mx/e/dbhs
- es.wikipedia.org/wiki/Destilación
- www.monografias.com/trabajos15/separacion-mezclas/separacion-mezclas
- www.bedri.es/Comer_y_beber/Licores_caseros/La_destilacion

INFORME LABORATORIO 2

UNIVERSIDAD DE LA SALLE
CIENCIAS BÁSICAS
LABORATORIO DE QUÍMICA ORGÁNICA






MICRO-LAB No 2







1. TITULO

TECNICAS DE SEPARACIÓN CROMATOGRÁFICA EN QUÍMICA ORGANICA







ALUMNOS: JORGE ELIECER ROJAS 41071104
ANA MARÍA BARREIRO 41071050

GRUPO: 15
FACULTAD: INGENIERÍA AMBIENTAL Y SANITARÍA

FECHA: AGOSTO 22 DEL 2007
2. BIBLIOGRAFÍA:


2. INTRODUCCIÓN

La destilación constituye el método más frecuente e importante para la purificación de líquidos. Se utiliza siempre en la separación de un líquido de sus impurezas no volátiles y, cuando ello es posible, en la separación de dos o más líquidos.
Cuando un líquido puro se introduce en un recipiente cerrado y vacío parte del mismo se evapora hasta que el vapor alcanza una determinada presión, que depende solamente de la temperatura. La temperatura a la que esto ocurre recibe el nombre de punto de ebullición normal del líquido en cuestión, y es una constante característica para cada líquido.
Cuando se calienta una solución o una mezcla de dos o más líquidos, el punto de ebullición normal es entonces la temperatura a la cual la tensión del vapor total de la mezcla es igual a la presión atmosférica (760mm). La tensión de vapor total de una mezcla es igual a la suma de las presiones de vapor parciales de cada componente. Siempre que se tenga una mezcla de dos o más componentes que se diferencien suficientemente en sus puntos de ebullición, se podrá separar en sus componentes por destilación. Se pueden distinguir tres tipos principales de destilación: Destilación sencilla, destilación fraccionada y destilación al vacío.
Destilación simple: Es una técnica utilizada en la purificación de líquidos cuyo punto de ebullición menor de 150° C a la presión atmosférica y sirve para eliminar impurezas no volátiles. Esta técnica también se emplea para separar dos líquidos cuyos puntos de ebullición difieran al menos en 25° C
Destilación Fraccionada: Es una técnica que se emplea en la separación de sustancias cuyos puntos de ebullición difieran entre si menos de 25° C. La diferencia respecto a la destilación simple es la presencia de una columna de fraccionamiento entre el matraz y la cabeza de destilación.

3. OBJETIVOS

- El objetivo de esta práctica es determinar la composición aproximada de una mezcla de líquidos totalmente miscibles, a partir de los datos de punto de ebullición, composición azeotrópica y los resultados obtenidos de la destilación fraccionada de la muestra.
- Se compararán los datos obtenidos por destilación fraccionada con los obtenidos por destilación simple de una muestra de la misma composición.

4. MATERIAL-EQUIPOS-REACTIVOS

SEGURIDAD EN EL LABORATORIO
-Usar bata de color blanco en el laboratorio.
-Usar en todo momento gafas de seguridad.
-Usar guantes desechables de nitrilo.
-El uso del teléfono celular, beber y comer queda totalmente prohibido durante las prácticas.
-Si hay salpicaduras en los ojos. Lavar inmediata e insistentemente en un lavador de ojos o con un chorro de agua.

MATERIAL EQUIPOS

Destilación simple:
MATERIAL
REACTIVOS



Soporte Universal
Agua (H2O)
Pinza
Muestra indicada del profesor
Nuez
Perlas de vidrio
Termometro

Matraz de fondo redondo con desprendimiento

lateral

Refrigerante

Placa Calefactora

Alargadera

Recipiente Recolector




Destilación Fraccionada

MATERIAL
REACTIVOS

SOPORTES UNIVERSALES
H2O AGUA
PLACA REFRACTORIA
60 ml mezcla indicada por el profesor
TERMÓMETRO
3 perlas de vidrio
PINZAS CON NUEZ

PERLAS DE VIDRIO

BALÓN FONDO REDONDO

REFRIGERANTES

COLUMNA FRACCIONAMIENTO




5. PROCEDIMIENTO

Separación de una mezcla solvente-agua en sus dos componentes

Monte el aparato de destilación sencilla utilizando un matraz de fondo redondo de 100 ml. Ponga en el matraz 30 ml. De cualquier muestra que le indique el profesor 30 ml de agua y dos o tres perlas de vidrio. Haga circular una corriente suave de agua del grifo por el refrigerante, uniendo la entrada de este al grifo mediante una manguera de goma. El agua que sale del refrigerante por su parte superior se conducirá a un desagüe mediante otra manguera de goma. Etiquete y numere tres erlenmeyer pequeños para recoger las fracciones.
Caliente el matraz de forma que el destilado se recoja de una manera continua a una velocidad aproximada de una gota por segundo. Cambie los erlenmeyer colectores con rapidez a los intervalos de temperatura indicados según la literatura. Cuando la temperatura alcance 95° C interrumpa la destilación y enfríe el matraz de destilación dejando que gotee en él, el condesado del cuello.
Mida con una probeta graduada los volúmenes de destilado obtenido en cada fracción para las respectivas muestras indicadas por su profesor así como el del residuo del matraz. Anote los volúmenes obtenidos. Mediante la destilación sencilla que se acaba de describir se pueden separar mezclas de dos componentes que hiervan con una diferencia de puntos de ebullición de al menos 60-80° C. Mezclas de sustancias cuyos puntos de ebullición difieren de 30-60° C se pueden separar por destilaciones sencillas repetidas, recogiendo durante la primera destilación fracciones enriquecidas en uno de los componentes, las cuales se vuelven a destilar.

Deje que el matraz de destilación vacío se enfríe y ponga en el contenido del earlenmeyer 2 y vuelva a montar el aparato de destilación. Añada dos o tres trocitos porosos nuevos y destile de nuevo, añadiendo la fracción que destile en el intervalo descrito por la literatura y para cada solvente seleccionado por usted con su maestro al recipiente 1 y recogiendo de nuevo en el earlenmeyer 2 la que destile al intervalo seleccionado anteriormente.

Una vez que el matraz de destilación se haya enfriado algo, vierta el residuo que quede en él matraz 3. Mida de nuevo y anote el volumen total de cada fracción. Apunte todos sus datos en el informe.

Destilación Fraccionada

Monte el aparato de la figura de destilación fraccionada con un matraz de fondo redondo de 250ml. Ponga 60ml de mezcla de las soluciones que le haya indicado el profesor y 60ml de agua. Añada 2 o 3 perlas de vidrio y proceda a destilar como en la sección anterior, con la única salvedad de no repetir el proceso, es decir, efectuarlo una sola vez.

6. MARCO TEÓRICO

LA DESTILACIÓN
La destilación es un proceso que consiste en calentar una sustancia, normalmente un líquido, para que sus componentes más volátiles pasen a estado gaseoso o de vapor y a continuación volver esos componentes al estado líquido mediante condensación por enfriamiento.
La meta principal de la destilación es separar los distintos componentes de una mezcla aprovechando para ello sus distintos grados de volatilidad. Otra función de la destilación es separar los elementos volátiles de los no volátiles de una mezcla.
En otros sistemas similares como la evaporación y en el secado, normalmente el objetivo es obtener el componente menos volátil; el componente más volátil, casi siempre agua, se desecha. Sin embargo, la finalidad principal de la destilación es obtener el componente más volátil en forma pura. Por ejemplo, la eliminación del agua de la glicerina evaporando el agua, se llama evaporación, pero la eliminación del agua del alcohol evaporando el alcohol se llama destilación, aunque se usan mecanismos similares en ambos casos.
Si la diferencia entre las temperaturas de ebullición o volatilidad de fod sustancias es grande, se puede realizar fácilmente la separación completa en una sola destilación. Es el caso de la obtención de agua destilada a partir de agua marina. Esta contiene aproximadamente el 4% de distintas materias sólidas en disolución.
En ocasiones, los puntos de ebullición de todos o algunos de los componentes de una mezcla difieren en poco por lo que no es posible obtener la separación completa en una sola destilación por lo que se suelen realizar dos o más. Así el ejemplo del alcohol etílico y el agua. El primero tiene un punto de ebullición de 78,5 °C y el agua de 100 °C por lo que al hervir esta mezcla se producen unos vapores con ambas sustancias aunque diferentes concentraciones y más ricos en alcohol. Para conseguir alcohol industrial o vodka es preciso realizar varias destilaciones.
TIPOS DE DESTILACIÓN
Destilación fraccionada
La destilación fraccionada es un proceso de destilación de mezclas muy complejas y con componentes de similar volatilidad. Consiste en que una parte del destilado vuelve del condensador y gotea por una larga columna a una serie de placas, y que al mismo tiempo el vapor que se dirige al condensador hace burbujear al líquido de esas placas. De esta forma, el vapor y el líquido interaccionan de forma que parte del agua del vapor se condensa y parte del alcohol del líquido se evapora. Así pues, la interacción en cada placa es equivalente a una redestilación, y si se construye una columna con el suficiente número de placas, se puede obtener un producto destilado del altísima pureza, como el alcohol de 96%; en una única destilación. Además, introduciendo gradualmente la disolución original de baja concentración del componente a destilar en un punto en mitad de la columna, se podrá separar prácticamente todo este componente del disolvente mientras desciende hasta la placa inferior, de forma que no se desperdicie nada del componente a destilar.
Este proceso se utiliza mucho en la industria, no sólo para mezclas simples de dos componentes, como alcohol y agua en los productos de fermentación, u oxígeno y nitrógeno en el aire líquido, sino también para mezclas más complejas como las que se encuentran en el alquitrán de hulla y en el petróleo. La columna fraccionadora que se usa con más frecuencia es la llamada torre de burbujeo, en la que las placas están dispuestas horizontalmente, separadas unos centímetros, y los vapores ascendentes suben por unas cápsulas de burbujeo a cada placa, donde burbujean a través del líquido. Las placas están escalonadas de forma que el líquido fluye de izquierda a derecha en una placa, luego cae a la placa de abajo y allí fluye de derecha a izquierda. La interacción entre el líquido y el vapor puede ser incompleta debido a que puede producirse espuma y arrastre de forma que parte del líquido sea transportado por el vapor a la placa superior. En este caso, pueden ser necesarias cinco placas para hacer el trabajo de cuatro placas teóricas, que realizan cuatro destilaciones. Un equivalente barato de la torre de burbujeo es la llamada columna apilada, en la que el líquido fluye hacia abajo sobre una pila de anillos de barro o trocitos de tuberías de vidrio.
La única desventaja de la destilación fraccionada es que una gran parte, aproximadamente el 50%, del destilado condensado debe volver a la parte superior de la torre y eventualmente debe hervirse otra vez, con lo cual hay que suministrar más energía en forma de calor. Por otra parte, el funcionamiento continuo permite grandes ahorros de calor, porque el destilado que sale puede ser utilizado para precalentar la mezcla que entra.
Cuando la mezcla está formada por varios componentes, estos se extraen en distintos puntos a lo largo de la torre. Las torres de destilación industrial para petróleo tienen a menudo 100 placas, con al menos diez fracciones diferentes que son extraídas en los puntos adecuados. Se han utilizado torres de más de 500 placas para separar isótopos por destilación.

Destilación por vapor
Si dos líquidos insolubles se calientan, ninguno de los dos es afectado por la presencia del otro (mientras se les remueva para que el líquido más ligero no forme una capa impenetrable sobre el más pesado) y se evaporan en un grado determinado solamente por su propia volatilidad. Por lo tanto, dicha mezcla siempre hierve a una temperatura menor que la de cada componente por separado. El porcentaje de cada componente en el vapor sólo depende de su presión de vapor a esa temperatura. Este principio puede aplicarse a sustancias que podrían verse perjudicadas por el exceso de calor si fueran destiladas en la forma habitual.
Destilación al vacío
Otro método para destilar sustancias a temperaturas por debajo de su punto normal de ebullición es evacuar parcialmente el alambique. Por ejemplo, la anilina puede ser destilada a 100 °C extrayendo el 93% del aire del alambique. Este método es tan efectivo como la destilación por vapor, pero más caro. Cuanto mayor es el grado de vacío, menor es la temperatura de destilación. Si la destilación se efectúa en un vacío prácticamente perfecto, el proceso se llama destilación molecular. Este proceso se usa normalmente en la industria para purificar vitaminas y otros productos inestables. Se coloca la sustancia en una placa dentro de un espacio evacuado y se calienta. El condensador es una placa fría, colocada tan cerca de la primera como sea posible. La mayoría del material pasa por el espacio entre las dos placas, y por lo tanto se pierde muy poco.
Destilación molecular centrífuga
Si una columna larga que contiene una mezcla de gases se cierra herméticamente y se coloca en posición vertical, se produce una separación parcial de los gases como resultado de la gravedad. En una centrifugadora de alta velocidad, o en un instrumento llamado vórtice, las fuerzas que separan los componentes más ligeros de los más pesados son miles de veces mayores que las de la gravedad, haciendo la separación más eficaz. Por ejemplo, la separación del hexafluoruro de uranio gaseoso, UF6, en moléculas que contienen dos isótopos diferentes del uranio, uranio 235 y uranio 238, puede ser llevada a cabo por medio de la destilación molecular centrífuga.
Sublimación
Si se destila una sustancia sólida, pasándola directamente a la fase de vapor y otra vez a la fase sólida sin que se forme un líquido en ningún momento, el proceso se llama sublimación. La sublimación no difiere de la destilación en ningún aspecto importante, excepto en el cuidado especial que se requiere para impedir que el sólido obstruya el aparato utilizado. La rectificación de dichos materiales es imposible. El yodo se purifica por sublimación.
Destilación destructiva
Cuando se calienta una sustancia a una temperatura elevada, descomponiéndose en varios productos valiosos, y esos productos se separan por fraccionamiento en la misma operación, el proceso se llama destilación destructiva. Las aplicaciones más importantes de este proceso son la destilación destructiva del carbón para el coque, el alquitrán, el gas y el amoníaco, y la destilación destructiva de la madera para el carbón de leña, el ácido etanoico, la propanona y el metanol. Este último proceso ha sido ampliamente desplazado por procedimientos sintéticos para fabricar distintos subproductos. El craqueo del petróleo es similar a la destilación destructiva.
CALCULOS Y RESULTADOS
Se utilizo en el laboratorio el equipo que nosotros armamos para realizar el proceso de destilación simple. En el, la sustancia mezclada se iba separando debido a los puntos de ebullición de las diferentes sustancias, que posteriormente fueron condensadas gracias al refrigerador, obteniendo las sustancias diferentes en distintos beakers.


Tabla de datos
SUSTANCIA
PUNTO DE EBULLICIÓN


PRIMERA
50°C
SEGUNDA
75°C
TERCERA
90°C


Gráfico s









Observaciones
-Por un extremo de la manguera que suministraba agua al refrigerante, nos toco reforzarlo con un cordón, ya que había un pequeño flujo de aire.
-Nos toco bajar la temperatura en otras ocasiones por el motivo de que la sustancia no se habia terminado de destilar, y ya la temperatura estaba aumentando de nuevo.

Causas de error
- El defectuoso suministro de agua al refrigerante, lo que ocasionaba un flujo que había en la manguera de suministro de agua.
- No esperar a que la destilación de la primera sustancia con punto de ebullición más bajo, destilara por completo.
- No utilizar perlas de vidrio.
- Utilizar la placa de calentamiento muy retirada del flujo de energía.
CUESTIONARIO
1. ¿Qué es una mezcla azeotrópica y que aplicaciones puede tener la formación de la misma?
Es una mezcla que no se puede separar por proceso de destilación.
2. ¿Cómo distinguiría una mezcla azeotrópica de una sustancia pura?
Que por sus componentes, no se puede separar por destilación.
3. Conteste y justifique brevemente:
¿para que sirve la piedra porosa en la destilación?¿Puede reemplazarla por otro elemento?
La piedra porosa es un mecanismo muy utilizado para la filtración de compuestos. Se pueden utilizar otros filtradores que tienen compuestos orgánicos que atrapan microorganismos.
4. ¿Qué precauciones son necesarias cuando se destilan líquidos inflamables? Enumere algunos solventes inflamables.
-A la hora de que este sea sometido a temperaturas altas, se lleve a cabo no con un mechero que deje salir gas metano, si no con un calentador eléctrico. Por el motivo de evitar la combustión.

Algunos solventes inflamables son:
§ Bases y ácidos fuertes
§ Desperdicios combustibles
§ Éter etílico
5. a) Enuncie la ley de Raoult. Defina sistema ideal y no ideal de líquidos miscibles. ¿Cuál es el caso general de desviación de la ley de Raoult observado en mezclas líquidas orgánicas?
Ley de Raoult “La presión de vapor de un componente de una mezcla es proporcional a la concentración de dicho componente y a la presión de vapor del componente puro”
El sistema ideal y no ideal de un liquido miscible respecto a otra sustancia, es sencillamente que el solvente sea totalmente disuelto y no parcialmente. Que quiere decir esto, que sus fuerzas intermoleculares sean tan fuertes, que el liquido sea totalmente disuelto. Un ejemplo es el alcohol y el agua.
DESVIACIONES LEY DE RAOULT
Desviación Positiva
A-B < A-A ó B-B
Desviación Negativa
A-B > A-A ó B-B




BIBLIOGRAFÍA
- www.ffyb.uba.ar/qcagral/PPS/09-Soluciones
- www.qo.fcen.uba.ar/Cursos/biolb
- www.fq.uh.cu/dpto/qf/uclv/infoLab/practics/practicas/Destilacionfraccionada/teoria
- www.fcen.uba.ar/shys/pdf/descarte_solventes
- www.cosmos.com.mx/e/dbhs
- es.wikipedia.org/wiki/Destilación
- www.monografias.com/trabajos15/separacion-mezclas/separacion-mezclas
- www.bedri.es/Comer_y_beber/Licores_caseros/La_destilacion