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ANALISIS ELEMENTAL CUALITATIVO DE
COMPUESTOS ORGANICOS (C, H, O, N)
DOCENTE:
TAPIA CHACALTANA WALTER ARMANDO
INTEGRANTES:
FLORES BERMUDEZ AYME
MILLA HILARES SINDY
ORÉ TORIBIO TANIA
TOVAR MAYTA SHIRLEY
TOVAR MAYTA SHIRLEY
BELLAVISTA, CALLAO 11 DE ABRIL DE 2014
ANALISIS ELEMENTAL CUALITATIVO DE COMPUESTOS ORGANICOS (C, H, O, N)
QUIMICA ÓRGANICA PÁGINA 1
CONTENIDO
I. INTRODUCCION ......................................................................................... 2
II. OBJETIVOS ................................................................................................. 3
III. MARCO TEORICO ................................................................................... 3
i. Diferencia de un compuesto orgánico de un inorgánico ........................... 4
Orgánicos .................................................................................................... 4
Inorgánicos .................................................................................................. 4
Identificación rápida de los Compuestos Orgánicos ............................................... 4
ii. Método del óxido cúprico .......................................................................... 5
iii. Método de la cal sodada .......................................................................... 5
IV. MATERALES Y REACTIVOS ................................................................... 6
a) Materiales ................................................................................................. 6
b) Reactivos .................................................................................................. 7
V. PARTE EXPERIMENTAL ............................................................................ 8
Reconocimiento de carbono e hidrogeno ........................................................ 8
Resultados ................................................................................................. 10
Reconocimiento del nitrógeno ....................................................................... 10
Resultados ................................................................................................. 11
VI. CONCLUSIONES ................................................................................... 12
VII. RECOMENDACIONES .......................................................................... 12
VIII. ANEXOS ................................................................................................ 13
IX. BIBLIOGRAFIA ....................................................................................... 15
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I. INTRODUCCION
El análisis elemental o microanálisis es utilizado principalmente en la investigación medioambiental para averiguar el contenido orgánico en muestras de suelos, plantas y material filtrado del agua o del aire. El estudio de los contenidos de carbono y nitrógeno permite controlar la evolución de formas de vida micro y macroscópicas en determinados ambientes y/o circunstancias. Se puede desarrollar en dos etapas. Análisis elemental cualitativo: si se propone determinar cuales son los elementos que constituye la sustancia orgánica a estudiar Análisis elemental cuantitativo: si se propone determinar la proporción en que se hallan combinados dichos elementos en la sustancia. El Análisis Elemental Cualitativo es aquel que se propone conocer la calidad y la naturaleza de los compuestos. Una vez puro el compuesto, se caracteriza identificando sus elementos. Por lo general, los elementos no se hallan presentes en los compuestos orgánicos en forma iónica, de manera que los métodos de análisis orgánico incluyen comúnmente, como primer paso, alguna operación mediante la cual se descomponga la molécula orgánica y sus elementos se conviertan en compuestos inorgánicos simples. Para identificar un compuesto orgánico además de los datos de sus constantes físicas es de bastante utilidad conocer su composición elemental, debida a la existencia de compuestos diferentes con propiedades físicas muy semejantes. Los elementos que se encuentran con más frecuencia en los compuestos orgánicos son: carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, azufre, halógenos y fósforo. La identificación de estos elementos puede realizarse por varios métodos, algunos de los cuales pueden hacerse cualitativamente. Los compuestos orgánicos, se caracterizan por su procedencia de la naturaleza viva y aparte de ser los responsables de formar los tejidos de los seres vivos, representan materia prima para la creación de sustancias que mejoran la calidad de vida del ser humano, por ende es necesario conocer sus composición y estructura química. Conociendo las características de cada sustancia utilizaremos los métodos del oxido cúprico para identificar el carbono en forma de anhídrido carbónico y el hidrogeno en forma de agua, el método de la cal sodada para identificar la presencia de nitrógeno en forma de amoniaco. Para así después poder discutir sobre los resultados de los experimentos realizados y sacar nuestras conclusiones.
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II. OBJETIVOS
Conocer pruebas sencillas de laboratorio en las que se basa el análisis
cualitativo elemental orgánico.
Identificar, a través de reacciones específicas, los elementos más
comunes que constituyen a los compuestos orgánicos.
Reconocer compuestos orgánicos como el carbono, nitrógeno y oxígeno.
III. MARCO TEORICO
El análisis elemental se puede definir como un conjunto de operaciones que
nos permiten reconocer los elementos químicos y las proporciones en las que
se encuentran en un compuesto químico, esto puede llevarse a cabo en 2
métodos diferentes:
ANALISIS ELEMENTAL CUALITATIVO: se utilizara para determinar el tipo de
elemento presente en el compuesto orgánico.
ANALISIS ELEMENTAL CUANTITATIVO: se utilizara para determinar la
cantidad o proporción en que se hallan dichos elementos en el compuesto.
Una característica de los compuestos orgánicos es que están presentes en la
naturaleza viva. Los elementos que se encuentran en con mayor frecuencia
son: C, H, O, N, P, S y halógenos.
El conocimiento de los elementos que constituyen los compuestos orgánicos es
esencial al tratar de caracterizarlos. Sin embargo, y antes de poder realizar los
ensayos cualitativos pertinentes, hay que transformar los elementos de su
forma covalente, en el que intervienen normalmente os compuestos sencillos,
para los que existen análisis cualitativos de rutina. Los elementos que suelen
existir corrientemente en los compuestos orgánicos, además del carbono,
hidrogeno y oxigeno son el nitrógeno, azufre y los alógenos, estos son los que
nos conciernen.
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i. Diferencia de un compuesto orgánico de un inorgánico
Orgánicos
Pueden extraerse de materias primas que se encuentran en la
naturaleza, de origen animal o vegetal, o por síntesis orgánica. El
petróleo, el gas natural y el carbón son las fuentes más importantes.
Componentes:
Básicos: C, H.
Ocasionales: O, N, S, y halógenos
Trazas: Fe, Co, P, Ca, Zn
Enlace; Covalente, formados por pares
electrónicos compartidos.
Reacciones Lentas y rara vez cuantitativas
volátiles, fácilmente destilables
puntos de fusión y ebullición bajos
Inorgánicos
Se encuentran libres en la
naturaleza en forma de sales,
óxidos.
Composición; todos los
elementos de la tabla periódica
enlace: Iónico formado por iones
y metálico formado por átomos.
No volátiles, hidrosolubles, no
solubles en solventes orgánicos
puntos de fusión y ebullición altos.
Identificación rápida de los Compuestos Orgánicos
Un compuesto orgánico se reconoce porque al arder produce un residuo negro de carbón. Al comparar el estado físico y la solubilidad de diferentes compuestos orgánicos nos percatamos de que: a. Pueden existir en estado sólido, liquido o gaseoso b. La solubilidad en el agua varía, desde los que son totalmente insolubles
hasta los completamente solubles.
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IDENTIFICACION DELCARBONO, HIDROGENO, Y OXIGENO :
ii. Método del óxido cúprico
El principio del método consiste en la reducción del Oxido cúprico o cuproso y cobre metálico y la transformación del carbono en
Anhídrido carbónico y el hidrogeno en agua.
El CO2 es recibido en la solución de Ca (OH)2 o de Ba (OH)2 , con las cuales reaccionan dando precipitados de CaCO3 y BaCO3, que precipita en la solución de color blanco. El agua que se forma se condensa en las paredes del tubo de ensayo.
SUSTANCIA + CuO ⎯⎯→ CO2 +Cu2O+ H2O
En exceso de muestras el óxido cuproso formado puede continuar su acción oxidante hasta reducirse a cobre metálico.
SUSTANCIA+ Cu2O CO2 + Cu +H2O
La formación de un residuo rojo metálico de cobre comprueba efectivamente que ha existido una oxidación.
CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 ↓ + H2
Si la sustancia no presenta carbono (sustancia orgánica) la reacción hubiera sido negativa.
iii. Método de la cal sodada
Este método nos muestra si la sustancia estudiada contiene nitrógeno que al ser calentado en presencia de la cal sodada (NaOH y Ca(OH)2 se obtiene amoniaco NH3.
SUSTANCIA+ NaOH + CaO ⎯⎯→ Na2CO3+ CaCO3 ↑+NH3
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IV. MATERALES Y REACTIVOS
a) Materiales
Tubos de ensayos
Mechero de Bunsen
Tapón de jebe
Tubo de desprendimiento
Pinza de madera
Espátula
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b) Reactivos
Cal sodada
Muestra
Oxido Cúprico
Hidróxido de calcio
Reactivo de Nessler
Papel tornasol
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V. PARTE EXPERIMENTAL
Reconocimiento de carbono e hidrogeno
Agregamos un tubo de ensayo de una muestra que en este caso es la Gelatina
previamente desecado al cual agregamos el óxido cúprico que actúa como
catalizador. Donde ambas sustancias deben estar en partes iguales. Luego
adaptar el tubo de desprendimiento introducir la extremidad libre del tubo
dentro de un tubo de ensayo que contenga agua de cal filtrada y
someter al fuego con ayuda del mechero.
En el Primer Tubo de Ensayo
MUESTRA + CuO T 𝑯𝟐𝑶 + 𝟐𝑪𝑶𝟐 + 𝑪𝒖
(Gelatina) (Negro)
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En el Segundo Tubo de Ensayo
+ T +
(Blanquecino)
En el Segundo Tubo de ensayo el precipita y se forma en la parte
inferior del tubo una sustancia Blanquecina como veremos a continuación:
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Resultados
El Carbono de la Sustancia se combina con el Oxígeno del óxido de
cobre formándose ; el Hidrogeno forma agua, quedando cobre
metálico en el fondo del Primer tubo de ensayo.
El agua de cal se prepara tratando un fragmento de óxido de Calcio o
Cal Viva con el agua destilada y filtrando.
El Agua que se forma a expensas de Hidrogeno Reductor de sustancias
y del Oxígeno del óxido de cobre, se acumula en forma de finas gotas
que se pueden observar en la varilla doblada en forma de una “U
“invertida en la parte superior al primer tubo de ensayo.
Al final del análisis se puede comprobar en el fondo del tubo de prueba
un espejo de cobre metálico.
El CO se reconoce por que enturbia el agua de cal.
Reconocimiento del nitrógeno
En un tubo de ensayo previamente desecado colocamos un poco cantidad de
Calsodada y a su vez agregamos a esa masa, una misma cantidad de la
muestra que en este caso es gelatina.
En el tubo de ensayo
MUESTRA + CALOR T
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Luego Procedemos a calentar la sustancia con la ayuda del mechero.
Para reconocer el Nitrógeno utilizaremos el REACTIVO DE NESSLER
El reactivo de Nessler es un reactivo químico usado para detectar pequeñas
cantidades de amoníaco
Colocamos Un pedazo de Papel Filtro en la parte superior del tubo de ensayo
con una cierta cantidad del reactivo de Nessler que se encuentra penetrado
ahí.
Resultados
Esta prueba nos ayuda a la identificación del Nitrógeno que se
desprende en forma de Amoníaco y a la videncia es que el papel de filtro
se vuelve de color Parduzco Amarillo.
La sustancia que utilizamos como muestra que en este caso es la
Gelatina se comprueba que es compuesto Orgánico.
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VI. CONCLUSIONES
Se concluye que una muestra orgánica contiene Nitrógeno gracias a la
basicidad del NH3 que puede ser comprobada con un indicador.
Debido a la presencia de agua podemos reconocer que la muestra
problema contiene Hidrogeno.
Debido al desprendimiento de podemos reconocer que la muestra
problema contiene Carbono.
VII. RECOMENDACIONES
Lavar los tubos y secarlos bien.
Utilizar una cantidad apreciable de muestra para reconocer la existencia de C, H, O, N, etc.
Colocar bien los tubos de ensayo sobre el mechero para apreciar una buena combustión, al calentar tener cuidado debido a que en algunas reacciones saltan al ser calentados.
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VIII. ANEXOS
LIEBIG Y EL ANALISIS ORGANICO
Para diferenciarse de los alquimistas, los químicos alemanes de finales del
XVII empezaron a sustituir la palabra Chemie por Scheidkunst, que significa
arte de la separación. Sin sustancias homogéneas es inútil el análisis y, por
aquel entonces, la química era el arte del análisis, que en su vertiente
cuantitativa se fue abriendo paso desde los ensayos de metales hasta originar
la certeza de que muchos compuestos estaban formados por proporciones
constantes y definidas de otros, cuestión que dio lugar a las leyes
estequiometrias. Sin embargo, los analistas eran grandes expertos que no
aportaban explicaciones teóricas, y los teóricos poseían técnicas
experimentales muy pobres. El avance de la química animal y vegetal se veía
frenado en la primera mitad del XIX no sólo por la teoría
de la fuerza vital, sino por las dificultades del análisis
orgánico. William Prout, por ejemplo, estuvo 12 años
buscando un instrumento y una técnica que permitiera
análisis precisos de los compuestos orgánicos hasta
que, desesperado, renunció. Berzelius fue excepcional
en el dominio de la teoría y de la práctica, por lo que
pudo demostrar junto con Thomson que los pesos
atómicos o equivalentes podían determinarse con gran
exactitud. De esta forma, sus trabajos dieron cuerpo a la teoría atómica que
había formulado Dalton. Sin embargo, los métodos para determinar el
contenido de carbono, hidrógeno y oxígeno de los compuestos orgánicos eran
gasométricos, y dependían de la exactitud en las mediciones de dióxido de
carbono y agua. Para realizar esta transformación, Lavoisier oxidaba la materia
orgánica a fin de facilitar su destrucción antes de la destilación final, pero la
naturaleza de los agentes oxidantes que utilizaba no quedó reflejada por escrito
tras su muerte. Gay-Lussac y Thenard utilizaron para este propósito clorato
potásico, aunque este oxidante tenía muchos inconvenientes porque era un
proceso lento y peligroso. Berzelius perfecciona el instrumental de Gay-Lussac
y Thenard, y pasa de las determinaciones volumétricas a la determinación
directa del CO2 y del agua por pesada tras su absorción y condensación. Tras
la introducción por Gay-Lussac del Óxido de cobre(//) como oxidante en 1815,
la técnica de Berzelius fue mejorada por Liebig en sencillez, precio y fiabilidad,
popularizando su famoso aparato, que era definido en 1831 por su inventor
como: no hay nada nuevo en ese aparato, salvo su simplicidad y la total
fiabilidad que permite. Con estas mejoras, Liebig podía realizar en una semana
el trabajo que Berzelius hubiera realizado en ocho meses. Otra de las
aportaciones prácticas de Liebig que ha llegado a nuestros laboratorios es el
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refrigerante que lleva su nombre. En 1830, Liebig publicó en alemán y en
inglés, como hizo con casi todos sus libros, un manual para estudiantes titulado
Instrucciones para el Análisis de los Cuerpos Orgánicos. En él utilizaba
carbón mineral como fuente de calor en vez de carbón vegetal o alcohol, el
agua se absorbía en una ampolla de cloruro cálcico anhidro, y el dióxido de
carbono en soluciones de hidróxido potásico situadas en botellas dispuestas
convenientemente. El oxígeno se determinaba por diferencia, y el nitrógeno y
otros elementos como el azufre, se determinaban por separado. Si se excepta
la fuente de calor, el método de Liebig esta vigente en la actualidad. El método
de análisis orgánico de Liebig, rápido y preciso, fue el secreto de su Éxito
profesional pero, además, permitió que se establecieran relaciones entre
los compuestos orgánicos y se realizara su posterior clasificación. He
aquí un párrafo extraído de la Primera de sus Chemical Letters acerca de la
importancia de la balanza en la experimentación química: La gran diferencia
entre la manera de actuar en la química y en la filosofía de la naturaleza es que
la una pesa y la otra mide. El filósofo de la naturaleza ha aplicado sus medidas
durante muchos siglos, pero nosotros sólo llevamos cincuenta años intentando
avanzar en nuestros conocimientos a través de la pesada. Todos los grandes
descubrimientos químicos se deben a la balanza- ese instrumento
incomparable que da permanencia a todas las observaciones, disipa todas las
ambigüedades, establece la verdad, detecta el error, y nos guía por el
verdadero camino de la ciencia inductiva
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IX. BIBLIOGRAFIA
Wade jr. Química Orgánica. segunda edición Prentice-hall
Hispanoamérica ,S,A-MEXICO 2010
Carrasco Venegas Luis. Química experimental (editorial América - Perú)
Wingrove A,S ROBERT L.CARET- Química Orgánica ,edición 2000
http://html.rincondelvago.com/analisis-cualitativo-de-compuestos-
organicos.html
http://es.wikipedia.org/wiki/Miscibilidad
LUIS CARRASCO VENEGAS. “ QUIMICA EXPERIMENTAL“, 5ta
Edición
LUMBRERAS. ” ANALISIS DE PRINCIPIOS Y APLICACIONES ”