Guía Laboratorio Quimica Organica
Guía Laboratorio Quimica Organica
Guía Laboratorio Quimica Organica
Orgánica
Alejandro Fukusaki Yoshizawa
Néstor Gomero Ostos
Lima – Perú
2018
Guía Práctica de Química Orgánica
© Área de Química
Segunda Edición
Primera reimpresión
IMPRESO EN PERÚ
0
Guía Práctica de Química Orgánica
Autor
MSc Alejandro Fukusaki Yoshizawa
Mg. Q.F. Néstor Gomero Ostos
Reservados todos los derechos: ningún material de este manual puede ser reproducido sin autorización expresa por
escrita por los autores. La autorización será en hoja aparte y firmada y adosada a este material. Todo compromiso
suscrito aparte, no se refiere a este manual. Queda exento del compromiso, el fotocopiado interno en una cantidad
no mayor de 100, solo para uso con fines educativos y sin lucro
1
Guía Práctica de Química Orgánica
CONTENIDO
Introducción i
Normas de seguridad ii
Capítulo 2. Cristalización 19
Capítulo 3. Destilación 29
Capítulo 4. Extracción 37
Capítulo 5. Cromatografía 46
Bibliografía 117
2
Guía Práctica de Química Orgánica
INTRODUCCIÓN
3
Guía Práctica de Química Orgánica
Agradezco a todos y cada uno de los profesionales que han revisado y sugerido
algunas modificaciones a los escritos previos a este Manual de Prácticas.
Asimismo, a los doctores Pedro Cueva M. y Juan José León Cam coautores de las
anteriores ediciones del Manual de Prácticas de Laboratorio en Química Orgánica y
que muchas de las experiencias son tomadas de esa edición, cuyo registro se
encuentra actualmente en la Biblioteca Agrícola Nacional.
SISTEMA DE EVALUACION:
4
Guía Práctica de Química Orgánica
NORMAS DE SEGURIDAD
5
Guía Práctica de Química Orgánica
PROPIEDADES DE LOS
COMPUESTOS ORGÁNICOS
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Guía Práctica de Química Orgánica
01 Gradilla
12 Tubos de ensayo (13 x 100mm o 15 x 150mm)
03 Cápsula de porcelana o crisol
02 Pinza de madera (para tubos)
01 Beaker de 100mL
01 Tubo de desprendimiento de 10cm con tapón de jebe
01 Cocinilla eléctrica
01 Trípode
01 Rejilla con asbesto
06 Caja de fósforos
03 Espátula
01 Mortero y pilón
06 Antalgina tabletas
01 Acetanilida 20 g.
01 Sacarosa 20 g.
01 Urea 20 g.
7
Guía Práctica de Química Orgánica
INTRODUCCIÓN
NH4CNO NH2CONH2
8
Guía Práctica de Química Orgánica
C3H8 + 2 O2 3C + 4 H2O
Para este último caso, es necesario realizar una prueba confirmatoria y para ello se
coloca en un tubo de ensayo una pequeña cantidad de muestra y se le adiciona óxido
cúprico. En la boca de salida del tubo se le conecta un tubo de vidrio cuya salida se
sumerge en una solución de hidróxido de bario. Si la muestra es orgánica, libera
dióxido de carbono, éste reaccionará con el hidróxido de bario formando carbonato
de bario, que en un medio acuoso se notará una turbidez por su baja solubilidad del
carbonato en agua.
La aparición de gotas agua en el interior del tubo de ensayo indicará la presencia de
hidrógeno en el compuesto.
9
Guía Práctica de Química Orgánica
Esta combustión hace que libere CO2 que se combinará con el hidróxido de bario
para dar carbonato de bario.
Parte experimental
En una cápsula o crisol de porcelana se coloca una pequeña cantidad de una pastilla
de aspirina o ácido acetil salicílico o antalgina u otro compuesto orgánico,
previamente molida en un mortero, y se somete al calor del mechero. Después de
unos minutos de calentamiento, observe y llene el cuadro correspondiente.
Cápsula
2. Prueba definitiva
CO2
Tubo con solución de
hidróxido bario
Figura.1.2 Equipo de
combustión para la
muestra prueba definitiva del
compuesto orgánico
BaCO3
CO2 + Ba(OH)2
10
Guía Práctica de Química Orgánica
B. COMBUSTIÓN
C. SOLUBILIDAD O MISCIBILIDAD
Miscibilidad en Agua
Agua
A B
FACULTAD DE ..........................................
Mesa N° PROFESOR:
Integrantes: 1) 2)
3) 4)
12
Guía Práctica de Química Orgánica
Conclusión
Evaluación
¿Si un compuesto químico tiene carbono, tendrá que ser necesariamente orgánico?
13
Guía Práctica de Química Orgánica
B. COMBUSTIÓN
1.
3.
4.
Evaluación
14
Guía Práctica de Química Orgánica
C. SOLUBILIDAD O MISCIBILIDAD
2.
3.
4.
1.
2.
3.
Frìo Caliente
Sacarosa
Acetanilida
Ùrea
15
Guía Práctica de Química Orgánica
Evaluación
16
Guía Práctica de Química Orgánica
CUESTIONARIO
17
Guía Práctica de Química Orgánica
CRISTALIZACIÓN
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Guía Práctica de Química Orgánica
MATERIALES Y REACTIVOS PARA LA PRACTICA N° 2
CRISTALIZACIÓN
01 Gradilla
05 Tubos de ensayo (13 x 100mm o 15 x 150mm)
01 Pizeta con agua destilada
01 Erlenmeyer de 250 mL
01 Plancha de Calentamiento
02 Papel filtro
01 Trípode
01 Rejilla
01 Bagueta
01 Beaker de 250Ml
01 Franela
01 n-hexano gotero 25 mL
01 Etanol 96° gotero 25 mL
01 Cloroformo gotero 25 mL
01 Carbón Activado 0.2 g.
01 Muestra impura (acetanilida:arena:azúcar / 2:2:1) 5 g.
01 Caja de fósforos
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Guía Práctica de Química Orgánica
INTRODUCCIÓN
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Guía Práctica de Química Orgánica
Parte experimental
1. Elección del solvente
Colocar unos miligramos de la muestra indicada por el profesor en un tubo de
ensayo y tratar de disolverlas (frío y caliente) en los siguientes disolventes:
1. Solvente no polar
2. Cloroformo
3. Etanol
4. Agua destilada
Nota: Si la muestra es insoluble en frío calentarla en un baño maría
2. Cristalización
Varilla de vidrio
Solución
Rejilla
con
asbesto
a) b)
Figura 2.2. a) Calentamiento, si el solvente NO ES INFLAMABLE, b) filtración por
gravedad, Utilice una plancha de calentamiento).
22
Guía Práctica de Química Orgánica
Embudo Buchner
Cristales
Kitasato Trampa
Muestra a
secar
Desecador
23
Guía Práctica de Química Orgánica
FACULTAD DE ..........................................
Mesa N° PROFESOR:
Integrantes: 1) 2)
3) 4)
PRÁCTICA N° 2: CRISTALIZACIÓN
frío Calor frío calor frío calor frío calor frío calor
Conclusión
24
Guía Práctica de Química Orgánica
Evaluación
3. Cristalización de la acetanilida
Evaluación
¿En esta última operación, por qué fue necesario filtrar con embudo de Vástago
corto y no largo?
25
Guía Práctica de Química Orgánica
¿En la segunda operación de filtración, por qué fue necesario enfriar antes la
solución?. ¿A qué razones atribuye la necesidad de enfriar a temperatura cercana
a cero grados, antes de filtrar a presión reducida?
26
Guía Práctica de Química Orgánica
CUESTIONARIO
C ur v a d e s o l ub i l i d a d d e l a s us t a nc i a " X "
110
10 0
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
g / 10 0 mL
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
gramos / 100 mLsol
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Guía Práctica de Química Orgánica
28
Guía Práctica de Química Orgánica
DESTILACIÓN
29
Guía Práctica de Química Orgánica
30
Guía Práctica de Química Orgánica
INTRODUCCIÓN
La presencia del material no volátil, disminuye la presión de vapor del líquido, lo que
trae como consecuencia un aumento en el punto de ebullición, con respecto al líquido
en estado puro.
31
Guía Práctica de Química Orgánica
T°
Figura 3.2. Gráfica obtenida en la
destilación simple de líquidos puros o
con impurezas no volátiles.
Vol
DESTILACIÓN DE MEZCLAS
Según la ley de Raoult: “La presión parcial de un componente (en una solución
ideal) es igual a su presión de vapor multiplicada por su fracción molar”.
Además, la presión de vapor total será igual a la suma de las presiones (de vapor)
parciales de los componentes. Para una mezcla de líquidos a,b,c, etc., esto se
representa así.
Na, Nb, Nc, etc. Son las fracciones molares de Na, Nb, Nc, etc.
30
Guía Práctica de Química Orgánica
DESTILACIÓN FRACCIONADA
Es una técnica que nos permite realizar una serie completa de vaporizaciones y
condensaciones pequeñas en una operación sencilla y continua, valiéndose para ello
de una columna de fraccionamiento cuyo principio es proporcionar una gran
superficie para el intercambio de calor entre el vapor ascendente (más caliente) y el
condensado descendente (más frío). La columna de fraccionamiento se coloca entre
el balón de destilación y el condensador o refrigerante.
El punto de ebullición del azeotropo es, generalmente, mas bajo que el de ambos
componentes. En algunos casos es más alto que el de ellos y casi nunca es
intermedio entre ambos.
Por ejemplo, la destilación de una mezcla de alcohol etílico y agua (cualquiera sea
la proporción de ellos) nunca producirá un alcohol etílico de una concentración
superior al 95,5% (v/v). Es decir la mezcla de 95.5% de alcohol y el 4.5% de agua
es una mezcla azeotrópica cuyo p.e. (78.1°C) es inferior al de ambos (78.5° y
100°C).
Primero destilará el de menor p.e., o sea el azeotropo ternario (64.8°C) hasta que se
elimine el agua, luego destilará el azeotropo binario (68.2°C) hasta que se elimine el
exceso de benceno y finalmente destilará el etanol absoluto (78.5°C).
31
Guía Práctica de Química Orgánica
PROCEDIMIENTO
Volumen de 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
destilado
(mL)
Temperatura
(°C)
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Guía Práctica de Química Orgánica
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Guía Práctica de Química Orgánica
FACULTAD DE
Mesa N° PROFESOR:
Integrantes: 1) 2)
3) 4)
PRÁCTICA N° 3: DESTILACION
Evaluación:
¿Por qué el volumen del líquido para destilar no debe sobrepasar la mitad de la
capacidad del recipiente?.
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Guía Práctica de Química Orgánica
CUESTIONARIO
a. A y B no forman azeotropo
b. A y B forman azeotropo : A. está presente en gran exceso en
la mezcla inicial.
c. A y B forman azeotropo; B está presente en gran exceso en la
mezcla inicial.
2. Calcular la presión de vapor total a 100 °C de una solución ideal que consta
de 0,6 moles del compuesto “X” y 0,4 moles del compuesto “Y”. La presión
de vapor de X puro a 100 °C es de 600 mm, y el de Y puro a 100 °C es de 80
mm Hg. ¿Cuál es la presión parcial de cada componente en el vapor ?.
35
Guía Práctica de Química Orgánica
EXTRACCIÓN
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Guía Práctica de Química Orgánica
01 Gradilla
04 Tubos de ensayo (13 x 100mm)
04 Tubos de ensayo (15 x 150mm)
01 Pera o embudo de decantación
02 Probetas graduadas de 25 mL
02 Mangueras látex de 80 a 120 cm de longitud
01 Cocinilla eléctrica
01 Piseta con agua destilada
01 Rejilla con asbesto
NaCl 0.1M
Pesar 5.84 g. de NaCl, luego llevar a un recipiente y agregar agua destilada hasta
completar un volumen de 1L.
37
Guía Práctica de Química Orgánica
INTRODUCCIÓN
Para ello se hace uso de equipos adecuados, siendo el más utilizado el extractor
SOXHLET, que consta de 3 partes fundamentales: El matraz inferior; que contiene
el solvente de extracción, la parte central o extractor propiamente dicho, donde se
coloca la muestra sólida a extraer (Aquí se realiza la extracción) y un refrigerante
superior.
1 1
EXTRACCIÓN LÍQUIDO-LÍQUIDO
38
Guía Práctica de Química Orgánica
En algunos casos es suficiente una sola extracción, pero hay compuestos orgánicos
que por su parcial solubilidad en agua es necesario varias extracciones para aislarlo.
COEFICIENTE DE REPARTO
Cuando se agita una solución acuosa de una sustancia con un solvente orgánico
(por ejemplo éter), el compuesto se distribuye parcialmente en ambos solventes.
Esta distribución se realiza hasta que alcanza el equilibrio, el que se logra cuando la
relación entre las concentraciones de la sustancia en la capa orgánica y acuosa sea
igual a una constante, llamada Coeficiente de reparto o Coeficiente de
distribución (Kd) que es específica del soluto, del par de solventes y la temperatura
de trabajo.
Kd = Co/Ca = So/Sa
Kd = 0,60/0,12 = 5
39
Guía Práctica de Química Orgánica
Solución:
a) Extracción simple:
X
50
Kd = Co/Ca = 3 = X = 30 mg de ác. Butírico extraído
40-X
50
b) Extracción múltiple:
X´/25
3= X´ = 24 mg extraídas con 25 mL de
(40-X`)/50 benceno (quedan en la fase acuosa
40-24 = 16 mg de ác. Butírico)
2 da. Extracción (25 ml de benceno)
X´´/25
3= X´ ´ = 9,6 mg extraídas con esta segunda
(16-X´´)/50 porción del benceno (quedan en la
fase acuosa 16-9,6 = 6,4 mg de ác.
Butírico
CONCLUSIÓN
Como se puede deducir, en la extracción múltiple se extrae más (24 + 9.6 =33.6
mg) que en la extracción simple (30 mg) habiéndose utilizado en ambos casos un
volumen total de 50ml de Benceno.
40
Guía Práctica de Química Orgánica
PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
Haga circular agua por el refrigerante e inicie el calentamiento de tal manera que el
solvente hierva suavemente. Continúe la operación hasta que el extracto sifone de
color claro, casi incoloro.
1. ELECCIÓN DE UN SOLVENTE
41
Guía Práctica de Química Orgánica
Agitar a fin de poner en contacto los diferentes solventes con la solución del
colorante, dejar en reposo y observe la densidad y color de la capa orgánica.
(agregar NaCl si se formase emulsión). Observe y compare los resultados.
2. EXTRACCIÓN SIMPLE
Elegido el solvente que reúne las condiciones necesarias para una buena
extracción, se procede a poner en un embudo de separación 15 mL de la
solución de cristal violeta y se añaden 15 mL del solvente elegido. Recoger la
fase orgánica en un tubo de ensayo y la acuosa en otro tubo, tapar los tubos y
guardarlos para una observación y comparación posterior.
3. EXTRACCIÓN MÚLTIPLE
42
Guía Práctica de Química Orgánica
Integrantes: 1) 2)
3) 4)
PRÁCTICA N° 4: EXTRACCIÓN
Evaluación:
43
Guía Práctica de Química Orgánica
Extracción Simple
Evaluación
¿Cómo pudo comprobar que en la solución acuosa queda muy poco de la
sustancia extraída?.
Evaluación
¿Cómo demuestras que la extracción múltiple es más eficiente que la
simple?.
44
Guía Práctica de Química Orgánica
CUESTIONARIO
45
Guía Práctica de Química Orgánica
CROMATOGRAFÍA
46
Guía Práctica de Química Orgánica
INTRODUCCIÓN
a) Vista frontal
b) Vista transversal(corte)
Fija o estacionaria
(Silicagel, alúmina
almidón, celulosa, etc.)
S o p o r t e (v i d r i o ,
Plástico fibras,,
metal)
Fase móvil
Muestra
48
Guía Práctica de Química Orgánica
TIPOS DE CROMATOGRAFÍA
Por ello, es más común clasificarla en: Cromatografía sobre papel, en capa fina
(c.c.f.), en columna (c.c.), en fase gaseosa (c.g.), Cromatografía de alta
performancia (HPLC) según la técnica empleada y la naturaleza de las fases.
1. CROMATOGRAFIA DE ADSORCIÓN
Solvente
Muestra
Fase estacionaria
soporte
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Guía Práctica de Química Orgánica
Fase estacionaria
(líquida)
Sembrado Secado
Desarrollo
50
Guía Práctica de Química Orgánica
B Frente
b c
A
a
Origen
Rf de A = a/c y Rf de B = b/c
50
Guía Práctica de Química Orgánica
debe estar pulverizado y seco. Si es de partición, las partículas sólidas deben estar
cubiertas de una capa líquida.
El eluyente tratará de arrastrar las sustancias hacia abajo, mientras que la fase fija
tratará de retenerlas. Según el equilibrio adsorción desorción o según el coeficiente
de solubilidad de cada compuesto, algunos serán desalojados (eluidos) más
rápidamente que otros, y los recibiremos primero.
El llenado tiene por objeto preparar una columna uniformemente compacta, sin
rajaduras ni burbujas de aire. Puede hacerse de 2 maneras:
Solvente de desarrollo
Adsorbente
Columna
cromatográfica
eluato
51
Guía Práctica de Química Orgánica
PARTE EXPERIMENTAL
e) Cuando la fase móvil haya ascendido unos 8-10 cm, retire el papel, marque
el frente del solvente (con lápiz) y déjelo secar.
53
Guía Práctica de Química Orgánica
Integrantes: 1) 2)
3) 4)
PRÁCTICAS N° 5: CROMATOGRAFÍA
Distancias
(Muestra, cm)
Distancia
(solvente, cm)
Rf
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Guía Práctica de Química Orgánica
Comp. A Comp. B
(puro) (puro) Mezcla
comp. A comp.B
Distancias
(Muestra, cm)
Distancia
(solvente, cm)
Rf
EVALUACIÓN
¿Cuál de los dos compuestos tiene mayor afinidad por la fase fija
o estacionaria, cómo lo determina?
¿Si un compuesto “X” tiene mayor Rf que “Y”, es indicativo que tiene
mayor afinidad por la fase móvil?
55
Guía Práctica de Química Orgánica
Papel
Rf A =
Rf B =
C.C.F
Rf A =
Rf B =
3. CROMATOGRAFIA EN COLUMNA
Evaluación
¿Hubo diferencia en cuanto a la cantidad de muestra sembrada entre las
diferentes formas de cromatografía?
56
Guía Práctica de Química Orgánica
57
Guía Práctica de Química Orgánica
CUESTIONARIO
8. Explique algún método para localizar las bandas de adsorción cuando se trabaja
con sustancias incoloras en una columna.
58
Guía Práctica de Química Orgánica
PROPIEDADES QUÍMICAS
DE HIDROCARBUROS
59
Guía Práctica de Química Orgánica
01 Gradilla
15 Tubos de ensayo (13 x 100 mm o 15 x 150 mm)
01 Beaker 250 mL
01 Bagueta
01 Piseta con agua destilada
01 Tapón de jebe con tubo de desprendimiento
01 Óxido de cálcio 50 g.
01. Hidróxido de sódio 50 g.
01 Acetato de sódio 50 g.
02 Ácido sulfúrico concentrado goteros 50 mL.
02 Ácido nítrico concentrado goteros 50 mL.
01 Caja de fósforos.
01 Hielo 250 g.
Cal sodada:
- Mezclar cantidades iguales de NaOH y CaO. Utilizar mg. de esta mezcla para
efectuar el ensayo respectivo.
60
Guía Práctica de Química Orgánica
INTRODUCCIÓN
ALCANOS Y ALQUENOS
1-Bromobutano
2-Bromobutano
61
Guía Práctica de Química Orgánica
El doble enlace en un alqueno hace que la molécula sea más reactiva y presente
reacciones de ADICIÓN. Frente al bromo disuelto en tetracloruro de carbono, da
derivados dihalogenados adyacentes.
1-Buteno 1,2-dibromobutano
Eteno
1,2-Etanodiol
No hay reacción
Butano
No hay reacción
Benceno
Otro ensayo para doble enlace C = C, es la reacción con ácido sulfúrico (H2SO4).
Los hidrocarburos saturados y aromáticos al medio ambiente no reaccionan,
mientras que los instaurados adicionan H2SO4.
62
Guía Práctica de Química Orgánica
HIDROCARBUROS AROMÁTICOS
Ejemplo de nitración
Calor
+ HNO3 - NO2 + H2O
PARTE EXPERIMENTAL
1. O b t e n c i ó n y r e c o n o c i m i e n t o d e u n a l c a n o
Introducir en un tubo de ensayo seco igual proporción de acetato de sodio y cal
sodada, cubrir la boca del tubo con un tapón de jebe y su respectivo tubo de
desprendimiento. Fijar el tubo de ensayo a un soporte universal y verificar la
salida de un gas.
Burbujear el gas a un tubo con reactivo de Baeyer y observar, luego acercar una
llama al gas saliente. Describa que sucede.
63
Guía Práctica de Química Orgánica
64
Guía Práctica de Química Orgánica
65
Guía Práctica de Química Orgánica
Integrantes: 1) 2)
3) 4)
Evaluación
Desarrolle la ecuación química que resume lo que sucede cuando se calienta
la mezcla de acetato de sodio y cal sodada
¿Hubo reacción química cuando el gas desprendido se hizo llegar a un tubo de ensayo
con el reactivo de Baeyer?. Explique
66
Guía Práctica de Química Orgánica
¿Hubo reacción química cuando al gas desprendido hizo contacto con la llama del
mechero?. Explique
Si la pregunta anterior tuviera respuesta afirmativa, cual sería la ecuación química que
resume dicho cambio?
Hidrocarburos
Alcanos
Alquenos
Aromáticos
Muestra Problema N°
Evaluación:
67
Guía Práctica de Química Orgánica
Reactivos
H2SO4 Observación
Hidrocarburos
Aromáticos
Muestra Problema N°
Evaluación:
68
Guía Práctica de Química Orgánica
4.ENSAYO CON ACIDO NÍTRICO
Reactivos
HNO3 Observación
Hidrocarburos
Aromáticos
Muestra Problema N°
Evaluación
Que tipo de hidrocarburo desarrolla esta reacción, señale lao las evidencias
observadas.
69
Guía Práctica de Química Orgánica
CUESTIONARIO
1. Se tiene cuatro frascos con muestra de hidrocarburos (saturados,
insaturados y aromáticos) y de cada uno de los frascos se toman muestras
para realizar las pruebas químicas para identificarlos. El siguiente cuadro
muestra los resultados de las pruebas.
d) Fenantreno + H2SO4
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Guía Práctica de Química Orgánica
PROPIEDADES QUÍMICAS
DE ALCOHOLES
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Guía Práctica de Química Orgánica
MATERIALES Y REACTIVOS PARA LA PRACTICA N° 7
PROPIEDADES QUÍMICAS DE ALCOHOLES Y FENOLES
01 Gradilla
15 Tubos de ensayo (13 x 100mm o 15 x 150mm)
01 Piseta con agua destilada
01 Bagueta
Bordwell-Wellman:
- En la balanza analítica pesar 1gr de óxido de cromo.
- Mezclar 1 g. de óxido de cromo previamente pesados en 1 mL de ácido
sulfúrico. Agitar hasta que se disuelva completamente. Añadir 3 mL de agua
destilada.
Alternativamente: Se puede emplear una solución de dicromato de potasio al
1N con ácido sulfúrico (1:0.3).
Para la preparación del dicromato de potasio 1N; pesar en la balanza analítica
149 g. y mezclar en 1000 mL de agua destilada y agitar.
Tricloruro férrico al 1 %:
- En la balanza analítica pesar 10 g. de cloruro férrico.
- Mezclar los 10 g de cloruro férrico previamente pesados en 1000 mL de agua
destilada. Agitar hasta que se disuelva completamente.
70
Guía Práctica de Química Orgánica
Reactivo de Lucas:
- En la balanza analítica pesar 68 g. de cloruro de zinc.
- Mezclar los 68 g. de cloruro de zinc previamente pesados en 45 mL de ácido
clorhídrico concentrado. Enfriar mediante Baño helado para facilitar la
disolución. (¡PRECAUCION!, el reactivo es fumante, es decir que desprende
gases).
Conservación: Si el reactivo no está en uso, dejar siempre refrigerado.
71
Guía Práctica de Química Orgánica
INTRODUCCIÓN
Los alcoholes son compuestos orgánicos que tienen el grupo hidroxilo unido
directamente a un carbono saturado y los fenoles a un anillo aromático.
CH3 CH3
CH3 CH3
Alcohol etílico Alcohol isopropílico Alcohol t-butílico
(Primario) (Secundario) (Terciario)
Los alcoholes son menos ácidos que los fenoles. La diferencia de la acidez relativa
entre el alcohol y fenol se debe a: por el efecto inductivo de los grupos alquilos
que refuerza el enlace O-H y por estabilidad por resonancia del anillo aromático,
que debilita el enlace O-H en los fenoles.
2R - OH + Naº 2R - O - Na+ + H2
Alcohol alcóxido Hidrógeno (gas)
72
Guía Práctica de Química Orgánica
Los alcoholes terciarios no son fácilmente oxidables, a menos que se usen oxidantes
enérgicas que rompan enlaces carbono-carbono.
OXI
R- CHOH-R´ R-CO-R´
RED
El ensayo de BordwelL-Wellman o de oxidación con ácido crómico, también sirve
para diferenciar los alcoholes. El reactivo es CrO3 en H2SO4 diluido (color naranja
rojizo). La oxidación de los alcoholes (1rio ó 2rio) produce la simultánea reducción
del reactivo a Cr+3 que es de color verde azulado.
OXI
Alcohol 1° R - CH2OH RCOOH Ácido carboxílico
OXI
Alcohol 2° R2CHOH R2C = 0 Cetona
OXI
Alcohol 3° R3COH No reacciona
Los fenoles los reconoceremos con el ensayo de cloruro férrico, con el cual dan
colores violeta o azulado.
73
Guía Práctica de Química Orgánica
PARTE EXPERIMENTAL
1. Ensayo de Lucas
3. Ensayo de Bordwell-Wellman
74
Guía Práctica de Química Orgánica
Integrantes: 1) 2)
3) 4)
Reactivos
Sodio Observación
Compuestos
Alcohol primario
Alcohol secundario
Alcohol terciario
Fenol
Muestra problema N°
75
Guía Práctica de Química Orgánica
Evaluación
76
Guía Práctica de Química Orgánica
2. ENSAYO DE LUCAS
Reactivos
ZnCl2/HCl Observación
Compuestos
Alcohol primario
Alcohol secundario
Alcohol terciario
Muestra problema N°
Evaluación:
77
Guía Práctica de Química Orgánica
3. ENSAYO DE BORDWELL-WELLMAN
Reactivos
H2SO4/CrO3 Observación
Compuestos
Alcohol primario
Alcohol secundario
Alcohol terciario
Muestra problema N°
Evaluación:
78
Guía Práctica de Química Orgánica
Reactivos
FeCl3 Observación
Compuestos
Alcohol primario
Alcohol secundario
Alcohol terciario
Fenol
Muestra problema N°
Evaluación:
OH
79
Guía Práctica de Química Orgánica
CUESTIONARIO
4. Dibuje las estructuras de los alcoholes y los reactivos que se necesitan para
producir:
a) Cloruro de t-butilo b) 2-buteno
Incluya las reacciones para producir estos compuestos a partir del alcohol que
eligió.
6. ¿Con cuál de los reactivos utilizados en esta práctica , podemos afirmar que una
infusión de té tiene derivados fenólicos.
80
Guía Práctica de Química Orgánica
PROPIEDADES QUÍMICAS
DE ALDEHÍDOS Y CETONAS
81
Guía Práctica de Química Orgánica
01 Gradilla
12 Tubos de ensayo (13 x 100mm o 15 x 150mm)
01 Piseta con agua destilada
02 Beaker 250mL
01 Bagueta
01 Cocinilla
Fehling A 3%:
- En la balanza analítica pesar 30 g. de sulfato cúprico cristalizado.
- Mezclar los 30 g. de sulfato cúprico cristalizado previamente pesados en 1000
mL de agua destilada. Agitar hasta que se disuelva completamente.
Alternativamente: Se puede disolver 34,64 g. de CuSO4∙5H2O en 500 mL de
agua destilada y agitar hasta su disolución.
Fehling B 15%:
- En la balanza analítica pesar 150 g. de tartrato de sodio y potasio.
- Mezclar los 150 g. de tartrato de sodio y potasio previamente pesados en 1000
mL de NaOH 5 %. Agitar hasta que se disuelva completamente.
Alternativamente: Disolver 173 g. de tartrato de sodio y potasio y añadir 65 g.
de NaOH y completar hasta los 500 mL con agua destilada. Agitar hasta que se
disuelva completamente.
Indicación: Para la preparación del NaOH 5 %; en la balanza analítica pesar
50 g. de hidróxido de sodio y mezclar en 100 mL de agua destilada. Agitar
hasta se disuelva completamente.
80
Guía Práctica de Química Orgánica
2,4-Dinitrofenilhidracina (2,4-DNFH):
- En la balanza analítica pesar 8 g. de 2,4-DNFH.
- Mezclar los 8 g. de 2,4-DNFH y añadir 40 mL de H2SO4 concentrado. Dejar
diluyendo la solución durante 2 horas.
- Posteriormente, se añade lentamente y con agitación esta mezcla a una
disolución de 60 mL de agua destilada con 240 mL de etanol. Finalmente, se
filtra para la eliminación de sólidos en suspensión. (¡PRECAUCION!, la
preparación de este reactivo es altamente peligroso)
Reactivo de Schiff:
81
Guía Práctica de Química Orgánica
INTRODUCCIÓN
El grupo carbonilo es un grupo polar. Así los aldehídos y cetonas tienen el punto de
ebullición más alto que los hidrocarburos de similar peso molecular.
Aldehídos
H R Ar
C=O C=O C = O
H H H
Cetonas
R R Ar
C=O C=O C = O
R Ar Ar
Los aldehídos y cetonas por tener el mismo grupo funcional presentan numerosas
reacciones químicas comunes. Entre ellas tenemos las de adición (Bisulfito de
sodio), condensación (formación de fenilhidrazonas, 2-4-dinitrofenilhidrazonas)
etc.
Sin embargo, otras reacciones permiten diferenciarlos por ejemplo las cetonas se
caracterizan por ser muy estables y son oxidadas solamente en condiciones
enérgicas mientras que los aldehídos son oxidados fácilmente a ácidos. Es por ello
que los aldehídos reducen el licor de Fehling y la solución de nitrato de plata
amoniacal (ensayo Tollens) con formación de óxido cuproso y plata metálica,
respectivamente. Estas dos primeras pruebas nos permiten diferenciar los aldehídos
de las cetonas (ensayos de diferenciación).
82
Guía Práctica de Química Orgánica
R - CHO + 2Ag(NH3) 2OH R - COONH4 + 3 NH3 + 2 Agº + H2 O
Aldehído R. de Tollens Plata Metálica
(Espejo)
H H
C O + H2N NH C N NH + H2 O
R R
O2N O2N
R R
Las cetonas son fácilmente obtenidas por oxidación del correspondiente alcohol
secundario por ej.
OH O
[O]
83
Guía Práctica de Química Orgánica
PARTE EXPERIMENTAL
1. Ensayo de Fehling
2. Formación de 2,4-dinitrofenilhidrazonas.
84
Guía Práctica de Química Orgánica
Integrantes: 1) 2)
3) 4)
2,4-Dinitrofenilhidracina Discusión
Aldehído
Cetona
Muestra N°
85
Guía Práctica de Química Orgánica
Evaluación
¿Cómo verificó la presencia de los grupos carbonílicos de aldehídos y cetonas?
Cetona
Muestra N°
Evaluación:
¿Cómo verificó que la reacción de Fehling dio positiva?
86
Guía Práctica de Química Orgánica
Evaluación:
Schiff Observación
Aldehído
Cetona
Muestra Problema No
87
Guía Práctica de Química Orgánica
CUESTIONARIO
1. Marque con una “X” los compuestos que se pueden oxidar con el reactivo de
Tollens
2. Se tiene una muestra "M" con grupo carbonilo, a la cual se le ha realizado las
siguientes pruebas:
Resultado - - +
88
Guía Práctica de Química Orgánica
PROPIEDADES QUÍMICAS
LÍPIDOS SAPONIFICABLES
89
Guía Práctica de Química Orgánica
90
Guía Práctica de Química Orgánica
INTRODUCCIÓN
Los tres radicales ácidos unidos a la molécula de glicerol pueden ser iguales o
diferentes en este último caso se conoce como glicérido mixto y por hidrólisis
obtendremos una mezcla de varios ácidos grasos diferentes.
O
O
R1 C ONa
H2C O C R1 H2C O H
O NaOH O
R2 C O CH
H2O
R2 C ONa + H O CH
H2C O C R3 O H2C O H
O R3 C ONa
GLICÉRDO JABÓN GLICEROL
91
Guía Práctica de Química Orgánica
PARTE EXPERIMENTAL
El jabón que se separa es filtrado con succión y se lava con 10 mL de agua fría
y luego realice los siguientes ensayos:
Al diluir esta solución con agua, aparecerá una coloración roja (Explique
este fenómeno).
92
Guía Práctica de Química Orgánica
90
Guía Práctica de Química Orgánica
Integrantes: 1) 2)
3) 4)
Evaluación:
¿Cómo comprobó que la saponificación fue completa?
91
Guía Práctica de Química Orgánica
92
Guía Práctica de Química Orgánica
CUESTIONARIO
93
Guía Práctica de Química Orgánica
PROPIEDADES QUÍMICAS
DE CARBOHIDRATOS
94
Guía Práctica de Química Orgánica
MATERIALES Y REACTIVOS PARA LA PRACTICA N° 10
PROPIEDADES QUÍMICAS DE CARBOHIDRATOS
01 Gradilla
15 Tubos de ensayo (13 x 100 mm o 15 x 150 mm)
01 Beaker 250 mL
01 Plancha de calentamiento
01 Piseta con agua destilada
02 Pipetas de 10 mL
02 Bombillas de succión
95
Guía Práctica de Química Orgánica
Glucosa 5 %:
- En la balanza analítica pesar 50 g de glucosa.
- Mezclar 50 g de glucosa previamente pesados en 1000 mL de agua destilada.
Agitar hasta que se disuelva completamente.
Sacarosa 5 %:
- En la balanza analítica pesar 50 g de sacarosa.
- Mezclar 50 g de sacarosa previamente pesados en 1000 mL de agua destilada.
Agitar hasta que se disuelva completamente.
Almidón 1 %:
- En la balanza analítica pesar 10 g de almidón.
- Mezclar 10 g de almidón previamente pesados en 1000 mL de agua destilada.
Agitar hasta que se disuelva completamente.
- Conservación: Agregar 3 g de sal, luego de la ebullición, disolver y añadir 10
g de almidón en 1000 mL de agua destilada. Agitar.
- Verificación: Colocar en un tubo de ensayo 10 mL de la solución de almidón y
agregar 2-3 gotas de Lugol. La reacción positiva dará una coloración azul-
violeta.
α-naftol:
- En la balanza analítica pesar 1 g de α-naftol.
- Disolver 1g del fenol en alcohol al 70 %.
Indicación: En caso de ser necesario, someter a un calentamiento suavemente.
Fructosa 5 %:
- En la balanza analítica pesar 50 g de fructosa.
- Mezclar 50 g de fructosa previamente pesados en 1000 mL de agua destilada.
Agitar hasta que se disuelva completamente.
Lugol:
Fehling A 3 %:
- En la balanza analítica pesar 30 g de sulfato cúprico cristalizado.
- Mezclar los 30 g de sulfato cúprico cristalizado previamente pesados en
1000mL de agua destilada. Agitar hasta que se disuelva completamente.
Alternativamente: Se puede disolver 34,64 g de CuSO4∙5H2O en 500 mL de
agua destilada y agitar hasta su disolución.
96
Guía Práctica de Química Orgánica
Fehling B 15 %:
- En la balanza analítica pesar 150 g. de tartrato de sodio y potasio.
- Mezclar los 150 g de tartrato de sodio y potasio previamente pesados en
1000mL de NaOH 5 %. Agitar hasta que se disuelva completamente.
Alternativamente: Disolver 173 g de tartrato de sodio y potasio y añadir 65 g
de NaOH y completar hasta los 500 mL con agua destilada. Agitar hasta que se
disuelva completamente.
Indicación: Para la preparación del NaOH 5 %; en la balanza analítica pesar
50 g de hidróxido de sodio y mezclar en 100 mL de agua destilada. Agitar
hasta se disuelva completamente.
97
Guía Práctica de Química Orgánica
INTRODUCCIÓN
ENSAYO DE MOLISH
Es una prueba que nos permite reconocer azúcares de otras sustancias. Los
monosacáridos por acción de un ácido fuerte se deshidratan produciendo furfural o
derivados del furfural, que por acción del -naftol forma un complejo coloreado
(Azul). Los di y polisacáridos son hidrolizados a monosacáridos, por acción del
ácido fuerte y luego son convertidos a furfural o derivados del furfural.
CHO CHO
| |
CHOH C
| ||
CHOH CH
| |
H+ O
CHOH CH HOCH2 O CH+O 3 H2O
| ||
CHOH C
| | 5-hidroximetilfurfural
CH2OH CH2OH
La presencia del grupo aldehído en las aldosas les proporciona poder reductor. El
grupo cetona (usualmente no reductor) también será reductor si presenta un grupo
hidroxilo en su carbono adyacente (alfa) como ocurre en las cetosas. Esto hace que
las Reacciones de Fehling y Tollens no sean útiles para diferenciar aldosas de
cetosas.
El carácter reductor de las cetosas ha sido explicado como un efecto del medio
alcalino en que se encuentran estos reactivos. Se ha encontrado que los álcalis
diluidos producen en estas moléculas una parcial ISOMERIZACIÓN que
transforma moléculas de cetosa en aldosa.
98
Guía Práctica de Química Orgánica
CH2OH
|
C=O Cetosa
|
H - C - OH
CHO CHOH CHO
HO - C - H C - OH H - C - OH
| | |
H - C - OH H - C - OH H - C- OH
Son estas aldosas las causantes del poder reductor. Los azúcares no reductores
serán aquellos cuyo grupo carbonilo está enlazado (formando acetales) y no
contienen grupo carbonilo libre ni potencial.
FENILOSAZONAS
CHO CH = N - NH -
N - NH -
H2N - NH NH2
+ 3 + + NH3 + 2H2O
CH2OH CH2OH
D-Glucosa Glucosazona Anilina
99
Guía Práctica de Química Orgánica 97
HIDRÓLISIS DE Di Y POLISACÁRIDOS
PARTE EXPERIMENTAL
3. Formación de osazonas
10
0
Guía Práctica de Química Orgánica
caliente por 1.5´, saque y agite. Continúe calentando. Después de los 20´de
calentamiento aparecen los cristales de osazona.
4. Hidrólisis de la sacarosa
5. Hidrólisis de almidón
Estos ensayos deben realizarse hasta que la coloración con el lugol y el ensayo
de Fehling nos indiquen que todo el almidón se ha transformado en glucosa.
10
1
Guía Práctica de Química Orgánica
Integrantes: 1) 2)
3) 4)
Molish Observación
Glucosa
Fructosa
Sacarosa
Almidón
Muestra problema N°
10
2
Guía Práctica de Química Orgánica
Evaluación:
Glucosa
Fructosa
Sacarosa
Almidón
Muestra problema N°
100
Guía Práctica de Química Orgánica
Evaluación:
101
Guía Práctica de Química Orgánica
3. Hidrólisis de la sacarosa
R. Fehling Observación
Sacarosa
Sacarosa hidrolizada
Evaluación :
Hidrólisis de almidón
Tiempo 0 3 6 9 12 15 18 21
(min)
Lugol
Fehling
102
Guía Práctica de Química Orgánica
Evaluación
103
Guía Práctica de Química Orgánica
CUESTIONARIO
a) D-Alosa e) Lactosa
b) D-Arabinosa f) Maltosa
c) Glucógeno g) Sacarosa
d) Celulosa h) D-Ribosa
3. Dibujar las estructuras de los glúcidos que dan la misma osazona que la
D-Ribosa.
a) D-Arabinosa c) D-Altrosa
b) D-manosa d) D- Sacarosa
6. E x p l iq u e , al me n o s t r es r ea c t i vo s , q u e s e u t i l i z a n para
reconocer a los azúcares reductores.
104
Guía Práctica de Química Orgánica
PROPIEDADES QUÍMICAS
AMINOÁCIDOS Y PROTEÍNAS
105
Guía Práctica de Química Orgánica
01 Gradilla
30 Tubos de ensayo (13 x 100mm o 15 x 150mm)
01 Piseta con agua destilada
02 Pipeta de 10mL
Glicina 2%:
106
Guía Práctica de Química Orgánica
Albúmina:
Tirosina 2%:
Cisteína 2%:
Ninhidrina 0.3%:
NaOH 10%:
NaOH 20%:
107
Guía Práctica de Química Orgánica
NaOH 40%:
CuSO4∙5H2O 1%:
CuSO4∙5H2O 10%:
HCl 10%:
108
Guía Práctica de Química Orgánica
Reactivo de Millon:
109
Guía Práctica de Química Orgánica
INTRODUCCIÓN
Las proteínas, junto con los carbohidratos y los lípidos constituyen los 3 grupos de
compuestos de mayor importancia en los sistemas biológicos.
Químicamente las proteínas, son polímeros naturales (su peso molecular puede ser
de varios millones) cuyas unidades (monómeros) son los aminoácidos. Son mucho
más complejos que los polisacáridos porque, a diferencia de éstos, las unidades
que forman las proteínas no son idénticas.
Se diferencian casi siempre por la estructura diferente del grupo -R, el que puede
ser alifático, alicíclico, aromático, heterocíclico, etc., pudiendo además contener
otros grupos funcionales o grupos amino o carboxilo adicionales.
Los aminoácidos se unen mediante un enlace tipo amida (conocido como ENLACE
PEPTÍDICO) entre el carboxilo de una unidad y el grupo amino de la otra,
formando así los: dipéptidos, tripéptidos, etc., cuando el peso molecular es mayor
se llaman polipéptidos (PM hasta unos 10,000). Si la cadena es aún más grande,
toman el nombre de proteínas.
R O R´ O H R O H R´ O
H | || H | || -H2|O | || | | ||
N-CH-C-OH + N - CH - C - OH -N-CH -C-N-CH-C-
H H
Enlace peptídico
R - CH - COOH
|
NH2
-OH H+
- -
R - CH - COO R - CH - COO R - CH - COOH
| | |
NH2 H+ +NH3 -OH +NH3
Desnaturalización de proteínas
Se da este nombre a todo proceso que, sin ruptura o formación de enlaces químicos
o de valencia, determina una modificación en las propiedades de la proteína nativa;
110
Guía Práctica de Química Orgánica
También puede ser producida por algunos solventes orgánicos como alcohol o
cetona. Si la acción de estos agentes es prolongada, el proceso se hace irreversible,
no pudiendo la proteína volver a su estado primitivo.
REACCIONES DE COLORACIÓN
Reacción xantoproteica
Prueba de Millon
Es una prueba característica para restos fenólicos, dando una coloración rosa
salmón: el reactivo de Millón es una mezcla de mercurio y ácido nítrico (nitrato
mercurioso y mercúrico)
111
Guía Práctica de Química Orgánica
tomando la solución un color marrón o gris oscuro. Esto se debe a que el azufre se
libera en medio alcalino y a ebullición, formando la sal de plomo.
Reacción de Biuret
PARTE EXPERIMENTAL
1. Reacción de ninhidrina
2. Reacción xantoproteica
3. Prueba de Millon
112
Guía Práctica de Química Orgánica
5. Reacción de Biuret
6. Desnaturalización de la albúmina
a) 20 gotas de agua
b) 20 gotas de solución de albúmina
c) 20 gotas de agua más 3 gotas de ácido clorhídrico 10%
d) 20 gotas de solución de albúmina más 3 gotas de ácido clorhídrico al 10%
e) 20 gotas de agua más 3 gotas de solución de NaOH al 10%
f) 20 gotas de solución de albúmina más 3 gotas de solución de NaOH al
10%.
Observe que los 6 tubos constituyen 3 parejas: a con b; c con d y e con f. Los
miembros de cada pareja se diferencian únicamente en que mientras un tubo
tiene solución de proteína, en el otro ésta se ha sustituido por agua destilada.
Los tubos con agua (a,c y e) constituyen el "blanco" o patrón de comparación
de aquellos que tienen proteína. Una de las parejas están en medio neutro, la
otra en medio alcalino y la otra en medio ácido. Los ensayos en blanco (sin
proteína) son necesarios para determinar si el efecto observado se debe
realmente a la precipitación de la proteína o es el hidróxido metálico el que
está precipitando.
113
Guía Práctica de Química Orgánica
110
Guía Práctica de Química Orgánica
Integrantes: 1) 2)
3) 4)
Evaluación:
111
Guía Práctica de Química Orgánica
Xantoproteica Observación
Tirosina
Glicina
Albúmina
Muestra problema N°
Evaluación:
¿De qué manera identificó que el aminoácido y la proteína cuenta con restos
bencénicos?.
Tirosina
Glicina
Albúmina
Muestra problema N°
112
Guía Práctica de Química Orgánica
Evaluación:
¿Si una muestra da positiva la prueba de Millon, necesariamente tiene que dar
positiva la prueba Xantoproteica?
Glicina
Albúmina
Muestra problema N°
113
Guía Práctica de Química Orgánica
Evaluación:
Biuret Observación
Cisteína
Glicina
Albúmina
Muestra problema N°
114
Guía Práctica de Química Orgánica
Evaluación:
Desnaturalización de la albúmina
Temperatura (°C)
Alcohol etílico
Ácido clorhídrico
(concentrado)
Cu2+ [Fe(CN)6]3-
20 gotas de agua
115
Guía Práctica de Química Orgánica
Evaluación:
Formule una ecuación química, para cada uno, que explique estas reacciones.
116
Guía Práctica de Química Orgánica
CUESTIONARIO
a) Triptófano d) Fenilalanina
b) Tirosina e)Metionina
c) Histidina f) Glicina
8. ¿Por qué el ácido nítrico produce una coloración amarilla cuando se pone en
contacto con un pedazo de cabello o piel?
117
Guía Práctica de Química Orgánica
Bibliografía
118