GUIA IDENTIFICACIÓN DE ELEMENTOS EN COMPUESTOS ORGÁNICOS

COLEGIO ENRIQUE OLAYA HERRERA I.E.D.

ÁREA DE CIENCIAS NATURALES Y  EDUCACIÓN AMBIENTAL J.T.

GUIA IDENTIFICACIÓN DE ELEMENTOS EN COMPUESTOS ORGÁNICOS

Profesora: Lorena Toro Perdigón                   Asignatura: Química    Grado: Undécimo

Nombre:________________________________________                       Fecha: ______________

TIEMPO ESTIMADO: 4 HORAS

LOGROS ESPERADOS:

Conocer pruebas de laboratorio en las que se basa un análisis elemental orgánico.

Identificar a través de reacciones específicas, los elementos más comunes que constituyen a los compuestos orgánicos.

CONTEXTUALIZACIÓN:

En la caracterización de un compuesto orgánico desconocido es esencial el conocimiento de los elementos que lo forman.

Los elementos más comunes de los compuestos orgánicos son carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, azufre, y halógenos; otros elementos menos comunes son: fósforo, magnesio, cobalto, cobre, fierro, y otros metales los cuales pueden estar presentes como sales de ácidos orgánicos.

Para aplicar el análisis cualitativo es necesario transformar los elementos de forma covalente, en que generalmente se encuentran en los compuestos orgánicos, a iones.

Un ensayo de ignición preliminar proporciona información sobre la naturaleza de la sustancia. Éste puede realizarse con una mínima cantidad de sustancia colocada en un crisol o en la punta de una espátula y calentarla directamente a la flama de un mechero. Al realizar la prueba debe observarse si la sustancia arde con llama luminosa y si deja o no un pequeño residuo.

PREGUNTA PROBLEMICA: ¿A través de qué procesos químicos podemos identificar los elementos presentes en los compuestos orgánicos?

HIPÓTESIS:

-       Al calentar en un crisol, o en un tubo de ensayo, una sustancia orgánica se observa que se desprenden gases que al contacto con una tira de papel de filtro impregnada  con fenolftaleína, aparece una coloración roja, que indica que esa sustancia tiene nitrógeno y se desprende en forma de amoniaco.

-       Si se observa la formación de agua en las paredes del tubo, la sustancia contiene hidrógeno.

-       Si queda residuo negro en el fondo del recipiente, indica presencia de carbono.

-        Las sustancias volátiles como el alcohol, cloroformo, éter, acetona, alcanfor no dejan residuo.

-       La formación de un precipitado blanco o amarillento es prueba positiva para halógenos.

MATERIAL

1 Mechero

1 Anillo metálico                                  1Tubo de ensayo con tubo de desprendimiento

1 Embudo de vidrio                             3 Tiras de papel tornasol

1 Pipeta graduada 10 ml                       1 Gradilla con 11 tubos de ensaye

1 Pinzas para tubo de ensayo               1 Espátula

1 Agitador de vidrio                             I Rejilla de tela de asbesto       

1 Soporte para embudo                                   1 Papel filtro no. 40

REACTIVOS

Sodio metálico                         Hidróxido de calcio 5%            Acetato de plomo 5%  

Etanol                                      Benceno                                  Tetracloruro de carbono

Óxido cúprico                          Ácido acético 1:1                     Ácido nítrico 1:1

Nitroprusiato de sodio              Ácido sulfúrico 1:1                   Nitrato de plata 1%                  

Hidróxido de sodio 5%             Sulfato ferroso 10%                 Muestra problema

Para las muestras problemas, utilizar diversas sustancias que contengan C, H, O, N, Cl, Br.

DESARROLLO EXPERIMENTAL

EXPERIMENTO 1: IDENTIFICACIÓN DE CARBONO E HIDRÓGENO POR OXIDACIÓN:

·         En tubo de ensayo limpio y seco, provisto de tapón con tubo de desprendimiento, coloque una mezcla de 0.2 g de muestra problema y 0.4 g de óxido de cobre.

·         En otro tubo de ensayo coloque 5 mL aproximadamente de solución acuosa de hidróxido de calcio al 5%.

·         Caliente el primer tubo y reciba, en el segundo tubo, el gas que se desprenda, haciéndolo burbujear dentro de la solución de hidróxido de calcio.

·         Sí hay presencia de carbono, éste deberá desprenderse como dióxido de carbono que al contacto con el hidróxido de calcio  formará un precipitado blanco de carbonato de calcio.

·         Sí hay presencia de hidrógeno, éste formará pequeñas gotas de agua que se condensarán en la parte superior de las paredes del tubo de ensayo.

EXPERIMENTO 2: FUSIÓN ALCALINA:

·         En un tubo de ensayo limpio y seco, coloque 200 mg de sodio metálico en trozos pequeños.

·         Con las pinzas lleve el tubo a la flama del mechero y caliente moderadamente hasta que funda el sodio (se forma un glóbulo metálico) en ese momento retire el tubo de la flama.

·         Agregue 100 mg de la muestra problema. Caliente el tubo de manera uniforme para que todo el contenido se carbonice y manténgalo en la flama hasta que alcance el rojo vivo.

·         Continúe así durante 10 a 15 minutos. Retírelo entonces de la flama y déjelo enfriar.

·         Agregue 3 ml de etanol gota a gota  y agitando, con el fin de disolver el sodio que no reaccionó. Esta disolución origina desprendimiento de burbujas.

·         Remueva el fondo del tubo con el agitador y si es necesario agregue más etanol.

·         Al terminar el burbujeo, agregue 10 ml aproximadamente, de agua destilada y vuelva a calentar a fin de solubilizar completamente las sales de sodio formadas.

·         Filtre, por gravedad, el contenido del tubo; el filtrado deberá ser transparente, translúcido y de pH alcalino. Si no es así, añada unas gotas de hidróxido de sodio al 5%. Y con papel tornasol verifique que sea alcalina.

·         Con el filtrado se harán las siguientes pruebas. 

EXPERIMENTO 3: IDENTIFICACIÓN DE NITRÓGENO:

·         En un tubo de ensayo coloque 100 mg de sulfato ferroso y agregue 1 ml del filtrado.

·         Caliente con cuidado y con agitación continua hasta ebullición durante 1 o 2 minutos.

·         Inmediatamente agregue con precaución gotas de ácido sulfúrico diluido (1:1) con el fin de disolver los hidróxidos ferrosos y férricos, que se hubieran formado por la oxidación con el aire durante la ebullición. El pH deberá se ácido.

·         Deje reposar el tubo durante 5 a 10 minutos. La aparición de un precipitado o coloración azul de Prusia indica la presencia de nitrógeno.

EXPERIMENTO 4: IDENTIFICACIÓN DE AZUFRE:

PRUEBA UNO.

·         En un tubo de ensayo coloque 1 ml del filtrado. Acidule con gotas de ácido acético diluido (1:1).

·         Agregue gotas de solución de acetato de plomo al 5% y caliente.

·         La aparición de un precipitado oscuro indica la presencia de azufre en forma de ión sulfuro.

PRUEBA DOS.

·         En un tubo de ensayo coloque 1 ml del filtrado y agregue gotas de solución de nitroprusiato de sodio.

·         La aparición de una coloración púrpura indica la presencia de azufre en forma de ión sulfuro.

EXPERIMENTO 5: IDENTIFICACIÓN DE HALÓGENOS:

·         En un tubo de ensayo coloque 1 ml del filtrado, acidule con ácido nítrico diluido (1:1) y caliente hasta ebullición para eliminar a los sulfuros en forma de ácido sulfhídrico y a los cianuros como ácido cianhídrico.

·         Añada gotas de solución de nitrato de plata, al 1%, hasta la aparición de un precipitado de halogenuro(s) de plata.

Cloruro. El cloruro de plata es un precipitado blanco, que por acción de la luz o el calor toma un color violeta oscuro. Este precipitado es soluble en hidróxido de amonio y vuelve a precipitar si se agrega ácido nítrico.

Bromuro. El bromuro de plata es un precipitado amarillo crema. Es parcialmente soluble en hidróxido de amonio.

Yoduro. El yoduro de plata es un precipitado amarillo que es insoluble en hidróxido de amonio.

EXPERIMENTO 6: PRUEBA DE SOLUBILIDAD

·         Colocar 0.5 g de la muestra, aproximadamente, en tres tubos de ensayo.

·         Adicionar a uno 2 ml de agua destilada, a otro 2 ml de benceno y al último 2 ml de cloroformo.

·         Determine en qué tipo de solvente es soluble la muestra problema.

RESULTADOS Y ANÁLISIS DE RESULTADOS

1.     En forma resumida, describa los resultados de este experimento.

2.     Escriba para cada cao, las reacciones que se sucedieron.

3.     ¿Cómo se reconoce el CO₂ y H₂O?

4.     Diez diferencias entre compuestos orgánicos e inorgánicos

5.     Cite los elementos metálicos y no metálicos más frecuentes en compuestos orgánicos

6.     ¿Cuál es el objetivo de realizar la fusión sódica? Escriba los posibles compuestos que se forman.

CONCLUSIONES

Teniendo en cuenta las hipótesis planteadas, elabore conclusiones sobre las mismas.

REFERENCIA BIBLIOGRÁFICA

Cárdenas, F. A. (1997 ). Química y ambiente. 2. Santafé de Bogotá : McGraw-Hill.

Toluca, I. t. (s.f.). Recuperado el Abril de 2011, de www.ittoluca.edu.mx/...quimica/