quimica organica

Universidad Central del Ecuador Facultad de Ciencias Químicas

Manual de Laboratorio Química Orgánica I

Dr. Jorge Heredia

2012

Contenido

Cuaderno de Laboratorio, Informes y Etiquetas .................................................................................... 1 Práctica # 1 – Punto de Fusión ............................................................................................................ 15 Práctica # 2 – Destilación .................................................................................................................... 18 Práctica # 3 – Recristalización ............................................................................................................ 21 Práctica # 4 – Extracción .................................................................................................................... 25 Práctica # 5 – Extración y Sublimación .............................................................................................. 27 Práctica # 6 – TLC y CC ..................................................................................................................... 29 Práctica # 7 – Isomerización del Ácido Maleico ................................................................................ 33 Práctica # 8 – Nitración de Fenol ........................................................................................................ 34 Práctica # 9 – Síntesis de 2,4-dinitrofeniltiocianato ........................................................................... 36

Laboratorio de Química Orgánica I

Cuaderno de Laboratorio, Informes y Etiquetas


Cuaderno de laboratorio

La elaboración de un cuaderno de laboratorio en el que se vayan anotando las experiencias realizadas es esencial en cualquier trabajo experimental en Química Orgánica. Debe constituir un registro completo de todo el trabajo práctico realizado. Debe contener toda la información necesaria para que cualquier otra persona sea capaz de reproducir el experimento exactamente de la misma forma en que lo ha realizado el autor del cuaderno, incluyendo las operaciones llevadas a cabo, los hechos observados y las conclusiones que se derivan de todo ello.

El “cuaderno de laboratorio” es, pues, el diario de trabajo donde se describen las acciones cotidianas de la investigación, no sólo como un diario confidencial, aunque, como éste, es totalmente personal, pero, a la vez, debe estar totalmente al alcance de los colegas y compañeros de trabajo para su lectura y consulta (lo que sería inaudito en el caso de un diario normal). Además, ya sea cuando se está trabajando en el laboratorio, en el campo o en la biblioteca, siempre se debe tener a la mano el “cuaderno de laboratorio” personal.

• El cuaderno de laboratorio debe tener una encuadernación permanente, es decir, ser de tapa dura y hojas cosidas, ya que de esta manera la única forma de quitar una hoja es cortándola. Un auténtico cuaderno de laboratorio no puede ser de espiral, y debe tener las hojas numeradas. En él se pueden grapar notas cuando sea necesario, o agregar placas de TLC, espectros, etc.

• Debe utilizarse un material de escritura indeleble, es decir, un esferográfico. Nunca usar un lápiz, ya que este se puede borrar con facilidad.

• Nunca borrar nada. Si se comete algún horror error, deben tacharse únicamente con una línea por encima, de forma que aún puedan leerse, y, nunca, pero nunca se debe arrancar una página. El trabajo se debe poder reproducir en todos sus detalles, es decir, se debe poder averiguar lo que ocurrió e, incluso, cuándo y por qué uno decidió suspender el experimento.

• Deje un par de páginas al comienzo del cuaderno para poner la tabla de contenidos.

• El cuaderno de laboratorio es como un diario, así que escriba

- Que es lo que usted ha hecho, no lo que dice la técnica que haga o lo que se supone que debería haber hecho.

- Cualquier y todas las observaciones: cambios de color, temperatura, explosiones, lo que se regó, nada ocurrió, etc.

- Cualquier explicación razonable sobre el porqué lo que sea pasó.

• No deje hojas en blanco. Coloque la fecha en la que se ha realizado el experimento.

• Liste los reactivos importantes que se utilizan en las reacciones, así como sus propiedades físicas.

El trabajo que se anota en el cuaderno es el propio trabajo. En el caso de realizar algún experimento en grupo, los datos son comunes, pero no la redacción de los mismos. Cuando se escribe en el cuaderno de laboratorio debe pensarse que lo va a leer un químico competente, pero

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que no está familiarizado con el experimento en concreto. Por lo tanto;

• No se deben explicar cosas generales que todo químico debe saber, pero si se debe explicar el experimento en particular.

• No deben omitirse datos necesarios, pero debe hacerse de forma concisa y exacta, con frases completas y de gramática correcta.

Experimento de estudio de una técnica

En este tipo de experimentos, se practica el uso de ciertas operaciones de trabajo, antes de usarlas en un experimento de síntesis. Un ejemplo sería la destilación de una mezcla de dos líquidos para separarlos

• Usar un título descriptivo de la experiencia. Por ejemplo: “Destilación” es demasiado ambiguo, ya que indica todo dentro del campo de la destilación. Si lo que se ha hecho es separar dos líquidos empleando este técnica, un título más adecuado sería “Separación de los componentes de una mezcla líquida por destilación”, o si lo que se ha hecho es eliminar las impurezas de un líquido que descompone a temperatura elevada, un título más adecuado podría ser “Purificación de un líquido por destilación a vacío”.

• Aunque resulte obvio una vez leído el título, debe indicarse el propósito de la práctica y el método utilizado. Evidentemente debe especificarse un poco más que en el título pero sin perder concisión. Comience con lo que es obvio.

También debe incluirse el detalle del montaje experimental utilizado indicando cualquier detalle que se haya modificado sobre el esquema incluido en la guía de laboratorio que se está siguiendo. Por ejemplo, distinto número de salidas en una alargadera múltiple de destilación, utilización de mayor o menor número de piezas de sujeción, o de distinto tipo, etc.

• Hay que tener cuidado de no dejar espacios en blanco, ya que no se deben hacer anotaciones posteriores (por tanto no hay que reservar espacio para ellas).

• Si la experiencia dura varios días, debe reflejarse el trabajo de cada uno de ellos.

• Deben emplearse siempre los tiempos verbales adecuados. Antes de comenzar el trabajo real se puede emplear el presente (o el futuro si se habla de algo que todavía no ha ocurrido). Mientras se están realizando las prácticas, dado que se supone que la anotación se hace justo cuando se acaba de hacer algo, se emplea un pasado simple

Experimento de síntesis

En una práctica de síntesis, el objetivo es preparar una muestra pura del producto deseado. Todas las operaciones de laboratorio (por ejemplo, destilación, recristalización, etc.) son simples formas de conseguirlo.

• De nuevo se debe colocar un título adecuado a lo que se hace. En muchos casos puede servir el título empleado en el propio manual de prácticas o, simplemente, indicar el nombre del compuesto sintetizado y el método empleado o el producto de partida.

• Al escribir la reacción que tiene lugar para llevar a cabo dicha síntesis, se deben incluir también las reacciones secundarias que tengan lugar, pero solamente las de cierta importancia.

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• Debe incluirse una tabla de constantes físicas de todos los reactivos empleados, así como los disolventes. Cuando se emplea una disolución básica (por ejemplo, NaHCO

3 al 10% o NaOH

2M) para operaciones de lavado NO es necesario incluir sus datos en la tabla de constantes físicas. No son compuestos que intervengan en la síntesis. En todo caso habría que incluir en la lista las propiedades de la disolución empleada, no del sólido. Lo mismo ocurre si se emplea un desecante (como CaCl

2, MgSO

4 anhidro, etc.) previo a una destilación, No se incluyen porque

no son reactivos ni productos.

• Debe especificarse el procedimiento experimental seguido indicando los aparatos o montajes utilizados (incluyendo el tamaño de matraces o erlenmeyers), los productos empleados (cantidad, orden de adición y modo de empleo) y cualquier detalle experimental.

• Si el montaje de la reacción presenta alguna variación con respecto al empleado habitualmente en las prácticas de estudio de las técnicas de laboratorio, debe incluirse un detalle del montaje que muestre dicha variación. En caso contrario no es necesario dibujar el aparato utilizado, es suficiente con especificar la técnica empleada. Por ejemplo, si se elimina el disolvente de una disolución empleando para ello un rotavapor, no es necesario dibujarlo en el cuaderno de laboratorio cuando se trata de un experimento de síntesis.

• Es importante indicar siempre las unidades de medida empleadas.

• Debe especificarse el rendimiento obtenido. Para ello primero se indica el rendimiento teórico (rendimiento calculado) esperado a partir de las cantidades empleadas y luego el rendimiento conseguido realmente en el experimento realizado. Es importante también utilizar las cifras significativas adecuadas a la hora de determinar el rendimiento experimental.

Preparación de Informes

Un aspecto importante en el trabajo desarrollado en una ciencia experimental como es la Química Orgánica es la anotación de los resultados obtenidos en el trabajo de Laboratorio.

A efectos prácticos, y desde el punto de vista de un alumno, se debe distinguir entre la elaboración de un informe de una experiencia concreta y la de un cuaderno de laboratorio. Hasta ahora se ha indicado lo que se debe incluir en el cuaderno de laboratorio, pero una vez terminado el trabajo experimental, puede ser necesario preparar un informe del mismo, que viene a ser un paso intermedio entre la realización experimental y la publicación de los resultados obtenidos en una revista científica. Los informes son muy utilizados, por ejemplo, en las empresas o grupos de trabajo.

El informe de laboratorio debe incluir los siguientes puntos:

1. Título del Experimento.

Debe ser siempre claro y descriptivo de la experiencia realizada, pero conciso, como por ejemplo:

- Síntesis de …

- Purificación de… por recristalización…

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2. Introducción.

Debe ser lo más breve posible (uno o dos párrafos). En ella se explicará el tipo de experimento o reacción que se ha realizado (por ejemplo: una reacción de nitración utilizando una reacción de sustitución electrofílica aromática sobre benzoato de etilo), su uso en Química Orgánica (indicando, por ejemplo, si es muy común, es muy rara, se utiliza en la industria, es similar a un proceso que ocurre en los seres vivos, etc.) y otros aspectos generales.

3. Explicación de la reacción (o reacciones).

Hay que indicar cómo tienen lugar las reacciones, si son comunes a otros tipos de sustratos, que papel hace cada uno de los reactivos (actúan como oxidante, reductor, nucleófilo, base, etc.) y el tipo de mecanismo de la reacción (S

N1, sustitución electrofílica aromática, eliminación, etc.).

Debe explicarse también el mecanismo de la reacción, con un esquema indicando los movimientos de electrones mediante flechas curvas y todos los intermediarios de reacción importantes. Pueden también indicarse los estados de transición claves. En su caso, debe explicarse la regioquímica y la estereoquímica de la reacción y si producen reacciones competitivas, que dieran lugar a la formación de productos secundarios.

4. Desarrollo experimental.

Se debe indicar brevemente como se ha llevado a cabo el experimento. En primer lugar las cantidades de los productos utilizadas (en g o mg, mL, mmol y equivalentes), especificando los reactivos que se utilizan en exceso y el o los reactivos limitantes que van a condicionar el rendimiento de la reacción.

A continuación se deben indicar las condiciones en las que se ha realizado la reacción justificando, de forma razonada, las operaciones que se han llevado a cabo:

• Disolvente y cantidad del mismo

• Orden y forma en que se adicionan los reactivos

• Temperatura

• Tipo de agitación: magnética o manual

• Montaje y material utilizado: reflujo con o sin tubo de cloruro cálcico, destilación simple, tipo de filtración etc.

• Tiempo de reacción

• Tratamiento al que se somete al crudo de reacción

• Aislamiento y purificación de los productos obtenidos

Generalmente suele ser útil iniciar este apartado con una tabla en la que se representen todos los reactivos y productos, sus características más relevantes (fórmula, masa molecular, densidad si son líquidos, y cantidad utilizada en mg, mmol y equivalentes):

Es importante mencionar cualquier dato de interés que se observe en el trascurso de la reacción, como puede ser:

• cambios de color

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• dificultad de disolución de algunos reactivos

• aparición de precipitados

• desprendimiento de calor

• generación de gases

• Procedimiento por el que se realiza el seguimiento de la reacción: tiempo, aspecto, cromatografía de capa fina etc.

Finalmente, dentro de este apartado, se debe indicar también la cantidad de producto o productos obtenidos (peso, nº de moles y rendimiento), grado de pureza, aspecto físico (estado físico: líquido, sólido amorfo, sólido cristalino; color; olor; etc.) y sus características físicas y espectroscópicas (punto de fusión, datos de IR y RMN) si se disponen de ellas, asignando las señales de 1H-RMN y las bandas de IR más importantes. Una forma habitual de presentar los datos espectroscópicos es en forma de listado o tabla, o bien sobre el dibujo de la molécula. Conviene pegar o adjuntar copias de los espectros obtenidos.

5. Observaciones y conclusiones.

Se debe indicar si la reacción ha tenido lugar según lo previsto, si el producto ha podido obtenerse puro y si los datos espectroscópicos y de otro tipo son los esperados. En caso de que algo haya ido mal, razonar porqué.

Si se ha realizado un proceso por etapas se dará el rendimiento de cada una de las reacciones calculando también el rendimiento global.

Explicar si ha habido alguna incidencia destacable.

Exponer las principales conclusiones del experimento: qué se ha logrado con él y qué se ha aprendido. En el caso de un informe sobre una práctica, puede también relacionarse con otros conceptos o reacciones estudiadas en la asignatura teórica correspondiente.

6. Bibliografía.

En caso de haber empleado fuentes bibliográficas para llevar a cabo la experiencia, deben señalarse. En caso contrario es suficiente indicar el título y la página del manual o libro de prácticas que se ha seguido.

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Ejemplo de Etiqueta

Salicilato de metilo

Peso frasco = 5.0125 g

2.0012 g pf = 223°C

Grupo # 1 Integrante 1Integrante 2Integrante 3

Lunes 10-12

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Laboratorio de Química Orgánica I Práctica # 1 Punto de Fusión

Práctica # 1 Punto de Fusión

Objetivo

Calibrar un termómetro. Utilizar el punto de fusión para la identificación de sustancias sólidas Utilizar el punto de fusión como criterio de pureza de las sustancias sólidas.

Materiales y reactivos Materiales Reactivos 1 Termómetro c/s aceite 1 Agitador magnético c/s Ver tabla 1 1 Vaso de precipitación 100 ml 1 Magneto 1 Espátula 1 Mechero 1 Vidrio reloj c/s Tubos capilares Procedimiento Calibración del Termómetro Cerrar el extremo de un tubo capilar utilizando un mechero. Usando una espátula de metal, pulverizar finamente la muestra hasta obtener un polvo fino. Introducir el sólido en el tubo capilar con la ayuda de ligeros golpes, de tal forma que se obtenga una columna del sólido de no mas de 2-3 mm de altura y que este bien empaquetada. Sujetar el tubo al termómetro con la ayuda de una banda de caucho hecha cortando un pedazo de una manguera de caucho de 0.45 mm de diámetro. Esta banda de caucho tiene que estar cerca del extremo abierto del tubo y sobre el nivel del baño de aceite, mientras que el tubo capilar se coloca de tal manera que la muestra este cerca del centro del bulbo del termómetro. Calentar rápidamente el baño de aceite hasta unos 20 grados por debajo del punto de fusión de la muestra. Reducir la velocidad de calentamiento de tal manera que al punto de fusión esta no sea mayor a 1°C por minuto. Registrar el rango de temperatura desde que aparece la primera gota de líquido hasta que desaparece la última traza de sólido. Determine el punto de fusión de varias de las sustancias estándar mostradas en la tabla 1 y trace una gráfica de calibración del termómetro, colocando en las abscisas los puntos de fusión teóricos conocidos y en las ordenadas los puntos de fusión obtenidos experimentalmente Esta grafica se utiliza para corregir los puntos experimentales, localizando primero en las coordenadas el valor experimental y extrapolando hacia las abscisas para encontrar el punto de fusión corregido. Realice también un ajuste lineal y determine la ecuación de la recta, la cual corresponde a la calibración del termómetro.

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Punto de fusión de desconocidos Utilizando el mismo procedimiento descrito anteriormente, determine el punto de fusión de tres muestras sólidas, de las cuales dos de ellas son iguales. Para ello prepare dos tubos capilares de cada muestra. Corra una determinación rápida del primer tubo para tener un punto de fusión aproximado y utilice el otro tubo para una segunda determinación que permita obtener el punto de fusión de la muestra. Identifique la sustancia en base a su punto de fusión comparando con los datos de la tabla 2.

Cuestionario

¿A qué se le llama punto de fusión?

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Describa errores en el procedimiento que pueden producir que el punto de fusión observado en el capilar para un compuesto puro: - Sea más bajo que el punto de fusión correcto. - Sea más alto que el punto de fusión correcto - Tenga un rango muy grande (de varios grados)

Defina brevemente los siguientes términos: - Presión de vapor (aplicada a punto de fusión) - Punto de fusión o rango de fusión - Mezcla o punto de fusión mixto. - Punto eutético - Mezcla eutética

Por que el “punto de fusión” de una sustancia realmente es un “rango” y por esto, nunca se lo debe reportar como una temperatura simple?

Explique como una mezcla eutética puede ser confundida con una sustancia pura. Los puntos de fusión del ácido benzoico puro y del 2-naftol son 122.5°C y 123°C

respectivamente. Si usted tiene una muestra pura que pudiera ser el acido benzoico o el 2-naftol, describa un procedimiento que seguiría para determinar la identidad de la muestra.

¿Por qué es necesario controlar la velocidad de calentamiento para determinar un punto de fusión?

Que efecto podría tener una pobre circulación del aceite cuando se determina un punto de fusión?

Que efecto tendría en el punto de fusión un secado incompleto de la muestra (Ej. no se elimina completamente el solvente usado en la cristalización)?

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Laboratorio de Química Orgánica I Práctica # 2 Destilación

Práctica # 2 Estimación de los componentes de una mezcla binara mediante

destilación Objetivos

Conocer los procesos de destilación simple y fraccionada, sus características y factores que en ellas intervienen.

Elegir la técnica de destilación más adecuada, simple ó fraccionada, en función de la naturaleza del líquido o mezcla de líquidos que se va a destilar.

Materiales y reactivos Materiales Reactivos 1 Balón de 1 boca de 100 ml 40 ml Mezcla etanol/1-butanol 1 Cabeza de destilación 1 Refrigerante de Liebig 1 Columna de fraccionamiento 1 Cola de destilación 1 Termómetro calibrado 1 Adaptador para termómetro 1 Probeta graduada de 10 ml 1 Plancha calefactora 2 Pinzas 2 Mangueras 2 Frascos de vidrio 50 ml c/s Núcleos de ebullición Procedimiento En un balón de 1 boca de 100 ml seco, coloque 40 ml de una mezcla etanol/1-butanol y varios núcleos de ebullición. Arme el equipo para una destilación fraccionada, tal como se muestra en la figura 1. Después de asegurarse que todas las conexiones estén seguras, caliente el balón hasta que el líquido en el interior comience a ebullir y disminuya el calentamiento de tal manera que el anillo de condensación pase lentamente a través de la columna. El avance del anillo tiene que ser gradual para que la columna adquiera un gradiente de temperatura uniforme. No aplique más calor hasta que esté seguro que el anillo de condensación se ha detenido. De ser así, aumente el calor gradualmente. Si esto se realiza correctamente, la mezcla el anillo de condensación alcanzará la parte superior de la columna solo después de varios minutos. Cuando la destilación haya comenzado, esta debe continuar constantemente sin ningún descenso de temperatura y a una velocidad no mayor a 1 ml por 1.5-2 minutos. Observe el flujo y manténgalo continuo aumentando ligeramente la temperatura si se llegara a necesitar. Proteja la columna de las corrientes de aire. Registre la temperatura por cada 2 mililitro de destilado recolectado y realice registros más frecuentes cuando la temperatura comience a subir abruptamente. Cada que la probeta se llene, vacíe el contenido en una serie de erlenmeyer de 25 ml etiquetados. Detenga la destilación cuando se alcance una segunda temperatura constante.

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Laboratorio de Química Orgánica I Práctica # 2 Destilación Dibuje una curva de destilación y a partir de esta, estime la proporción relativa de la mezcla de alcoholes. Combine las fracciones que usted crea que están puras y colóquelas en un frasco de vidrio con su nombre, numero de grupo y el punto de ebullición.

Figura 1. Equipo para destilación fraccionada. Cuestionario

Defina los siguientes términos: - Destilación fraccionada - Destilación simple - Fracción molar - Gradiente de temperatura - Relación de reflujo

Por qué es peligroso realizar una destilación en un equipo completamente cerrado? Por qué se tiene una mejor separación de dos líquidos mediante una destilación lenta en

lugar de una rápida? Explique por qué una columna de fraccionamiento empacada es mejor que una no

empacada? Especifique si una destilación simple o fraccionada será preferible a ser utilizada para cada

una de las siguientes purificaciones, y justifique brevemente su elección. - Preparar agua para tomar a partir del agua de mar. - Separar benceno de tolueno - Obtener gasolina a partir del petróleo.

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Laboratorio de Química Orgánica I Práctica # 2 Destilación

- Remover el éter etílico de una solución de p-diclorobenceno. Calcular la fracción molar de cada compuesto en una mezcla que contiene 15.0 g de

ciclohexano y 5 g de tolueno.

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Laboratorio de Química Orgánica I Práctica # 3 Recristalización

Práctica # 3 Recristalización

Objetivos

Realizar pruebas de solubilidad en diferentes compuestos sólidos para seleccionar el disolvente ideal para efectuar una recristalización.

Purificar un compuesto orgánico sólido por el método de recristalización. Utilizar un adsorbente para eliminar impurezas coloridas. Realizar una recristalización mediante una mezcla de solventes.

Materiales y reactivos Materiales Reactivos 24 Tubos de ensayo pequeños 40 mg Resorcinol 1 Gradilla 40 mg Naftaleno puro 1 Pinza para tubo de ensayo 40 mg Acido benzoico 1 Plancha de calentamiento 40 mg Benzoato de sodio 1 Varilla de vidrio 1.0 g Acido benzoico 1 Aro metálico 15.0 g Azúcar morena 3 Erlenmeyer de 50 ml 2.0 g Naftaleno impuro 3 Erlenmeyer de 100 ml 2.0 g Compuestos desconocidos 1 Embudo de vidrio pequeño sin vástago 20 ml n-Hexano 1 Embudo Büchner pequeño 20 ml Diclorometano 1 Kitasato pequeño con manguera 20 ml Metanol 1 Espátula 20 ml Agua 1 Pipeta 500 mg Carbón activado 1 Baño María c/s Hielo 1 Baño de hielo c/s Papel filtro c/s Pipetas Pasteur c/s Recipientes de vidrio pequeño para

entregar producto

Procedimiento Parte I Test de Solubilidad Realice las pruebas de solubilidad para cada uno de los compuestos mostrados en la tabla 1 usando cada uno de los solventes mostrados en la tabla 2. Para ello, transferir aproximadamente 10 mg de muestra a un tubo de ensayo y adicionar aproximadamente 0.25 ml de solvente. Agite y determine si el sólido se disuelve a temperatura ambiente. Si la sustancia se disuelve en metanol, etanol, acetona o acido acético a temperatura ambiente, adicione unas pocas gotas de agua y observe si un sólido precipita. Si se observa precipitación, caliente la mezcla hasta que se disuelva el precipitado y deje enfriar hasta temperatura ambiente. Observe las características de los cristales formados.

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Laboratorio de Química Orgánica I Práctica # 3 Recristalización Si la sustancia no se disuelve en el solvente a temperatura ambiente, caliente la suspensión y observe que ocurre. Si el solvente es inflamable, caliente el tubo en un baño de vapor o un baño Maria. Si el sólido se disuelve completamente, el compuesto es completamente soluble en el solvente en caliente. Si parte de el se disuelve, el compuesto es moderadamente soluble y se puede agrega un poco mas de solvente hasta una completa disolución. Cuando la sustancia se ha disuelto en el solvente caliente, enfrié la solución bajo un chorro de agua, y si es necesario induzca la cristalización frotando las paredes internas del tubo con una varilla de vidrio, luego caliente nuevamente para disolver el sólido y deje en reposo. Observe el grado de solubilidad en los diferentes solventes, en frío y caliente y sugiera un solvente adecuado, o par de solventes que permitan cristalizar cada sustancia. Documente la forma de los cristales

Tabla 1. Compuestos de prueba Tabla 2. Solventes de prueba

Naftaleno Metanol Resorcinol Hexano Acido benzoico Agua Benzoato de sodio Diclorometano

Purificación de acido benzoico Coloque 1.0 g de acido benzoico impuro en un erlenmeyer de 50 ml que tenga un palillo de dientes. En una probeta mida 25 ml de agua y adicione 10 ml de agua. Caliente la mezcla suavemente hasta ebullición y continúe agregando agua en porciones de 0.5 ml hasta que se disuelva todo el sólido. Anote el volumen total de agua usado. Tenga en cuenta que la muestra puede estar contaminada con material insoluble, preste atención si cuando se adiciona el agua el sólido se disuelve o no, si este no se disuelve, detenga la adición de agua. El ácido benzoico puro es incoloro, por lo que si la solución es coloreada, enfríela un poco y agregue la punta de una microespátula de carbón activado. Caliente nuevamente la solución y ebulla por unos pocos minutos. Para ayudar a la filtración puede dejar enfriar un poco y agregar aproximadamente 0.2 g de sílica gel o celita y calentar a ebullición nuevamente. Si hay impurezas insolubles o carbón activado, filtre la solución en caliente (por gravedad utilizando un erlenmeyer de 50 ml para recibir el filtrado. Lave el erlenmeyer usando aproximadamente 1 ml de agua caliente. Si el filtrado sigue coloreado se tienen que repetir el proceso de decoloración usando carbón activado. Cubra el erlenmeyer con un vidrio reloj y deje en reposo la solución hasta que se enfría hasta temperatura ambiente y no se observe la formación de más cristales. Coloque el erlenmeyer en un baño de agua-hielo y deje en reposo por 15 minutos. Separa los cristales por filtración al vacío, lave el sólido dos veces con pequeñas porciones de agua fría y deje secar completamente el sólido en un vidrio reloj cubierto con papel filtro. Calcule el porcentaje de acido benzoico recristalizado seco que se recupero. Determine su punto de fusión del producto impuro y del producto puro. Entregue el producto en un frasco bien etiquetado.

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Parte II Recristalización de ácido benzoico a partir de una mezcla de solventes En un erlenmeyer de 25 ml coloque 1 g de ácido benzoico, adicione 2 ml de etanol 95 % y caliente la mezcla hasta que comience a ebullir. Si es necesario continúe agregando porción de de 0.5 ml de etanol hasta que todo el sólido se disuelva. Anote el volumen total de etanol usado. Tenga en cuenta que la muestra puede estar contaminada con material insoluble, preste atención si cuando se adiciona el etanol el sólido se disuelve o no, si este no se disuelve, detenga la adición de etanol. Si la solución es coloreada, trátela con carbón activado tal como se indicó anteriormente. Filtre la solución en caliente en un erlenmeyer de 25 ml y lave usando fracciones de 0.5 ml de etanol 95 % caliente. Si el filtrado permanece coloreado, repetir el procedimiento de decoloración. Caliente nuevamente la solución a ebullición y adicione, usando una pipeta Pasteur y con agitación constante, agua gota a gota hasta que la solución en ebullición se enturbie ligeramente o la solución comience a precipitar. En este punto adicione unas pocas gotas de etanol 95% para resolubilizar el sólido y obtener una solución clara. Remueva el erlenmeyer de la plancha de calentamiento y siga las mismas instrucciones dadas para la purificación de ácido benzóico. Hasta obtener el producto puro y seco. Calcule el porcentaje de acido benzoico recristalizado seco que se recupero y determine su punto de fusión. Entregue el producto en un frasco bien etiquetado. Cuestionario

Defina o describa cada uno de los siguientes términos que se aplican a la recristalización: - Solución de recristalización - Coeficiente de temperatura de un solvente - Mezcla de solventes - Filtración en caliente - Oclusión

Figura 1. Equipo para filtración en caliente.

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- Aguas madres Por que se utiliza carbón activado durante la cristalización? Si un poco de carbón activado trabaja bien removiendo las impurezas en una cristalización,

por que no utilizar una mayor cantidad? En que circunstancias es una buena decisión el usar una mezcla de solventes para llevar a

cabo una cristalización? Porque no se debe conectar el kitasato directamente a la trampa de agua durante una

filtración al vacío? Por que se utiliza filtración por gravedad y no filtración al vacío para remover impurezas

suspendidas y carbón activado de una solución en caliente? Por que se utiliza papel plegado para la filtración por gravedad? Por que se utiliza un embudo sin vástago en lugar de un embudo con vástago al filtrar por

gravedad soluciones calientes? Por que el producto final de la cristalización es aislado usando filtración al vacío y no

filtración por gravedad? Los siguientes datos de solubilidad de dos sólidos impuros se muestran a continuación:

Sólido A Sólido B

Solubilidad Solvente

Frío Caliente

Cristales formados al

enfriar MeOH Insoluble Insoluble ----- EtOAc Insoluble Soluble Muy pocos Ciclohexano Insoluble Soluble Muchos Tolueno Insoluble Soluble Muy pocos

Solubilidad Solvente

Frío Caliente

Cristales formados al enfriar

Agua Soluble ---- ----- EtOH Soluble ---- ----- Diclorometano Insoluble Insoluble ----- Éter de petróleo Insoluble Insoluble ----- Tolueno Insoluble Insoluble -----

Basado en estos resultados, que solvente o mezcla de solventes usaría parea recristalizar el sólido A y el sólido B? Explique su respuesta.

Al final de la recristalización, donde se encuentran las impurezas?

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Laboratorio de Química Orgánica I Práctica # 4 Extracción

Práctica # 4 Extracción

Objetivos

Extraer trimiristina a partir de nuez moscada utilizando reflujo. Purificar e identificar la trimiristina.

Materiales y reactivos Materiales Reactivos 2 Balón de 100 ml de una boca 5.0 g Nuez moscada 1 Plancha calefactora con agitación

magnética 40.0 ml tert-butil metil éter

2 Magneto 10.0 ml Etanol 95% 1 Refrigerante de Liebig 1 Embudo de vidrio 1 Cabeza de destilación 1 Termómetro 1 Adaptador para termómetro 1 Cola de destilación 1 Erlenmeyer de 25 ml 1 Embudo Büchner pequeño 1 Kitasato pequeño con manguera 1 Frasco de vidrio pequeño Procedimiento En un balón de una boca de 100 ml, equipado con agitación magnética, colocar 5.0 g de nuez moscada en polvo y 40 ml de tert-butil metil éter. Colocar un tapón en el extremo superior del refrigerante y colocar una aguja en el. Calentar a reflujo durante 30 minutos. Luego de esto, enfriar el balón hasta temperatura ambiente y filtre por gravedad. Recoja el filtrado en un balón de 100 ml que ha sido previamente tarado (con un magneto en su interior) y acóplelo a un equipo de destilación simple. Caliente suavemente hasta que la temperatura alcance la temperatura de ebullición del solvente. Monitoree la destilación y cuando la temperatura del destilado comience a disminuir, observe la velocidad de goteo del solvente en el frasco. Cuando ya no se observe solvente goteando en el frasco, apague el equipo. Es importante que no sobrecaliente el residuo en el balón. Permita que el sistema se enfríe hasta temperatura ambiente, desarme el equipo de destilación y pese el balón con el producto. Recristalice el producto en etanol al 95% (10.0 ml de etanol 95% por gramo de residuo), para ello, adicione la mitad de solvente al balón y caliente suavemente la mezcla para disolver el crudo. Transfiera inmediatamente la solución caliente a un erlenmeyer de 25 ml y lave el balón usando el resto del etanol. Caliente la solución hasta ebullición y permita que la solución se enfríe hasta temperatura ambiente. Coloque el erlenmeyer en un baño de agua-hielo y déjelo durante 20 minutos. Paralelamente enfriar en un tubo de ensayo unos 3 ml de etanol 95%. Filtre los cristales al vacío y lávelos con 2 ml de etanol frío. Deje secar los cristales, péselos y caracterice el producto

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Laboratorio de Química Orgánica I Práctica # 4 Extracción mediante su punto de fusión. Calcule el porcentaje de recuperación de trimiristina. Entregue su producto en un frasco bien etiquetado.

Figura 1. Equipo para reflujo

Cuestionario

Por que se utiliza tert-butil metil éter en lugar de etanol como solvente para la extracción? Por que se utiliza nuez moscada en polvo en lugar de la nuez entera? Considere la solubilidad del trimiristina, será el agua un buen solvente para usarlo en la

extracción. Indique cual de las siguientes son las razones para realizar una destilación simple en el

procedimiento (más de una respuesta puede ser correcta): - Para obtener éter puro - Para aislar los solutos no volátiles. - Para aislar una impureza volátil. - Para que los estudiantes practiquen una técnica adicional - Para remover el solvente del soluto

Una cierta planta se conoce que contienen trimiristina y tripalmatina en aproximadamente la misma cantidad. Tripalmatina, tienen un punto de fusión de 66-67°C. La extracción de estos dos compuestos usando éter dietílico, da un aceite después de remover el solvente, y este aceite es difícil de recristalizar. Explique estos resultados.

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Laboratorio de Química Orgánica I Práctica # 5 Extracción y Sublimación

Práctica # 5 Extracción y Sublimación

Objetivos

Extraer cafeína de las hojas de té mediante la técnica de extracción. Purificar la cafeína mediante sublimación.

Materiales y reactivos Materiales Reactivos 1 Kitasato de 250 ml ≈ 5 Fundas de Té 1 Dedo frío 150 ml Agua en ebullición 1 Adaptador para filtración 40 ml Diclorometano 1 Erlenmeyer de 250 ml c/s Sulfato de sodio anhidro 1 Plancha calefactora 1 Vidrio reloj 1 Embudo de vidrio 1 Embudo de separación de 200 ml 1 Vaso de precipitación de 50 ml 1 Kitasato de 250 ml 1 Espátula 1 Frasco de vidrio pequeño Procedimiento En un erlenmeyer de 250 ml que contenga 10 g de hojas de té (una funda tienen entre 2.0 -2.5 g de té) adicione 100 de agua en ebullición. Tape con un vidrio reloj y deje la mezcla en reposo durante 7 minutos. Decante el líquido en otro erlenmeyer1 y adicione 50 ml de agua en ebullición a las hojas de té. Combine el líquido con el primer extracto. Enfríe la solución hasta temperatura ambiente y extraiga tres veces con 10 ml de diclorometano. Tenga cuidado de no agitar vigorosamente el embudo ya que se puede formar una emulsión. Combine los extractos orgánicos y séquelos con sulfato de sodio anhidro. Filtre la solución en un kitasato previamente tarado. Lave el agente desecante con un poco de diclorometano y evapore hasta sequedad. No caliente demasiado para que no se descomponga la cafeína. Pese el residuo obtenido. Purifique el sólido obtenido por sublimación. Para ello, arme un equipo de sublimación como se indica en la figura 1. Coloque la muestra en el fondo del kitasato formando una capa delgada. Aplique vacío y evacue el equipo y luego permita que corra el agua por el dedo frío. Comience a calentar con cuidado y lentamente el kitasato hasta que la cafeína comience a sublimar. No caliente hasta que la cafeína funda, si esto ocurre remueva la fuente de calor, espere unos pocos segundos y comience a calentar nuevamente. Cuando toda la cafeína haya sublimado, remueva la fuente de calor, corte el flujo de agua y permita que el equipo se enfríe hasta temperatura ambiente a presión reducida. Cuando se haya enfriado, corte el vacío y restablezca la presión interna del equipo. Con mucho cuidado remueva el dedo frío y con ayuda de una espátula raspe el dedo frío para remover la

1 También puede usar filtración al vacío.

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Laboratorio de Química Orgánica I Práctica # 5 Extracción y Sublimación cafeína. Pese la cafeína obtenida y calcule el porcentaje de cafeína presente en el té. Caracterice su producto mediante el punto de fusión. Coloque el producto correctamente etiquetado y entréguelo.

Figura 1. Equipo de sublimación

Cuestionario

Defina los siguientes términos: - Fases líquidas inmiscibles - Coeficiente de partición - Adsorción - Absorción

Usando la siguiente ecuación, muestre que tres extracciones con 5 ml de un solvente dan mejor resultado para recuperar que una simple extracción con 15 ml de solvente cuando K = 0.5.

Cf = concentración final Ci = concentración inicial Vo = volumen inicial Vx = volumen de extracción

Existen tres grupos funcionales comunes en química orgánica que son fácilmente ionizables

pro ajuste del pH de una solución acuosa durante una extracción. Identifíquelos y escriba las estructuras químicas de estos grupos funcionales en su forma neutra y en su forma ionizada.

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Laboratorio de Química Orgánica I Práctica # 6 TLC y Cromatografía en Columna

Práctica # 6 TLC y Cromatografía en Columna

Objetivos

Seleccionar el mejor eluyente para analizar una mezcla mediante TLC. Separar y purificar los componentes de una mezcla mediante cromatografía en columna.

Materiales y reactivos Materiales Reactivos c/s Tubos de ensayo 7.5 g Sílica gel 1 Vaso de precipitación de 50 ml 5 mg Muestra problema1 1 Cámara cromatográfica c/s Metanol 1 Bureta de 25 ml o una columna cromatográfica c/s Etanol 1 Cámara de yodo c/s CH2Cl2 1 Lámpara UV c/s Agua 1 Capilar 1 Pipeta Pasteur con gotero c/s Algodón c/s Frascos pequeños de vidrio Procedimiento Cromatografía de Capa Fina (TLC) Disuelva una mínima cantidad de la mezcla problema en metanol y analícelo por TLC. Siembre la muestra en la placa con ayuda de un capilar y realice la cromatografía con cada uno de los siguientes eluyentes: metanol, diclorometano, etanol, etanol/agua 2:1 y metanol/diclorometano 2:1. Determine cual combinación permite una óptima resolución. Debe tener cuidado de que la zona donde aplicó la mezcla problema no quede sumergida en el eluyente. Cuando el solvente ha llegado a la marca superior de la placa, removerla de la cámara y permitir que se seque. Marque con un lápiz las zonas donde se observe alguna mancha. Si no es posible observar claramente alguna mancha, visualice la placa colocándola por un momento en una cámara que contenga unos pocos cristales de yodo, los cuales al sublimar marcarán los compuestos que no son visibles a simple vista. También se puede revelar la placa utilizando una lámpara UV, con lo que observarán las sustancias que son fluorescentes o las que son opacas frente al fondo fluorescente del indicador de la placa. Marque con un lápiz todas las manchas que observe. Determine el Rf de cada componente para cada sistema tal como se observa en la figura 1A. Pasos para realizar una Cromatografía de Capa Fina (TLC) Paso 1 Usando un lápiz, dibuje una línea en el fondo de la placa a una altura de entre 0.5 y 1 cm.

Marque un punto por cada muestra que se vaya a sembrar. Disuelva la mínima cantidad de muestra (1 mg o menos) en unas pocas gotas de un solvente que disuelva completamente la muestra.

1 Mezcla de azul de bromotimol y p-nitrofenol 1:1

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Usando un capilar, coloque con cuidado una pequeña porción de la solución en la placa. Remueva la punta del capilar de la placa antes de que el punto de solvente crezca demasiado y no más de unos pocos milímetros de diámetro. Si se necesita aplicar más muestra, deje que el punto de solvente se evapore y luego aplique más muestra exactamente en el mismo punto.

Paso 2. Coloque la placa en una cámara cromatográfica de tal manera que el punto de la muestra se

encuentre sobre el nivel del solvente. Tape la cámara y permita que el solvente suba por la placa. No mueva la cámara una vez que la placa se encuentra en su interior. Cuando el frente del solvente ha llegado casi hasta el extremo superior de la placa, remuévala y rápidamente (antes que el solvente se evapore) marque la posición del frente del solvente con un lápiz.

Paso 3. Compuestos incoloros que se separan de una mezcla pueden ser observados a menudo

revelando la placa en una cámara de vapores de yodo durante 1 o 2 minutos. Marque las manchas observadas con ayuda de un lápiz. Algunos compuestos que son coloreados se pueden observar sin necesidad de revelar con yodo. Algunas placas contienen un indicador fluorescente, por lo que las manchas de la muestra pueden ser detectadas con ayuda de una lámpara UV.

Paso 4. Se calcula el Rf de cada producto tal como se observa en la figura 1A. Los valores de los Rf

varían con el contenido de humedad del soporte sólido, por lo que el valor del Rf para un compuesto en un solvente no será siempre igual. La mejor forma de determinar si dos muestras tienen el mismo Rf, es correrlas juntas en la misma placa.

A

B

Figura 1. Placa cromatográfica (A) y columna cromatográfica (B) Cromatografía en Columna Seleccione mediante TLC el eluyente que va a utilizar para la cromatografía en columna. Prepare una columna en la bureta utilizando 7.5 g de sílica gel y el eluyente elegido. Colecte cada fracción

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Laboratorio de Química Orgánica I Práctica # 6 TLC y Cromatografía en Columna coloreada en un recipiente por separado.2 Analice cada fracción por TLC para verificar que cada una contiene solo un producto. Evapore a sequedad todas las fracciones mediante un rotavapor. Pasos para realizar una Cromatografía en Columna. Prepare una columna usando un absorbente adecuado tal como se muestra en la figura 1B. La cantidad de fase estacionaria que se necesita se determina a partir del tamaño de la muestra. Generalmente las columnas se preparan de tal manera que se tenga una relación altura - diámetro de 10:1. Empacado de la columna. Manteniendo la columna en posición vertical con ayuda de una pinza,

adicione el eluyente que va a usar hasta la mitad de la columna. Con ayuda de una varilla de vidrio o un alambre largo, introduzca una torunda pequeña de algodón en la parte inferior de la columna, teniendo precaución de que no queden burbujas de aire atrapadas. Cubra el algodón con una capa de 5-10 mm de arena blanca o sulfato de sodio anhidro. Agregue lentamente el sólido absorbente3 por la parte superior de la columna cuidando que caiga de manera uniforme en el fondo de esta. Use 25 g de absorbente por cada gramo de mezcla que se quiera separar. Unos pequeños golpes a los lados de la columna permiten obtener una columna uniforme, horizontal y sin burbujas atrapadas. Si se observan canales o muchas burbujas atrapadas, es mejor extraer el disolvente y rehacer la columna. Una vez agregado todo el adsorbente, se adiciona una capa de 5 mm de arena blanca y se elimina el exceso de eluyente cuidando que el nivel nunca sea inferior a la capa superior de arena. Es decir, nunca dejar secar la columna. Al finalizar, la columna debe quedar como la que se observa en la figura 1B.

Aplicación de la muestra. Prepare una disolución de la mezcla problema, lo más concentrada

posible y en el menor volumen posible (no más de 5 ml). Utilice el solvente menos polar en el cual el producto es soluble. Asegúrese que el nivel del solvente en la columna no se encuentre muy por arriba de la capa de arena. Utilizando una pipeta Pasteur, adicione lentamente y con cuidado la mezcla, mientras hace esto, abra la llave de la columna para permitir la salida del eluyente hasta que su nivel superior quede al ras de la capa de arena.

Elución de la columna. Para comenzar la separación, agregue más eluyente y habrá nuevamente la

llave de flujo, evitando en todo momento que la columna se seque. Eluya lentamente permitiendo que se establezca un equilibrio entre las dos fases. Si el material a separarse baja muy rápido por la columna, muy pocos ciclos de absorción elución tendrán lugar y los productos no se separarán. Por otro lado, si la muestra baja muy lento, el ensanchamiento por difusión será predominante frente a la separación. La velocidad de elución depende de la naturaleza y cantidad de la muestra, solvente y que tan difícil es la separación. La separación se considera eficiente cuando el flujo de disolvente provoca la formación de bandas fácilmente distinguibles y separadas en el tramo de la columna (si es que son visibles).

Colección de las fracciones. A medida que el solvente eluye de la columna, se colectan una serie

de fracciones usando pequeños tubos de ensayo. Mediante una colección cuidadosa de las fracciones, las bandas de productos pueden separarse a medida que eluyen de la columna.

2 Si las manchas no son coloreadas, recolectar fracciones de 5 ml y analizarlas por TLC para identificar donde esta el

producto. Combine las fracciones que contengan el mismo producto puro. 3 Si se va a utilizar un disolvente más polar que el CCl4, se recomienda formar una suspensión de sólido absorbente –

eluyente y después adicionarla a la columna, para así evitar la presencia de burbujas de aire atrapadas y que el líquido se evapore.

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Las bandas de material eluido pueden ser detectadas mediante TLC. Usted deberá tener el mismo número de fracciones que las manchas que aparecen en el TLC inicial. Para recuperar los productos puros, se debe evaporar el solvente de cada fracción mediante un rotavapor.

Cuestionario

Explique por qué TLC no es apropiado para usarse con compuestos que tienen un punto de ebullición por debajo de 150°C?

Que puede ocurrir si una mezcla contiene un componente muy sensible a condiciones ácidas y se la quiere analizar por TLC usando sílica gel como fase estacionaria?

Qué problema encontrara si el nivel del eluyente esta por encima del lugar en donde se sembró la muestra?

Una mezcla que contiene los compuestos A, B y C fueron separadas usando una columna cromatografía en fase normal, usando alúmina neutra como fase estacionaria y éter de petróleo como eluyente. Prediga el orden en el cual eluyeron los compuestos.

A B C

Al analizar una mezcla, que espera que suceda si la placa se deja olvidada en la cámara y el solvente ha alcanzado el borde de la placa?

Cuál será el resultado de aplicar demasiada muestra al momento de sembrar el compuesto a una placa del TLC?

Cuál será el aspecto de una placa del TLC si un solvente de la polaridad demasiado baja se utiliza para la elución? ¿polaridad demasiado alta?

En una placa del TLC se observó dos manchas (Rf1 = 0.25 y Rf2 = 0.26). La placa se retiró de la cámara cromatográfica, se seco cuidadosamente y se la coloco nuevamente en la cámara. ¿Qué esperaría ver después de una segunda elución?

Cuando una columna cromatográfica ha sido preparada, por qué es importante permitir que el nivel del liquido en la columna disminuya hasta el nivel de la fase solida antes de aplicar la solución de compuesto a ser separado?

Un químico comienza una columna cromatográfica un día viernes por la tarde, llega hasta el punto en el cual dos compuestos comienzan a separarse a ¾ de la columna. Regresa el día lunes y encuentra que los compuestos salen de la columna como una mezcla. Que paso? (la columna no se seco durante el fin de semana)

En una cromatografía de fase normal, cual solvente tiene más poder de elución: éter de petróleo o diclorometano? De qué forma se relaciona el poder de elución de un solvente con su polaridad?

Por que es preferible usar una llave de teflón o una llave de vidrio sin lubricante en lugar de una lubricada cuando se realiza una cromatografía en columna?

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Laboratorio de Química Orgánica I Práctica # 7 Isomerización del Ácido Maleico

Práctica # 7 Isomerización del Ácido Maleico

Objetivos

Realizar la isomerización del ácido maleico a ácido fumárico. Analizar las diferencias de los cristales y los puntos de fusión de los isómeros.

Materiales y reactivos Materiales Reactivos 2 Vasos de precipitación de 50 ml 2.5 g Anhídrido maleico 2 Tubos de ensayo medianos 1.5 ml Acido Clorhídrico concentrado 2 Tubos de ensayo pequeños c/s Agua 1 Embudo Büchner 1 Kitasato 1 Espátula 2 Frascos Procedimiento Se disuelven 2.5 g de anhídrido maleico en 5 ml de agua destilada. Se calienta hasta fundir el anhídrido maleico y se agrega un poco de agua destilada hasta que todo el ácido maleico formado se disuelva. La solución se enfría y se filtra al vacío. El sólido filtrado se seca y se determina su punto de fusión. Al filtrado añadir 1.5 ml de ácido clorhídrico y se calienta la solución suavemente hasta que de la solución empiezan a separarse los cristales de ácido fumárico. Se deja enfriar la mezcla y se filtra el sólido, se seca y se determina su punto de fusión. Analice los sólidos mediante TLC. Compare los cristales obtenidos. Coloque los productos en frascos bien etiquetados y entréguelos Cuestionario

Defina el concepto de isomería. Describa los tipos de isomería más frecuentes en química orgánica.

A que se debe la mayos solubilidad del ácido maleico en agua? El ácido clorhídrico utilizado para la isomerización es un reactivo o un catalizador? Explique por qué la ruptura de un enlace π en lugar de un enlace σ es el paso más probable

en el proceso de isomerización? Qué tipo de isómeros son el ácido maleico y el ácido fumárico? Qué resultados del

experimento justifican su respuesta? Cuál de los dos isómeros es termodinámicamente más estable? Qué resultados del

experimento justifican su respuesta?

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Laboratorio de Química Orgánica I Práctica # 8 Nitración de fenol

Práctica # 8 Nitración de Fenol

Objetivos

Preparar un compuesto nitrado mediante una reacción de sustitución electrofílica aromática Analizar una reacción mediante cromatografía en capa fina (TLC). Separar y purificar los componentes de una mezcla de reacción mediante cromatografía en

columna. Materiales y reactivos Materiales Reactivos 20 Tubos de ensayo pequeños 50 ml CH2Cl2 1 Balón de una boca 50 ml 7.5 g Sílica gel 1 Agitador magnético 240 mg Fenol 1 Magneto 1.0 g Sílica gel nitrada 1 Embudo c/s Lana de vidrio 1 Erlenmeyer de 10 ml 2 Erlenmeyers de 25 ml 1 Bureta de 1cm de diámetro 1 Pinza 1 Pipeta Pasteur 1 Capilar 1 Vaso de precipitación de 100 ml 1 Cámara cromatográfica 1 Varilla de vidrio 1 Cámara de yodo 1 Lámpara UV c/s Algodón c/s Frascos pequeños de vidrio Procedimiento En un balón de 50 ml de una boca equipado con agitación magnética, agregar 240 mg de fenol y 10 ml de diclorometano. Una vez que todo el sólido se ha disuelto, agregar 1.0 g de sílica gel nitrada. Tapar el balón y agite la mezcla de reacción a temperatura ambiente durante 5 minutos. Separe la sílica gel de la mezcla de reacción filtrando por gravedad a través de un embudo que contenga una pequeña torunda de lana de vidrio. Colecte el filtrado en un erlenmeyer de 10 ml y lave la sílica con dos porciones de 0.5 ml de diclorometano. Concentre el filtrado hasta un volumen aproximado de 1.0 ml usando una plancha calefactora en la sorbona. Utilizando cromatografía de capa fina analice la mezcla de productos. Utilice diclorometano como eluyente, sílica gel (con indicador fluorescente) como fase estacionaria y luz UV para visualizar los productos.

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Laboratorio de Química Orgánica I Práctica # 8 Nitración de fenol Purifique el producto mediante una cromatografía en columna. Empaque una bureta de 1 cm de diámetro con 7.5 g de sílica gel. Coloque la solución del crudo de reacción sobre la sílica gel utilizando una pipeta Pasteur y eluya la columna con diclorometano. Recolecte fracciones de 5 ml cada una. Analice todas las fracciones mediante TLC y junte las fracciones que tengan los mismos productos. Si el análisis por TLC muestra impurezas, purifique el producto mediante recristalización en agua o MeOH/agua. Evapore el solvente de las fracciones puras, pese los productos y calcule el rendimiento. Caracterice los productos de la reacción mediante sus puntos de fusión y entréguelos en frascos bien etiquetados. Cuestionario

Prediga el producto principal de la mononitración de los siguientes compuestos. Explique las razones para su elección.

Los pKa´s de los ácidos sulfúrico y nítrico son -3 y -1.3 respectivamente.

- Cuál es el ácido más fuerte. - Escriba una ecuación química para el equilibrio de la reacción entre estos dos ácidos. - Cuál es el Keq para la reacción entre los dos ácidos?

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Laboratorio de Química Orgánica I Práctica # 9 Síntesis de 2,4-dinitrofeniltiocianato

Práctica # 9 Síntesis de 2,4-dinitrofeniltiocianato

Objetivos

Preparar el 2,4-dinitrofeniltiocianato mediante una reacción de sustitución nucleofílica aromática

Realizar una reacción utilizando un equipo de reflujo.

Materiales y reactivos Materiales Reactivos 1 Balón de una boca 50 ml 670 mg 1-Cloro-2,4-dinitrobenceno 1 Agitador magnético 2.0 ml Tiocianato de potasio acuoso 50% 1 Magneto 8.0 ml Etanol 95% 1 Refrigerante 1 Embudo Büchner pequeño 1 Kitasato pequeño con manguera 1 Vidrio reloj 1 Espátula 1 Frascos pequeño de vidrio c/s Papel filtro c/s Capilares para punto de fusión Procedimiento En un balón de 50 ml de una boca equipado con un refrigerante para reflujo y agitación magnética, agregar 670 mg de 1-cloro-2,4-dinitrobenceno, 2.0 ml de solución acuosa de tiocianato de potasio al 50 % y 8.0 ml de etanol. Refluje durante 1 hora y permita que la solución enfríe hasta temperatura ambiente, luego de lo cual coloque en un baño de agua-hielo durante 15 minutos. Colecte los cristales mediante filtración al vacío y lávelos utilizando etanol al 95% frío. Deje secar al vacío durante unos minutos y luego a temperatura ambiente. Cuando el sólido ha secado completamente, transfiera a un recipiente previamente tarado y pese el producto. Determine el punto de fusión y entregue el producto en un frasco bien etiquetado.

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