Reconocimiento de elementos organógenos y separación de mezclas por destilación

GOBIERNO REGIONAL DE LAMBAYEQUE UNIDAD DE GESTIÓN EDUCATIVA LOCAL

CHICLAYO “AÑO DE LA DIVERSIFICACIÓN PRODUCTIVA Y DEL FORTALECIMIENTO DE LA EDUCACIÓN”

Panamericana Norte 775 – Carretera a Lambayeque – Central Telefónica 612774 http://ugelchiclayo.regionlambayeque.gob.pe Portal UGEL.CHICLAYO

M.Sc. Ing. William Escribano Siesquén

UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO

“PROMOCIÓN DEL USO DE MATERIAL DE LABORATORIO DE CIENCIAS PARA EL LOGRO DE APRENDIZAJES

SIGNIFICATIVOS DE CTA” 2015

ORGANIZADORES:

Área de Gestión Pedagógica de la Unidad de Gestión

Educativa Local Chiclayo –UGEL- Chiclayo.

PONENTE:


PARTICIPANTES:

Lic. Kathy Amalia Gonzales Cruz

COORDINADORA

DEL PROGRAMA: Rosa Esther Guzmán Larrea.

FECHA:

Chiclayo, 30 de Marzo del 2015

UNIDAD DE GESTIÓN EDUCATIVA LOCAL

CHICLAYO

FACULTAD DE INGENIERIA QUÍMICA

E INDUSTRIAS ALIMENTARIAS

http://ugelchiclayo.regionlambayeque.gob.pe/





“PROMOCIÓN DEL USO DE MATERIAL DE LABORATORIO DE CIENCIAS PARA EL

LOGRO DE APRENDIZAJES SIGNIFICATIVOS DE CTA” - 2015

ACTIVIDAD INICIAL

I. GENERALIDADES

En 1814 J.J Berzelius, dio un duro golpe a la teoría de la fuerza vital al demostrar que las leyes básicas

del cambio químico (La ley de la composición constante y la ley de las proporciones múltiples), podían aplicarse

tanto a compuestos orgánicos como a inorgánicos, 14 años después, la teoría errónea fue rebatida debido a

descubrimientos químicos casuales.

El nacimiento de la química orgánica moderna se ubica en el año de 1828. Año en el cual F. Wöhler,

profesor de química de la Universidad de Alemania de Göttingen, trataba de preparar cianato de amonio por

calentamiento de una mezcla de dos sales inorgánicas, cianato de potasio y cloruro de amonio; para su

sorpresa obtuvo cristales del compuesto orgánico conocido como: Úrea (Sustancia que los mamíferos excretan

en la orina). En 1850 la teoría de la Fuerza Vital estaba prácticamente muerta.

El elemento “C” es el único constituyente común a todos los compuestos orgánicos, otros elementos que

se encuentran con frecuencia son: Hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, azufre, fósforo y halógenos. Junto con el

Carbono los tres primeros constituyen el grupo de los elementos organógenos. El Análisis Elemental Orgánico

tiene por finalidad determinar la clase de elementos que forman la molécula de un compuesto orgánico y la

proporción en que se encuentran. Para someter a una sustancia al análisis elemental, ésta debe estar

debidamente purificada. Existen dos clases de Análisis Elemental Orgánico y son:

ANÁLISIS ELEMENTAL ORGÁNICO CUALITATIVO: Determina la clase de elementos que existen en

una sustancia orgánica.

ANÁLISIS ELEMENTAL ORGÁNICO CUANTITATIVO: Determina el porcentaje de los elementos que

forman una molécula del compuesto orgánico analizado.

La presente práctica es un análisis de tipo cualitativo. Existen pruebas empíricos basados en las

propiedades que tienen algunas sustancias al arder, el Carbono y el Nitrógeno se reconocen directamente

SESIÓN 04

RECONOCIMIENTO DE ELEMENTOS ORGANÓGENOS Y SEPARACIÓN DE MEZCLAS POR DESTILACIÓN

APRENDIZAJE ESPERADO:

Determinar de forma cualitativa la presencia de C, H, O, N

Utilizar en forma adecuada los métodos generales de laboratorio que permite reconocer los elementos que

constituyen las sustancias orgánicas.

INDICADOR:

Determina cualitativamente la presencia de elementos organógenos mediante experimentos, demostrando orden y

limpieza

Se muestran diferentes sustancias, y responden a

las siguientes preguntas:

¿Qué tipo de sustancias son?

¿Qué elementos químicos forman estos

compuestos?






quemando la sustancia que se desea analizar, otras veces son necesarias métodos indirectos que permiten

detectar a los elementos organógenos (Reconocimiento Químico).

II. MATERIALES

a) Materiales:

04 cápsulas de porcelana

04 mecheros

30 Tubos de ensayo

08 Gradillas

08 vasos de precipitación de 100 mL

08 pinzas de maderas

04 Baguetas o agitadores

06 pipetas de 10 mL

06 bombillas de succión

01 matraz kitazato

b) Reactivos:

Algodón

Cabellos

Cal sodada: CaO + NaOH

Papel tornasol

Solución HCl cc

Azúcar de caña

Agua destilada

Caseína

Albúmina de huevo

Lana

Hojas secas

Papel bond

Fenolftaleína

Goma

Bolsas

Aceite lubricante

Benceno o éter

Permanganato de potasio

Carburo de calcio

III. PROCEDIMIENTO Y RESULTADOS

EXPERIENCIA N°01: RECONOCIMIENTO DEL CARBONO Y NITRÓGENO

Se reconoce directamente quemando la sustancia. Si la sustancia no es volátil deja un residuo negruzco

constituido por carbón. Quemar la sustancia examen en una cápsula:

ESCRIBA LA REACCION:

C12H22O11 + O2 C + H2O ó CO + H2O

Azúcar de caña calor






Albúmina + O2 C + Nx O(g)

calor

Anote sus observaciones:

Cuando se calienta el azúcar de caña, ésta empieza a quemarse eliminando humo negro (CO), el cual indica

que hay una combustión incompleta. También observamos que al final queda un residuo negro el cual es el

carbono ( C ) que forma parte estructural del azúcar de caña.

Cuando calentamos la albúmina de huevo empieza a emitir humo blanco, hasta que se consume todo y luego al

final queda también un residuo negro evidenciando la presencia del carbono. También indica la presencia de

nitrógeno por el olor característico que emana a cabello quemado.

GRAFICAR LA EXPERIENCIA:

Si la sustancia a analizar es volátil el carbono se reconoce indirectamente con el auxilio de un oxidante

como el óxido de cobre negro (CuO). El carbono de la sustancia orgánica con el oxígeno del óxido de cobre

forma anhídrido carbónico fácilmente reconocible porque enturbia el agua de cal.

Presencia de carbono






EXPERIENCIA N°02: RECONOCIMIENTO DEL NITRÓGENO

Calcinando la sustancia se desprende un olor a cuernos quemados. La experiencia se puede realizar

empleando como sustancia nitrogenada la caseína o la albumina de huevo desecada, la cual se coloca en un

tubo de prueba o en cápsula de porcelana y se calcina.

Caseína + calor -------------- Olor a cuerno quemado

Como sustancia problema utilice lana, algodón, cabellos, hojas secas, papel e indique cuál de ellas contiene

Nitrógeno


La caseína al exponerse al calor elimina un olor más intenso que la albúmina, a cuerno quemado, olor

semejante al tinte de cabello, porque hay mayor presencia de sustancia nitrogenada:

Caseína + calor CO2 + N(g)

Calcinando la caseína: comprobó la presencia de Nitrógeno

Calcinando algodón:

comprobó la presencia

de carbono

Calcinando lana:

comprobó ligera

presencia de nitrógeno

y presencia de carbono

Calcinando hoja seca

de eucalipto:

comprobó ligera

presencia de C; H; O;

N.






EXPERIMENTO Nº 03: RECONOCIMIENTO INDIRECTO DE NITRÓGENO.

MÉTODO DE LA CAL SODADA

El fundamento del método es transformar el nitrógeno de la sustancia orgánica en amoniaco, mediante la

mezcla con cal sodada y calentar. (La cal sodada CaO, NaOH produce en la sustancia orgánica una demolición

molecular, transformando el N en NH3)

Sustancia Nitrogenada + Cal sodada + calor -------- NH3

La sustancia escogida puede ser albúmina desecada o caseína o úrea, se mezcla con tres veces su peso de

cal sodada sometiéndose la mezcla al calor.

OBSERVACION: Al calentar la mezcla se produce amoniaco. Los vapores de amoniaco se reconocen:

a) Por su reacción alcalina al tornasol. De color rojo vira a color azul

b) En la muestra obtenido agregar unas gotas de fenolftaleína y anota tus observaciones: Toma un

color rojo grosella.

c) Por su olor característico. Olor a cuerno quemado (presencia de amoniaco)

d) Por los humos blancos (NH4Cl) que producen al acercársele una varilla impregnada en HCl

Cal sodada Mezclando con urea

Sometiendo al calor las mezcla de cal

sodada con urea.

La muestra toma un

toma un tono rojo

grosella, al agregarle

fenoltaleína.







Nos damos cuenta de la presencia de un gas, pero para saber si se trata de una base, que según nuestra

reacción debe ser el amoniaco al poner el papel PH sobre el tubo este cambia a un color azul quedando en el

tubo CaCO3 y NaCO3 ambos de color blanco.

La lana natural contiene nitrógeno.

La lana artificial no contiene nitrógeno porque es un polímero.

El papel y el algodón y las hojas secas no tienen nitrógeno porque contienen celulosa.

El cabello si tiene Nitrógeno, porque contiene compuestos nitrogenadas

GRAFICAR LA EXPERIENCIA:

ECUACION QUIMICA:

CH4N2O + CaO + NaOH + calor NaCO3 + CaCO3 + NH3

EXPERIMENTO N° 04: IDENTIFICANDO HIDROCARBUROS

1. En 03 tubo de ensayo adicionar muestra aproximadamente 1ml de goma

2. En otros 03 tubos de ensayo, adicionar un pedazo de bolsa

3. En otros 03 tubos adicionar un ml de aceite lubricante

4. Luego a un tubo con cada una de las muestras adicionar 2ml de benceno o éter y agitar hasta

homogenizar y registrar resultados.

5. Luego a los 2do tubos con cada una de las muestras adicionar solución de KMnO4, agitar con bagueta. y

registrar resultados.

6. Finalmente al 3er tubo con cada una de las muestras adicionar agua y registrar resultados.







Nª de

Tubo SUSTANCIA 1 SUSTANCIA 2 OBSERVACIONES

1

1ml de Goma

2ml de Benceno No reacciona es una mezcla

2

KMnO4 Se mezcla, toma un color marrón.

La goma ya no pega.

3

H2O Se disuelve es una mezcla.

4

Un pedazo de bolsa

2ml de Benceno Disuelve al plástico y se convierte

en gel.

5

KMnO4 Reacciona lentamente forma dioles y

alquenos.

6

H2O No reacciona.






EXPERIENCIA N°05: OBTENCION DE ACETILENO

1. Colocar una pequeña cantidad de carburo de calcio CaC2 en un Kitasato y luego montar el equipo, según se

indique.

2. Asegúrese que la llave de descarga del embudo de reparación, este totalmente cerrado, luego agregar

unos 30 ml. de agua destilada al embudo de reparación.

3. Con la llave de descarga del embudo de reparación dejar caer gota a gota 4 a 6 gotas de agua destilada.

4. Esperar unos minutos para que el gas desprendido, desaloje el aire almacenado en el kitazato.

5. Luego adicionar 0,5 ml KMnO4 en un tubo de ensayo y llenarlo con el gas desprendido en la reacción.,

registre lo observado.

REACCIÓN:

CaC2 + 2H2O ------- C2H2 + Ca (OH)2


Al agregar agua al carburo de calcio (CaC2), produce un gas blanquecino, inflamable llamado acetileno.

CONCLUSIONES:

El acetileno es un gas inflamable que se utiliza en la soldadura autógena y para hacer madurar las frutas.

7

1ml de aceite

lubricante

2ml de Benceno Se mezcla formando una solución.

Los hidrocarburos son apolares y el

benceno es polar.

8

KMnO4 Reaccionan, forman dos fases: El

permanganato abajo y el aceite

arriba.

9

H2O No se mezclan, los

hidrocarburos son insolubles en

agua.






IV. CUESTIONARIO

1. ¿Cómo se diferencia una sustancia orgánica de una inorgánica?

Establezca 10 diferencias entre sustancias orgánicas e inorgánicas

SUSTANCIAS ORGÁNICA SUSTANCIA INORGÁNICA

Están formados mayormente por C,H,O,N Formados por todo los elementos de la tabla

periódica

Esencialmente sus enlaces son covalentes. Forman enlaces covalentes y iónicos

No se disuelven en agua Se disuelven en agua.

Tienen bajo punto de fusión Elevado punto de fusión

En estado líquido no conducen la electricidad. Los metales y los electrolitos conducen la

electricidad.

Casi todas las sustancia orgánicas son combustibles. No son combustibles

Sus reacciones químicas son lentas Sus reacciones químicas son más violentas.

Presentan el fenómeno de isomería No presentan isomería.

2. ¿Cuánto en % tiene el cuerpo humano de Carbono, Hidrógeno, Oxígeno y Nitrógeno?

Aproximadamente el cuerpo humano contiene:

- Carbono ( C ) 44%

- Oxígeno ( O ) 23%

- Nitrógeno ( N ) 15%

- Hidrógeno ( H ) 7%

3. ¿Qué hace diferente la Nitrógeno gaseoso de los demás gases como el Oxígeno y el Hidrógeno?

Que se encuentra libre en el aire y en los seres vivos solamente se encuentra formando compuestos

nitrogenados como en las proteínas.

4. ¿Qué sustancia le indica experimentalmente que tiene Carbono, Nitrógeno la muestra analizada?

La albúmina o clara de huevo y la caseína

5. ¿Con qué otras sustancias podemos identificar la presencia de los hidrocarburos?

Los hidrocarburos se pueden obtener a partir de fuentes naturales, como el petróleo, gas natural, hulla, etc.

Y mediante procesos químicos, como la electrólisis (síntesis de Kolbe)


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