GOBIERNO REGIONAL DE LAMBAYEQUE UNIDAD DE GESTIÓN EDUCATIVA LOCAL CHICLAYO

UNIVERSIDAD NACIONAL “PEDRO RUIZ GALLO” LAMBAYEQUE

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

I TALLER:

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

SIGNIFICATIVOS DE CTA” - 2015

INFORME DE PRÁCTICA DE LABORATORIO

RECONOCIMIENTO DE ELEMENTOS ORGANÓGENOS Y SEPARACIÓN DE MEZCLAS POR DESTILACIÓN

Ponente: Ing. WILLIAM ESCRIBANO SIESQUÉN

Técnico de laboratorio:

CARLOS ARMANDO BENITES MURGA Especialista UGEL Chiclayo:

Mg. ROSA ESTHER GUZMÁN LARREA Participantes:

Mg. GLORIA ELIZABETH JIMÉNEZ PÉREZ Mg. NELLY DORITA TUESTA CALDERÓN

AÑO 2015

“UNIDAD DE GESTIÓN EDUCATIVA LOCAL CHICLAYO UNIVERSIDAD NACIONAL “PEDRO RUIZ GALLO”

LAMBAYEQUE

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

Participantes: Mg. Gloria Elizabeth Jiménez Pérez Mg. Nelly Dorita Tuesta Calderón Docente Facilitador (Ponente): Ing° William Enrique Escribano Siesquen Técnico de laboratorio: Sr. Carlos Armando Benites Murga Especialista UGEL Chiclayo organizadora del Taller: Mg. Rosa Esther Guzmán Larrea INSTRUCCIÓN: Lee cuidadosamente, trabaja en forma ordenada siguiendo las indicaciones y procedimientos para la ejecución de la actividad indagatoria.

APRENDIZAJES ESPERADOS 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 MATERIALES, EQUIPOS Y REACTIVOS 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

METODOLOGÍA INDAGATORIA FOCALIZACIÓN Se muestran diferentes sustancias, y responden a las siguientes preguntas: ¿Qué tipo de sustancias son?

Son compuestos orgánicos.

GUÍA DE APRENDIZAJE: RECONOCIMIENTO DE ELEMENTOS ORGANÓGENOS Y SEPARACIÓN DE MEZCLAS POR DESTILACIÓN

¿Qué elementos químicos forman estos compuestos? Estos compuestos están formados por carbono e hidrogeno principalmente y sus combinaciones con nitrógeno, azufre entre otros.

EXPLORACIÓN

EXPERIENCIA N°01: RECONOCIMIENTO DEL CARBONO Y NITRÓGENO Experiencia 1.1. 1. Con ayuda de una cucharilla, coloca 1 a 2 cucharillas de azúcar en una cápsula. 2. Con ayuda de una pinza acerca la cápsula al calor. 3. Observa y anota lo que ocurre:

C12H22O11 + 12 02 = 12 CO2 + 11 H2O

Azúcar + Oxígeno molecular = Dióxido de carbono + agua

Combustión Completa

Al someterla al calor el azúcar o sacarosa (sustancia no volátil), ésta empieza a disolverse formando una especie de caramelo hasta tomar una coloración negruzca, lo que constituye la presencia del carbono, el agua se evapora y el dióxido es incoloro.

SOMETIÉNDO AL CALOR EL AZÚCAR, ESTA TOMA COLORACIÓN NEGRUZCA

También ocurre esta reacción

C12H22O11 + 3 02 = 6 CO + 11 H2O + 6 C

Azúcar + Oxígeno molecular = Monóxido de carbono + agua + Carbono Combustión Incompleta (Cuando no hay oxígeno suficiente para la combustión)

Experiencia 1.2. 1. Colocar en una cápsula albúmina. 2. Someterla al calor 3. Observa y anota lo que ocurre

Albúmina desecada + 02 = C + NxOy

(Es una proteína) + Oxígeno molecular = Carbono + Óxido de Nitrógeno

Al someter al calor la albúmina desecada, ésta empieza a expeler un olor fuerte a cuerno quemado, por la presencia del Nitrógeno (desnaturalización de la proteína) y también se vuelve negruzco por la presencia del carbono.

Nota: 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.

EXPERIENCIA CON LA ALBUMINA PARA RECONOCER PRESENCIA DE NITRÓGENO

EXPERIENCIA N°02: RECONOCIMIENTO DEL NITRÓGENO

1. En una cápsula coloca una porción de caseína (cáscara de huevo) y lo acercas al calor.

2. Con ayuda de pinzas coge una porción de cabello, lana artificial, lana natural, algodón, hojas secas, papel y sométela directamente al calor.

3. Después de haber sometiendo al calor, observa y anota lo que ocurre con cada una de las sustancias y luego completas el cuadro adjunto.

La caseína al ser sometida al calor desprende un olor a cuerno quemado

CASEÍNA SIENDO CALCINADA (Olor a Cuerno quemado)

CALCINANDO ALGODÓN Y CABELLO RESPECTIVAMENTE

CALCINADO HOJAS SECAS

Observación: Se recomienda utilizar el mechero, no directamente el palito de fósforo para evitar quemaduras. COMPLETANDO CUADRO:

SUSTANCIA NITRÓGENO CARBONO CASEÍNA Si tiene Si tiene CABELLO Si tiene Si tiene LANA NATURAL Si tiene Si tiene LANA ARTIFICIAL No tiene Si tiene HOJAS SECAS No tiene Si tiene ALGODÓN No tiene Si tiene PAPEL No tiene Si tiene La lana artificial no contiene Nitrógeno por ser un polímero, el algodón no contiene por ser un polisacárido, las hojas secas no contienen Nitrógeno por ser un carbohidrato

EXPERIENCIA Nº 03: RECONOCIMIENTO INDIRECTO DE NITRÓGENO. MÉTODO DE LA CAL SODADA

1. En un cápsula agrega una cantidad de urea (puede ser caseína, albúmina 2. Agrega tres veces su peso de cal sodada 3. Forma una mezcla homogénea 4. Acercarla al fuego y calienta. 5. Observa y anota lo que ocurre

Sustancia Nitrogenada (urea) + Cal sodada + calor -------- NH3

De manera que si la substancia orgánica desprende amoniaco significará que contiene nitrógeno.

Este método permite transformar el nitrógeno de la sustancia orgánica en amoniaco, mediante la mezcla con cal sodada y calentar. (La cal sodada produce en la sustancia orgánica una demolición molecular, transformando el N en NH3)

La cal sodada es una mezcla que contiene hidróxido de calcio y de sodio Ca(OH)2 NaOH es por tanto una base fuerte. Cuando la substancia orgánica que contiene nitrógeno, por ejemplo la urea, se la calcina con la cal sodada, el nitrógeno se transforma en amoniaco, el mismo, que al desprenderse puede ser comprobado por su olor típico, porque enrojece el papel filtro impregnado de fenolftaleína y por el color ladrillo que le comunica al reactivo de Nessler

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. La muestra se vuelve color ROJO GROSELLA.

c) Por su olor característico. Olor a: Orina por la presencia de amoniaco. d) Por los humos blancos (NH4Cl) que producen al acercársele una varilla impregnada

en HCl

AL AGREGAR UNAS GOTAS DE FENOLFTALEÍNA

EXPERIENCIA N° 04: IDENTIFICANDO HIDROCARBUROS

1. En 03 tubos 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. Anote sus observaciones Los polímeros reaccionan demasiado lento. Los tubos que contenían goma y bolsa no pasaron nada con el benceno. Sustancia 1 Sustancia 2 Observación

1 ml de goma

2 ml de Benceno El benceno tiene coloración incolora y es inflamable, no reacciona. Por lo tanto es una mezcla.

Solución de KMnO4

Reacciona, observándose una coloración morada. El KMnO4 es un catalizador, no interviene en la reacción pero ayuda a reaccionar. Es un cambio químico.

Agua No hay reacción. Es una mezcla o cambio físico.

Pedazo de bolsa plástica

2 ml de Benceno El benceno descompone a la bolsa y lo convierte una especie de gel.

Solución de KMnO4 Hay reacción, pero es lenta e incluso llega a formar alquenos.

Agua No hay reacción.

1 ml de aceite lubricante

2 ml de Benceno Se mezclan formando una solución. Los hidrocarburos son apolares y el benceno es polar.

Solución de KMnO4 Se observa una mezcla heterogénea, dos fases, donde el aceite se observa en la parte superior del tubo de ensayo.

Agua Se observa una mezcla heterogénea, el aceite lubricante es insolubles en agua.

TUBOS DE ENSAYO CON GOMA

TUBOS DE ENSAYO CON PEDAZOS DE BOLSA

TUBO DE ENSAYO CON ACEITE LUBRICANTE

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.

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

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

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

CARBURO DE CALCIO MOSTRANDO LA PRESENCIA DEL ACETILENO

EXPERIENCIA N° 06: DESTILACIÓN SIMPLE Y POR ARRASTRE DE VAPOR

DESTILACION SIMPLE La destilación simple es una de las operaciones de separación muy utilizada tanto en el laboratorio como en la industria. El objetivo de la destilación es la separación de un líquido volátil de una sustancia no volátil o la separación de líquidos con distintos puntos de ebullición. La destilación es el método habitualmente empleado para la separación de un líquido de sus impurezas no volátiles, y es ampliamente utilizada para recuperar disolventes y para obtener agua destilada.

ING° WILLIAN ESCRIBANO EXPLICANDO EL PROCESO DE LA DESTILACIÓN SIMPLE

DESTILACION DE CHICHA DE JORA REALIZADA EN LABORATORIO DE LA FIQUA - UNPRG

DESTILACIÓN POR ARRASTRE DE VAPOR

1. Se pica la hierba luisa en trozos pequeños de 2 cm más o menos.

2. Colocar la hierba picada en un balón de base esférica

3. En otro balón de base esférica, colocar 500 ml de agua

4. Ambos balones deben estar conectados y unidos a través de un tubo de vidrio doblado

5. El balón que contiene hierba luisa debe estar conectado a un tubo refrigerante, el que a

su vez debe conectarse a las entradas y salidas de agua (grifo)

6. Instalado el equipo se pone a hervir el agua para que los vapores de agua del primer

balón pasen al balón de hierba luisa a través del tubo de vidrio doblado

7. Los vapores al llegar a la hierba luisa, extraen los aceites y aromas de la planta y lo

llevan a través del tubo refrigerante

8. Gota a gota va cayendo por condensación hacia un Erlenmeyer que servirá de depósito

para los aceites de hierba luisa

9. El líquido aceitoso obtenido, presenta también agua por lo que se debe llevar a la pera

de decantación para separarlos. En la pera se observará que el agua se sitúa en la parte

inferior y el aceite en la parte superior

10. Una vez separados, ambos líquidos, el aceite se lleva a estufa para evaporar el agua

completamente y obtener así el aceite aromático de hierba luisa.

NOTA: La destilación por arrastre de vapor es el proceso más común para la obtención de los aceites esenciales. El vapor es forzado en un tanque de material vegetal, donde descompone y rompe las glándulas para liberar el preciado aceite. Después de un baño de agua fría (fase de enfriamiento) los aceites volátiles se recogen para ser embotellados. Este es un económico y popular método, sin embargo, se necesitan cientos o incluso miles de kilos de materia vegetal para destilar una solo kilo de aceite. Por lo tanto, el costo de algunos aceites esenciales puede variar en gran medida. La materia prima vegetal es cargada en un hidro-destilador, de manera que forme un lecho fijo compactado. Su estado puede ser molido, cortado, entero o la combinación de éstos. El vapor de agua es inyectado mediante un distribuidor interno, próximo a su base y con la presión suficiente para vencer la resistencia hidráulica del lecho.

Los Factores que influyen en la extracción por arrastre con vapor son los siguientes: Condensación interior. Se evita realizando una purga previa a los 30 minutos de iniciado el proceso y además, manteniendo el tanque bien aislado. Factor de empaquetamiento. Si el material queda muy suelto, el proceso termina muy

pronto, presentando un alto consumo energético; si queda muy apretado, el vapor se acanala disminuyendo el rendimiento del aceite, debe de estar entre el 0.15 a 0.25 % Distribución interior del vapor. Eficiencia del condensador.

Presión del vapor. Si la presión del vapor de arrastre es muy alta (máximo 6 psi), se presenta hidrólisis en el aceite disminuyendo su calidad y su rendimiento.

Tiempo de extracción. Pasado un tiempo ya no sale más aceite y el vapor posterior causa el arrastre por solubilidad ó emulsión del aceite, presentando una disminución en el rendimiento.

Tiempo de secado del material. La materia prima vegetal generan hongos que transfieren un olor terroso mohoso al aceite, debido a la formación de ácidos grasos; por esto si el material no se procesa pronto (3 días) se dispone en literas para su oreo.

OBSERVANDO EL PROCESO DE DESTILACIÓN POR ARRASTRE DE VAPOR CON HOJAS DE LA HIERBA LUISA

PRODUCTO DE LA DESTILACIÓN

REFLEXIÓN Y COMPARACIÓN INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS

Los compuestos orgánicos tienen principalmente en sus moléculas carbono e hidrogeno. Se descomponen lentamente, son combustibles, volátiles y muchos de ellos emanan

gases tóxicos para el organismo.

ELABORANDO MIS CONCLUSIONES: Las sustancias orgánicas son altamente inflamables y son muchas de ellas volátiles y

pueden emanar gases tóxicos para el organismo. Las sustancias orgánicas tienen principalmente carbono e hidrógeno en su estructura

molecular, aunque pueden estar combinados con nitrógeno, azufre, fósforo, etc. Los olores intensos cuando se queman algunos compuestos orgánicos que llevan

nitrógeno en su estructura se debe a la desnaturalización de las proteínas. El acetileno es un gas inflamable que se utiliza en la soldadura autógena y para hacer

madurar las frutas. La destilación simple es una de las operaciones de separación muy utilizada tanto en el

laboratorio como en la industria. La destilación por arrastre de vapor es el proceso más común para la obtención de los

aceites esenciales

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

(Establezca 10 diferencias entre sustancias orgánicas e inorgánicas)

SUSTANCIA ORGÁNICAS SUSTANCIAS INORGÁNICAS Las sustancias orgánicas tienen carbono en su mayoría, unidos al hidrogeno, con algunas excepciones como: CO, CO2, CO32-, HCO3-, H2CO3

No presentan C en su constitución. A

excepción de CO, CO2, CO32-, HCO3-,

H2CO3

Son compuestos combustibles, es decir pueden arder.

Se forman ordinariamente por la acción

de las fuerzas fisicoquímicas

Se producen en su mayoría artificialmente y muy poco de manera natural.

Se encuentran en la naturaleza en

forma de sales, óxidos y otros.

Por reacciones de combinación, hidrólisis y polimerización entre otras, dan lugar a estructuras más complicadas y variadas.

La energía solar, el oxígeno, el agua y el

silicio han sido los principales agentes

en la formación de estas sustancias.

Se forman naturalmente en los vegetales y

animales.

Se hallan libremente en la naturaleza.

Tienen poca o nula conductividad Tienen buena conductibilidad en su

mayoría

Tienen enlaces covalentes Presentan enlace iónico o covalente.

Los isómeros de los compuestos orgánicos, difieren en sus propiedades físicas y químicas.

No presentan isomería, una sola

fórmula corresponde a un solo

compuesto químico.

Son insolubles en el agua en su mayoría. En su mayoría son solubles. Presentan uniones de carbono formando largas cadenas y Sus cadenas carbonadas

No forman cadenas, con excepción de los silicatos.

están unidas por enlaces covalentes.

El número de compuestos orgánicos es muy grande.

El número de compuestos inorgánicos

es pequeño.

Tienen bajo punto de fusión Elevado punto de fusión 2. ¿Cuánto en % tiene el cuerpo humano de Carbono, Hidrógeno, Oxígeno y

Nitrógeno? El cuerpo humano tiene: Carbono en un 19,37% Hidrógeno en un 9,31 % Oxígeno en un 62,81 % Nitrógeno en un 5,14 % Menos del 4% está constituido por Calcio (2%) y otros elementos como P, S, K, Na, etc.

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

Hidrógeno? El nitrógeno gaseoso se encuentra en el aire al igual que otros gases como el oxígeno y el hidrógeno, pero lo que hace diferente a ellos es que el nitrógeno es poco reactivo en comparación a ellos.

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

muestra analizada? Cuando se quema una sustancia orgánica, queda un residuo negruzco, que indica la presencia de carbono, y la percepción de un olor característico a cuerno quemado, indicador de la presencia de Nitrógeno. Así por ejemplo la muestra que tiene carbono y nitrógeno es la albumina del huevo y también la caseína y el cabello o lana natural.

5. ¿Con qué otras sustancias podemos identificar la presencia de los hidrocarburos? Utilizaría el gas de los encendedores para identificar butano, petróleo, etc.

MI EQUIPO DE TRABAJO