UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA FACULTAD DE CIENCIAS MÉDICAS, CUM UNIDAD DIDÁCTICA DE QUIMICA, PRIMER AÑO PRÁCTICAS DE LABORATORIO 2013 SEMANA 16

PROPIEDADES GENERALES DE LOS COMPUESTOS ORGANICOS Elaborado por: Licda. Evelyn Rodas Pernillo de Soto

1. INTRODUCCIÓN La Química Orgánica o Química del carbono es la rama de la química que estudia una clase numerosa de moléculas que contienen carbono formando enlaces covalentes carbono-carbono o carbono-hidrógeno y otros heteroátomos, también conocidos como compuestos orgánicos. La clasificación de los compuestos orgánicos puede realizarse de diversas maneras, atendiendo a su origen (natural o sintético), a su estructura (alifático o aromático), a su funcionalidad (alcoholes o cetonas), o a su peso molecular (monómeros o polímeros). Los grupos funcionales: • Son un rasgo característico de las moléculas orgánicas que se comportan de una forma predecible. • Están integrados por un átomo o un grupo de átomos. • Son grupos que sustituyen a un átomo de hidrógeno en el alcano correspondiente. • Sirven para clasificar familias de compuestos orgánicos. El carbono forma enlaces covalentes que confieren a los compuestos orgánicos las siguientes características: a) Solubles en solventes apolares e insolubles en agua b) Densidad menor que la del agua (1g/ml) c) Bajos puntos de fusión y ebullición d) Inflamables e) No conducen la electricidad f) Existen en los tres estados físicos a temperatura ambiente En la presente práctica de laboratorio se determinarán las características de los compuestos orgánicos solubilidad, densidad, punto de fusión, inflamabilidad, combustión y conductividad eléctrica.

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2. OBJETIVOS 1. Comparar la solubilidad de compuestos orgánicos e inorgánicos, frente a un solvente polar y uno no polar. 2. Comparar la densidad de los hidrocarburos (compuesto orgánico) en relación a la del agua (compuesto inorgánico y solvente polar). 3. Determinar la densidad de un compuesto orgánico relacionando su masa y volumen, utilizando instrumentos volumétricos y de medición de masa. 4. Comparar el punto de fusión de compuestos orgánicos y un compuesto inorgánico. 5. Comparar la inflamabilidad de compuestos orgánicos. 6. Comparar la conductividad eléctrica en un compuesto orgánico e inorgánico. MATERIALES (EQUIPO Y REACTIVOS) 1. 2. 3. 4. 5. 6.

Gradilla para tubos de ensayo Balanza Mechero de alcohol Piseta con agua Espátulas de madera Aparatos para medir conductividad eléctrica 7. Gasolina o alcano 8. Parafina rallada 9. Tetracloruro de Carbono (CCl4) 10. Solución de yodo

Material aportado por los estudiantes:  Kit de laboratorio  Un sobre de sulfato de sodio (Na2SO4) se compra en cualquier farmacia.  Cloruro de sodio (sal de mesa) una cucharada  Alcohol al 70% (frasco pequeño de alcohol, se compra en cualquier farmacia.  Aceite vegetal de cocinar (10 ml=2 cucharadas)  Fósforos  2 frascos de compota con tapadera (LOS DEBE

DEJAR EN EL LABORATORIO PARA PRÓXIMOS USOS).

 2 cucharitas de metal (las que utiliza en su casa para endulzar)  1 guante enguatado de cocina para evitar quemaduras por calor (el que se utiliza para agarrar utensilios calientes)

3.

PROCEDIMIENTO

1. SOLUBILIDAD: Los compuestos orgánicos cumplen con la regla general que determina la solubilidad, lo similar se disuelve en lo similar. Los compuestos polares se disuelven en solventes polares y los compuestos no polares se disuelven en solventes no polares. En esta práctica se probará la solubilidad de compuestos orgánicos con solvente polar y apolar, y se determinará la solubilidad de la siguiente manera:  Soluble: si presenta una sola fase homogénea (es decir sin no se forman 2 fases), sin presencia de partículas o cristales.  Insoluble: si hay presencia de fases separadas, consistencia aceitosa o presencia de cristales, no es soluble.

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2.1. Solubilidad en Agua y Tetracloruro de Carbono: En una gradilla colocar dos tubos de ensayos limpios, secos e identificarlos Tubo No.1 y Tubo No.2. Realizar en forma simultánea en los dos tubos, lo siguiente:

Colocar 3 ml de H2O (solvente polar) Tubo No.1 NOTA: No descarte este tubo, lo utilizará para el procedimien to 2.1 de DENSIDAD

Tubo No. 2

Colocar 3 ml de Tetracloruro de Carbono (CCl4) (solvente apolar)

OBSERVACIONES Una o Dos fases

Soluble, Insoluble en H2O o solubles entre sí

OBSERVACIONES Una o Dos fases

Soluble o Insoluble en Cloroformo o Solubles entre sí

Agregar 1 ml de gasolina, agitar y observar En el mismo tubo agregar 10 gotas de aceite, agitar y observar en que capa se disuelve En el mismo tubo agregar una pizca de parafina rallada agitar y observar en que capa se disuelve En el mismo tubo agregar una pizca de sal, agitar y observar y observar en que capa se disuelve

Agregar 1 ml de gasolina Agitar y observar En el mismo tubo agregar 10 gotas de aceite, agitar y observar En el mismo tubo agregar una pizca de parafina rallada agitar y observar En el mismo tubo agregar una pizca de sal agitar y observar

2. DENSIDAD: Es la relación de la masa de la sustancia con su volumen. Se expresa en g/mL para líquidos, g/cm3 para sólidos y g/L para gases. Se determinará la densidad de una manera aproximada utilizando instrumentos volumétricos y de medición de peso. Otra forma práctica como se determinará la densidad de compuestos orgánicos líquidos es comparativamente con el agua (1 g/mL), ya que por tener una densidad menor de 1g/mL, flotarán. Nota: no debe confundir solubilidad con densidad

2.1. Determinación comparativa de la densidad de compuestos orgánicos con la del agua (1g/mL) Utilizar el tubo No. 1 de solubilidad de la prueba anterior. Identificar la ubicación del H2O y comparar la densidad de los compuestos orgánicos, gasolina, aceite y parafina. Identificar si es mayor –abajo del agua- o menor –arriba del aguaDensidad comparativa de los compuestos orgánicos y agua________________

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2.2. Determinación de la densidad del aceite midiendo su peso (masa) y volumen a. b. c. d. e.

Pesar (en gramos) en la balanza la probeta limpia (peso # 1) Agregar 5 ml de aceite Pesar nuevamente (peso # 2) Restar el peso #2 - #1 = masa de los 5 ml de aceite. Aplicar la fórmula de Densidad = masa / volumen

Densidad del aceite: _______________ 3. PUNTO DE FUSIÓN: El punto de fusión de una sustancia sólida, es la temperatura a la cual la fase sólida y la fase líquida se encuentran en equilibrio. En esta práctica se observará la facilidad con que se funde un compuesto orgánico.

3.1. Punto de fusión comparativo entre compuesto orgánico e inorgánico: En las dos cucharitas identificadas No.1 y No. 2, coloque lo siguiente con la espátula de madera: a. Cucharita No. 1: Colocar en el centro una pizca de parafina rallada b. Cucharita No. 2: Colocar una pizca de Na2SO4 c. Encender el mechero de alcohol d. Colocarse el guante de cocina para no quemarse al poner a calentar las cucharas e. Calentar la No.1: tomando el tiempo que tarda la parafina en fundirse f. Calentar la No.2: por un tiempo igual que el anterior y anotar Cuchara

1 2

Observación del estado físico después del calentamiento

Punto de fusión comparativo mayor / menor

Parafina

Na2SO4

4. INFLAMABILIDAD Y COMBUSTIÓN: Un material inflamable participa en lo que es un proceso físico-químico denominado combustión que es una reacción química de oxidación, en la cual generalmente se desprende una gran cantidad de energía, en forma de calor y luz, manifestándose visualmente como fuego. En toda combustión existe un elemento que arde (combustible) y otro que produce la combustión (comburente), generalmente oxígeno en forma de O2 gaseoso y formando productos como CO2, CO, C, H2O de acuerdo a la cantidad de O2 disponible. En esta práctica se observará la inflamabilidad y las manifestaciones de la combustión. Los compuestos orgánicos se encienden ó combustionan y desprenden llamas. Para que una combustión se la máxima la llama tiene que ser azulada y luminosa, esto indica, mucho aporte de oxígeno, entonces los compuestos orgánicos se combinan con el oxígeno y se convierte en CO2 y H2O. Los dos son gases y escapan a la atmósfera. Una combustión pobre, tiene una llama con forma vacilante, es de color rojizo (menor temperatura) y más oscura porque contiene muchas partículas de hollín, y produce humos que manchan. El hollín son partículas de carbono que no se quemaron y no pasaron a gas en forma de CO y CO2.

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Utilizar dos azulejos no vecinos de la mesa de trabajo o su vidrio de reloj Identifiquelos 1 y 2, colocar en el centro del azulejo o del vidrio de reloj lo siguiente: Vidrio de reloj

1

2

Agregar tres gotas de

Gasolina

Alcohol

Encender un fosforo y acercar la llama al compuesto en el papel aluminio

Observar Color de la llama

Desprende humo Si / No

Se observa residuo carbonoso en el vidrio de reloj Si / No

*

Combustión completa / incompleta

¡Precaución con la llama!

*Combustión completa generalmente produce llama azul y no deja residuo carbonoso Combustión incompleta produce llama amarilla y desprende humo.

5. CONDUCTIVIDAD ELECTRICA: Los enlaces covalentes presentes en los compuestos orgánicos los hace no conductores de la electricidad. En esta práctica se comprobará utilizando el aparato de conductividad eléctrica, al encenderse la bombilla se comprueba que conduce la electricidad.

Identificar dos frascos de compota No.1 y No. 2: a. Frasco No.1: Llenar a la mitad con alcohol b. Frasco No.2: Llenar a la mitad con agua, agregar y disolver 1/2 cucharadita de sulfato de sodio (Na2SO4) c. Introducir las terminales del aparato para medir conductividad eléctrica dentro del frasco No.1, observar y anotar d. Limpiar las terminales e. Repetir el procedimiento c, observar y anotar CONDUCE ELECTRICIDAD SI / NO

Frasco de compota

1 2

6.

Alcohol Solución de Na2SO4

CUESTIONARIO a. Complete el siguiente cuadro con una X según los resultados obtenidos en la solubilidad de la presente práctica: Compuesto Polar

Apolar

Agua Tetracloruro de carbono Gasolina Aceite Parafina Sal

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b. Algunos instrumentos para medir la densidad son el picnómetro y el densímetro, haga una breve descripción y elabore un dibujo o coloque una imagen de cada uno de ellos:

c. Haga un listado de 5 compuestos orgánicos e indique su punto de fusión.

d. Investigue cuál es Na2SO4___________

el

punto de fusión teórico de ¿Porqué no se fundió el Na2SO4?

la

parafina__________

y

el

e. Explique porque el alcohol no conduce la electricidad:

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