Laboratorio # 7

HIDRÓLISIS DE AMIDAS

Objetivos:

·        Comprobar las características físicas y químicas de los productos formados en la reacción ácida y alcalina de las amidas.

·        Demostrar el uso de la urea y acetanilida en la reacción con hidróxido de sodio.

·        Determinar el uso del ácido clorhídrico  en la hidrólisis de una amida.

INTRODUCCIÓN

Las amidas pueden considerarse como derivados acilados del amoníaco y de las aminas. La sustitución del grupo hidroxilo del carboxilo por el grupo amino, - NH2, el grupo – NHR o el grupo – NR2 da lugar a una amina primaria, secundaria o terciaria, respectivamente, y cuyas fórmulas estructuras son las siguientes:

El grupo funcional de las aminas es, por lo tanto, el enlace carbonílico carbono – nitrógeno, que también se conoce como enlace amida. A las amidas se les da nombre como derivados de los ácidos orgánicos.

PROPIEDADES FISICAS DE LAS AMIDAS

Salvo la formamida, que es líquida, todas las amidas primarias son sólidas. Casi todas las amidas son incoloras e inodoras. Los miembros inferiores de la serie son solubles en agua y Amidas en alcohol, la solubilidad en agua disminuye conforme aumenta la masa molecular

PROPIEDADES QUIMICAS DE LAS AMIDAS

Basicidad

Las amidas son solo muy débilmente básicas, debido a la interacción mesómera entre el doble enlace carbonílico y el par de electrones del átomo de nitrógeno.

Hidrólisis ácida de las amidas

La hidrólisis ácida de las amidas primarias produce ácido orgánico libre y una sal de amonio. Las amidas secundarias y terciarias producen el correspondiente ácido y una sal de amonio cuaternario.

Hidrólisis básica de las amidas

La hidrólisis básica de las amidas produce una sal de ácido orgánico y amoníaco o aminas, según el tipo de amida.

Amidas importantes

El acetaminofen es alternativa eficaz de la aspirina por sus propiedades analgésica y antipirética y su poca toxicidad. En sobredosis aguda, el acetaminofen puede producir necrosis hepática renal.

La urea, de acuerdo a su fórmula estructural, NH2-CO-NH2, es la diamida del ácido carbónico. Es un polvo cristalino amarillo, con sabor ligeramente amargo, muy soluble en agua, soluble en etanol, pero insoluble en solventes no hidroxílicos como el benceno, éter o cloroformo. La urea es uno de los productos terminales más importantes del metabolismo del nitrógeno en los animales y se encuentra en la orina humana en cantidades relativamente grandes.

MATERIALES Y REACTIVOS:

·        Tubos de ensayo

·        Plancha

·        Policial

·        Balanza

·        Vasos químicos

·        NaOH: Muy corrosivo, provoca quemaduras graves, puede causar daños oculares permanentes.

·        HCl: irritante, corrosivo para la piel, ojos y mucosas.

·        Acetanilida: La inhalación  de polvos o vapores puede causar irritación en las vías respiratorias. Puede causar erupciones en la piel.

·        Urea: Puede causar irritación a los ojos y piel. La inhalación repetida o prolongada de polvo puede conducir a una irritación respiratoria.

DISEÑO EXPERIMENTAL:

Laboratorio # 6

CROMATOGRAFÍA

   OBJETIVOS

• Conocer e interpretar la técnica de separación de cromatografía en papel.
• Calcular el Rf para cada una de las sustancias separadas.

La cromatografía es una técnica que permite separar los componentes de una mezcla. La cromatografía en papel es un proceso muy utilizado en los laboratorios para realizar análisis cualitativos

Esta separación se logra utilizando un sistema bifásico: fase estacionaria donde se retienen los compuestos a separar y fase móvil que desplaza de forma diferencial los compuestos a través de la fase estacionaria. Dependiendo de la naturaleza de las fases, se pueden distinguir distintos tipos de cromatografía:

· Cromatografía sólido-líquido: la fase estacionaria es un sólido y la móvil un líquido.

·         Cromatografía líquido-líquido: ambas fases son líquidos y en la estacionaria el líquido se ancla a un soporte sólido.

·         Cromatografía líquido-gas: la fase estacionaria es un líquido no volátil sobre soporte sólido y la fase móvil un gas.

·         Cromatografía sólido-gas: la fase estacionaria es un sólido y la móvil un gas. La mezcla a separar se deposita sobre la fase estacionaria y la fase móvil atraviesa el sistema desplazando los componentes de la mezcla a distintas velocidades que dependen de la afinidad de los mismos por cada una de las fases. Se denomina elución a la migración de los componentes de la mezcla a lo largo de la fase estacionaria impulsados por la móvil.

 Se conoce como Rf (rate factor) la relación entre las distancias recorridas por un compuesto y por el disolvente desde el origen del cromatograma.

Cada compuesto en unas condiciones cromatográficas determinadas: adsorbente, disolvente, temperatura, etc, tiene un valor constante y característico de Rf. Sin embargo, solo se pueden establecer comparaciones entre los Rf de dos compuestos cuando los dos se eluyan juntos en la misma placa. La distancia recorrida por el compuesto se mide desde el centro de la mancha.

MATERIALES Y REACTIVOS:

• Frascos
• tiras de papel
• micropipeta
• lápiz y regla
• glucosa: es un monosacárido con fórmula molecular C6H12O6, la misma que la fructosa pero con diferente posición relativa de los grupos -OH y O=. Es una hexosa, es decir, que contiene 6 átomos de carbono, y es una aldosa, esto es, el grupo carbonilo está en el extremo de la molécula. Es una forma de azúcar que se encuentra libre en las frutas y en la miel. Su rendimiento energético es de 3,75 kilocalorías por cada gramo en condiciones estándar.
• Sacarosa: La sacarosa o azúcar común es un disacárido formado por alfa-glucopiranosa y beta-fructofuranosa. Su nombre químico es: beta-D-fructofuranosil-(2->1)-alfa-D-glucopiranósido. Su fórmula química es:(C12H22O11). Es un disacárido que no tiene poder reductor sobre el reactivo de Fehling y el reactivo de Tollens. El azúcar de mesa es el edulcorante más utilizado para endulzar los alimentos y suele ser sacarosa. En la naturaleza se encuentra en un 20% del peso en la caña de azúcar y en un 15% del peso de la remolacha azucarera, de la que se obtiene el azúcar de mesa. La miel también es un fluido que contiene gran cantidad de sacarosa parcialmente hidrolizada.

DISEÑO EXPERIMENTAL

SÍNTESIS DE LA ASPIRINA

OBJETIVOS:

• Obtener ácido acetilsalicìlico a partir de la reacción entre el ácido ortohidroxibenzoico y el anhídrido acético utilizando ácido fosfórico como catalizador.
• Observar la formación de un éster a partir de un ácido carboxílico y un alcohol mediante la (esterificación de Fischer).

INTRODUCCIÓN:

La aspirina es el fármaco que más se ha empleado en la sociedad moderna. El nombre de aspirina deriva de su estructura, ácido acetilsalicílico. Antiguamente al ácido salicílico se le conocía como ácido spiraerico (de la Spiraea ulmaria) y por lo tanto la aspirina era el ácido acetilespiraerico, de donde derivó su nombre. La aspirina es, aún actualmente, uno de los medicamentos de mayor uso y consumo mundial por su conocida acción analgésica, antipirética y antiinflamatoria sobre el organismo.La aspirina, actúa inhibiendo la biosíntesis de prostaglandinas, compuestos que inducen el dolor, la inflamación y la fiebre. Asimismo, la aspirina pose un moderado efecto anticoagulante derivado de la inhibición que ejerce en la biosíntesis del tromboxano, un agregador plaquetario, y que ha llevado a su utilización en la prevención del infarto de miocardio y de ataques al corazón por formación de trombos.
El producto de partida para la fabricación de la aspirina es el ácido salicílico que, a su vez, se prepara como sal sódica por tratamiento del fenóxido sódico con dióxido de carbono a unas 5 atm de presión y a una temperatura de 125ºC (síntesis de Kolbe).
El ácido acetilsalicílico se prepara fácilmente en el laboratorio por esterificación del grupo hidroxilo del ácido salicílico (ácido 2-hidroxibenzoico).La formación de un éster a partir de un ácido carboxílico y un alcohol (esterificación de Fischer) es un proceso que sólo se produce si se utiliza como catalizador un ácido fuerte: ácido orto-fosfórico, ácido sulfúrico, etc.

                  
Es una reacción de equilibrio que puede evolucionar en ambas direcciones dependiendo de las condiciones empleadas.
Los estudios realizados para conocer el mecanismo de esta reacción , han puesto de manifiesto que el –OH del ácido (del grupo –COOH) y el –H del alcohol (del grupo –OH) son los que forman la molécula de H2O.
                 

MATERIALES:

• Matraz de 125 ml
• goteros
• condensador
• vaso químico de 150 ml
• papel filtro
• balanza
• plancha

REACTIVOS:

• Ácido salicílico: Difícilmente combustible. Riesgo de explosión del polvo, en caso de incendio posible formación de gases de combustión o vapores peligrosos.

• Anhídrido acético: Puede causar tos, dificultad respiratoria, jadeo y
  

  Inhalación

  dolor de garganta (síntomas no inmediatos)

  Ingestión

  quemazón, dolor abdominal y colapso.

  Contacto con la piel

  en la piel y ampollas (los efectos pueden

  retrasarse).

  Contacto con los ojos

  graves.Puede causar enrojecimiento, dolor y quemadurasPuede producir enrojecimiento, dolor, quemadurasPuede provocar dolor de garganta, sensación de

• Ácido fosfórico:   

§         Descomposiciones peligrosas: Fosfinas, óxidos de fósforo e hidrógeno gaseoso

§         Polimerizaciones peligrosas: No ocurren.

§         Incompatibilidades: Bases, formando sales de fosfatos. Libera el explosivo hidrógeno gaseoso al reaccionar con cloruros y acero inoxidable. Reacciona violentamente con tetrahidroborato. Reacciona exotérmicamente con aldehídos, aminas, amidas, alcoholes, glicoles, ésteres, cáusticos, fenoles y cresoles, quetonas, fosfatos orgánicos, epóxidos, materiales combustibles, haluros insaturados y peróxidos orgánicos. Forma gases inflamables con los sulfuros, cianuros y aldehídos. Forma humos tóxicos con los cianuros, sulfuros, cloruros, peróxidos orgánicos, halogenuros orgánicos.

 



DISEÑO EXPERIMENTAL:

Isomería Cis-trans

Conversión del Ácido Maléico en Ácido Fumárico

Objetivos:

• Comprobar la existencia de los isómeros geométricos mediante la obtención del ácido maleico (configuración cis) para transformar posteriormente parte de él en ácido fumárico (configuración trans), mediante la adición de HCI.

• Realizar pruebas físicas y químicas para confirmar la obtención de dichos isómeros.

Introducción

El anhídrido maleico, se hidroliza fácilmente dando el ácido maleico, que también tiene la configuración cis (Z) y es bastante soluble en agua y de bajo punto de fusión. Por acción del HCI dicho ácido se puede isomerizar a ácido

fumárico, su isómero geométrico trans (E), que es muy insoluble y de punto de fusión elevado.

Se supone que la isomerización ocurre a través de la adición 1,4 del cloruro de hidrógeno al sistema conjugado, formando un intermediario transitorio carente de doble enlace que explica la rotación de los enlaces de carbono, formándose la estructura trans (E), más estable, con eliminación del ácido clorhídrico.

Reacción

Anhídrido maleico a  Ácido maleico  a Ácido fumárico

MATERIALES Y REACTIVOS

MATERIALES:

• Tubos de ensayo
• goteros
• vasos quìmicos
• balanza
• capilares
• papel filtro

REACTIVOS:

• Anhídrido maleico: es inflamable y conlleva un peligro moderado de incendio. Su toxicidad es comparativamente baja en relación con otros anhídridos ácidos industriales, pero actúa como irritante de la piel, los ojos y el tracto respiratorio superior. Puesto que el anhídrido ftálico no tiene efecto alguno sobre la piel seca, pero produce quemaduras en la piel húmeda, es probable que el producto realmente irritante sea el ácido ftálico que se forma en contacto con el agua. 

• Acido clorhídrico: Inhalación: La inhalación de vapores causa tos, ahogamiento, inflamación de la nariz, garganta y tracto respiratorio superior, en casos severos, edema pulmonar, paro circulatorio y muerte. Ingestión: La ingestión del ácido puede causar inmediato dolor y quemaduras en la boca, garganta, esófago y tracto gastrointestinal. Puede causar nausea, vómitos y diarrea. Beberlo puede ser fatal. Contacto con la piel: Al contacto con la piel, produce quemaduras, irritación y coloración roja.

• Permanganato de potasio: Riesgos de fuego y explosión:  Es un compuesto no inflamable. Sin embargo los recipientes que lo contienen pueden explotar al calentarse y genera fuego y explosión al entrar en contacto con materiales combustibles.

DISEÑO EXPERIMENTAL:

PROPIEDADES FÍSICAS Y QUÍMICAS DE LOS ÁCIDOS CARBOXÍLICOS

(R – C – OH)

II

O

OBJETIVOS

·        Observar mediante las experiencias en laboratorio las propiedades químicas de los ácidos carboxílicos.

·        Obtener e identificar a los ácidos carboxílicos.

·        Aprender a reconocer al ácido esteárico, oxálico, fórmico, acético,  salicílico y benzoico mediante las experiencias en laboratorio.

 

INTRODUCCIÓN

PROPIEDADES FISICAS DE LOS ÁCIDOS CARBOXILICOS

Sus estructuras hacen suponer que los ácidos carboxílicos sean moléculas polares y , tal como los alcoholes, pueden formar puentes de hidrógeno entre sí y con otros tipos de moléculas. Los ácidos carboxílicos se comportan en forma similar a los alcoholes en cuanto a sus solubilidades : los primeros cuatro son miscibles con agua, el ácido de cinco carbonos es parcialmente soluble y los superiores son virtualmente insolubles. La solubilidad en agua se debe a los puentes de hidrógeno entre el ácido carboxílico y el agua. El ácido aromático más simple, el benzoico, contiene demasiados átomos de carbono como para tener una solubilidad apreciable en agua.

Los ácidos carboxílicos son solubles en solventes menos polares, tales como éter, alcohol, benceno, etc. Los ácidos carboxílicos hierven a temperaturas aún más altas que los alcoholes

Los olores de los ácidos alifáticos inferiores progresan desde los fuertes e irritantes del fórmico y del acético hasta los abiertamente desagradables del butírico, valeriánico y caproico; los ácidos superiores tienen muy poco olor debido a sus bajas volatilidades.

Las sales de los ácidos carboxílicos son sólidos cristalinos no volátiles constituidos por iones positivos y negativos y sus propiedades son las que corresponden a tales estructuras.

Las sales de sodio y potasio de la mayoría de los ácidos carboxílicos son fácilmente solubles en agua. Es el caso de ácidos carboxílicos de cadena larga. Estas sales son los principales ingredientes del jabón.

PROPIEDADES QUIMICAS DE LOS ÁCIDOS CARBOXÍLICOS

Desde el punto de vista químico los ácidos carboxílicos reaccionan rápidamente con soluciones acuosas de hidróxido de sodio y bicarbonato de sodio formando sales de sodio solubles, y por lo tanto, para distinguir los ácidos carboxílicos insolubles en agua de los fenoles y alcoholes insolubles en agua pueden utilizarse pruebas de solubilidad y la insolubilidad de los últimos en base acuosa. Los ácidos carboxílicos insolubles en agua se disolverán en hidróxido de sodio acuoso o en bicarbonato de sodio acuoso. Una vez lograda la separación, podemos regenerar el ácido por acidulación de la solución acuosa.

Los fenoles insolubles en agua se disuelven en hidróxido de sodio acuoso pero, a excepción de los nitrofenoles, no se disuelven en bicarbonato de sodio acuoso. El grupo nitro es un aceptor de electrones, que desactiva al anillo aromático hacia la reacción con los electrófilos y es un meta director. Por lo tanto, el grupo nitro en el ácido p-nitrobenzoico debe aumentar la acidez del compuesto arriba de la del benzoico. Los valores Ka del ácido benzoico y del p-nitrobenzoico son, 6.4 x 10-5 y 3.8 x 10-4.

MATERIALES Y REACTIVOS

·         Gradilla

·         5 tubos de ensayo

·         Mechero

·         Tubo de desprendimiento lateral

·         Pinza para tubo de ensayo

REACTIVOS

·         Ácido fórmico: Inhalación: Irritación de la nariz, ojos, garganta, tos, flujo nasal, lagrimeo y dificultad Respiratoria. La exposiciones prolongada puede causar edema pulmonar,  Shock y muerte por fallo respiratorio. Los síntomas pueden ser retardos.

·         Ácido acéticoInhalación: La inhalación de vapores concentrados puede causar serios daños a la nariz, garganta y pulmones. Las dificultades para respirar pueden hacerse presentes. Ingestión: La ingestión del ácido puede causar severas heridas y la muerte.

·         Ácido oxálico: Peligros para las personas:  el ácido oxálico es un producto nocivo en contacto con la piel y por Ingestión.

·         Ácido esteárico: prácticamente es un material no tóxico. inhalación: puede causar la irritación de la zona respiratoria superior.

·         Ácido sulfúrico  : lìquido altamente corrosivo, en concentraciones bajas puede producir quemaduras. 

·         Etanol: irritante al tracto digestivo y peligroso para el sistema nervioso central.

·         Solución de CuSO4 al 1%: irritante en contacto prolongado con la piel.

·         Solución diluida de NaOH: higroscopico, altamente corrosivo .

DISEÑO EXPERIMENTAL

ESTERIFICACIÓN SINTESIS DE SALICILATO DE METILO

ESTERIFICACIÓN SINTESIS DE SALICILATO DE METILO

Objetivos.

ü  Realizar la síntesis de salicilato de metilo por reacción de esterificación.

ü  Realizar la purificación y caracterización de un líquido orgánico por destilación a presión reducida.

ü Obtener el salicilato de metilo a partir de la esterificación del ácido salicílico.

.

INTRODUCCIÓN

El salicilato de metilo fue aislado por primera vez por extracción de la Gaultheria procumbens, por lo que se le conoce tradicionalmente como aceite de gaulteria. Debido a sus propiedades analgésicas y antiinflamatorias, se emplea fundamentalmente en diversos linimentos y pomadas de uso tópico.

La preparación de salicilato de metilo se llevará a cabo mediante una esterificación de Fischer del ácido salicílico con metanol, catalizada por ácido sulfúrico. En estas condiciones, la reacción supone un proceso reversible, en el que la posición de equilibrio no es favorable a la formación del éster. Para desplazar el equilibrio en la dirección deseada, un procedimiento muy habitual consiste en eliminar el agua formada por destilación azeotrópica utilizando un Dean- Stark, llevando a cabo la reacción en presencia de un ligero exceso de alcohol. De esta forma, pueden conseguirse elevados rendimientos partiendo de reactivos baratos y asequibles como son los ácidos carboxílicos y alcoholes.

Materiales y reactivos

ü  tubos de ensayo

ü  goteros

ü  plancha

ü  vaso de precipitados

Reactivos 

Acido salicílico: la inhalación del polvo puede causar irritación de las vías respiratorias por su naturaleza ácida.
Puede irritar la piel en personas sensibles a la sustancia
En ensayos con animales se ha detectado que irrita los ojos.

Ácido sulfúrico: alejar de cualquier material combustible o  inflamable. No poner en contacto con la piel , ojos o mucosas. No respirar  las nieblas de ácido sulfúrico.

Alcohol metílico: Intoxicación aguda por inhalación. Son muy raras:
a) Trastornos locales: irritación de la mucosa respiratoria, de la piel y de los ojos.
b) Trastornos neurológicos: Cefalalgias, fatiga, insomnio, vértigos y ataxia.
c) Trastornos de la visión.Exposición crónicaSon targets del metanol: el nervio óptico, S.N.C., piel y mucosas

DISEÑO EXPERIMENTAL

ÁCIDOS CARBOXILICOS Y SUS SALES

OBJETIVOS:

• Determinar las solubilidades en agua y en soluciones básicas de los ácidos carboxílicos.
• Observar mediante las experiencias en laboratorio las propiedades químicas de los ácidos carboxílicos.

INTRODUCCIÓN



Los compuestos que contienen al grupo carboxilo son ácidos y se llaman ácidos carboxílicos.

Los ácidos carboxílicos se clasifican de acuerdo con el sustituyente unido al grupo carboxilo.  Un ácido carboxílico cede protones por ruptura heterolítica de enlace O-H dando un protón y un ión carboxilato.

Los ácidos carboxílicos forman puentes de hidrógeno con el agua, y los de peso molecular más pequeño (de hasta cuatro átomos de carbono) son miscibles en agua. A medida que aumenta la longitud de la cadena de carbono disminuye la solubilidad en agua; los ácidos con más de diez átomos de carbono son esencialmente insolubles.

Los ácidos carboxílicos son muy solubles en los alcoholes, porque forman enlaces de hidrógeno con ellos. Además, los alcoholes no son tan polares como el agua, de modo que los ácidos de cadena larga son más solubles en ellos que en agua. La mayor parte de los ácidos carboxílicos son bastante solubles en solventes no polares como el cloroformo porque el ácido continua existiendo en forma dimérica en el solvente no polar. Así, los puentes de hidrógeno de dímero cíclico no se rompen cuando se disuelve el ácido en un solvente polar.

Una base fuerte puede desprotonar completamente en un ácido carboxílico. Los productos son el ión carboxilato, el catión que queda de la base, y agua. La combinación de un ión carboxilato y un catión constituyen la sal de un ácido carboxílico.

 Los compuestos que contienen al grupo carboxilo son ácidos y se llaman ácidos carboxílicos.


MATERIALES Y REACTIVOS:

• Tubos de ensayo
• Goteros
• Plancha
• Probeta
• Policial

Ácido Benzóico:C6H5COOH
El ácido benzoico puede causar, por inhalación, irritación del tracto respiratorio (nariz y garganta), los síntomas pueden incluir tos y dolor de garganta. La ingestión de grandes dosis orales pueden causar dolor abdominal, dolor de garganta, náuseas y vómitos. Si se mantiene el contacto con la piel, puede causar irritación con enrojecimiento y dolor. Causa irritación de los ojos, con enrojecimiento y dolor.
Hidróxido de sodio: NaOHSustancia muy corrosiva de color blanco. Al contacto con el gua puede liberar calor suficiente como para permitir que salgan ardiendo sustancias combustibles cercanas.

Ácido Clorhídrico:HClEl ácido clorhídrico no es combustible, pero es muy peligroso por ingestión e inhalación.
Susvapores son muy irritantes para pa piel y las mucosas en general, sobre todo
para los ojos y las vías respiratorias.
DISEÑO EXPERIMENTAL: