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• Yuli Sanchez

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LABORATORIO DE QUÍMICA ORGÁNICA I-Q - UNIVERSIDAD DEL VALLE

Datos, Cálculos y Resultados Las determinaciones se realizaron cualitativamente, por tanto no se tuvo en cuenta porcentajes de rendimiento.

respectivamente comprobando la presencia de estos dos elementos.

Tabla 1. Datos muestra y reactivos.

Muestra problema (NH4)2Fe(SO4)2

Masa (0.0001g) 0.1010 g 0.2224g

Tabla 2. Observaciones respectivas a la fusión con sodio, determinaciones de nitrógeno y halógeno. Pruebas Fusión con sodio

Determinación de nitrógeno Determinación de halógeno

Observación Color rojizo en la parte de abajo y color negro en la parte de arriba, al finalizar la fusión. Suspensión color azul de Prusia. Precipitado blanco.

Análisis de Resultados La identificación de un elemento (por ejemplo nitrógeno, azufre, halógenos) en una sustancia orgánica, se puede realizar mediante la reacción de fusión con sodio para formar sales, que generalmente son iónicas y solubles en agua. Una vez realizada y formada la sal de sodio, se realizan las respectivas determinaciones, las cuales permiten intuir en la presencia de los elementos por la formación de precipitados o por la coloración de la solución. En algunos casos la coloración o precipitado, puede variar por la manera o forma de manipular los reactivos, por ejemplo si se añade un exceso o por una fusión incompleta del sodio. 1

Figura 1. Estructura química de la p-cloroanilina. Después de haber adicionado la muestra al sodio líquido, se añadió etanol con el fin de destruir el sodio que no reaccionó con la muestra; se pasó la solución a un Erlenmeyer y se filtró, se verificó que el filtrado estuviera básico en forma de NaOH, ya que era indispensable la oxidación del sodio a Na1+ para lograr la formación de las respectivas sales. Se verificó que la solución estuviera incolora ya que esto aseguraba la fusión completa del sodio y garantizaba la formación tanto de NaCl y NaCN. El precipitado negro formado, el cual fue separado por filtración de la solución, eran los residuos de materia orgánica como se muestra en la figura 2, el filtrado se tornó incoloro inmediatamente. Precipitado negro, que era? Residuos demateria organica??

Para las determinaciones se utilizó sodio metálico porque tiene un punto de fusión de 97.79°C, el cual es considerablemente bajo en comparación a otros metales alcalinos, también se utilizó porque es un agente reductor muy fuerte, capaz de romper los enlaces covalentes de los átomos unidos a los átomos de carbono en los compuestos orgánicos formando sales iónicas solubles en agua como se muestra en las reacciones 1 y 2. Es importante formar las sales iónicas ya que los elementos por si solos son pocos reactivos y no pueden ensayarse directamente.2 𝐶6 𝐻4 𝐶𝑙𝑁𝐻2 + 𝑁𝑎 ⟶ 𝑁𝑎𝐶𝑙 (reacción 1) 𝐶6 𝐻4 𝐶𝑙𝑁𝐻2 + 𝑁𝑎 ⟶ 𝑁𝑎𝐶𝑁 (reacción 2)

Figura 2. Formación de precipitado color negro.

En este caso la muestra problema era p-cloroanilina, (figura 1) donde se realizó la determinación de nitrógeno y halógeno

Se tomó 3 mL de la solución con el fin de determinar la presencia de nitrógeno en la muestra, se agregó 0.2224g de (NH4)2Fe(SO4)2 formando NH4OH y otros productos como se muestra en la reacción 3.

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10𝑁𝑎 + + 11𝑂𝐻 − + 3(𝑆𝑂4 )2 (𝑁𝐻4 )2 𝐹𝑒 → 𝐹𝑒(𝑂𝐻)2 + 𝐹𝑒(𝑂𝐻)3 + 6𝑁𝐻4 𝑂𝐻 + 5𝑁𝑎2 𝑆𝑂4 + 𝐹𝑒𝑆𝑂4 (reacción 3) Al hervir la solución de sal ferrosa alcalina, algunos iones férricos se producen inevitablemente por la acción del aire; la adición de H2SO4 disuelve los hidróxidos ferrosos y los férricos. Los ferrocianuros reaccionan con la sal férrica para producir ferrocianuro férrico como se muestra en la reacción 6 que es de color azul de Prusia como se muestra también en la figura 3 lo que garantiza la presencia de nitrógeno en la muestra orgánica.3

Formación de precipitado si no se realiza la debida evaporación de los ácidos.5 AgNO3 + HCN ↔ AgCN ↓ + HNO3 (reacción 8) 2AgNO3 + H2S ↔ Ag2S ↓+ H2(NO3)2 (reacción 9) Después de enfriarse la solución se adicionó AgNO3 al 5% para obtener un precipitado color blanco que evidenció la presencia del halógeno cloro, como lo muestra la figura 4. 𝑁𝑎𝐶𝑙 + 𝐴𝑔𝑁𝑂3 → 𝐴𝑔𝐶𝑙 + 𝑁𝑎𝑁𝑂3 (𝑟𝑒𝑎𝑐𝑐𝑖𝑜𝑛 8)

2 𝑁𝑎𝐶𝑁 + 𝐹𝑒𝑆𝑂4 → 𝐹𝑒(𝐶𝑁)2 + 𝑁𝑎2 𝑆𝑂4 𝐹𝑒(𝐶𝑁)2 + 4 𝑁𝑎𝐶𝑁 → 𝑁𝑎4 𝐹𝑒(𝐶𝑁)6 3 𝑁𝑎4 [𝐹𝑒(𝐶𝑁)6 ] + 4𝐹𝑒𝐶𝑙3 → 𝐹𝑒4 [𝐹𝑒(𝐶𝑁)6 ]]3 + 12 𝑁𝑎𝐶𝑙 𝐹𝑒(𝑂𝐻)2 + 𝐹𝑒(𝑂𝐻)3 + 5𝐻 + → 𝐹𝑒 2+ + 𝐹𝑒 3+ + 5𝐻2 𝑂 (reacción 4) 𝐹𝑒𝑆𝑂4 + 6𝑁𝑎𝐶𝑁 → 𝑁𝑎4 [𝐹𝑒(𝐶𝑁)6 ] + 𝑁𝑎2 𝑆𝑂4 (reacción 5)

3𝑁𝑎4 [𝐹𝑒(𝐶𝑁)6 ] + 2𝐹𝑒2 (𝑆𝑂4 )3 → 𝐹𝑒4 [𝐹𝑒(𝐶𝑁)6 ]3 + 6𝑁𝑎2 𝑆𝑂4 (reacción 6)

Figura 4. Presencia de Cloro en precipitado blanco. Si la muestra contiene una mezcla de halógenos se presentará un precipitado mixto de haluros de plata, pero si el precipitado es de color amarillo pálido hay presencia de bromo, si es de color amarillo e insoluble en solución de amoniaco significa la presencia de yodo, el flúor no se puede detectar por este método ya que el fluoruro de plata es muy soluble.6

Figura 3. Presencia de nitrógeno en 𝑭𝒆𝟒 [𝑭𝒆(𝑪𝑵)𝟔 ]𝟑 Para determinar la presencia de halógeno se tomó 2 mL de la solución sódica y se adicionó HNO3 para acidificar la solución y formar HCN como se muestra en la reacción 7, para expulsar el HCN generado por la presencia del nitrógeno, se calentó la solución hasta la reducción de su volumen a la mitad, para que no hicieran transferencia en la determinación del halógeno, el CN- forma precipitado con los iones plata y confunde la presencia de los halógenos, si la muestra tuviera por ejemplo azufre también tendría que realizarse el mismo procedimiento. 4 𝑁𝑎𝐶𝑁 + 𝐻𝑁𝑂3 → 𝐻𝐶𝑁 + 𝑁𝑎𝑁𝑂3 (reacción 7)

La prueba de Beilstein se usa para detectar la presencia de halógenos (CI, Br, I). Los compuestos orgánicos que contienen bromo, cloro, yodo e hidrógeno se descomponen al quemarse en presencia de óxido de cobre para producir los correspondientes halogenuros de hidrógeno. Estos gases reaccionan para formar los halogenuros cúpricos correspondientes, lo que imparte un color verde o azul-verde a la llama. La prueba es muy sensible, pero algunos compuestos nitrogenados y ácidos carboxílicos también dan la prueba positiva. Como los halogenuros cúpricos son compuestos inorgánicos volátiles, es por este motivo que si se les expone a una fuente de calor es posible observar emisión del cobre (color verde).7 (𝐶, 𝐻, 𝑂, 𝑁, 𝑋) + 𝐶𝑢𝑂 → 𝐶𝑢2 𝑋2 + 𝐻2 𝑂 + 𝐶𝑂2 + 𝑁2 (reacción 10) Se recomienda realizar la fusión de sodio con una aleación de sodio, por las siguientes ventajas: no se utiliza como tal el sodio

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metálico, por lo que se evita su carácter explosivo, al reaccionar con el agua y la descomposición es de manera moderada.8 Conclusiones Una sección es una exposición breve sobre los objetivos cumplidos, los resultados, los errores, los problemas, con énfasis en la interpretación de sus resultados. Referencias 1. http://sgpwe.izt.uam.mx/files/users/uami/jaislocr/AFO /PRACTICA_1_Metodo_Lassaigne.pdf/ Revisado 12/04/17. 2.

http://1chemistry.blogspot.com.co/2011/12/qualitative -analysis-of-organic.html. Revisado 12/04/17.

3.

Voguel, A. A textbook of practicalorganicchemestry, 3thedition; Gran Bretaña 1958, pp. 1039.

4.

http://1chemistry.blogspot.com.co/2011/12/qualitative -analysis-of-organic.html. Revisado 12/04/17.

5.

http://www.ciens.ucv.ve:8080/generador/sites/martine zma/archivos/Aniones.pdf. . Revisado 12/04/17.

6.

Shriner, R.; Hermann, C.; Morrill, T.; Curtin, D.; Fuson, R. Thesystematicidentication of organiccompounds, 8th edition; UnitedStates 2004, pp 58. https://sites.google.com/site/organicaiii/quimica_organ ica/quimica-organica-iii-nueva/quimica-organica-iii2009-2012/experimentos-analisis-funcional2010/e3/e3a/prueba-de-beilstein. Revisado 12/04/17.

7.

8.

H, D Durst; Química orgánica experimental; pp 113