manual q.o. 2011-2

UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO

FACULTAD DE CIENCIAS

MANUAL DE PRÁCTICAS DE

QUÍMICA ORGÁNICA Clave 1203

Adaptación de:

Josefina Herrera Santoyo

Patricia Guevara Fefer

Jorge Luis López Zepeda

Daniel Humberto Rosas Sánchez

Con la colaboración de:

Beatriz Zúñiga Ruíz

Claudia Ponce de León

Biología

Departamento de Ecología y Recursos Naturales

Junio de 2010

MANU AL D E PR Á C T I C AS D E QU ÍM I CA OR G Á N IC A

- CONTENIDO -

______________________________________________________________________________________________

iii

A. Contenido

Página

A. Contenido………………………………………………………………………………………… III

B. Seguridad en los laboratorios de química de la Facultad de Ciencias……………… V

C. Protección al ambiente y eliminación de residuos………………………………………. XI

Práctica 1. Solubilidad y cristalización………………………………………………………….. 1

Práctica 2. Determinación del punto de fusión simple y mixto……………………………. 11

Práctica 3. Determinación del punto de ebullición - destilación simple y fraccionada 21

Práctica 4. Extracción de un aceite esencial por diferentes técnicas………………….. 29

Práctica 5. Cromatografía en capa fina (CCF)………………………………………………. 41

Práctica 6. Cromatografía en Columna (CC)………………………………………………… 49

Práctica 7. Extracción de cafeína………………………………………………………………. 55

Anexo I. Serie Eluotrópica…………………………………………………………………………. 65

Anexo II. Técnicas básicas en el laboratorio de química orgánica………………………. 66

Anexo III. Métodos de revelado cromatográfico……………………………………………. 68

Glosario……………………………………………………………………………………………….. 69


- SEGURIDAD EN LOS LABORATORIOS DE QUÍMICA DE LA FACULTAD DE CIENCIAS -

______________________________________________________________________________________________

v

C. Seguridad en los laboratorios de química de la

Facultad de Ciencias

s difícil comenzar este texto queriendo plasmar algo más que una simple lista de las

reglas básicas de seguridad que se deben observar en un laboratorio de química,

lectura tediosa para los alumnos y, en ocasiones, para los profesores; además, existen

ya bastantes manuales de seguridad en la literatura técnica que el interesado pudiera

consultar. La tarea se complica aún más si quien redacta desea que el alumno logre

comprender la importancia de que en el laboratorio prevalezcan las máximas condiciones

de seguridad tanto personales como materiales y, que a la vez, se deshaga de la sensación

de “invulnerabilidad” y del exceso de confianza durante la realización de cualquier tarea de

la experimentación.

Tampoco es fácil redactar este apartado evitando crear en el alumno la sensación

innecesaria de miedo y peligro. El objetivo va más allá: es crear la conciencia de los riesgos

existentes en el aula experimental y la capacidad en el alumno para evitarlos o decidir, de

manera correcta, su actuar ante cualquier accidente, a pesar de las buenas prácticas de

seguridad seguidas.

Según la Real Academia Española, un accidente es un suceso eventual o acción del cual,

involuntariamente, resulta un daño para las personas o las cosas.

Quizá el daño personal debería ser razón suficiente para justificar esta sección pero, en

ocasiones, los daños materiales ocasionados por la falta de precaución durante un

experimento suelen ser más dolorosos a la hora de pagarlos que un dedo quemado con

ácido clorhídrico al 10% v/v; y sin embargo, muchas veces no es necesario emplear un

manual de seguridad para comprender que los accidentes se pueden encontrar más cerca

de lo que se piensa, el uso de un poco de lógica y sentido común suelen ser buenas

herramientas en este aspecto.

Este texto se enfoca a salvaguardar la integridad física del personal que laborará en la

realización de las prácticas descritas en este manual, esperando que el alumno adquiera la

conciencia de la importancia que representa el que la seguridad prevalezca en el

laboratorio, ya no tanto de química sino de cualquier ciencia, en el que el estudiante y futuro

profesionista se desenvuelva. Los riesgos materiales podrán ser discutidos por parte del

profesor en la explicación previa a la realización de cada experimento en particular.

Hablando de los daños personales que pueden ocurrir en la experimentación química, los

accidentes pueden generar consecuencias que se agrupan de la siguiente manera:

Quemaduras térmicas y químicas.

Lesiones en la piel y los ojos por contacto con productos químicamente agresivos.

E



______________________________________________________________________________________________

vi

Cortaduras con vidrios u otros objetos con bordes afilados.

Intoxicación por inhalación, ingestión o absorción de sustancias tóxicas.

Incendios, explosiones y reacciones violentas.

Exposición a radiaciones perjudiciales.

Para que el lector se involucre en el análisis de las condiciones de seguridad adecuadas en el

laboratorio, supóngase el caso en el que un par de equipos de estudiantes se encuentran

destilando un disolvente altamente volátil (éter etílico, por ejemplo, que es un disolvente

empleado en algunos experimentos desarrollados en este manual). Para llevar a cabo la

destilación, es necesario emplear una fuente de calor. Uno de los equipos decide emplear

una castilla de calentamiento (aparato cuyo calor es emitido por resistencias eléctricas y con

ausencia de flama), el otro, por el contrario, emplea un típico mechero Bunsen. Para realizar

la destilación se emplean distintos instrumentos de vidrio que se unen unos con otros

mediante juntas esmeriladas que, con el uso correcto, impiden la fuga del disolvente. Sin

embargo, por alguna razón, en uno de los instrumentos de los equipos comienza a escaparse

el vapor del disolvente en cuestión. Los alumnos trabajan en un laboratorio que carece de la

ventilación adecuada, quizá el profesor y los alumnos olvidaron solicitar que las campanas

de extracción de gases y el sistema de ventilación fueran encendidos. En los instantes en que

esto ocurre, el profesor se encuentra preparando unas muestras para que los alumnos

trabajen en su identificación y no se percata de lo que está ocurriendo. Aunado a lo anterior,

los alumnos de ambos equipos no realizaron el trabajo previo a la práctica con la seriedad

adecuada y uno de los puntos importantes a desarrollar era investigar la toxicidad y las

propiedades físicas de los reactivos empleados. Se podría agregar a este caso más

dramatismo y, sin embargo, no deja de ser real: ha ocurrido en un sin número de ocasiones

en laboratorios de muchas universidades, incluyendo la nuestra, incluyendo el laboratorio al

cual se destina este manual; no obstante, la información con la que contamos es suficiente

para el análisis:

¿Podría el lector ser capaz de identificar los posibles riesgos a la integridad física de los

involucrados en este ejemplo?

Para responder a la pregunta anterior se debería tener más datos, mismos que los alumnos

del caso carecen.

Al investigar rápidamente en la literatura, se puede saber a groso modo que el éter etílico es

un compuesto que fue empleado como anestésico durante incontables cirugías y, de hecho,

aún tiene este uso. Además, su punto de inflamación es sumamente bajo (-45 ºC), es decir, es

altamente inflamable a temperatura ambiente en presencia de una fuente de ignición.

Quizá con esta información sería posible realizar una breve identificación de los riesgos más

importantes:



______________________________________________________________________________________________

vii

Los alumnos de ambos equipos y toda persona que se encuentre en el laboratorio estarán

expuestos a gases de un compuesto que les podría provocar, en el mejor de los casos,

mareos, dolores de cabeza, vómito y somnolencia.

Los alumnos del equipo con el instrumental que presenta la fuga de éter etílico, y el personal

que se encuentre a sus alrededores, estarán expuestos a la inflamación y posible explosión

del disolvente y su contenedor, con las posibles consecuencias físicas personales.

Considérese que únicamente ocurre lo descrito en el inciso “a”, y que el experimento es

detenido al instante en el que los involucrados presentan los síntomas mencionados. ¿Cuál

sería la acción inmediata requerida para solucionar el accidente? Esta información también

se encuentra en la literatura: en casos leves, la aireación de las personas afectadas suele ser

la mejor solución pero, ¿qué se tendría que hacer en casos más graves en los que, por

ejemplo, los participantes han perdido la conciencia?

Por otro lado, si se considera el caso del inciso “b”, la situación podría complicarse aún más:

¿Cómo se extingue el fuego originado? ¿Si se requiere de algún extintor, éste se encuentra al

alcance de las personas presentes en el laboratorio? ¿El extintor es funcional o ya ha

caducado? ¿Si alguno de los involucrados presenta algún tipo de quemadura, hay en el

laboratorio el equipo necesario para sofocar las llamas de la vestimenta de algún

participante del laboratorio? ¿Las instalaciones presentan el equipo médico de primeros

auxilios básico para tratar quemaduras leves? Y si el afectado presenta quemaduras graves,

¿cuáles son las acciones a seguir?

Así como este ejemplo, se podrían exponer muchos más, casos en los que ocurren

quemaduras cutáneas a causa del uso incorrecto de contenedores y dispensadores de

compuestos corrosivos como ácidos, bases, peróxidos, etcétera; o casos más complejos

como quemaduras químicas del tracto intestinal, entre otros.

Este tipo de desafortunadas experiencias ha generado la recopilación de una serie de

medidas de seguridad básicas que los experimentadores deben acatar para su protección

personal en laboratorios de experimentación química.

Una guía completa de estas medidas, o reglas, para los laboratorios de química se puede

encontrar en la publicación de la Facultad de Química de nuestra Universidad, publicada en

la gaceta de la misma dependencia, en el número especial con fecha de 30 de octubre de

2006 y que, por obvias razones, es marco referente para este manuscrito.

Si bien este documento contiene textos de aplicación particular para cada área de la

química, quienes redactan este texto se han encargado de sintetizar los fundamentos básicos

para obtener la máxima seguridad en los laboratorios de Química de la Facultad de

Ciencias.



______________________________________________________________________________________________

viii

Según lo anterior, se ha propuesto de manera colegiada que los alumnos y profesores de las

materias químicas de nuestra Facultad acaten una serie de normas que a continuación se

describen:

1. Es necesario que los estudiantes y profesores conozcan las zonas de seguridad, las rutas

de evacuación, el equipo para combatir siniestros, el botiquín de primeros auxilios y su

contenido, y las medidas de seguridad establecidas en el laboratorio.

2. Las regaderas contra incendios deberán ser funcionales y estar libres de todo obstáculo

que impida su correcto uso.

3. El alumno deberá realizar una investigación previa a cada práctica en la que sinteticen

las hojas de seguridad de cada uno de los compuestos que empleará en la práctica.

4. Para trabajar en el laboratorio es obligatorio que los estudiantes y profesores usen bata

(100% de algodón, ya que es poco inflamable), guantes y lentes de seguridad. El alumno

que no tenga protección no podrá permanecer en el laboratorio, siendo su

responsabilidad contar con el equipo mencionado.

5. En el caso del uso de lentes graduados, éstos deben ser preferentemente de vidrio

endurecidos e inastillables.

6. En las prácticas en las que se utilice mechero, el alumno debe tener el pelo recogido.

7. Deben utilizarse guantes en caso de que el experimento lo exija.

8. En el laboratorio queda prohibido: fumar, consumir alimentos o bebidas, el uso de lentes

de contacto y el uso de zapatos abiertos (tipo huarache).

9. Queda prohibida la entrada al laboratorio a cualquier persona ajena al grupo.

10. Las mesas de trabajo deben limpiarse al inicio y al final de la sesión experimental con una

toalla o lienzo de algodón.

11. El laboratorio debe quedar perfectamente limpio al término de la jornada de trabajo.

12. Las puertas de acceso y salidas de emergencia deberán estar siempre libres de

obstáculos, accesibles y en posibilidad de ser utilizadas ante cualquier eventualidad.

13. Queda prohibido desechar sustancias al drenaje o por cualquier otro medio sin

autorización del profesor.

14. Para transferir líquidos con pipetas, deberá utilizarse una propipeta o una perilla de

succión. Queda prohibido pipetear con la boca.

15. Cuando se trabaje con sustancias tóxicas, deberá delimitarse claramente el área de

trabajo. Nunca deberán tomarse frascos por la tapa o el asa lateral, siempre deberán



______________________________________________________________________________________________

ix

tomarse con ambas manos, una en la base y la otra en la parte media. Además se

deberá trabajar en área con sistema de extracción y equipo adecuado de protección

personal.

16. Debe evitarse la inhalación directa de cualquier sustancia química. Si es necesario oler

algún reactivo, debe hacerse indirectamente, atrayendo el aroma con una leve corriente

de aire generada con la mano.

17. Es necesario avisar al profesor sobre cualquier accidente o incidente que suceda durante

la sesión, aun cuando pudiera parecer insignificante.

18. En caso de que ocurriera un accidente mayor, en el cual la integridad física del o de los

involucrados se vea en riesgo, el Profesor o los alumnos deberán llamar a los teléfonos de

Auxilio UNAM, que se encuentran al final de ésta sección.

Este conjunto de normas, más allá de ser un listado de imposiciones, es una invitación a que

el estudiante reflexione sobre los múltiples riesgos a los que se expone durante su estadía en el

laboratorio y minimice, en base a su buen criterio, la posibilidad de cualquier tipo de

accidente. Si bien, los puntos anteriores no son una lista exhaustiva, se espera que el alumno

sea capaz de discernir entre una situación de riesgo y un estado de seguridad, y que al hacer

conciencia sea capaz de proponer sus propias precauciones para evitar accidentes en

situaciones particulares no descritas expresamente en esta sección.

TELÉFONOS DE EMERGENCIA:

Auxilio UNAM

22430 22431

22433 22432

56161922 56160967

Servicios Médicos

URGENCIAS

20140 20202

5616 0914 5622 0140

5622 0202



______________________________________________________________________________________________

x

Bomberos

20565 20566

56161560

Red de Emergencias Desde extensiones de cinco dígitos del Sistema Telefónico de la UNAM

55

¿Cómo solicitar ayuda?

Durante una emergencia, unos segundos pueden significar la diferencia entre la vida y la

muerte. Cuando llame para solicitar ayuda, permita que la persona que le está asistiendo por

teléfono sea quien termine la conversación. ¡NO CUELGUE!

Si hay otras personas disponibles, alguna de ellas puede ir a solicitar auxilio mientras las demás

acompañan al paciente. NUNCA DEJE SOLA a la persona que requiere la atención médica,

ni siquiera para pedir ayuda.

Llame a la Central de Atención de Emergencias y/o atención pre hospitalaria de la DGSM.

UNAM inmediatamente.

Qué debe decir:

Proporcione la ubicación de donde se está llamando.

Proporcione la dirección para localizar al afectado.

Describa lo sucedido, cuántas personas han sido lesionadas o qué tipo de ayuda se

está proporcionando.

Describa el problema que está experimentando el afectado: quemaduras,

hemorragias, fractura de huesos etc.

Dé su nombre y el del afectado.

¡NO CUELGUE¡ Permita que sea la persona que le está atendiendo quien termine la

conversación. Es posible que ésta necesite hacer alguna pregunta o que tenga que

proporcionar información sobre qué hacer mientras llega la ayuda.


- PROTECCIÓN AL AMBIENTE Y ELIMINACIÓN DE RESIDUOS -

______________________________________________________________________________________________

xi

D. Protección al ambiente y eliminación de residuos

uizá está de más mencionar la importancia de esta sección, dado que los daños que

el ser humano genera al ambiente son bien sabidos por la mayoría de la comunidad

científica, y su reparación o disminución debe ser tarea imprescindible de todos los

días.

Conscientes de esta situación, los recopiladores de este manual nos hemos dado a la tarea

de encontrar protocolos experimentales cuya implementación genere la menor cantidad de

residuos dañinos al ambiente. Aunado a este esfuerzo, la presente compilación de prácticas

y su implementación colegiada pretende optimizar el tratamiento de residuos generados, así

como la recuperación y reutilización de la gran cantidad de disolventes orgánicos que

durante el semestre son utilizados por los estudiantes.

En cada práctica, los profesores y alumnos encontrarán una sección destinada al tratamiento

de los residuos generados durante la experimentación. En algunas ocasiones la metodología

a seguir por parte del estudiante es tan sencilla como desechar los residuos inocuos en los

contenedores de basura, sin embargo, habrá situaciones en las que residuo requiera de un

tratamiento específico más complejo.

Por lo anterior, se hace la atenta invitación a leer con precaución y llevar a cabo las

indicaciones descritas en cada práctica. Siempre que el protocolo lo indique, deberá de

estar a la vista el contenedor de residuos correspondiente, el cual deberá ser colocado y

debidamente rotulado por parte del laboratorista.

Q


- PRÁCTICA 1. SOLUBILIDAD Y CRISTALIZACIÓN -

______________________________________________________________________________________________

1

Práctica 1

Solubilidad y cristalización

INFORMACIÓN PREVIA

Solubilidad

n disolvente puede ser un líquido, un sólido o un gas que disperse en su seno a una

sustancia, la cual a su vez se puede encontrar en cualquiera de estos tres estados y

recibe el nombre de soluto. Los disolventes líquidos son usualmente claros e incoloros,

algunos con olor característico. La distinción entre un soluto y un disolvente, es que el

disolvente está en mayor proporción que el soluto. El disolvente más común en la naturaleza

es el agua. Otros disolventes comúnmente usados por el hombre, son los orgánicos

(compuestos de carbono) como el etanol, la acetona, etcétera. Estos disolventes, por lo

general, tienen bajo punto de ebullición, por lo que se evaporan fácilmente, a diferencia del

agua. Esta propiedad física es aprovechada para la separación o purificación de

compuestos (o solutos) en técnicas como la cristalización. Los disolventes también se utilizan

para extraer compuestos solubles de una mezcla, un ejemplo común es la extracción líquido-

líquido de compuestos como la cafeína, (Ver Práctica No. 7: Extracción de Cafeína).

La concentración de una disolución es la relación entre la cantidad de soluto y la cantidad

de disolvente. Existen distintas formas para expresar el valor de una concentración, esto en

función de la manera en la que se formulen las cantidades de soluto y disolvente; así,

tenemos la concentración molar, la concentración normal, la concentración porcentual,

etcétera.

Las disoluciones se pueden clasificar, según su concentración, en insaturadas, saturadas y

sobresaturadas. A la cantidad máxima de un soluto que se puede disolver completamente

en un litro de disolución, llegando a tener una disolución saturada a una temperatura

específica, se le denomina solubilidad y puede expresarse como mol de soluto/litro de

disolución (mol/L) o gramos de soluto/litro de disolución (g/L).

Los disolventes pueden clasificarse en polares y no-polares (ver Anexo I: Serie eluotrópica). Los

disolventes polares, son compuestos como el agua y el amoniaco, que tienen momentos

dipolares de valor distinto a cero; éstos son capaces de disolver compuestos iónicos o

covalentes polares a través del proceso de solvatación. Los disolventes no-polares, son

compuestos como el cloroformo o benceno que no tienen momentos dipolares

permanentes. Estos no disuelven compuestos iónicos pero disuelven compuestos covalentes

no-polares. En moléculas polares, las fuerzas intermoleculares entre soluto y disolvente son de

los tipos dipolo-dipolo y puentes de hidrógeno, mientras que en moléculas no-polares, son del

tipo de las fuerzas de Van der Waals.

U



______________________________________________________________________________________________

2

En general se dice que “lo similar, disuelve a lo similar”, es decir, los compuestos polares se

disolverán en disolventes polares y los compuestos no-polares se disolverán en disolventes no-

polares.

Cristalización

La cristalización es una técnica en la cual se obtiene un sólido cristalino a partir de un gas, un

líquido o una disolución.

En una disolución, el proceso de cristalización ideal, que ocurre únicamente con la variación

adecuada de las condiciones de saturación, genera la purificación del soluto mediante su

precipitación en forma de cristales.

La cristalización en disolución es un proceso de equilibrio entre las moléculas de una red

cristalina y las moléculas en disolución. Inicialmente se forma un pequeño núcleo cristalino y

a partir de este van creciendo las capas cristalinas en un proceso reversible y selectivo. Las

moléculas distintas a las de la red cristalina, posiblemente regresen a la disolución y las

moléculas similares a las de la red serán retenidas en ella.

Para la purificación de un compuesto por medio de la técnica de cristalización en disolución,

el soluto debe presentar un comportamiento de solubilidad adecuado en el disolvente

seleccionado (disolvente ideal). Dicho comportamiento está fundamentado en la

concentración del soluto en disoluciones sobresaturadas: el sólido debe ser insoluble o

ligeramente soluble a temperatura ambiente y totalmente soluble a temperatura de

ebullición del disolvente ideal.

También es importante considerar la solubilidad de las impurezas. Un compuesto puede ser

purificado por cristalización cuando la solubilidad de éste y las de las impurezas son

diferentes, estas últimas deben disolverse tanto en frío como en caliente; además, las

impurezas deben representar una pequeña proporción con relación a la masa total del

compuesto de interés: al calentar la disolución en la que se encuentra la mezcla impura y

enfriarla de manera controlada, el sólido cristaliza y las impurezas no.

En cualquier cristalización, un enfriamiento de la disolución demasiado rápido o demasiado

lento debe evitarse.

OBJETIVOS

a) Conocer las características de polaridad que deben reunir solutos y disolventes para

poder realizar disoluciones entre ellos.

b) Realizar pruebas de solubilidad para encontrar un disolvente ideal que permita la

purificación de un compuesto.

c) Purificar una muestra por medio de una cristalización y determinar el rendimiento.



______________________________________________________________________________________________

3

GUÍA DE ESTUDIO

1) Realizar una lista de los disolventes utilizados en cristalización, indicando las propiedades

físicas básicas (p. eb., densidad, etc.), toxicidad y características polares.

2) Describir los siguientes conceptos: fuerzas intermoleculares, electronegatividad y

polaridad.

3) Investigar los factores que determinan la solubilidad.

4) Describir el método para seleccionar el disolvente ideal para una cristalización.

5) Enumerar los factores que influyen en la cristalización.

6) Investigar las diferentes formas de inducir la cristalización.

7) Jerarquizar, en orden de polaridad decreciente ,los siguientes disolventes: acetona,

etanol, metanol, hexano, agua, acetato de etilo, éter etílico.

8) Investigar para qué se utiliza y cómo funciona el carbón activado en la purificación por

cristalización.

9) Investigar la forma de modificar la polaridad de una mezcla de disolventes.

PARTE EXPERIMENTAL

Material por equipo

Cantidad Material Cantidad Material

8 Tubos de ensayo y gradilla 1 Pipeta de 5 mL

2 Pinzas para tubo de ensayo 3 Vasos de precipitado de 50 mL

1 Espátula 1 Agitador de vidrio

1 Vidrio de reloj 1 Embudo de filtración por gravedad y

papel filtro 1 Mechero

1 Baño María 1 Embudo Büchner con alargadera y

manguera 1 Probeta de 25 mL

1 Tripié con tela de asbesto o triángulo

de porcelana

1 Matraz Kitazato

Sustancias y reactivos

Sustancia Sustancia Hexano Metanol

Acetona Compuestos orgánicos a cristalizar

Etanol (seleccionados por el profesor)



______________________________________________________________________________________________

4

METODOLOGÍA

Pruebas de solubilidad, búsqueda de un disolvente ideal.

En la primera etapa de este experimento se realizarán pruebas de solubilidad que permitan

encontrar el disolvente ideal para la recristalización de un compuesto proporcionado por el

profesor. Los disolventes que se emplearán se encuentran en la Tabla 1.1. El sexto disolvente

será asignado por el profesor.

1. Con una balanza granataria, pesar 0.6 g del compuesto proporcionado y con una

espátula dividir en 6 partes lo más semejantemente posible.

2. Tomar 6 tubos de ensayo y agregar a cada uno una de las fracciones del compuesto

dividido con anterioridad.

3. Etiquetar cada tubo asignando el nombre de uno de los disolventes indicados en la Tabla

1.1.

4. Agregar a cada tubo 1 mL del disolvente correspondiente. Agitar y observar si el

compuesto se ha disuelto. Si no se logró la disolución total, aumentar la cantidad de

disolvente agregando de mililitro en mililitro hasta completar 3 mL. Esta prueba se

denomina “solubilidad en frío”. Anotar si el resultado es positivo o negativo en la Tabla 1.1.

5. Seleccionar los tubos en los que no ocurrió la disolución del compuesto y calentarlos con

el uso de un baño María, agitando constantemente hasta la ebullición del disolvente. Esta

prueba se llama “solubilidad en caliente” (Nota: NO se deben acercar los tubos

directamente al mechero, esto puede provocar la explosión de los gases del disolvente).

Anotar si el resultado es positivo o negativo en la Tabla 1.1.

6. Si el sólido se disuelve se debe dejar enfriar a temperatura ambiente hasta observar la

cristalización del compuesto. Si el compuesto no cristaliza, enfriar con un baño de hielo-

agua y/o raspar las paredes con una varilla de vidrio para inducir el crecimiento de los

cristales. Anotar si el resultado es positivo o negativo en la Tabla 1.1.

7. Aquel disolvente en el que el compuesto no se haya disuelto en frío pero si en caliente y al

enfriar se haya observado la cristalización, será el disolvente ideal.

Tabla 1.1. Resultados de solubilidad

Solubilidad Hexano Acetato de

etilo Acetona Etanol Metanol Otro

Frío

Caliente

Cristalización



______________________________________________________________________________________________

5

Recristalización simple, purificación de un compuesto.

Una vez que se ha encontrado el disolvente ideal, es posible proceder con la recristalización

del compuesto para su purificación.

1. Colocar un embudo de cuello corto y un trozo de papel filtro dentro de un horno a 70ºC,

a fin de poder realizar posteriormente la filtración en caliente.

2. Tomar 1g del compuesto y colocarlo en un matraz Erlenmeyer de 50ml. Agregar cuerpos

de ebullición.

3. Agregar 5ml del disolvente ideal y calentar en un baño María hasta la ebullición de la

mezcla. Si el sólido no se ha disuelto por completo, es necesario adicionar de mililitro en

mililitro y a ebullición, la cantidad de disolvente necesaria hasta lograr una disolución total

del sólido.

4. En caso de que la mezcla presente alguna coloración, agregar con la punta de una

espátula una pequeña cantidad de carbón activado.

5. Con la ayuda de una franela, retirar del horno el embudo, colocarle el papel filtro

debidamente plegado y proceder a filtrar en caliente, lo más cuidadosa y rápidamente

posible, colectando la mezcla en un vaso de precipitados de 50ml. Lo anterior tiene la

finalidad de eliminar las impurezas insolubles y el carbón activado.

6. Permitir enfriar la mezcla a temperatura ambiente a fin de que el sólido comience el

proceso de cristalización. Si los cristales no se forman, inducir la cristalización como se

describió en el apartado anterior.

Nota: Si el proceso de enfriamiento es muy lento, los cristales que se generen serán grandes y

podrían contener incrustaciones de impurezas. Por el contrario, si el proceso es muy rápido,

los cristales que se generen serán muy pequeños y finos y también podrían contener

pequeñas incrustaciones de impurezas. Es por esto que es necesario enfriar la disolución a

una velocidad moderada, para obtener cristales de buen tamaño y libres de contaminantes.

7. Recortar y pesar un círculo de papel filtro, colocarlo en el interior del embudo Büchner de

tal manera que ajuste a la perfección.

8. Adaptar el embudo sobre un matraz Kitazato con la ayuda de una alargadera y conectar

el matraz a una bomba de vacío.

9. A fin de evitar que los cristales se filtren por las orillas del papel filtro, apoyar una varilla de

vidrio al centro del círculo de papel adaptado al embudo y permitir que la mezcla fluya

por las paredes de la varilla.



______________________________________________________________________________________________

6

10. Cuando se haya vertido el total de la mezcla al embudo, lavar los cristales con un poco

de disolvente previamente enfriado en un baño de hielo-agua y cubrir el Büchner con un

vidrio de reloj.

11. Cuando los cristales estén perfectamente secos, sacar el papel filtro con mucho cuidado

para evitar la pérdida del compuesto.

12. Pesar el papel filtro con los cristales y determinar la masa del compuesto por diferencia de

peso.

13. Determinar el porcentaje de pureza del compuesto final en función de la masa inicial del

compuesto con impurezas.

14. Determinar el punto de fusión de las muestras pura y con impurezas*.

15. Anotar resultados en la Tabla 1.2.

Tabla 1.2. Resultados de la cristalización

Disolvente ideal Rendimiento Aspecto de los

cristales

Punto de fusión

antes de la

cristalización*

Punto de fusión

después de la

cristalización*

*Opcional, puede ser realizado durante la Práctica 2. Determinación de punto de fusión simple y mixto.

Recristalización por par de disolventes

En ocasiones, no es posible encontrar un disolvente ideal simple para la cristalización de un

compuesto, debido a que éste último se disuelve en su totalidad en frío en algunos de los

disolventes y en los otros se disuelve poco o nada, inclusive en caliente. Es por ello que suele

emplearse la técnica de recristalización por par de disolventes, en las que se juega con la

polaridad de la mezcla, y que a continuación se describe.

1. Pesar y agregar 1 g de la muestra dentro de un matraz Erlenmeyer de 50ml con 3 ml del

disolvente que, según las pruebas, la disuelve mejor en frío (disolvente A). Agregar cuerpos

de ebullición.

2. Calentar en un baño María hasta ebullición y agregar el disolvente en el cual, según las

pruebas, no se disuelve la mezcla ni en caliente (disolvente B) y que además sea miscible

con el disolvente A, hasta que la mezcla se torne turbia.

3. Agregar en caliente y poco a poco gotas del disolvente A, hasta que desaparezca la

turbidez.

4. Continuar desde el paso 5 del apartado “Recristalización simple, purificación de un

compuesto”.



______________________________________________________________________________________________

7

DIAGRAMA METODOLÓGICO

Pruebas de solubilidad, búsqueda de un disolvente ideal.

Recristalización simple, purificación de un compuesto.

Pesar analíticamente 1 g de la muestra problema

Si no se cuenta con el disolvente ideal Si se cuenta con un disolvente ideal

Agregar 5 mL de disolvente y calentar

a baño María hasta ebullición. Agregar

disolvente caliente en volúmenes de 1

mL hasta la disolución total

Agregar carbón activado. Filtrar en caliente

Dejar enfriar e inducir cristalización

Filtrar al vacío. Secar, pesar y calcular el rendimiento

Agregar 3 mL del disolvente que

mejor disuelva a la muestra en frío.

Calentar en baño María a ebullición

Agregar de mL en mL el

disolvente que no disuelve a la

muestra en caliente hasta que

la disolución se torne turbia.

Quitar la turbidez con gotas

del primer disolvente

Pesar 0.6 g de la muestra problema

Dividir en 6 partes iguales y colocar cada una en un tubo de ensayo rotulado

con el nombre de uno de los 6 diferentes disolventes que se emplearán

Agregar a cada tubo el disolvente correspondiente a temperatura

ambiente en volúmenes de un mililitro, agitando constantemente

para observar la disolución, hasta completar un volumen de 3 mL

Calentar a ebullición, empleando

un baño María

Permitir enfriar hasta observar

la formación de cristales

Si la muestra se disuelve Si la muestra no se disuelve

Si la muestra se disuelve

Si la muestra no se disuelve

Si no precipita, inducir la cristalización

Los tubos en los que la muestra ha

cristalizado contienen el disolvente ideal

Los tubos contienen un

disolvente que por sí

solo no es adecuado

para la cristalización, no

son disolventes ideales.

Pueden ser empleados

para cristalización por

par de disolventes



______________________________________________________________________________________________

8

TRATAMIENTO DE RESIDUOS

Al concluir el experimento, los residuos de los disolventes utilizados con vestigios del

compuesto sólido disuelto se tratarán de la siguiente manera:

Filtrar cada disolución para eliminar los sólidos suspendidos. Los trozos de papel filtro, así como

todos los residuos sólidos generados en la práctica deberán ser almacenados en el frasco

etiquetado como “Residuos sólidos. Práctica 1”.

Los disolventes y mezclas de disolventes empleados se almacenarán en frascos individuales

debidamente etiquetados para que posteriormente sean destilados y reutilizados.

Nota para el grupo: Traer seis frascos de vidrio limpios, secos y sin calcomanías, de

aproximadamente 500 mL cada uno. Estos servirán para contener los disolventes residuales.

CUESTIONARIO

1. ¿Qué información se obtiene de un sólido al que se le realizan pruebas de solubilidad con

disolventes de polaridad conocida?

2. Un sólido que es soluble en frío, ¿podrá recristalizarse del disolvente en que se encuentra?

Fundamente su respuesta.

3. Un sólido que es insoluble en caliente ¿podrá recristalizarse del disolvente en que se

encuentra? Fundamente su respuesta

4. ¿Cuáles son las principales características que debe presentar un sólido para recristalizarlo

de su disolvente ideal?

5. ¿En qué parte del proceso de recristalización es eliminada cada una de las impurezas

solubles e insolubles?

6. ¿Qué condiciones se deben controlar en el enfriamiento de la disolución para tener

cristales de máxima pureza?

7. El yoduro de etilo (CH3–CH2–I) es relativamente polar, pero al contrario de lo que pasa con

el alcohol etílico (CH3–CH2–OH), es inmiscible en agua. Explique esta diferencia de

solubilidades.

8. ¿Cuál será el orden de solubilidad, de menor a mayor, de los siguientes compuestos en

benceno? Justifique su respuesta:

a) ácido oxálico b) ácido cítrico c) fenol

9. ¿Por qué razón no se deben desechar por el drenaje, disolventes orgánicos como:

hexano, acetato de etilo, acetona, etanol y metanol?



______________________________________________________________________________________________

9

10. Dibuje las estructuras de los solutos y disolventes empleados en esta práctica e indique su

polaridad, así como las fuerzas intermoleculares que existen entre unos y otros.

LECTURAS Y ENLACES RECOMENDADOS

a) Teoría y técnicas de cristalización:

http://www.wiley.com/college/mayo/0471249092/pdf/moltech05.pdf

http://orgchem.colorado.edu/hndbksupport/cryst/cryst.html

http://www.erowid.org/archive/rhodium/chemistry/equipment/recrystallization.html

http://chemistry.about.com/od/chemistryhowtoguide/ss/recrystallize.htm

b) Videos de técnicas de cristalización

http://video.google.com/videoplay?docid=5617753349611003526#

http://www.youtube.com/watch?v=XK0MZk3Q4jk

http://www.youtube.com/watch?v=aAa065hWyYg

REFERENCIAS

a) Brewster R. Q. y van der Werf C.A.; Curso Práctico de Química Orgánica, 3a. ed.

Alhambra, Madrid, 1979. (Clasificación - QD261 B73)

b) Domínguez X. A.; Experimentos de Química Orgánica. Limusa, México, 1989. (Clasificación

- QD261 D64 1989)

c) Fessenden R. J. and Fessenden J. S.; Instructor’s Manual for Organic Laboratory Techniques.

2a. ed. Pacific Grove, EEUU, 1993. (Clasificación - QD261 F462)

d) Macaulay, D. B., Bauer J. M., Bloomfield M. M.; General, organic, and biological chemistry:

an integrated approach, laboratory experiments, J. Wiley, EEUU. 2007. (Clasificación -

QD31.3 M33)

e) Mcmurry J.; Química Orgánica. 7a Edición, Cengage Learning, Mexico, 2008.

(Clasificación - QD251.2 M3718 2008)

f) Moore J. A. and Dalrymple D. L.; Experimental Methods in Organic Chemistry. W. B.

Saunders, EEUU, 1982. (Clasificación - QD261 M655 1982)

g) Pasto D. J., Johnson C. R., Miller M. J.; Experiments and Techniques in Organic Chemistry.

Prentice Hall, USA, 1992. (Clasificación - QD261 P374)



______________________________________________________________________________________________

10

h) Pavia D. L., Lampman G. M. and Kriz G.S.; Introduction to Organic Laboratory Techniques :

a Microscale Approach, 4a. ed. Thomson Brooks/Cole, EEUU, 2007. (Clasificación - QD261

I576 2007)

i) Shriner R. L., Fuson R. C. y Curtin D. Y.; The Systematic identification of organic compounds.

J. Wiley, USA. 2004. (Clasificación - QD261 S5 2004)

j) Vogel A. I.; Vogel’s : Textbook of Practical Organic Chemistry, 5a ed. Longman Scientific &

Technical, Inglaterra, 1989. (Clasificación - QD261 V63 1989)


- PRÁCTICA 2. DETERMINACIÓN DEL PUNTO DE FUSIÓN SIMPLE Y MIXTO -

______________________________________________________________________________________________

11

Práctica 2

Determinación del punto de fusión simple y mixto

INFORMACIÓN PREVIA

l punto de fusión es la temperatura que marca el equilibrio entre el estado sólido y el

estado líquido de una sustancia. En un sólido cristalino las moléculas o iones se

encuentran ordenados de manera regular y simétrica, formando modelos geométricos

que se repiten en el cristal. La fusión es el cambio de esta disposición ordenada a una más

desordenada que caracteriza a los líquidos. Cuando aumenta la temperatura, se incrementa

la energía cinética de las partículas y se favorece la ruptura de las fuerzas que las mantienen

unidas en la red cristalina. Es de esperar que entre mayores sean estas fuerzas, mayor sea la

energía térmica necesaria para vencerlas y, por consiguiente, el punto de fusión va a ser más

elevado.

Los compuestos iónicos, cuyas unidades estructurales, los iones, están unidas por

interacciones electrostáticas, presentan puntos de fusión muy elevados; por ejemplo, el

cloruro de sodio funde a los 801 ºC.

En los compuestos no iónicos, en los que los átomos están unidos por enlaces covalentes y las

unidades estructurales del cristal son moléculas, la fusión suele ocurrir a temperaturas

inferiores, puesto que solamente se rompen las fuerzas intermoleculares que mantienen las

moléculas unidas en la estructura cristalina, que son mucho más débiles que las que

mantienen unidas a los iones.

La temperatura de fusión es una propiedad física constante para cada sustancia y de suma

importancia para su identificación. Compuestos de la misma familia (alcoholes, aminas,

cetonas, alcanos, etc.) tienen comportamiento químico semejante pero se observan

diferencias en las temperaturas de fusión, de ebullición, y también en las solubilidades y

densidades de acuerdo a su tamaño, estructura y composición.

La temperatura de fusión siempre se expresa como un intervalo, es decir, la temperatura en

que aparece la primera gota del líquido y la temperatura en que la fusión se completa. Este

intervalo también es un indicativo de la pureza del compuesto. Como regla general, se

puede decir que un compuesto se considera puro cuando su intervalo de fusión va de 0 a 2

°C. Además, en general se puede considerar que las impurezas abaten el punto de fusión.

Algunas sustancias orgánicas se descomponen antes de fundir, esto ocurre cuando su

temperatura de fusión requiere más energía que la necesaria para romper los enlaces

covalentes que mantienen unidos a los átomos; otras, por el contrario, subliman antes de

alcanzar el punto de fusión, ya que la temperatura de evaporación es inferior a la necesaria

para pasar al estado líquido.

E



______________________________________________________________________________________________

12

Punto de fusión mixto

La técnica de punto de fusión mixto es útil para la caracterización de compuestos puros

desconocidos. Se prepara una mezcla 1:1 del compuesto desconocido y de un compuesto

de referencia, que se supone es igual a la sustancia desconocida. A continuación se

determinan los puntos de fusión del compuesto desconocido, del compuesto de referencia y

de la mezcla de ambos, al mismo tiempo y en el mismo aparato. Si los tres se funden

simultáneamente, el compuesto desconocido y el de referencia son el mismo compuesto. Si

la mezcla presenta un punto de fusión más bajo, los dos compuestos son diferentes.

En esta sesión, el punto de fusión será determinado por medio de un aparato Fisher-Johns

(Ver la Figura 2.1).

Figura 2.1. Aparato Fisher-Johns, para determinar puntos de fusión.

OBJETIVOS

a) Observar los factores experimentales que influyen en la determinación del punto de

fusión, y relacionar éste con la pureza de un compuesto.

b) Determinar el punto de fusión de sustancias puras e impuras.

c) Usar la técnica del punto de fusión mixto para caracterizar sustancias desconocidas.

GUÍA DE ESTUDIO

1) Definir:

fuerzas intramoleculares

fuerzas intermoleculares

punto de fusión

mezcla eutéctica



______________________________________________________________________________________________

13

punto de fusión mixto

2) Explicar los efectos de las impurezas sobre el punto de fusión de un compuesto.

3) Describir los factores experimentales que influyen en la determinación del punto de fusión.

4) Investigar otras dos técnicas para determinar el punto de fusión, incluyendo los aparatos y

sistemas que emplean.

5) Investigar los puntos de fusión de los compuestos que el profesor indique y que se

emplearán en esta práctica.

6) Investigar qué es, para qué sirve y cómo se calcula velocidad de calentamiento para un

aparato Fisher-Johns.

7) Investigar y exponer un ejemplo de la realización de una curva de calibración para un

aparato Fisher-Johns.

8) Investigar la tendencia en los valores de puntos de fusión para un conjunto determinado

de isómeros constitucionales.

9) Investigar el precio de un aparato Fisher-Johns y de sus termómetros, utilizando como

referencia uno de los equipos con los que cuenta el laboratorio.

PARTE EXPERIMENTAL

Material por equipo


1 Agitador de vidrio 1 Vaso de precipitados de 50 mL

1 Aparato Fisher Johns 1 Vidrio de reloj

1

1

Espátula delgada

Pinzas

3 Cubreobjetos redondos de 1.5 cm de

diámetro

METODOLOGÍA

Calibración del aparato Fisher-Johns

Dadas las distintas condiciones experimentales bajo las cuales se suelen determinar los puntos

de fusión (como temperatura ambiental, presión atmosférica, velocidad de calentamiento

de los aparatos, operador, etcétera), es necesario realizar gráficas o curvas de calibración

que nos permitan conocer el punto de fusión real de una sustancia, con base en los puntos

de fusión de compuestos de referencia. Para calibrar cada aparato se emplean por lo menos

tres sustancias puras con puntos de fusión conocidos y distantes entre sí. La calibración se

realiza de la siguiente manera, con los compuestos que el profesor proporcionará:



______________________________________________________________________________________________

14

1. Determinar la velocidad de calentamiento, que se regulará con el reóstato del aparato

Fisher-Johns, empleando la siguiente fórmula:

Velocidad de calentamiento = punto de fusión conocido * 0.8

3

Para realizar este cálculo, utilizar el punto de fusión del compuesto con el punto de fusión

intermedio. Ajustar el reóstato a la velocidad indicada. Nota: ¡No prender el aparato aún!

2. En un cubreobjetos redondo colocar con la espátula una pequeña cantidad de las tres

muestras de referencia (ver Figuras 2.2 y 2.3a). Es conveniente marcar sobre el

cubreobjetos, con un plumón indeleble, el sitio de cada muestra y tener especial cuidado

de que no se mezclen unas con otras.

3. Colocar el cubreobjetos sobre la platina del aparato Fisher-Johns, como se muestra en la

Figura 2.3b.

4. Encender el aparato. Con la ayuda de la lupa integrada al equipo, observar

constantemente hasta el momento de la aparición de la primera gota de la sustancia

que tenga el punto de fusión más bajo. Esta será la temperatura de inicio del intervalo del

punto de fusión de dicha sustancia. Seguir observando hasta la fusión total del

compuesto. Esta será la temperatura final del intervalo.

5. Determinar los intervalos de punto de fusión de las dos sustancias restantes.

6. Apagar el equipo al determinar el último valor. Anotar los resultados en la Tabla 2.1.

7. Realizar una curva de calibración, colocando los valores de los puntos de fusión teóricos

en las abscisas y los experimentales en las ordenadas.

8. Obtener la ecuación de la recta de los puntos graficados, mediante una regresión lineal,

y determinar los valores de la pendiente y la ordenada al origen. Anotar los datos en la

Tabla 2.2. Estos datos servirán para calcular los valores de puntos de fusión reales de las

muestras desconocidas en los experimentos posteriores.

Nota. Una vez determinados los puntos de fusión de las sustancias de referencia y realizada la

curva de calibración, no debe cambiarse la velocidad ajustada en el reóstato para las

posteriores determinaciones.

Figura 2.2. Distribución de varias muestras en un mismo cubreobjetos.

Sustancia A Sustancia B

Sustancia C



______________________________________________________________________________________________

15

a) b)

Figura 2.3. a) Disposición de una sustancia en un cubreobjetos redondo. b) Forma adecuada de

colocar el cubreobjetos en el aparato Fisher-Johns.

Tabla 2.1. Calibración del aparato Fisher-Johns

Sustancia A B C

Punto de fusión teórico

(ºC)

Punto de fusión

experimental (ºC)

Tabla 2.2. Datos de la ecuación de la recta de regresión lineal de puntos de fusión

m (pendiente)

b (ordenada al origen)

Ecuación de la recta y = m * x + b

Ecuación para determinar

puntos de fusión experimentales punto de fusiónexperimental = m * punto de fusiónteórico + b

Punto de fusión simple. Identificación de compuestos

Se proporcionarán tres sustancias sólidas puras que deberán ser identificadas por su punto de

fusión.

1. Colocar las tres muestras en un cubreobjetos redondo previamente marcado, como se

muestra en la Figura 2.2.

2. Tomar el cubreobjetos con las pinzas y colocarlo cuidadosamente sobre la platina del

aparato Fisher-Johns (ver Figura 2.3b), la cual debió dejarse enfriar a temperatura

ambiente después de la calibración. Encender el aparato.

Nota: Nunca se debe enfriar la platina de un aparato Fisher-Johns empleando agua o hielo,

ya que esto puede provocar la ruptura de la misma o del termómetro.



______________________________________________________________________________________________

16

3. Registrar la temperatura cuando aparezca la primera gota y cuando se complete la

fusión de cada compuesto (Figura 2.4). Anotar los resultados obtenidos en la Tabla 2.3.

4. Obtener los valores de los puntos de fusión reales para cada muestra, haciendo uso de la

ecuación de la recta obtenida en la regresión lineal de la curva de calibración. Anotar los

valores correspondientes en la Tabla 2.3.

5. Comparar los puntos de fusión reales con los puntos de fusión teóricos investigados (o

proporcionados por el profesor), para identificar los tres compuestos.

Tabla 2.3. Determinación del punto de fusión simple para identificar compuestos

Sustancia A B C

Punto de fusión

experimental (ºC)

Punto de fusión

real (ºC)

Punto de fusión teórico

(ºC)

Compuesto

Figura 2.4. Fusión de una sustancia empleando un aparato Fisher Johns.


El profesor proporcionará tres sustancias (A, B y C), dos de las cuales son el mismo compuesto.

1. Seleccionar un par de muestras (A y B, B y C o A y C) y preparar con ellas una pequeña

mezcla homogénea en proporción 1:1.

2. Colocar las tres muestras (las dos sustancias que se seleccionaron y su mezcla) en un

mismo cubreobjetos, como se indica en la Figura 2.5.

3. Colocar el cubreobjetos, con ayuda de unas pinzas, en la platina del aparato Fisher-Johns

(ver Figura 2.3b). Determinar los puntos de fusión de las tres muestras.

4. Anotar en la Tabla 2.4 el intervalo de fusión para cada sustancia y para la mezcla.



______________________________________________________________________________________________

17

5. Con base en los resultados, concluir si las sustancias estudiadas son las mismas. De lo

contrario, repetir el experimento con otro par hasta hallar las muestras que corresponden

al mismo compuesto.

Figura 2.5. Disposición de muestras para el experimento de punto de fusión mixto.

Tabla 2.4. Determinación de puntos de fusión. Punto de fusión mixto.

Muestra A B Mezcla de A + B (1:1)

Punto de fusión

ºC

Muestra B C Mezcla de B + C (1:1)

Punto de fusión

ºC

Muestra A C Mezcla de A + C (1:1)

Punto de fusión

ºC

DIAGRAMAS METODOLÓGICOS

Calibración del aparato Fisher-Johns

Determinar la velocidad de calentamiento

del aparato Fisher-Johns

Realizar la gráfica de calibración

y obtener los valores de pendiente

y ordenada al origen

Colocar las sustancias de referencia en un

cubreobjetos y determinar los puntos de fusión

Sustancia X Sustancia Y

Mezcla 1:1, X + Y



______________________________________________________________________________________________

18

Punto de fusión simple. Identificación de compuestos



Siempre que las muestras elegidas por el profesor no impliquen un tratamiento especial, los

residuos sólidos empleados en esta práctica se desecharán en el recipiente rotulado como

“Residuos sólidos. Práctica 2” los cuales serán llevados a incineración.

CUESTIONARIO

1. Explique por qué una sustancia impura generalmente presenta un abatimiento

(disminución) en su punto de fusión.

De tres muestras que se proporcionarán, seleccionar dos, y

preparar con ellas una mezcla homogénea 1:1

Determinar el punto de fusión experimental

de cada sustancia y la mezcla

Con los datos obtenidos, determinar si ambas muestras se tratan de la

misma sustancia; de lo contrario repetir el experimento con otro par de

muestras hasta encontrar las del mismo compuesto

Colocar cada una de estas muestras y su mezcla, en un

mismo cubreobjetos

Con una espátula, colocar las muestras a las que se les

determinará el punto de fusión en el mismo cubreobjetos

Determinar el punto de fusión experimental

de cada sustancia y con la gráfica de

calibración obtener los valores reales

Comparar los valores reales obtenidos con los

teóricos, para identificar cada compuesto

Colocar el cubreobjetos en el aparato

Fisher-Johns previamente calibrado



______________________________________________________________________________________________

19

2. Suponga que tiene un par de sustancias diferentes que funden a la misma temperatura.

¿El punto de fusión de una mezcla 1:1 de estas dos sustancias será mayor, menor o igual

que el punto de fusión de las sustancias por separado? ¿Por qué?

3. En un conjunto de alcanos isoméricos, ¿cuáles son los factores estructurales que

determinan el punto de fusión?

4. ¿Qué importancia tiene el punto de fusión en la caracterización de un compuesto?


a) Teoría y técnicas de determinación de puntos de fusión:

http://www.chem.wisc.edu/courses/342/Fall2004/Melting_Point.pdf

http://www.chem.ucalgary.ca/courses/351/laboratory/meltingpoint.pdf

http://orgchem.colorado.edu/hndbksupport/meltingpt/fj.html

b) Videos de técnicas de determinación de puntos de fusión:

http://www.youtube.com/watch?v=T3HzRPKj1YE

http://www.youtube.com/watch?v=Cqy6I8jZCdg

http://www.youtube.com/watch?v=9aQio1KQKrs

c) Otros.

Curva de calibración, método de los mínimos cuadrados y uso de hojas de cálculo

para su obtención. Skoog D.A., West D.M., Holler F.J., Crouch S.R., Química Analítica. 7a

ed. McGraw-Hill, México, 2006. pp. 166-180.

REFERENCIAS

a) Bailey. P. S., Bailey, C. A., Organic Chemistry: A Brief Survey of Concepts and Applications.

Prentice Hall, EEUU. (Clasificación - QD251.2 B35 2000)

b) Fox, M. A. and Whitsell, J. D., Organic chemistry. 3rd. ed., Jones and Bartlett, EEUU.

(Clasificación - QD251.2 F69 2004)

c) Gorzynski, S. J., Organic Chemistry. McGraw-Hill, EEUU, 2006. (Clasificación - QD251.2 S665

2006)

d) Mayo, D. W. Pike, R. M., Butcher, S. S., Trumper, P. K., Microscale Techniques for the organic

laboratory. J. Wiley, EEUU. (Clasificación - QD261 M53 2001)



______________________________________________________________________________________________

20

e) Mohrig, J. R., Hammond, C. N., Schatz, P. F., Morrill, T. C., Techniques in organic chemistry:

miniscale standard taper microscale and Willliamson microscale. Freeman and Company.

(Clasificación - QD261 T43)

f) Timberlake, K. C., Chemistry: An Introduction to General, Organic and Biological Chemistry.

7a ed., EEUU, 2001. (Clasificación - QD31.2 T552 2001)


- PRÁCTICA 3. DETERMINACIÓN DEL PUNTO DE EBULLICIÓN: DESTILACIÓN SIMPLE Y FRACCIONADA -

______________________________________________________________________________________________

21

Práctica 3

Determinación del punto de ebullición: destilación

simple y fraccionada

INFORMACIÓN PREVIA

Punto de ebullición, relación estructura-punto de ebullición.

l punto de ebullición de un líquido es la temperatura a la cual su presión de vapor es

igual a la presión externa. Para que una sustancia alcance su punto de ebullición, es

necesario suministrar la energía necesaria para que pase del estado líquido al estado

gaseoso.

En general, los factores que determinan el punto de ebullición son: la masa molecular, su

estructura geométrica espacial, su polaridad y la asociación intermolecular.

En el caso de los alcoholes (con un solo grupo funcional -OH) se ha observado que, a medida

que aumenta el número de átomos de carbono de la cadena lineal, el punto de ebullición

también aumenta; sin embargo, éste disminuye al aumentar las ramificaciones.

Entre los hidrocarburos, los factores que determinan el punto de ebullición suelen ser

principalmente la masa molecular y la estructura; las principales interacciones que mantienen

unidas a estas moléculas son fuerzas de Van der Waals.

Destilación simple

La destilación es un proceso que consiste en la evaporación de un líquido, condensación del

vapor y recolección del condensado.

Cuando una sustancia líquida se contamina con pequeñas cantidades de impurezas, éstas

pueden eliminarse por algún método de destilación.

Cuando dos o más sustancias líquidas se encuentran formando mezclas en proporción

relativamente parecida, puede usarse la destilación para separarlas. En cada caso deberá

elegirse la técnica de destilación más acorde con las características de la muestra.

Como regla general se puede decir que una mezcla de dos componentes con una

diferencia entre puntos de ebullición de por lo menos 40 ºC, puede separarse mediante una

destilación simple (Figura 3.1). Aquellas sustancias cuyos puntos de ebullición difieran por

menos de 40 ºC, se separarán por la técnica de destilación fraccionada (Figura 3.3).

E



______________________________________________________________________________________________

22

Figura 3.1. Esquema del montaje adecuado de un sistema de destilación simple.

Nótese la posición del bulbo del termómetro y que el flujo de agua (refrigerante) debe dirigirse desde

la parte inferior del condensador hacia arriba.

Destilación fraccionada

La característica instrumental de esta clase de destilación radica en el uso de una columna

de fraccionamiento (Figura 3.2) que proporciona una gran superficie para el intercambio de

calor que permite la existencia de equilibrios vapor-líquido, también conocidos como platos

teóricos de condensación.

Figura 3.2. Columnas de destilación fraccionada.

a) Columna de relleno sencilla.; b) Columna Vigreux.

A medida que ocurre el calentamiento de la mezcla en el matraz de fondo redondo (Figura

3.3), se observa que la temperatura se incrementa hasta llegar a un aparente estado de

estabilidad térmica, esta es la temperatura de ebullición de la sustancia menos volátil de la

mezcla. Una vez que el volumen total de esta sustancia se ha evaporado por completo y ha

sido colectado, se observará que la temperatura comenzará a elevarse gradualmente hasta

llegar a otro período de estabilidad térmica, lapso en el cual se encontrará evaporando la

sustancia con un punto de ebullición superior al de la sustancia previamente destilada. Los

períodos de estabilidad térmica dependerán del número de fracciones (o sustancias)

presentes en la muestra dentro del matraz de fondo redondo o de los posibles azeótropos. Es

importante que, cada vez que la temperatura se mantenga constante, se colecten las

fracciones en matraces independientes. Para obtener una buena separación, el

calentamiento no debe ser muy rápido. Lo anterior puede controlarse manteniendo la fuente



______________________________________________________________________________________________

23

de calor lo suficientemente lejos para no calentar la mezcla con vigorosidad, pero lo

suficientemente cerca para permitirle elevar su temperatura. Hoy en día es común emplear

canastillas de calentamiento como fuente de calor que, con el uso de un reóstato, permiten

un buen control de la velocidad de calentamiento y ayudan a disminuir los riesgos de

inflamabilidad. Los volúmenes destilados se dividen en al menos tres componentes que

dependen de su concentración y temperatura de destilación: cabeza, cuerpo y cola.

Figura 3.3. Esquema del montaje adecuado de un sistema de destilación fraccionada.

OBJETIVOS

a) Conocer las características y los factores que intervienen en las destilaciones simples y

fraccionadas.

b) Realizar las destilaciones simple y fraccionada empleando la misma muestra problema

para comparar la eficacia de cada técnica.

c) Determinar la técnica de destilación más adecuada, en función del líquido o la mezcla

de líquidos destilados.

GUÍA DE ESTUDIO

1) Describir cuál es la relación entre el punto de ebullición y la estructura molecular de los

alcanos y los alcoholes.

2) Investigar qué es la presión de vapor y cuál es su relación con el punto de ebullición y las

fuerzas intermoleculares.



______________________________________________________________________________________________

24

3) Describir las características de la destilación simple y las de la destilación fraccionada. Y

las diferencias que existen entre ellas.

4) Investigar la definición de:

platos teóricos en una columna de destilación fraccionada.

cabeza, cuerpo y cola de destilación

azeótropo

punto de ebullición

intervalo de ebullición

5) Explicar cómo se realiza la interpretación de gráficas de destilación.

6) Ejemplificar variación del punto de ebullición en un conjunto de isómeros.

PARTE EXPERIMENTAL

Material por equipo


1 Matraz bola de 250 mL 1 Columna Vigreux

1 Refrigerante 1 Canasta de calentamiento

1 Tee de destilación 2 Mangueras de hule

1 Portatermómetro 3 Pinzas de tres dedos

1 Termómetro 3 Vasos de precipitado de 250 mL

1 Colector 4 Matraces de 50 mL

1 Probeta 25 mL Cuerpos de ebullición

Nota: Se pueden traer para esta práctica 50 mL de una bebida alcohólica.

METODOLOGÍA

Se proporcionará una mezcla líquida, a fin de destilarla comparar los resultados tanto por la

técnica de destilación simple, como por la técnica de destilación fraccionada.

1. Colocar 100 mL de la mezcla proporcionada (de alcoholes y/o alcanos) y/o de la bebida

alcohólica.

2. Agregar cuerpos de ebullición al matraz bola.

3. Montar el equipo de destilación que se vaya a emplear como se muestra en la Figuras 3.1

o la Figura 3.3, según sea la técnica de destilación.

4. Calentar moderadamente y anotar la temperatura a la cual cae la primera gota de

destilado en la Tabla 3.1 o en la Tabla 3.2, según corresponda.



______________________________________________________________________________________________

25

5. Colectar en distintos matraces volúmenes de 3 mL (o el volumen adecuado,

dependiendo del volumen inicial a destilar) y anotar la temperatura de cada fracción.

6. Colectar las fracciones del destilado en el mismo matraz cuando la temperatura se

mantenga constante.

7. Cuando en el matraz bola quede un volumen de 10 mL, detener el calentamiento,

apagar y alejar la canastilla para evitar que el matraz se seque (el residuo puede explotar

o romper el matraz si se evapora todo el disolvente).

8. Trazar las gráficas de cada destilación. Colocar en las abscisas los volúmenes del

destilado y en las ordenadas las temperaturas de destilación. Interpretar los resultados

indicando los componentes de la destilación (cuerpo, cabeza y cola).

9. Corroborar las diferencias y aplicaciones de los dos métodos de destilación.

Tabla 3.1 Destilación simple

T. de destilación (ºC)

Vol. del destilado (mL)

Fracción de destilación Temperatura de destilación (ºC) Volumen (mL)

Cabeza

Cuerpo

Cola

Tabla 3.2 Destilación fraccionada

Bebida alcohólica o fermentada

T. de destilación (ºC)

Vol. del destilado (mL)

Fracción de destilación Cabeza Cuerpo

Cola 1er. Comp. Azeótropo 2o. Comp.

Volumen (ml)



______________________________________________________________________________________________

26



Los residuos acuosos pueden desecharse en la atarjea.

Para los residuos orgánicos habrá recipientes rotulados con las frases “Residuos orgánicos

clorados. Práctica 3” o “Residuos orgánicos no clorados. Práctica 3”

CUESTIONARIO

1. Realice e interprete las gráficas de destilación correspondientes.

2. Identifique qué parte de cada gráfica corresponde a cada compuesto destilado y

busque una relación con su punto de ebullición.

3. Dibuje las estructuras de cada sustancia y compárelas en función de su punto de

ebullición; determine la causa estructural de la diferencia de los puntos de ebullición.

4. Determine el porcentaje de los componentes que separó de las diferentes muestras.

5. Formule conclusiones con base en los resultados experimentales.

6. Discuta la importancia de la presión atmosférica en el punto de ebullición.

7. Indique en qué casos es adecuada la implementación de una destilación simple y en

casos es adecuada la destilación fraccionada.

En un matraz bola agregar 100 mL de la mezcla de alcoholes, alcanos

o bebida alcohólica a destilar. Agregar cuerpos de ebullición

Montar el equipo de destilación a emplear (simple

o fraccionada) verificando el flujo correcto de

agua en el refrigerante (de abajo hacia arriba)

Conectar la canastilla de calentamiento al reóstato y

regular a una velocidad de calentamiento moderada

Mientras la temperatura aumente, colectar las fracciones destiladas en porciones de

3 mL en diversos matraces. Cuando la temperatura se mantenga constante colectar

las fracciones en el mismo matraz. Anotar volúmenes de destilado y temperaturas

Trazar las gráficas de cada destilación. Coloque en las abscisas los

volúmenes del destilado y en las ordenadas las temperaturas de

destilación. Identifique las partes del destilado (cabeza, cuerpo, cola)



______________________________________________________________________________________________

27


a) Teoría y técnicas de destilación:

http://orgchem.colorado.edu/hndbksupport/dist/dist.html

http://www.chem.ucalgary.ca/courses/351/laboratory/distillation.pdf

http://200.13.98.241/~rene/separacion/manuales/psdfrac.pdf

http://www.umsl.edu/~orglab/documents/distillation/dist.html

b) Videos de técnicas de destilación:

http://www.youtube.com/watch?v=3JlIPnyrZMw

http://www.youtube.com/watch?v=0x2-8dedmE4

http://www.youtube.com/watch?v=W7Vlxn4e2v0

REFERENCIAS

a) Brewster R. Q. y van der Werf C.A.; Curso Práctico de Química Orgánica, 3a. ed.

Alhambra, Madrid, 1979. (Clasificación - QD261 B73)

b) Fessenden R. J. and Fessenden J. S.; Instructor’s Manual for Organic Laboratory Techniques.

2a. ed. Pacific Grove, EEUU, 1993. (Clasificación - QD261 F462)

c) Macaulay, D. B., Bauer J. M., Bloomfield M. M.; General, organic, and biological chemistry :

an integrated approach, laboratory experiments, J. Wiley, EEUU, 2007. (Clasificación -

QD31.3 M33)

d) Mcmurry J.; Química Orgánica. 7a Edición, Cengage Learning, Mexico, 2008.

(Clasificación - QD251.2 M3718 2008)

e) Moore J. A. and Dalrymple D. L.; Experimental Methods in Organic Chemistry. W. B.

Saunders, EEUU, 1982. (Clasificación - QD261 M655 1982)

f) Pavia D. L., Lampman G. M. and Kriz G.S.; Introduction to organic laboratory techniques : a

microscale approach, 4a. ed. Thomson Brooks/Cole, EEUU, 2007. (Clasificación - QD261

I576 2007)

g) Shriner R. L., Fuson R. C. y Curtin D. Y.; The Systematic identification of organic compounds.

J. Wiley, USA. 2004. (Clasificación - QD261 S5 2004)

h) Vogel A. I.; Vogel’s : Textbook of Practical Organic Chemistry, 5a ed. Longman Scientific &




______________________________________________________________________________________________

28


- PRÁCTICA 4. EXTRACCIÓN DE UN ACEITE ESENCIAL POR DIFERENTES TÉCNICAS -

______________________________________________________________________________________________

29

Práctica 4

Extracción de un aceite esencial por diferentes técnicas

INFORMACIÓN PREVIA

Extracción por arrastre con vapor

a destilación por arrastre con vapor es una técnica que se emplea para separar

sustancias insolubles en agua y ligeramente volátiles presentes en diversos materiales

vegetales. Con esta técnica es posible purificar adecuadamente sustancias de punto de

ebullición elevado e inclusive, compuestos que se descomponen antes de alcanzar su punto

de ebullición. Lo anterior es posible gracias a que la temperatura de extracción es

relativamente baja, pues depende del punto de ebullición del disolvente empleado.

El equipo general empleado se muestra en la Figura 4.1: consta de un matraz en el cual se

genera el vapor de agua mediante calentamiento. Este primer matraz es conectado con un

tubo de vidrio a un segundo matraz, el cual contiene la muestra vegetal de la que serán

extraídos los compuestos de interés. Para mantener una temperatura adecuada que impida

la condensación de los vapores, el segundo matraz también debe tener una fuente de calor

a una temperatura ligeramente inferior a la del matraz en donde se generan los vapores. Por

último, un equipo refrigerante es unido al matraz que contiene la muestra y de esta manera

es posible condensar los vapores de agua y extracto para poder recuperarlos.

Los vapores saturados de los líquidos inmiscibles siguen la ley de Dalton sobre las presiones

parciales, la cual dice que “cuando dos o más gases o vapores, que no reaccionan entre sí,

se mezclan a temperatura constante, cada gas ejerce la misma presión que si estuviera solo y

la suma de las presiones de cada uno, es igual a la presión total del sistema”.

La expresión matemática de la ley de Dalton es la siguiente:

PT = P1 + P2 + …+ Pn Ecuación 4.1

Donde PT es la presión total y P1, P2,…Pn son las presiones parciales de los componentes. Al

destilar una mezcla de dos líquidos inmiscibles, la temperatura de ebullición de la mezcla será

aquella a la cual suma de las presiones de vapor de cada líquido se iguale con la presión

atmosférica, esta temperatura será menor al punto de ebullición del componente más volátil.

Extracción continua

La extracción continua se lleva a cabo en un equipo Soxhlet como el que se muestra en la

Figura 4.2. El equipo consta de un matraz de bola en donde se calienta únicamente el

disolvente de extracción. Los vapores suben hasta un refrigerante conectado en la parte

superior del equipo, donde se condensan y caen directamente a una cámara en donde se

encuentra empacada la muestra del material a extraer. En el momento en que se llena la

L



______________________________________________________________________________________________

30

cámara con el disolvente, éste regresa al matraz de destilación mediante un tubo que

funciona como sifón. El proceso se repite por un tiempo indefinido hasta que la extracción es

completa, obteniéndose al final una disolución concentrada del extracto. El disolvente se

elimina mediante destilación simple para obtener el extracto deseado.

Extracción directa o a reflujo

La técnica de extracción directa o a reflujo emplea un equipo semejante al de la Figura 4.3.

Este equipo emplea un matraz de bola en el cual se deposita el material que contiene los

compuestos de interés, así como también el disolvente que se empleará para la extracción.

A este matraz se le conecta un equipo refrigerante y es calentado mediante el uso de una

canastilla. Los vapores del disolvente se condensan en el refrigerante y regresan al matraz.

Después de un tiempo, el disolvente caliente comenzará a concentrarse del extracto.

Cuando se alcanza una concentración de extracto adecuada, la mezcla de disolvente y

material es filtrada y el disolvente es destilado para concentrar aún más el extracto.

Esta técnica y la de extracción continua, suelen ser menos selectivas que la extracción por

arrastre de vapor ya que, además de extraer los compuestos volátiles, también extraen todos

aquellos compuestos que son solubles en el disolvente empleado para la extracción por estar

en contacto directo con la muestra vegetal.

OBJETIVOS

a) Aislar los aceites esenciales de un producto vegetal utilizando las técnicas de:

Destilación por arrastre de vapor

Extracción continua en equipo Soxhlet


b) Reconocer las características de las técnicas empleadas en la práctica, así como los

factores experimentales que intervienen en ellas para una óptima extracción.

c) Comparar cualitativamente las técnicas empleadas mediante la concentración del

aceite esencial extraído, empleando el mismo material vegetal.

GUÍA DE ESTUDIO

1) Realizar un resumen sobre las propiedades y características de los aceites esenciales, su

aislamiento y purificación.

2) Investigar la teoría de la Ley de las presiones parciales de Dalton y fundamentar el

principio teórico de la extracción con arrastre de vapor.



______________________________________________________________________________________________

31

3) Hacer un cuadro comparativo de las características y aplicaciones de las técnicas que se

emplearán en esta práctica.

4) Enlistar las sustancias que se emplearán en cada experimento y anexar la toxicidad de

cada una de estas.

PARTE EXPERIMENTAL

Destilación por arrastre con vapor

Material por equipo


2 Canastillas de calentamiento 1 Mortero con pistilo

1 Colector 3 Pinzas de 3 dedos

1 Condensador 1 Recipiente de peltre

1 Embudo de separación 2 Reostatos

1 Embudo de tallo corto 3 Soportes universales

1 Espátula 5 Tapones mono-horadados

2 Mangueras de hule 1 Termómetro

2 Matraces de bola de dos bocas de 2 Tubos de vidrio en L

500 mL 1 Vaso de pp. de 150 mL

1 Matraz Erlenmeyer de 250 mL 2 Vaso de pp. de 250 mL

1 Viales de 10 mL


Sustancia Sustancia Agua 50 g de muestras para la extracción de los

aceites esenciales: cascara de cítricos, canela,

pimienta, pétalos de rosas, hojas de eucalipto, té

de limón o manzanilla, etc.

Hielo

Cloroformo o éter etílico

Sulfato de sodio anhidro

Papel filtro

Extracción continua con equipo Soxhlet

Material por equipo


1 Cámara Soxhlet 1 Matraz Erlenmeyer de 250 mL

1 Canastilla de calentamiento 1 Matraz redondo de boca esmerilada

1 Condensador de 500 mL

Cuerpos de ebullición 1 Mortero con pistilo

1 Dedal de celulosa 2 Pinzas de 3 dedos

1 Embudo de tallo corto 1 Reóstato

1 Espátula 1 Soporte universal

2 Mangueras de hule 1 Vial de vidrio



______________________________________________________________________________________________

32


Sustancia Sustancia Cloroformo o éter etílico 50 g de muestras para la extracción de los





Papel filtro

Extracción directa a reflujo

Material por equipo


1 Probeta de 200 mL 1 Matraz redondo de boca esmerilada

1 Canastilla de calentamiento de 500 mL

1 Condensador 1 Mortero con pistilo

Cuerpos de ebullición 2 Pinzas de 3 dedos

1 Embudo de tallo corto 1 Reóstato

1 Espátula 1 Soporte universal

2 Mangueras de hule 1 Vial de vidrio

1 Matraz Erlenmeyer de 250 mL


Sustancia Sustancia Cloroformo o éter etílico 50 g de muestras para la extracción de los





Papel filtro

METODOLOGÍA

Nota importante: El equipo instrumental empleado para algunos de estos experimentos es de

costo elevado, por lo que se recomienda que el alumno tenga extrema precaución durante

la manipulación de cada pieza, especialmente con aquellas piezas que tienen juntas

esmeriladas. Como punto adicional al trabajo previo a esta práctica, el alumno deberá

anexar los precios estimados de las piezas de vidrio que se utilizarán en esta sesión. Estos

datos los puede investigar en los catálogos de material y reactivos disponibles en el

laboratorio.


1. Agregar 200 mL de agua y cuerpos de ebullición a un matraz de bola de dos bocas con

500 mL de capacidad (matraz A), éste se empleará para generar el vapor.

2. Dividir 50 g de la muestra en trozos lo más finamente posible y colocarlos en otro matraz

de bola (matraz B) con agua suficiente para humectarla.



______________________________________________________________________________________________

33

3. Adaptar un termómetro, con la ayuda con un tapón mono horadado, a una de las bocas

del matraz A.

4. Conectar con tapones monohoradados y un tubo en L ambos matraces y sujetar con

pinzas y soportes como se muestra en la Figura 4.1.

Nota: Los tapones de hule deben ajustarse a la perfección con las juntas de los matraces

para evitar la pérdida de muestra y vapor. El extremo del tubo en L conectado al matraz A

no debe sumergirse en el agua, de lo contrario no fluirá el vapor y sí lo hará el líquido caliente;

en cambio, el extremo conectado al matraz B debe estar sumergido en la muestra.

Figura 4.1. Representación de un equipo de destilación por arrastre de vapor en el laboratorio.

5. Adaptar el sistema de condensación a la boca restante del matraz B con otro tubo en L y

otros dos tapones monohoradados. Conectar el condensador a la toma de agua con

mangueras de hule y verificar que el flujo de líquido refrigerante vaya de la parte inferior a

la parte superior dentro del condensador.

6. Calentar con una canastilla el matraz A hasta alcanzar la temperatura de ebullición y con

otra canastilla el matraz B, cuidando que la temperatura de este último sea baja (60ªC

aproximadamente).

Nota: El vapor que pasará por el tubo en L hacia la muestra extraerá el aceite esencial. Éste

es inmediatamente arrastrado por el vapor de agua en un proceso de codestilación hacia el

sistema de refrigeración. Una vez que el vapor con el aceite esencial comience a fluir por el

condensador, regresará a su estado líquido.

7. Colectar el condensado en un matraz Erlenmeyer de 200 mL sumergido en un baño de

hielo-agua.

8. Suspender el calentamiento cuando el volumen del destilado sea de 150 mL

aproximadamente.

9. Refrigerar el extracto acuoso en un frasco protegido de la luz.



______________________________________________________________________________________________

34

10. (Los siguientes pasos son opcionales para esta sesión; quedan a consideración del

Profesor)

11. Aislar el aceite esencial del destilado, mediante 3 extracciones con 15 mL cloroformo

cada una en un embudo de separación (ver el fundamento de extracción líquido-líquido

en la Práctica No. 7: Extracción de Cafeína o en Lecturas y enlaces recomendados de

esta práctica).

12. Colectar las fases orgánicas en un mismo matraz Erlenmeyer de 150 mL y secarlas con

sulfato de sodio anhidro para eliminar los residuos de agua.

13. Filtrar y recuperar el disolvente con el uso del rotavapor hasta obtener 5 mL del aceite.

14. Trasvasar a un vial de vidrio pequeño y previamente pesado.

15. Dejar destapado sobre una canastilla de calentamiento ligeramente caliente para

completar la eliminación del disolvente.

16. Pesar y obtener por diferencia la masa del aceite extraído.

17. Calcular el porcentaje del aceite esencial obtenido.


1. Colocar en un matraz redondo esmerilado de 500 mL, disolvente suficiente para realizar la

extracción (ver Anexo II: Técnicas Básicas del laboratorio de Química Orgánica) y agregar

cuerpos de ebullición.

2. Colocar el matraz sobre una canastilla de calentamiento y sujetar con pinzas y soporte.

3. Dividir en trozos, lo más finamente posible, 50 g del material vegetal seleccionado. Llenar

el dedal de celulosa con la muestra y colocarlo en la cámara de extracción. Si no se

cuenta con un dedal de celulosa, puede hacer un tubo contenedor a base de papel

filtro.

4. Adaptar el equipo Soxhlet al matraz y al condensador como se muestra en la Figura 4.2.

Sujetar con pinzas y soporte.

Nota: Es importante considerar que el líquido refrigerante que fluye por el condensador lo

haga desde la parte inferior hacia la parte superior a la velocidad adecuada, con la

finalidad de evitar la pérdida del disolvente, de lo contrario no será posible realizar el número

adecuado de ciclos de extracción; inclusive, puede ocurrir el secado y la descomposición

de los productos extraídos. Es posible constatar la fuga de disolvente por el olor del mismo o

un efecto de espejismo sobre el condensador.



______________________________________________________________________________________________

35

Figura 4.2. Representación de un equipo de extracción continua con equipo Soxhelt

5. Calentar a una velocidad moderada, regulada con un reóstato, hasta la ebullición del

disolvente.

6. Los vapores del disolvente subirán por el matraz hacia la cámara Soxhlet y posteriormente

al sistema refrigerante, en donde se condensarán para después caer sobre el material

vegetal. La polaridad del disolvente comenzará a extraer los aceites esenciales, así como

otros compuestos orgánicos naturales. En el momento en que la cámara de extracción se

llene con el disolvente, éste caerá al matraz, por un efecto de sifón, junto con los

productos extraídos.

7. Permitir al menos 3 ciclos de extracción.

8. Apagar el reóstato poco antes de que se llene por última vez la cámara de extracción,

de tal manera que el calor que guarde la canastilla permita la evaporación de disolvente

y éste a su vez, condense para que concluya el último ciclo.

9. Desmontar con mucho cuidado el condensador y la cámara Soxhlet.

10. Verter el extracto en un matraz Erlenmeyer de 250 mL y secar con sulfato de sodio anhidro

para eliminar los residuos de agua que pudieran haber sido extraídos del material vegetal.








1. Dividir en trozos, y lo más finamente posible, 50 g del material vegetal seleccionado.



______________________________________________________________________________________________

36

2. Colocar la muestra en un matraz redondo esmerilado de 500 mL y adicionar 150 mL del

disolvente (cloroformo o éter etílico).

3. Colocar el matraz sobre una canastilla de calentamiento conectada a un reóstato para

regular la velocidad de calentamiento. Sujetar con pinzas y soporte.

4. Adaptar un condensador en la parte superior del matraz como se muestra en la Figura 4.3.

Sujetar con pinzas y soporte.

5. Calentar a reflujo por lo menos durante 45 minutos para extraer el aceite esencial y otros

productos naturales.

6. Dejar enfriar a temperatura ambiente y desmontar con cuidado el equipo.

7. Filtrar el extracto sobre un matraz Erlenmeyer de 250 mL.

8. Secar con sulfato de sodio anhidro para eliminar los residuos de agua que pudieran haber

sido extraídos del material vegetal.







Figura 4.3. Representación de un equipo de extracción continua o a reflujo.



______________________________________________________________________________________________

37



Agregar 200 mL de agua al

matraz generador de vapor

Adaptar el equipo de acuerdo a la Figura 4.1

Colectar 150 mL del destilado

Moler finamente la muestra y colocarla en el matraz contenedor;

agregar agua suficiente para humectar la muestra

Calentar ambos matraces, manteniendo el

matraz de la muestra a una temperatura inferior

a la del matraz en el cual se generan los vapores

Refrigerar el extracto acuoso en un frasco protegido de la luz

Emplear la técnica de extracción líquido-líquido para purificar

Evaporar y recuperar el disolvente con rotavapor

Calcular el porcentaje de aceite esencial extraído

Secar con sulfato de sodio anhidro



______________________________________________________________________________________________

38


Extracción directa a reflujo


Secar los residuos sólidos de las muestras vegetales en una campana, desecharlos en el

contenedor marcado como “Residuos vegetales. Práctica 4”.

Colocar los residuos de sulfato de sodio anhidro en el contenedor marcado como “sulfato de

sodio anhidro. Práctica 4”

Agregar 100 mL de disolvente al matraz de bola. Agregar la

muestra cortada en trozos pequeños y cuerpos de ebullición

Filtrar, secar con sulfato de sodio anhidro y filtrar.

Calentar a reflujo 45 minutos



Agregar disolvente al matraz bola del equipo

Soxhlet. Agregar cuerpos de ebullición

Colocar el matraz de bola dentro de una canastilla de calentamiento conectada a un reóstato.

Calentar a velocidad moderada tantos ciclos de extracción como la sesión lo permita

Apagar, dejar enfriar y separar el matraz con el extracto

Colocar 50 g de muestra dentro del dedal y colocarlo en la cámara de

extracción del equipo Soxhlet. Adaptar el matraz, el sifón y el condensador

Secar con sulfato de sodio anhidro, filtrar





______________________________________________________________________________________________

39

Depositar los residuos de los disolventes empleados en el frasco correspondiente a cada uno,

marcados como “Metanol. Práctica 4”, “Hexano. Práctica 4”, etc. Estos serán destilados para

su reutilización.

CUESTIONARIO

1. Describa cuál es el aspecto que presentan los diferentes extractos obtenidos. Indique a

que se debe esa diferencia.

2. ¿En qué caso conviene emplear cada uno de los métodos estudiados?

3. Describa el proceso de extracción a reflujo con el uso de esquemas y dibujos que

representen su fundamento teórico.

4. Mencione dos procesos industriales en los que, en algunos de sus pasos, se aplique una

destilación por arrastre de vapor.

5. Investigue y haga un resumen de 3 artículos de divulgación científica en los se emplee

cada una de las técnicas de extracción trabajadas en esta práctica. Tome como ejemplo

la siguiente referencia: Afranio A. Craveiro, et al, A simple and inexpensive steam

generator for essential oils extraction. . Chem. Educ., 1976, 53 (10), p 652.


a) Teoría y técnicas de extracción

http://www.essentialoils.co.za/components.htm

http://www.essentialoils.co.za/extraction-methods.htm

Ernest, G. et al. Essential Oils. Anal. Chem., 1959, 31 (4), pp 679-687

Pérez, S. et al. Composición química del aceite esencial de Anus glabrata. Tec. Al.,

1993, 28 (4-6), pp 20-21.

b) Videos sobre técnicas de extracción:

http://www.youtube.com/watch?v=fVZRnVKqkgw

http://www.youtube.com/watch?v=1OfLPQ-29Iw

c) Otros:

Técnica de extracción líquido-líquido: http://www.ugr.es/~quiored/lab/oper_bas/

ex_li_li.htm



______________________________________________________________________________________________

40

REFERENCIAS

a) Fritz, J. S. Analytical solid-phase extraction. EEUU. Wiley,1999. (Clasificación - QD63.E88 F75)

b) .Richard, J.P. Cannell. T., Natural products isolation, Humana, EEUU, 1998. (Clasificación -

QD415 N365)

c) Satyajit S. Sarker, Z. L., Alexander I., Natural products isolation. 2a ed. Humana, EEUU. 2006.

(Clasificación - QD415 N365 2006)

d) Bhat, S. V., Nagasampagi, B. A., Sivakumar, M. Chemistry of natural products. EEUU, 2006.

(Clasificación - QD415 B43)

e) Linskens, H. F., Jackson, J. F. Essential oils and waxes. Alemania. Springer, 1991.

(Clasificación - TP671 E77)


- PRÁCTICA 5. CROMATOGRAFÍA EN CAPA FINA (CCF) -

______________________________________________________________________________________________

41

Práctica 5

Cromatografía en capa fina (CCF)

INFORMACIÓN PREVIA

e puede definir a la cromatografía como una técnica que permite la separación de los

componentes de una mezcla, cuyo fundamento se basa en la diferencia de afinidad de

cada uno de los componentes hacia una fase estacionaria (soporte) y una fase móvil

(eluyente). Esta separación ocurre debido a: 1) un proceso de reparto múltiple entre las dos

fases, el cual depende de la solubilidad relativa de los componentes de la mezcla en cada

una de las fases y 2) un proceso continuo de adsorción, el cual depende de la afinidad de los

diferentes componentes por la fase estacionaria en cuestión.

Las técnicas cromatográficas no sólo se utilizan para la separación de los componentes de

una mezcla sino, además, como criterio de pureza e identificación de compuestos. Existen

diferentes tipos de cromatografía y se clasifican como se muestra en el Diagrama 5.1.

Diagrama 5.1. Tipos de cromatografía en función de la naturaleza de la fase estacionaria y la fase

móvil.

Las técnicas cromatográficas más comúnmente utilizadas son las siguientes:

Cromatografía en capa fina (CCF o TLC por sus siglas en inglés)

Cromatografía en capa preparativa (CCP)

Cromatografía en columna (CC)

Cromatografía en papel (CP o PC por sus siglas en inglés)

Cromatografía de gases (CG o GC por sus siglas en inglés)

Cromatografía líquida de alta resolución (CLAR o HPLC por sus siglas en inglés)

S

Fase estacionaria sólida

Adsorción

Fase móvil líquida

Cromatografía

Fase móvil gaseosa

Cromatografía

Líquido-Sólido

Cromatografía

Gas-Sólido

Fase estacionaria líquida

Reparto

Fase móvil líquida Fase móvil gaseosa

Cromatografía

Líquido-Líquido

Cromatografía

Gas-Líquido



______________________________________________________________________________________________

42

Cromatografía en Capa Fina

El proceso cromatográfico implica la distribución diferencial de un soluto entre dos fases, una

de las cuales corresponde a la fase estacionaria y la otra a la fase móvil.

La muestra aplicada en la capa es adsorbida en la superficie del material por la acción de

fuerzas intermoleculares que pueden ser iónicas, dipolares, de Van der Waals o puentes de

hidrógeno y, cuando la capa es expuesta al flujo de la fase móvil o eluyente por acción

capilar (elución o desarrollo de la placa), se inicia una competencia entre el disolvente y los

sitios activos del adsorbente por los componentes de la muestra. El compuesto adsorbido más

débilmente se liberará (desorberá) con mayor facilidad de la fase estacionaria y será

acarreado por el eluyente a medida que este último avanza sobre dicha fase.

Las fuerzas con las que los solutos interactúan con el adsorbente son el resultado de la

polaridad de los mismos. Un eluyente muy polar tiene una fuerza de elución grande para

compuestos de naturaleza polar; un comportamiento análogo ocurre con especies no

polares.

Figura 5.2. Determinación del valor de Rf.

Para poder medir el desplazamiento alcanzado por cada componente de la mezcla, con

una medida que resulte independiente del tiempo y de las dimensiones de la placa, se utiliza

el concepto de relación de frente (Rf), que se define como el cociente de la distancia

recorrida por el compuesto entre la distancia recorrida por el eluyente (Figura 5.2). El valor del

x

a

b

Frente de

elución

Substancia

Inicio

Rf = a

b=

Distancia de migración de las sustancia

Distancia de migración del frente de elución

A Valor de Rf



______________________________________________________________________________________________

43

Rf es siempre menor o igual a 1. A mayor distancia recorrida por el disolvente, mejor será la

resolución lograda, así por ejemplo, si dos sustancias de una muestra tienen Rf de 0.7 y 0.9

respectivamente, la separación entre ambos será 2 mm si el frente del disolvente corriera 1

cm, mientras que, si el frente corriera 10 cm, la separación real será de 2 cm. El Rf no cambió,

pero hubo más superficie y por lo tanto, más cantidad de equilibrios adsorción-desorción, con

una mejora en la resolución. El valor de Rf es constante para cada compuesto cuando se

usan las mismas condiciones de desarrollo de la CCF y permite identificar a los compuestos

que se separan.

Detección de los componentes

En la CCF, cuando se presenta color en la separación, el progreso de ésta es fácil de

observar. Sin embargo, cuando las sustancias son incoloras, es importante la utilización de

métodos tanto físicos como químicos para la detección (Consulte el Anexo III: Métodos de

revelado cromatográfico).

OBJETIVOS

a) Encontrar el mejor sistema de elución para separar los pigmentos presentes en un extracto

orgánico, obtenido de material vegetal fresco.

b) Comparar la resolución en la separación de los componentes de la mezcla, mediante la

prueba con tres sistemas de elución.

c) Reconocer la eficacia de los sistemas eluyente-soporte para la separación de mezclas de

compuestos en función de la polaridad.

GUÍA DE ESTUDIO

1) Describir brevemente los fundamentos fisicoquímicos de la separación cromatográfica.

2) Hacer un resumen de las técnicas cromatográficas y sus ventajas y desventajas en cuanto

a costos, tiempo de análisis, eficiencia de separación y cantidad de muestra empleada.

3) Investigar la importancia y las propiedades físicas y químicas de los pigmentos clorofílicos.

PARTE EXPERIMENTAL

Material por equipo


1 Mortero 1 Embudo de separación

1 Papel filtro 6 Tubos capilares

10 Tubos de ensaye de10 mL 1 Lámpara de luz UV

1 Pipeta de 10 mL 3 Vidrios de reloj

1 Cámara de desarrollo de CCF / tapa 6 Placas cromatográficas de sílice 5 cm



______________________________________________________________________________________________

44


Sustancia Sustancia Acetona

Hexano

Acetato de etilo

Etanol

Sulfato de sódio anhidro

HCl 1N

Mezclas de disolventes:

Metanol / ácido acético 1%

n-butanol / ácido acético glacial / agua (4:1:5)

Nota: Los alumnos deberán llevar una sesión anterior a esta práctica, hojas frescas de

espinacas, acelgas, etcétera, así como flores y frutos de diferentes colores y reciente colecta.

A fin de realizar los pasos 1 y 2 de la metodología siguiente.

METODOLOGÍA

Separación cromatográfica de pigmentos clorofílicos, licopenos y β-carotenos

1. Para obtener de cada uno de los extractos los pigmentos deseados, pesar 100 g de las

diferentes muestras frescas. En el caso de las espinacas, eliminar el pecíolo y las

nervaduras; utilizar bagazo de zanahoria y el jitomate en rebanadas sin semilla.

2. Colocar las muestras en un horno a 40ºC hasta secado total (este procedimiento es

necesario que sea realizado en una sesión previa).

3. Triturar en un mortero hasta homogeneizar totalmente.

4. Realizar una extracción continua a reflujo por media hora, utilizando la cantidad

necesaria de hexano para cubrir cada una de las muestras (Ver la metodología en la

Práctica 4: Extracción de un aceite esencial por diferentes técnicas).

5. Filtrar y concentrar.

6. Aplicar las tres muestras en 3 cromatoplacas distintas (para la preparación de las placas,

consulte el Anexo II: Técnicas básicas del laboratorio de Química Orgánica).

7. Desarrollar las placas hasta encontrar el mejor eluyente o sistema de eluyentes que

muestren la mejor separación de los pigmentos, siguiendo las recomendaciones que haga

el profesor.

Separación de antocianinas de flores de geranio mediante cromatografía en papel

Los colores azules, púrpuras, violeta y magenta, la mayoría de los rojos y los matices de

amarillo pálidos al marfil que se encuentran en flores y frutos, son pigmentos hidrosolubles que

pertenecen al grupo de las antocianinas.

1. A partir de una muestra de 4 g de flores frescas, macerar con una mezcla de metanol :

ácido acético al 1% v/v durante 20 minutos.



______________________________________________________________________________________________

45

2. Filtrar y tomar una muestra del líquido para aplicar con un capilar en una cromatoplaca

de papel filtro de 15 cm de largo y en una cromatoplaca de capa fina.

3. Dejar secar las muestras aplicadas.

4. Desarrollar hasta alcanzar un frente de 10 cm en el caso del papel filtro y de 5 cm en el

caso de la capa fina o hasta alcanzar 1 cm antes del final de la misma. Para la elución de

las cromatoplacas, el sistema empleado puede ser una mezcla de butanol / ácido

acético / agua, 4:1:5.

5. Una vez terminada la elución de las placas, retirar éstas de la cámara de desarrollo.

6. Dejar secar.

7. Proceder a su observación y análisis en un gabinete de luz UV (Ver el Anexo III: Métodos

de revelado cromatográfico).

8. Calcular el Rf de cada una de las manchas obtenidas.

9. Registrar las observaciones y revelar las placas con el reactivo adecuado (Ver el Anexo III:

Métodos de revelado cromatográfico).

10. Comparar las diferentes muestras analizadas y discutir los resultados obtenidos.

Nota: Se deben almacenar los extractos en refrigeración ya que serán empleados en la

Práctica 6: Cromatografía en columna.



______________________________________________________________________________________________

46


Separación cromatográfica de pigmentos clorofílicos, licopenos y β-carotenos

Separación de antocianinas de flores de geranio mediante cromatografía en papel

Con la ayuda de un mortero, macerar durante 20 minutos 4 g de

muestra de flores agregando metanol / ácido acético al 1%.

Aplicar sobre papel filtro y dejar secar.

Eluir en una mezcla de butanol / ácido acético / agua 4:1:5,

dejando correr hasta un frente de 10 cm en el papel y 5 cm en la

capa fina.

Filtrar y tomar el filtrado con un tubo

capilar.

Dejar secar y analizar en la cámara UV.

Calcular el Rf de cada una de las manchas.

Pesar 100 g de cada una de las muestras frescas y

secar a 40ª C

Realizar la extracción a reflujo para cada muestra

Filtrar y concentrar

Triturar cada muestra en un mortero hasta

homogeneizar en su totalidad

Aplicar las muestras en 3 cromatoplacas distintas

Desarrollar en eluyentes de diversa polaridad

Secar y proceder con revelado (físico y químico)



______________________________________________________________________________________________

47


El material vegetal empleado se deja secar y se elimina directamente en los residuos

orgánicos.

Las mezclas de eluyentes se almacenan en frascos etiquetados como “Residuos de

disolventes clorados. Prácticas 5 y 6” o “Residuos de disolventes no clorados. Prácticas 5 y 6”.

Estos serán destilados para su posterior reutilización.

CUESTIONARIO

1. Discuta la importancia de la polaridad y como interviene este factor durante la

separación por CCF.

2. Discuta la importancia de complementar con CCF el proceso de separación por

columna.

3. Analice las CCF de las fracciones obtenidas y evalúe la separación en función de la

polaridad de los pigmentos.

4. Identifique los diferentes pigmentos clorofílicos.


a) Teoría y técnicas de cromatografía en capa fina:

http://orgchem.colorado.edu/hndbksupport/TLC/TLC.html

http://www.chemguide.co.uk/analysis/chromatography/thinlayer.html

http://www.chem.ucla.edu/~bacher/General/30BL/tips/TLC1.html

http://www.wellesley.edu/Chemistry/chem211lab/Orgo_Lab_Manual/Appendix/Techniqu

es/TLC/thin_layer_chrom.html

b) Videos de cromatografía en capa fina:

http://www.youtube.com/watch?v=EUn2skAAjHk

http://www.youtube.com/watch?v=zk99SjEqT00

http://www.youtube.com/watch?v=S4GGhFHNNoA

http://www.youtube.com/watch?v=h6Zr243SL90



______________________________________________________________________________________________

48

REFERENCIAS

a) Abbott D., Andews, R. S., Introducción a la Cromatografía. 3 ed., Alhambra, España. 1972

(Clasificación - QD271 A22)

b) Brewster R. Q. y van der Werf C.A.; Curso Práctico de Química Orgánica, 3a. ed.

Alhambra, España, 1979. (Clasificación - QD261 B73)

c) Fieser L.F., Williason K.L., Organic Experiments, D.C. Heath, EEUU,1992. (Clasificación . QD261

F52 1992)

d) Harwood L. M.; Moody, C.J.; Percy, J. M. Experimental Organic Chemistry. Blackwell

Science. EEUU. 1999. (Clasificación - QD261 H372 1999)

e) Mann J. Natural products. Their Chemistry and Biological Significance, Wiley, EEUU, 1994.


f) Pavia D. L., Lampman G. M. and Kriz G.S.; Introduction to Organic Laboratory Techniques :


I576 2007)

g) Smith I., Feinberg J. G., Cromatografía sobre papel y capa fina: Electroforesis. Alhambra,

España, 1979. (Clasificación - QD79.C46 S54)

h) Thomson R.H., The Chemistry of Natural Products. 8a ed. Blackie Academic, 1993.

(Clasificación – QD415 C483 1993)

i) Vogel A. I.; Vogel’s : Textbook of Practical Organic Chemistry, 5a ed. Longman Scientific &


j) Zubrick J. W., The Organic Chem Lab. Survival Manual. A students guide to techniques, 5a

ed., J. Willey & Sons, EEUU, 2001. (Clasifiación – QD261 Z93 2001)

k) Dominguez S., Xorge A., Cromatografía en papel y en capa delgada, OEA, EEUU, 1975.

(Clasificación - QD79.C6 D65)


- PRÁCTICA 6. CROMATOGRAFÍA EN COLUMNA (CC) -

______________________________________________________________________________________________

49

Práctica 6

Cromatografía en columna (CC)

INFORMACIÓN PREVIA

Cromatografía en columna

La cromatografía en columna (CC) el método cromatográfico más ampliamente utilizado

para fines preparativos y frecuentemente se complementa con la cromatografía en capa

fina (CCF), que en este caso va proporcionando la información de la eficiencia con la que la

columna logra hacer la separación de los constituyentes de la mezcla.

La columna generalmente es de vidrio, cuyas dimensiones varían de acuerdo a la cantidad

de extracto que se desea separar o fraccionar. Como un criterio preliminar puede

considerarse que por cada gramo de mezcla que se desea separar se utilizan entre 20 y 100

gramos de adsorbente, dependiendo fundamentalmente de la diferencia de polaridad de

los constituyentes de la mezcla obtenida en una CCF. La preparación de la columna es

particularmente importante; se puede rellenar con una suspensión del adsorbente en el

eluyente, y se empaca aprovechando la fuerza de gravedad para que el líquido gotee, por

lo que la columna es fijada verticalmente a un soporte. El estado físico del adsorbente debe

permitir el empaquetamiento uniforme de la columna y el flujo libre del eluyente a través de

ella.

Los eluyentes empleados en la CC son similares a los utilizados en la CCF. Es fundamental que

se encuentren libres de impurezas para una mejor resolución del proceso cromatográfico. El

desarrollo de la columna se lleva a cabo utilizando eluyentes de polaridad creciente

(gradiente de elución) o eluyentes de la misma polaridad (sistema isocrático).

OBJETIVOS

a) Realizar la CC para la separación y aislamiento de los componentes clorofílicos de un

extracto obtenido a partir de una muestra vegetal fresca.

b) Conocer las características de la CC y los factores que en ella intervienen.

c) Dar seguimiento a la separación del extracto en CC, mediante CCF.

d) Identificar las diferencias y similitudes entre la CCF y la CC.

GUÍA DE ESTUDIO

1) Investigar los diferentes soportes (fases estacionarias) empleadas en la cromatografía en

columna, así como su uso más común para la separación de compuestos.



______________________________________________________________________________________________

50

2) Investigar los métodos de identificación de compuestos durante la elución de una CC.

3) Describir dos usos industriales en los que se emplee la CC.

4) Resumir un artículo de investigación científica en el que se emplee la separación

cromatográfica durante la parte experimental.

5) Describa la metodología para seleccionar el eluyente adecuado para una CC.

PARTE EXPERIMENTAL

Material por equipo


1 Columna cromatográfica 1 Pipeta Pasteur

1 Matraz Erlenmeyer 250 mL 10 Frascos de vidrio de 20 a 25 mL

4 Matraces Erlenmeyer de 125 mL 2 Capilares

1 Vaso de precipitado de 1L 1 Cámara de desarrollo de CCF

Placas cromatográficas de acuerdo a

la indicación del profesor

1

Algodón

Soporte universal


Sustancia Sustancia Gel de sílice

Metanol

Acetato de etilo

Hexano

Extracto de hierbas frescas

METODOLOGÍA

1. Preparar un extracto de muestra vegetal de acuerdo al procedimiento realizado en la

Práctica 5: Cromatografía en capa fina (CCF).

2. Sujetar la columna cromatográfica en posición vertical a un soporte universal utilizando

dos pinzas, una cerca de la llave y otra en la parte superior.

3. Colocar un pequeño trozo de algodón o fibra de vidrio en el extremo inferior dentro de la

columna.

4. Colocar un matraz Erlenmeyer en la parte inferior de la columna y un embudo en la parte

superior.

5. Preparar en un vaso de precipitados una suspensión de gel de sílice con el eluyente que

se empleará, en proporción 1:5, en la cantidad que el profesor indique.

6. Añadir la suspensión preparada por la parte superior de la columna con ayuda del

embudo, procurando que la mezcla permanezca lo más homogéneamente posible.



______________________________________________________________________________________________

51

7. Abrir la llave parcialmente a fin de dejar fluir el disolvente, permitiendo una sedimentación

del adsorbente para que éste se compacte adecuadamente. Procurar que no se formen

burbujas y evitar que se seque el gel de sílice.

8. Colectar el disolvente y agregar al vaso de precipitados donde se preparó la suspensión

adsorbente-eluyente, para así recuperar el gel de sílice que hubiera podido quedar y

trasvasar todo de nuevo a la columna.

9. Dejar que el eluyente baje hasta una altura sobre el adsorbente de 2 a 4 mm y cerrar la

llave de la columna.

10. Con ayuda de una pipeta Pasteur y una varilla de vidrio, añadir cuidadosamente el

extracto hexánico procurando que la muestra baje por las paredes (Figura 6.1).

11. Abrir la llave y continuar la adición de eluyente por la parte superior para desarrollar la

columna hasta colectar el primer color o banda formada por la separación.

12. Realizar el paso hasta obtener el mayor número de componentes clorofílicos. Se puede

emplear una mezcla de eluyentes para que se incremente la polaridad (siga las

instrucciones de su Profesor).

13. Recuperar las fracciones en matraces Erlenmeyer de 125 mL y, si lo indica el profesor,

concentrar en el rotavapor.

14. Almacenar las fracciones en frascos de vidrio de 25 mL.

15. Finalmente, realizar CCF de las fracciones obtenidas a fin de analizar la separación.

Es importante mencionar que para el tipo de pigmentos estudiados en esta práctica, el color

de los mismos es una guía para su colecta durante el desarrollo de la columna.

Figura 6.1. Preparación de la columna cromatográfica y separación de los componentes.



______________________________________________________________________________________________

52



El material vegetal empleado se deja secar y se elimina directamente en los residuos

orgánicos.

Las mezclas de eluyentes se almacenan en frascos etiquetados como “Residuos de

disolventes clorados. Prácticas 5 y 6” o “Residuos de disolventes no clorados. Prácticas 5 y 6”.

Estos serán destilados para su posterior reutilización.

CUESTIONARIO

1. Discuta la importancia de la polaridad y cómo interviene este factor durante la

separación por CC.

2. Discuta la importancia de complementar con CCF el proceso de separación por

columna.

3. Analice las CCF de las fracciones obtenidas y evalúe la separación en función de la

polaridad de los pigmentos.

4. Identifique los diferentes pigmentos clorofílicos separados.

Preparar el extracto

hexánico de muestra

Empacar la columna

Agregar el extracto hexánico

Preparar una suspensión de gel

de sílice con hexano

Agregar eluyente por las paredes y desarrollar la cromatografía,

colectando la mayor cantidad de componentes clorofílicos

Montar y alinear la columna

Analizar las fracciones por CCF.



______________________________________________________________________________________________

53

5. Defina los siguientes términos: eluyente, fase móvil, fase estacionaria, factor de

separación, resolución y platos teóricos en cromatografía.

6. Investigue cómo se detectan los compuestos no coloridos.


a) Teoría y técnicas de cromatografía en columna:

http://orgchem.colorado.edu/hndbksupport/colchrom/colchrom.html

http://www.chem.ubc.ca/courseware/121/tutorials/exp3A/columnchrom/

b) Videos de cromatografía en columna:

http://www.youtube.com/watch?v=EytuRMS1154

http://www.youtube.com/watch?v=Z54ec_G12QE

http://www.youtube.com/watch?v=6fzBJ8nuuzk

http://www.youtube.com/watch?v=Z54ec_G12QE

REFERENCIAS

a) Abbott D., Andews, R. S., Introducción a la Cromatografía. 3 ed., Alhambra, España. 1972

(Clasificación - QD271 A22)

b) Brewster R. Q. y van der Werf C.A.; Curso Práctico de Química Orgánica, 3a. ed.

Alhambra, España, 1979. (Clasificación - QD261 B73)

c) Fieser L.F., Williason K.L., Organic Experiments, D.C. Heath, EEUU,1992. (Clasificación . QD261

F52 1992)

d) Harwood L. M.; Moody, C.J.; Percy, J. M. Experimental Organic Chemistry. Blackwell

Science. EEUU. 1999. (Clasificación - QD261 H372 1999)

e) Mann J. Natural products. Their Chemistry and Biological Significance, Wiley, EEUU, 1994.


f) Pavia D. L., Lampman G. M. and Kriz G.S.; Introduction to Organic Laboratory Techniques :


I576 2007)

g) Smith I., Feinberg J. G., Cromatografía sobre papel y capa fina: Electroforesis. Alhambra,

España, 1979. (Clasificación - QD79.C46 S54)



______________________________________________________________________________________________

54

h) Thomson R.H., The Chemistry of Natural Products. 8a ed. Blackie Academic, 1993.

(Clasificación – QD415 C483 1993)

i) Vogel A. I.; Vogel’s : Textbook of Practical Organic Chemistry, 5a ed. Longman Scientific &


j) Zubrick J. W., The Organic Chem Lab. Survival Manual. A students guide to techniques, 5a

ed., J. Willey & Sons, EEUU, 2001. (Clasifiación – QD261 Z93 2001)

k) Dominguez S., Xorge A., Cromatografía en papel y en capa delgada, OEA, EEUU, 1975.

(Clasificación - QD79.C6 D65)


- PRÁCTICA 7. EXTRACCIÓN DE CAFEÍNA -

______________________________________________________________________________________________

55

Práctica 7

Extracción líquido-líquido: obtención de cafeína

INFORMACIÓN PREVIA

l principio activo que hace que el té y el café sean de interés para el hombre es la

cafeína (1,3,7-trimetilxantina). Se trata de un alcaloide, es decir, una amina con

actividad biológica y que presenta propiedades básicas (o alcalinas, de donde viene el

nombre de alcaloide). El té y el café no son las únicas plantas de las que se puede extraer la

cafeína. También se puede obtener a partir de las nueces de cola, de las hojas de mate, de

las semillas de guaraná y, en menor cantidad, de las semillas de cacao. El alcaloide puro fue

aislado del café por vez primera en 1821 por el químico francés Pierre Jean Robiquet.

La cantidad de cafeína presente en el té varía entre el 2 y el 5%. Los granos de café pueden

contener como máximo un 5% de cafeína.

Debido a los efectos de la cafeína sobre el sistema nervioso central, muchas personas

prefieren tomar café descafeinado. La cafeína se puede eliminar extrayéndola de los granos

de café enteros con tricloroetileno a 71 °C. A continuación se separa el disolvente y se acaba

de eliminar pasando corriente de vapor. Se secan los granos y se tuestan para darles sabor.

La descafeinización reduce el contenido en cafeína de 0.03 a 1.2%. La cafeína extraída se

emplea en productos farmacéuticos.

Muchos compuestos orgánicos, como la cafeína, se pueden obtener de fuentes naturales

por extracción. La extracción es un proceso por el cual se puede aislar una sustancia o

sustancias con base en las diferencias de solubilidad de las mismas en un determinado

disolvente.

La extracción puede realizarse a partir de mezclas sólidas o de disoluciones de la sustancia

deseada en un disolvente dado. En ambos casos, debe observarse la formación de dos fases

para que el proceso pueda realizarse: en el primer caso una fase sólida y una líquida,

mientras que en el segundo caso deben presentarse dos fases líquidas inmiscibles.

Si se tienen dos líquidos inmiscibles entre sí formando dos fases líquidas y se agrega una

tercera sustancia, dicha sustancia se distribuirá entre las dos fases de una manera definida

dependiendo de su afinidad hacia los diferentes disolventes. Este equilibrio es independiente

de la cantidad en que se agrega dicha sustancia, pero es dependiente de la temperatura.

Si CA es la concentración de la sustancia en el disolvente A y CB la concentración de la

misma en el disolvente B se observa que:

B

A

C

C = cte. = Kd

E



______________________________________________________________________________________________

56

Así, una sustancia se distribuye de manera constante entre las dos fases independientemente

de su concentración, a una temperatura dada. La constante Kd es llamada constante de

distribución o reparto.

Si bien no es estrictamente correcto, se pueden relacionar las concentraciones con la

solubilidad de la sustancia en ambos disolventes. De esta forma una sustancia se disolverá

más eficientemente en disolventes que puedan tener una mejor interacción con ella.

Consecuentemente, los compuestos iónicos (sales) se disolverán en disolventes polares, como

el agua. Una sustancia que sólo presenta interacciones del tipo de van der Waals, se

disolverá mayoritariamente en disolventes no polares.

Para realizar el proceso de extracción, si el compuesto a extraer se encuentra en una

disolución acuosa, se introduce la misma dentro de un embudo de separación y se agrega el

disolvente orgánico seleccionado para la extracción. El disolvente elegido debe ser inerte,

inmiscible con agua y presentar para el soluto de interés el mayor valor de Kd posible.

El volumen de disolvente a agregar dependerá del valor de la constante de reparto del

producto (Kd) y de la concentración del compuesto en la mezcla inicial. De todos modos

siempre será más eficiente llevar a cabo varias extracciones con pequeñas cantidades de

disolvente que una sola extracción utilizando el volumen total de la fase.

Otro tipo es la extracción sólido-líquido. En este caso, el líquido se pone en contacto con un

sólido durante un lapso determinado y luego se filtra, quedando la sustancia buscada

disuelta en el líquido.

Este tipo de extracción se realiza habitualmente en un aparato Soxhlet (Ver Práctica 4:

Extracción de un aceite esencial por diferentes técnicas).

OBJETIVOS

a) Utilizar diferentes técnicas de extracción para obtener cafeína.

b) Adquirir la habilidad necesaria para realizar extracciones líquido-líquido.

c) Calcular el porcentaje de cafeína en la muestra.

d) (Opcional) Comparar la cantidad de cafeína extraída de dos fuentes vegetales distintas

empleando la misma técnica.

GUÍA DE ESTUDIO

1) ¿Qué es un alcaloide?

2) ¿Cuáles son los efectos que produce la cafeína sobre el organismo humano?

3) Dibuje la estructura de la cafeína y con base en ésta justifique su polaridad.



______________________________________________________________________________________________

57

4) ¿Cuál es el fundamento físico-químico de las extracciones sólido-líquido y líquido-líquido?

5) Investigue la toxicidad de la cafeína, así como de los reactivos que se emplearán en esta

práctica.

PARTE EXPERIMENTAL

Extracción sólido-líquido y líquido-líquido a partir de té

Material por equipo


1 Agitador de vidrio 1 Mechero con manguera

1 Anillo metálico 2 Pinzas de tres dedos con nuez

1 Balanza granataria 1 Probeta

1 Cristalizador 1 Parrilla de calentamiiento

1 Embudo de cuello largo 2 Soportes universales

1 Embudo de separación de 250 mL 1 Tela de asbesto

1 Equipo Quickfit 2 Vasos de precipitados

1 Espátula Papel filtro

1 Matraz Erlenmeyer de 250 mL Piedras de ebullición


Sustancia Sustancia

25 g de té negro

200 mL de agua desionizada

15 g de carbonato de cálcio

5 g de sulfato de sodio anhidro

60 mL de cloroformo

Extracción sólido-líquido y líquido-líquido a partir de café

Material por equipo


1 Embudo de cuello largo 1 Parrilla de calentamiento

1 Embudo de separación de 250 mL 2 Pinzas de tres dedos con nuez

1 Equipo Quickfit 2 Soportes universales

1 Espátula 1 Vaso de precipitados de 150 mL

1 Manguera 1 Vaso de precipitados de 250 mL

1 Matraz bola de 500 Ml 3 Vasos de precipitados de 50 mL

1 Matraz Erlenmeyer de 250 mL


Sustancia Sustancia

30 g café molido sin tostar

Acetato de plomo 10%

Hidróxido de sodio 10%

90 mL Cloroformo




______________________________________________________________________________________________

58

Extracción sólido-líquido a partir de café utilizando un equipo Soxhlet.

Material por equipo


1 Canastilla de calentamiento 2 Matraz bola 500 mL

1 Dedal para Soxhlet 2 Pinzas de tres dedos

1 Equipo Soxhlet 1 Probeta de 25 mL

2 Mangueras 1 Refrigerante

2 Matraces Erlenmeyer de 50 mL 1 Soportes


Sustancia Sustancia

Cloroformo


Café verde no tostado

METODOLOGÍA


1. Agregar 25 g de té negro, 200 mL de agua desionizada y 15 g de carbonato de calcio

dentro de un matraz Erlenmeyer de 250 mL.

2. Calentar durante 20 minutos la mezcla y transcurrido ese tiempo, permita enfriar.

3. Filtrar para eliminar los residuos sólidos.

4. Colocar la mezcla en un embudo de separación y extraer por triplicado con porciones de

20 mL de cloroformo.

5. Colectar las fracciones orgánicas y secar con sulfato de sodio anhidro.

6. Filtrar y eliminar el cloroformo por destilación hasta obtener un volumen de 2 a 3 mL.

7. Colocar el extracto final en un vaso de precipitados y evaporar el cloroformo en su

totalidad empleando un baño de María, este procedimiento se deberá realizar en la

campana de extracción.

8. Pesar el producto final y calcular el porcentaje de cafeína, considerando la cantidad

promedio de cafeína por g de té.


1. Mezclar 25 g de grano de café verde (no tostado) con 200 mL de agua dentro de un

matraz bola de 500 mL.

2. Extraer a reflujo durante 20 min y filtrar para eliminar los sólidos.



______________________________________________________________________________________________

59

3. Agregar 20 mL de acetato de plomo al 10%, calentar nuevamente durante 10 minutos y

filtrar.

4. Colocar la mezcla en un embudo de separación y extraer por triplicado con porciones de

30 mL de cloroformo.

5. Colectar las fracciones orgánicas y colocarlas en otro embudo de separación.

6. Adicionar 10 mL de hidróxido de sodio al 10%, agitar y eliminar el hidróxido de sodio.

7. Lavar la fase orgánica con agua.

8. Agregar sulfato de sodio anhidro al extracto orgánico.

9. Filtrar y eliminar el cloroformo por destilación hasta obtener un volumen de 2 a 3 mL.


totalidad empleando un baño de María (dentro de la campana de extracción).

11. Pesar el producto final y calcular el porcentaje de cafeína en la muestra.

Extracción sólido-líquido a partir de café utilizando un equipo Soxhlet

1. Pesar 12 g de café y colocarlos dentro de un dedal para equipo Soxhlet (que puede

fabricar manualmente con papel de filtro, cerrando ambos extremos para evitar que las

partículas sólidas salgan de él y tapen el sifón).

2. Agregar al matraz bola del equipo el volumen necesario de cloroformo (ver anexo II).

3. Adaptar el refrigerante al sistema asegurándose que circule agua y que las juntas estén

perfectamente selladas, de lo contrario el disolvente se escapará (utilizar un poco de

grasa para juntas esmeriladas).

4. Calentar el matraz con una mantilla de calentamiento, regular la temperatura con la

ayuda de un termostato. Extraer durante una hora.

5. Destilar el disolvente del extracto hasta obtener un volumen de 2 a 3 mL.


totalidad empleando un baño de María (dentro de la campana de extracción).

7. Analizar el extracto clorofórmico por CCF utilizando como eluyente acetato de etilo /

cloruro de metileno en una proporción 6:4.

8. En este sistema se observará más de una mancha debido a que junto con la cafeína se

extraen otros componentes del café. La cafeína puede identificarse si se aplica en la

misma placa cromatográfica un estándar de cafeína, puede emplearse el sólido

obtenido a partir de la extracción del té.



______________________________________________________________________________________________

60



Mezclar té negro (25 g), agua (200 mL) y carbonato de

calcio (15 g) en un matraz Erlenmeyer

Fase acuosa

Colocar en embudo de separación.

Extraer con 20 mL de cloroformo (3 veces).

Calentar 20 minutos, dejar enfriar y filtrar.

Extractos orgánicos

2-3 mL de extracto

Agregar a los extractos 0.5 g de sulfato de

sodio anhidro.

Decantar.

Eliminar el cloroformo por destilación.

Producto crudo

Colocar el extracto final en un vaso de

precipitados.

Evaporar a sequedad a baño de María.

Pesar y calcular el porcentaje de cafeína



______________________________________________________________________________________________

61


Mezclar el café molido (25 g) y agua (200

mL) en un matraz balón a reflujo

Fase acuosa

Agregar 20 mL de acetato de plomo 10%.

Calentar 10 minutos y filtrar.

Calentar 20 minutos, dejar enfriar y filtrar.

Filtrado

Extracto orgánico

2-3 mL de extracto

Colocar el extracto en un vaso de

precipitados.

Evaporar a sequedad a baño de María.

Pesar y calcular el porcentaje de cafeína


Extraer con 30 mL de cloroformo (3 veces).

Fase orgánica


Adicionar 10 mL de N 10%. Lavar con agua.

Agregar a los extractos sulfato de sodio anhidro.

Filtrar.

Eliminar el cloroformo por destilación.

Extracto final



______________________________________________________________________________________________

62

Extracción sólido-líquido a partir de café utilizando un equipo Soxhlet


Los residuos con plomo deberán almacenarse en un recipiente “Residuos de Plomo, Práctica

7”

Los residuos acuosos libres de disolventes orgánicos pueden desecharse en la tarja.

Se deberá neutralizar las disoluciones ácidas y básicas y desechar en la tarja.

Las disolventes orgánicos se almacenan en frascos etiquetados como “Residuos de

disolventes clorados. Prácticas 7” o “Residuos de disolventes no clorados. Prácticas 7”. Estos

serán destilados para su posterior reutilización.

Se deberán secar los residuos de té o café sobre una parrilla a temperatura moderada en la

campana de extracción. Una vez eliminados los disolventes pueden ser desechados a los

residuos orgánicos.

CUESTIONARIO

1. ¿Por qué se utiliza agua para extraer inicialmente la cafeína?

2. ¿Qué otros disolventes se podrían utilizar en lugar del agua en esta etapa?

Pesar 12 g de café en grano molido y agregarlos al

dedal del equipo Soxhlet

Adaptar el matraz al sifón y al condensador. Sellar

bien las juntas con un poco de grasa de silicón

Agregar cloroformo al matraz bola.

(Ver anexo II)

Calentar por una hora, permitir por lo menos 4

reflujos.

Enfriar y destilar.

2-3 mL de extracto

Colocar el extracto final en un vaso de

precipitados.

Evaporar a sequedad a baño de María .

Analizar por CCF junto con el estándar de cafeína

pura. Pesar y calcular el rendimiento

Extracto final



______________________________________________________________________________________________

63

3. ¿Qué función tiene el carbonato de calcio que se adiciona inicialmente al agua con el

té?

4. ¿Por qué es necesario utilizar cloroformo para extraer la cafeína del agua?

5. ¿Qué otros disolventes orgánicos se podrían utilizar para extraer la cafeína del té?

6. ¿Para qué se agrega el sulfato de sodio anhidro a los extractos orgánicos antes de

concentrarlos?

7. ¿Por qué se hacen varias extracciones con cierto volumen de cloroformo y no una sola

extracción con un volumen igual al de todas las extracciones por separado?

8. ¿Qué cantidad de cafeína se espera obtener en el té y en los granos de café?

9. ¿Para qué se utiliza la cafeína?

10. ¿Para qué se adiciona acetato de plomo al extracto acuoso de café?

11. ¿Para qué se lavan los extractos orgánicos con sosa y agua?


a) Lecturas:

http://www.oaq.uba.ar/Labsecuela/Exp-12.htm

http://www.viterbo.edu/personalpages/ faculty/DWillman/p431_caff&nico.htm

http://science.csustan.edu/almy/3012/caffeine.htm

http://cms.cerritos.edu/uploads/Chemistry/Chem_211/211exptsublimcaff/Caffeineextracti

on.pdf

REFERENCIAS

a) . Chemical and Engineering News, 45 (Nov 20, 1967), 19.

b) Ray, O.S., 1972. Caffein. Drugs, society and human behavior. Mosby, St. Louis.

c) Renard M. C. T. Espinosa. 1993. Fuerte, negro y dulce: el café. Revista Ciencias V. 29.

d) Ritchie, J.M., 1970. Central nervous system stimulants, II: the xanthines. L.S. Goodman and

A. Gilman, The pharmacological basis of therapeutics. 4th ed. Macmillan, New York.

e) Taylor, N., 1965. Plant drugs that changed the world. Dodd, Mead, and Company, New

York. Pp. 54-56.



______________________________________________________________________________________________

64

f) Taylor, N., 1970. Three habit-forming nondangerous beverages. Narcotics-nature’s

dangerous gifts. Dell, New York.

g) Parliment, T. H., Ho, Ch.-T. Schieberle, P., editores. Caffeinated beverages :health benefits,

physiological effects, and chemistry. Washington, D.C. American Chemical Society, 2000.

h) Turner, C., editor Modern extraction techniques: food and agricultural samples.

Washington, DC. American Chemical Society, 2006.


- ANEXO I. SERIE ELUOTRÓPICA -

______________________________________________________________________________________________

65

Anexo I

Serie eluotrópica

La serie eluotrópica es una organización de disolventes con base en su capacidad relativa

para desplazar solutos de un determinado adsorbente (fuerza eluyente).

Enseguida se muestran varios disolventes, ordenados de tal manera que su polaridad y fuerza

eluyente (con respecto a la sílice en cromatografía de adsorción) crece de arriba hacia

abajo en la lista.

n-Pentano

n-Hexano

Ciclohexano

Tetracloruro de

carbono

Diisopropil éter

Benceno

Cloroformo

Diclorometano

Dietiléter

Acetato de etilo

Acetona

Dioxano

Acetonitrilo

Piridina

n-Propanol

Etanol

Metanol

Agua

Menos

Polar

Más

Polar


- ANEXO II. TÉCNICAS BÁSICAS DEL LABORATORIO DE QUÍMICA ORGÁNICA -

______________________________________________________________________________________________

66

Anexo II

Técnicas básicas del laboratorio de química orgánica

Cálculo del llenado de un matraz bola para reflujo en Soxhlet.

Para calcular el volumen lo que se hace es llenar la cámara del equipo Soxhlet hasta que el

disolvente baje por el sifón al matraz bola. Luego se coloca un volumen extra de disolvente

para asegurarse de que el matraz bola NO QUEDE VACÍO mientras se llena la cámara

mencionada (generalmente unos 50 mL extras para un matraz de 500 mL).

Preparación de cromatoplacas con portaobjetos

1. Preparar una suspensión en la que se mezcle la fase estacionaria (gel de sílice, alúmina,

etc.) con acetato de etilo o etanol en una proporción 3:2.

2. Tome dos portaobjetos perfectamente limpios y empálmelos uno con el otro.

3. Sujete firmemente los portaobjetos empalmados con los dedos pulgar e índice por uno de

los extremos.

4. Sumerja y extraiga rápidamente y con un movimiento uniforme y constante los

portaobjetos en la suspensión previamente homogeneizada, teniendo especial cuidado

de no introducir los dedos en la mezcla.

5. Permita que el disolvente se evapore y con mucho cuidado separe los portaobjetos. Si el

procedimiento se hizo correctamente, obtendrá un par de cromatoplacas de superficie

uniforme y delgada. Colóquelas con la superficie cubierta por la fase estacionaria hacia

arriba sobre un papel para su posterior uso.

Preparación de tubos capilares y aplicación de una muestra en CCF

Figura AII.1. Pasos a seguir para la preparación de tubos capilares y la aplicación de muestras sobre

cromatoplacas

1. Tome un tubo capilar con ambas manos y por ambos extremos (figura AII.1b)


- ANEXO II. TÉCNICAS BÁSICAS DEL LABORATORIO DE QUÍMICA ORGÁNICA -

______________________________________________________________________________________________

67

2. Acérquelo lentamente hacia el mechero encendido, de tal manera que la flama quede

posicionada a la mitad del tubo capilar. A medida que aproxime el tubo al mechero hale

ligeramente los extremos del tubo. Cuando sienta que el vidrio comienza a ceder aléjelo

inmediatamente de la flama. Si el movimiento es correcto, lo único que ocurrirá será el

estiramiento del tubo por la parte media.

3. Permita enfriar y rompa por la mitad, obtendrá dos tubos capilares finos.

4. Tome la muestra con un tubo capilar ((figura AII.1c)

5. Aplique la muestra sobre la cromatoplaca, teniendo especial cuidado de no oprimir con

mucha fuerza. Sólo es necesario que la punta del capilar toque por breves instantes (un

segundo a lo más) la superficie de la fase estacionaria.

Desarrollo de cromatoplaca en una cámara de elución.

1. Colocar el eluyente (puro o mezcla de disolventes) en la cámara de elución,

considerando que el nivel máximo debe quedar por debajo de la línea de aplicación de

la muestra en la cromatoplaca.

2. Introducir cuidadosamente la cromatoplaca en la cámara de elución y taparla para

permitir el equilibrio liquido-vapor del eluyente.

3. Esperar a que el frente del eluyente avance hasta un centímetro antes del fin de la fase

estacionaria de la cromatoplaca y retirar esta última. Dejar secar la cromatoplaca a

temperatura ambiente. Revelar (ver Anexo III).


- ANEXO III. MÉTODOS DE REVELADO CROMATOGRÁFICO -

______________________________________________________________________________________________

68

Anexo III

Métodos de revelado cromatográfico

Compuesto detectado Observaciones

a) Químicos

Vapores de yodo Comp. org. especialmente no

saturados

Café sobre fondo amarillo

K2Cr2O7•H2SO4 Comp. org. no volátiles Café obscuro sobre fondo blanco al

calentar a 230°C

H2SO4CALCINACIÓN Comp. org. no volátiles Café obscuro sobre fondo blanco al

calentar a 230°C

H2O Comp. hidrofóbicos de PM elevado Blancas sobre fondo más obscuro

2,7-Diclorofluoresceína

en EtOH

Comp. orgánicos Obscuras sobre fondo verde

amarillento al UV 254 nm.

Rhodamina B Comp. orgánicos Obscuras sobre fondo rosa naranja

al UV 254 nm.

SbCl3, SbCl5 Esteroides, vitaminas liposolubles Colores característicos (azul,

amarillo, café, etc.)

8. Ninhidrina Aminoácidos, aminas y otros. Rosa a púrpura sobre fondo blando

Ftalato de Anilina Azúcares reductores Gris negro

Azul de Bromotimol Lípidos Verde claro

b) Físicos

Luz UV 254 y 366 nm Comp. orgánicos Fluorescente sobre fondo blanco

oscuro (CCF sin indicador de

fluorescencia)

Luz UV 254 y 366 nm Compuestos aromáticos y

heterocíclicos

Oscuras sobre fondo fluorescente


- GLOSARIO -

______________________________________________________________________________________________

69

Glosario

Adsorción. Incorporación y adhesión de un gas, un líquido o una sustancia disuelta, a una

capa fina de moléculas de la superficie de un sólido.

Amina. Compuestos formalmente derivados del amoniaco mediante la sustitución de uno,

dos o tres átomos de hidrógeno por grupos hidrocarbilo. Pueden ser RNH2 (aminas primarias),

R2NH (aminas secundarias), R3N (aminas terciarias).

Analito. Especie presente en una muestra de la cual se busca información analítica.

Antocianina. Pigmento hidrosoluble que se halla en las vacuolas de las células vegetales,

otorga un color rojo, azul o púrpura a las flores y frutos.

Compuesto iónico. Compuesto neutro que contiene cationes y aniones

Compuesto no iónico. Compuesto neutro cuyos átomos se encuentran unidos por enlaces de

tipo covalente y que no contienen cationes ni aniones.

Concentración molar. Número de moles de soluto en un litro de disolución.

Concentración normal. Número de equivalentes de reactivo en un litro de disolución.

Concentración porcentual. Generalmente representada en masa o en volumen. Expresa la

cantidad de unidades de soluto por cada cien unidades de disolución.

Curva de calibración. Gráfica en la que una propiedad medida se relaciona en proporción

directa con el valor conocido de dicha propiedad, de una serie de patrones.

Desorción. Retirar un gas, un líquido o una sustancia disuelta de una superficie en la que se

encuentre adsorbido.

Elución. En cromatografía, proceso por el cual una conjunto de sustancias es separado

mediante la desorción selectiva de la fase móvil por el eluyente.

Eluyente. Fase móvil que se emplea en cromatografía para transportar solutos a través de

una fase estacionaria.

Energía Térmica. Energía asociada a la aleatoriedad del movimiento de los átomos y

moléculas.

Extracción líquido-líquido. Método consistente en la mezcla, agitación y separación por

diferencia de solubilidad, de dos fases inmiscibles.

Fase estacionaria. En cromatografía, un sólido o un líquido inmovilizado, sobre el cual se

reparte la especie de analito durante el paso de una fase móvil.


- GLOSARIO -

______________________________________________________________________________________________

70

Fase móvil. En cromatografía, un líquido o un gas que transporta los analitos a través de una

fase estacionaria líquida o sólida.

Fuerzas intermoleculares. Fuerzas de atracción entre las moléculas. Pueden generarse por la

presencia de cargas puntuales, como en el caso de los iones, o por fuerzas de dispersión

(fuerzas de Van der Waals) como el caso de las moléculas covalentes.

Gradiente de elución. Modificación sistemática de la fase móvil en la cromatografía de

líquidos para optimizar la resolución cromatográfica de los componentes de una mezcla.

Hidrocarburo. Compuesto formado sólo por carbono e hidrógeno.

Masa molecular. Suma de las masas atómicas (en uma) presentes en la molécula.

Miscible. Se dice que dos o más líquidos, completamente solubles entre sí en todas

proporciones, son miscibles.

Momento dipolar. Producto de la carga por la distancia entre las cargas en una molécula.

Polaridad. La distribución no simétrica de electrones en una molécula que resulta cuando un

átomo atrae electrones más fuertemente que el otro.

Polaridad. Es una propiedad de las moléculas que representa la desigualdad de las cargas

eléctricas en la misma. Esta propiedad se relaciona con otras propiedades químicas y físicas

como la solubilidad, punto de fusión, punto de ebullición, fuerzas intermoleculares, etc.

Presión atmosférica. Presión ejercida por la atmósfera terrestre.

Proceso de reparto. Es un proceso competitivo el cual una especie química es atraída, ya sea

en forma de solvatación o de adsorción, por dos fases no miscibles.

Punto de ebullición. Temperatura a la cual la presión de vapor de un líquido iguala la presión

atmosférica externa.

Punto de fusión. Temperatura a la que coexisten en equilibrio la fase líquida y la fase sólida.

Red cristalina. Red formada por iones geométricamente ordenados, de manera que cada

uno crea a su alrededor un campo eléctrico que hace que éstos se encuentren rodeados

por iones de signo opuesto.

Sistema isocrático. Término utilizado en cromatografía para designar a un solo disolvente o

mezcla de disolventes que se utiliza a lo largo de la misma, a diferencia de la cromatografía

con gradiente de disolventes.

Solvatación. Proceso en el cual un ion o una molécula es rodeado por moléculas del

disolvente, distribuidas de una manera específica.


- GLOSARIO -

______________________________________________________________________________________________

71

Sublimar. Proceso en el que las moléculas pasan directamente de la fase sólida a la fase de

vapor.

Volátil. Que tiene una presión de vapor medible.

manual q.o. 2011-2

Documents